小学科学实验需要科学的精神与方法——“不听话”的电路检测器引发的教学思路变化

■龚敏

小学科学实验需要科学的精神与方法
——“不听话”的电路检测器引发的教学思路变化

■龚敏

在教学四年级《导体与绝缘体》时，按照教材要求，为了检测物体是否导电，学生要组装一个电路检测器。电路检测器由一节电池（装在电池盒里）、一个小灯泡（安在小灯座上）、三根导线组成，如下图所示：

用两个检测头接触橡皮的两端，小灯泡不亮，检测表明，橡皮不容易导电……学生要按这样的操作步骤检测身边的20种材料。可是，当检测到铅笔芯是否导电时，电路检测器却变得“不听话”了。

现象之一：铅笔芯怎么会不导电？

“老师你快来看看，铅笔芯怎么不导电啊？”一个小组的同学七嘴八舌地向我求助。原来他们将电路检测器的两头接在铅笔芯上，结果却发现灯泡没亮。“哎，这是怎么回事？”我脑子里飞速地想着。“会不会是电路检测器坏了？”我提出了我的设想。“不会啊！刚才接铁片的时候还好好的呢！”学生们急得红着脸一边说着还一边测试给我看，试图用行动告诉我，刚才我的猜测是错误的。果然，接上铁片灯泡就可以正常地发光，显然电路检测器没有问题。这个实验我在课前做过，铅笔芯是可以导电的，怎么这个小组同学的检测结果和我不一样呢？学生们小声嘀咕：“铅笔芯里有石墨呀。”“石墨不是导电的吗？”“怎么我们的灯泡就是不亮呢？”此时，孩子们小声议论着自己的想法，而我的心里也存在着和他们一样的疑问。

作为科学老师，我先肯定了孩子的想法。“你们懂得真多，铅笔芯的主要成分就是石墨！”目光却开始打量起他们做实验用的笔芯来。等等！我发现这盒自动铅笔芯盒子上印着“HB”。而我在课前实验时用的是绘图用的“6B”铅笔。会不会是因为铅笔芯中石墨含量的高低导致了实验结果的不同呢？有了这个大胆的猜测后，我对学生说：“先听听别的小组用铅笔芯做实验的情况吧！”

通过汇报我得知，有四个小组的铅笔芯能使小灯泡发亮。拿灯泡发亮小组做实验的铅笔芯一看，是“晨光”和“晨立”牌的“HB”和“2B”铅笔芯，而灯泡不发亮的另外四个小组使用的是别的品牌，如“美达”和“浪木”的“2B”铅笔芯。面对这种泾渭分明的局面，我问道：“铅笔芯容易导电吗？”孩子们有的说“容易”有的说“不容易”，互相都不能说服对方。于是我在板书时，就在“铅笔芯容易导电吗”后打了个大大的问号。我相信这个问号在孩子们的心中已经开始生根发芽了。

由于课前估计不足，我没有考虑到材料的因素会对实验结果造成这么大的影响，以至于在课上没有很好地解答学生的疑惑。为了更好地研究铅笔芯是否为导体这个问题，我与学生约定好，课下继续研究，下次上课再来解决这个难题。

回到家后，我又买了一些铅笔继续做实验。我发现电路检测器在检测“HB”和“2B”的铅笔芯时不亮，检测“3B”的铅笔芯时，只有仔细分辨才能看出灯泡的灯丝有一点点发红，检测“6B”的铅笔芯时灯泡最亮，检测“8B”和“9B”的铅笔芯时反倒没有检测“6B”时的效果好。

通过查找资料，我得知铅笔芯中的石墨是被碾碎后与黏土混合而成的，所以原子结构被打乱，因此导电性能并不十分出众，必须提高电路检测器中的电压，才会获得明显的实验效果。于是我往电路检测器中多加入一节电池，再进行检测，原来不亮的“HB”和“2B”铅笔芯都能使灯泡发亮了。这下，电路检测器“不听话”的问题似乎解决了。

可当我第二天兴冲冲地来到学校，用学生的自动铅笔芯做实验时，却发现即使用有两节电池的电路检测器检测，有的铅笔芯依然不会亮。

问题似乎又回到了原点，依旧没有得到彻底解决，而我再度陷入了思考……此时，我不禁联想起另外一件令我困惑的事：一般说来，人是导体，连几岁的小朋友都这样被家长告知过：不能用手去摸电源插座！但是在上课做实验时，学生将手，甚至是湿手连入电路检测器时，小灯泡都亮不了。此时的我不由得把疑惑和怒气全投向了这个多事的电路检测器。电路检测器，你怎么这么不“给力”呢？

现象之二：难道人不是导体？

电路检测器在检测木头、塑料、铜铁铝等材料时都正常，但人是导体为什么偏偏就检测不出来呢？

“是不是一节电池电压较低，所以小灯泡亮不起来呢？”初步的猜测立刻被现实给说服了：不是的。因为我在电路里串联了两节电池，都已经超过了小灯泡的额定电压了，可在检测人体时灯泡依然不亮。由于按书本的方法组装的电路检测器没法证明人体是导体，我只能对学生进行空洞的说教，学生们没有通过实验现象亲身感知，教学效果会大打折扣。

下课后，我的心情很不平静，我心里那个郁闷呀！那个不服气呀！那个不甘心呀！致使我非要和这个多事的电路检测器较个真。我狠狠地盯着这个电路检测器：“你这个坏东西，一点儿也不灵敏！明明是导体的铅笔芯和人体，你怎么就是测不出来呢？”

