把辉光球引入科学课堂

王星娜

辉光球又名等离子球、静电球、闪电球等，很多人在各种科技场馆都见过它。可是，经过观察和询问，我发现大部分人对辉光球仅仅停留在用手触摸这个层面，只有少量科普人士能玩出新花样。作为科学教师，我不但关心它怎么好玩，还特别好奇如果把它用在科学课堂上会是什么样子。于是，就有了《玩转魔幻球》这个活动。

常规观察、体验活动

1.观察描述

打开辉光球，首先让学生静心观察一段时间，描述观察到的现象。学生一般会从以下几方面来描述：

描绘细节——中间像一个大火球，外面有无数条均匀散开的射线;好多移动的线条;末端有细小分支等。

迁移它物——它让我想到了一只章鱼，有很多触手;它就像一道道闪电;像神经;像好多血管等。

提出问题——为什么会呈现这些颜色？这里面是真空的吗？中间的圆球是什么？

分享感受——我觉得很神奇、很漂亮、很梦幻、很恐怖等。

最后请学生结合以上描述，给它起个名字。很快，“魔幻球”“电光球”“触手球”等有趣的名字都出来了，这节课也因此被命名为《玩转魔幻球》。

这个球怎么玩呢？很多同学其实都迫不及待地想用手摸摸它，活动顺利地进入下一环节。

2.预测现象，实践检验

触摸之前，我先请学生预测可能会出现什么情况，他们的预测主要包括：触电、头发爆炸、手发热、光线集中到一点等。

然后，我请学生代表亲身验证，结果是：光线集中到一点（如图1）。在这个环节中，教师也可以继续追问其他感官上的信息。<G：＼科学课＼2019＼4＼FF科学课内文2019.4＼Image＼QQ图片20190606165701.png>

图1  光线集中到一点

3.提出问题，列出假说

我引导学生提出问题，他们的问题主要集中在两点：为什么用手触摸会出现这种变化？这可能和什么因素有关？

有的学生认为和热量有关，他猜想的依据是：人有热量、有体温，是这些热量导致光线集中，我们把这种说法称为“热量说”。

有的学生认为是手按压导致的，即“压力说”。

有的学生认为这和人体是导体有关，即“导体说”。

根据学生实际情况，我列出各种不同的假说。

4.设计实验，逐个研究

怎么确定哪个假说成立呢？有的学生出主意，用热的手和凉的手分别触摸，看一下有什么不同;有的学生说，轻轻接触与用力按压对比一下效果;有的学生说，除了手，换别的材质试试看。

接下来，学生就按照自己的想法设计实验，展开研究。

5.发现真知，得出结论

经过研究，学生的初步结论是：这种现象可能与接触体材质的导电性有关。

我趁热打铁，引导学生复习导体与绝缘体的相关知识，接着请他们找出身边的材料，判断其导电性，并一一进行验证。

学生找到的材料主要有：红领巾（布料）、书本（纸张）、钥匙（金属）、尺子（塑料）、铅笔芯等。一一验证过后他们发现，当导体接触魔幻球时，会出现光线集中的现象，当绝缘体接触魔幻球时则没有反应。

这里，出现了一个比较有意思的材料——剪刀。大多数同学认为，使用剪刀时会出现光线集中的现象，结果一试却没有反应。很快有学生提议，手拿着剪刀的金属部分试，发现接触魔幻球时是通路，而手拿着塑料刀把时，尽管金属刀片接触到魔幻球，但也被塑料刀把“断路”了——学生用知识积累现场解答疑惑。

6.继续追问，深入探讨

借着学生学习的劲头，我又引导他们关注绝缘体在什么情况下可以转换成导体，如材料干湿情况的转化，高压情况下气体电离变成导体的例子等，作为本次活动的拓展。

趣味活动一：拉手点灯活动

我给学生更小的“魔幻小灯”：这个小灯像我们一样有两只“手”，接着我找同学上来和它“手拉手”。在他们“拉好手”准备做朋友的时候，我突然打开魔幻球。哇！小灯就这样在我们手上亮起来了（如图2）。

学生边游戏边增加人数，直到末尾的小灯眼快要亮不起来了。这时，我提议：看来末尾的这个灯能量不足了，大家抬起一只脚试试看？学生一试，末尾的小灯果然亮了一些。“那把两只脚都抬起来吧！”大家被我逗得哈哈大笑。

这时，那些爱动脑的同学开始联想之前学过的电路知识，兴奋地发表见解：“抬脚是减少能量分流！”他们很快想出了两只脚都抬起的好办法，比如坐在木凳子上抬起双脚，或双脚踩在泡沫板上。

趣味活动二：魔术秀——隔空点灯

我拿出一根灯管让学生检查，并告诉他们：这是一根普通得不能再普通的灯管，但是它能在不接触的情况下被隔空点亮。在大家半信半疑之际，我开始表演“绝技”。当灯管被隔空点亮时，有个别天真的宝宝居然真的认为我有魔力。接下来，我请学生表演这段魔术，让他们尽情发挥，充分展示科学中的艺术（如图3）。

我引导学生思考：是我们真的有魔力吗？学生摇头。之后，我向他们解释道：魔术之所以很炫，是因为其中蕴藏着你没弄明白的科学原理，当你弄明白了，你就会恍然大悟！

主要创新

1.亲历完整的原生态探究

前面详述的观察体验活动，是学生在摸索辉光球怎么玩的过程中自然生成的一段非常完整的探究历程。

比如学生在游戏体验中提出的新玩法：除了自己用手触摸外，还拿一枝花来触摸;把手蘸湿触摸，甚至蘸了盐水再触摸的;从身边的材料找起，验证材料的导电性等。

借助辉光球，学生亲历科学探究，经历了“观察预测—提出问题—猜想验证—得出结论”的全过程，训练了科学思维。

2.不放过游戏中的意外

在“拉手点灯”活动中，学生意外地发现：相邻同学的双手一旦触碰到，小灯就不亮了。这是怎么回事？经过讨论，他们发现原来是“手”这根导线致使小灯短路了。

本活动涉及“电与我们的生活”中的相关内容，如电路的知识、导体与绝缘体的区分及转化等。因此，解决游戏中遇到的问题，也检验了学生对已学知识的提取、应用能力。

3.科學很好玩

把游戏、魔术搬到科学课堂上，增添了科学的趣味性和神秘感，让学生明白科学并不枯燥，科学也可以玩出新花样，从而激发学生学习科学的热情。这也激励学生在以后的学习与生活中多观察、多思考，利用科学解释遇到的奇特现象，解决生活中的实际问题。