咦，问题会不会是出在灯泡上呢？问题的根源没有解决，我光发牢骚也没用，冷静下来，我做了第二次大胆猜测：“或许是我用的1.5V的灯泡太费电了吧！”想到这里，我急忙翻出六年级学生的科学实验材料袋，因为我记得那里面有个很小的电珠，它个头那么小，一定很省电！待我好不容易把线路全部接好，检测时灯泡却依然不亮。这样的结果无疑又给我泼了一盆冷水，弄得我好沮丧。看来，作为科学家需要良好的心态，来面对无数次失败带给人的巨大打击；作为科学老师，同样需要良好的心态，来面对教学过程中无数失败给老师带来的各种压力。

问题破解：设置科学实验仪器

万般无奈之下，最后我使出杀手锏，在教学论坛里向高手们求助，后来终于获得一位“大侠”的帮助，解开了我的困惑。

人体的确是导体，但是在接入电路中后就成了一个很大的电阻，电路中虽然仍有电流通过，但并不足以使小灯泡亮起来。要使人体接入电路中并看得见灯亮的效果，必须将书本的电路检测器进行一番大改造——用发光二极管替换下电路检测器中的灯座及灯泡。

原来发光二极管的工作电流很小，3mA就能发光，0.5mA即有显示，人们常用它来显示电路中有没有电流。因为它比小灯泡节能，所以对微电流更灵敏。同时在连接电路时要注意，必须将电池的正极连到发光二极管的长支架上，否则它不亮。当我购齐材料进行组装后，新的电路检测器就新鲜出炉了！

怀着忐忑的心情，我拿来一试。新型电路检测器果然“听话”得很！效果非常好。测试铅笔芯，灯亮了！把打湿的红领巾连上去，亮了！又去试湿手、自来水等，灯都能亮，只是亮度会有区别。顿时，我心里的那盏灯也随着一次又一次的点亮而逐渐亮了起来。有了这个法宝，我相信能让孩子们更好的认清科学领域中的真理！虽然办法不是我的首创，但是实验效果太令人满意了！

拿着教材图上的电路检测器和我组装的新型电路检测器，我走进了四年级另一个班《导体与绝缘体》的课堂……

在对实验结果进行汇报时，如我所料，出现了预测与实验结果不一致的情况：许多学生预测铅笔芯不导电，可实验结果却是有的组灯泡能亮，有的组灯泡不亮；还有一部分学生预测湿布、湿手能导电，可每个组的实验结果都是灯泡不亮。

学生们满腹疑问，教室里一时炸开了锅。能引发学生认知上的矛盾冲突，激起学生继续探究的欲望，这可正是我这个科学老师求之不得的教学契机。

虽然学生疑惑不解，但此刻我却是胸有成竹。我在大屏幕上投影出这个新型电路检测器，“同学们请看：我发明了一种新型电路检测器，也许它能帮助你们解决问题。”

新型电路检测器的闪亮登场，暂时镇住了场子，可孩子们不是可以随便被糊弄的，他们那歪着的小脑袋、那泛着疑惑的眼神，很明显是在告诉我他们有些怀疑新型电路检测器的本领。我赶紧就汤下面，让学生将它与教材的电路检测器作比较，他们很快发现这个新型电路检测器的不同：电池增多了，灯泡也不一样，小了很多。我简单地介绍了一下发光二极管的特点，并演示了检测湿布时灯亮的过程。

学生们兴奋极了，一个个跃跃欲试，在我的带动下，他们强烈要求通过实践操作来检验它的性质。于是我将“新型电路检测器”发给各小组，由学生再次检测，并记录。

这次实验时，学生不仅检测了铅笔芯、湿布、湿手等前次实验时有疑惑的物体，而且还把木头、塑料、铜铁铝等物体也重新检测了一遍。课堂上的升温，让我也暗暗有些欣慰：这群孩子身上很有点小科学家的品质了。不仅会质疑，而且会通过科学的手段去解疑。在这个过程中，他们能很冷静地秉承了“实践是检验真理的唯一标准”这一原则。

这一次汇报时，各组的实验结果趋于一致。我引导学生将这些物体分成两类：容易导电的（如铜片、铁片、铝片、铅笔芯、湿布、人的湿手等）和不容易导电的（如塑料片、木片、纸片、干布条等），并介绍了导体和绝缘体这两个名词。

临近下课，我问学生：“你们实验了两次，在第一次实验时有几种物体并不能使灯泡发亮，而在第二次时才发现它们是能导电的，你们到底更相信哪一次的结果呢？”学生们纷纷发言：

有的说：“我相信第二次的结果，因为更准确。”

有的说：“可能那些物体的导电能力不像铜铁铝那么强，所以影响了第一次实验的结果。”

有的说：“老师发明的这个电路检测器更先进一些，更灵敏一些，所以才能检测出来。”

……

听到学生的发言，我心里乐开了花。看来呀，我还得多谢这个“多事”的电路检测器呢！不是它这一折腾，哪来后面的精彩呢？真是“山穷水尽疑无路，柳暗花明又一村”呀！

直到下课的时候，还有学生围着我。“老师，你给我们用的这个发光二极管太神奇了，我也想买一个回去做实验。你看怎么样？”

当学生带着兴奋和满足恋恋不舍地离开试验室时，我内心感到了由衷的满足。能够给学生提供直观感知、亲身体验的机会，帮助他们建立新的科学概念，所以我所有的付出，都是值得的。

通过这两次课的教学，我不仅收获了一个“听话”的新型电路检测器，还真切地感受到：在科学的课堂里，教师和学生一样，都需要有科学的精神，都需要善于思考、勤于动手、善于总结、不断提高。

让我们保持一颗敏锐求索的心，从容应对科学课里的各种未知和挑战吧！

（作者单位：武汉市青山区钢城第十一小学）

责任编辑 王爱民