把輝光球引入科學課堂

王星娜

輝光球又名等離子球、靜電球、閃電球等，很多人在各種科技場館都見過它。可是，經過觀察和詢問，我發現大部分人對輝光球僅僅停留在用手觸摸這個層面，只有少量科普人士能玩出新花樣。作為科學教師，我不但關心它怎么好玩，還特別好奇如果把它用在科學課堂上會是什么樣子。于是，就有了《玩轉魔幻球》這個活動。

常規觀察、體驗活動

1.觀察描述

打開輝光球，首先讓學生靜心觀察一段時間，描述觀察到的現象。學生一般會從以下幾方面來描述：

描繪細節——中間像一個大火球，外面有無數條均勻散開的射線;好多移動的線條;末端有細小分支等。

遷移它物——它讓我想到了一只章魚，有很多觸手;它就像一道道閃電;像神經;像好多血管等。

提出問題——為什么會呈現這些顏色？這里面是真空的嗎？中間的圓球是什么？

分享感受——我覺得很神奇、很漂亮、很夢幻、很恐怖等。

最后請學生結合以上描述，給它起個名字。很快，“魔幻球”“電光球”“觸手球”等有趣的名字都出來了，這節課也因此被命名為《玩轉魔幻球》。

這個球怎么玩呢？很多同學其實都迫不及待地想用手摸摸它，活動順利地進入下一環節。

2.預測現象，實踐檢驗

觸摸之前，我先請學生預測可能會出現什么情況，他們的預測主要包括：觸電、頭發爆炸、手發熱、光線集中到一點等。

然后，我請學生代表親身驗證，結果是：光線集中到一點（如圖1）。在這個環節中，教師也可以繼續追問其他感官上的信息。<G：＼科學課＼2019＼4＼FF科學課內文2019.4＼Image＼QQ圖片20190606165701.png>

圖1? 光線集中到一點

3.提出問題，列出假說

我引導學生提出問題，他們的問題主要集中在兩點：為什么用手觸摸會出現這種變化？這可能和什么因素有關？

有的學生認為和熱量有關，他猜想的依據是：人有熱量、有體溫，是這些熱量導致光線集中，我們把這種說法稱為“熱量說”。

有的學生認為是手按壓導致的，即“壓力說”。

有的學生認為這和人體是導體有關，即“導體說”。

根據學生實際情況，我列出各種不同的假說。

4.設計實驗，逐個研究

怎么確定哪個假說成立呢？有的學生出主意，用熱的手和涼的手分別觸摸，看一下有什么不同;有的學生說，輕輕接觸與用力按壓對比一下效果;有的學生說，除了手，換別的材質試試看。

接下來，學生就按照自己的想法設計實驗，展開研究。

5.發現真知，得出結論

經過研究，學生的初步結論是：這種現象可能與接觸體材質的導電性有關。

我趁熱打鐵，引導學生復習導體與絕緣體的相關知識，接著請他們找出身邊的材料，判斷其導電性，并一一進行驗證。

學生找到的材料主要有：紅領巾（布料）、書本（紙張）、鑰匙（金屬）、尺子（塑料）、鉛筆芯等。一一驗證過后他們發現，當導體接觸魔幻球時，會出現光線集中的現象，當絕緣體接觸魔幻球時則沒有反應。

這里，出現了一個比較有意思的材料——剪刀。大多數同學認為，使用剪刀時會出現光線集中的現象，結果一試卻沒有反應。很快有學生提議，手拿著剪刀的金屬部分試，發現接觸魔幻球時是通路，而手拿著塑料刀把時，盡管金屬刀片接觸到魔幻球，但也被塑料刀把“斷路”了——學生用知識積累現場解答疑惑。

6.繼續追問，深入探討

借著學生學習的勁頭，我又引導他們關注絕緣體在什么情況下可以轉換成導體，如材料干濕情況的轉化，高壓情況下氣體電離變成導體的例子等，作為本次活動的拓展。

趣味活動一：拉手點燈活動

我給學生更小的“魔幻小燈”：這個小燈像我們一樣有兩只“手”，接著我找同學上來和它“手拉手”。在他們“拉好手”準備做朋友的時候，我突然打開魔幻球。哇！小燈就這樣在我們手上亮起來了（如圖2）。

學生邊游戲邊增加人數，直到末尾的小燈眼快要亮不起來了。這時，我提議：看來末尾的這個燈能量不足了，大家抬起一只腳試試看？學生一試，末尾的小燈果然亮了一些。“那把兩只腳都抬起來吧！”大家被我逗得哈哈大笑。

這時，那些愛動腦的同學開始聯想之前學過的電路知識，興奮地發表見解：“抬腳是減少能量分流！”他們很快想出了兩只腳都抬起的好辦法，比如坐在木凳子上抬起雙腳，或雙腳踩在泡沫板上。

趣味活動二：魔術秀——隔空點燈

我拿出一根燈管讓學生檢查，并告訴他們：這是一根普通得不能再普通的燈管，但是它能在不接觸的情況下被隔空點亮。在大家半信半疑之際，我開始表演“絕技”。當燈管被隔空點亮時，有個別天真的寶寶居然真的認為我有魔力。接下來，我請學生表演這段魔術，讓他們盡情發揮，充分展示科學中的藝術（如圖3）。

我引導學生思考：是我們真的有魔力嗎？學生搖頭。之后，我向他們解釋道：魔術之所以很炫，是因為其中蘊藏著你沒弄明白的科學原理，當你弄明白了，你就會恍然大悟！

主要創新

1.親歷完整的原生態探究

前面詳述的觀察體驗活動，是學生在摸索輝光球怎么玩的過程中自然生成的一段非常完整的探究歷程。

比如學生在游戲體驗中提出的新玩法：除了自己用手觸摸外，還拿一枝花來觸摸;把手蘸濕觸摸，甚至蘸了鹽水再觸摸的;從身邊的材料找起，驗證材料的導電性等。

借助輝光球，學生親歷科學探究，經歷了“觀察預測—提出問題—猜想驗證—得出結論”的全過程，訓練了科學思維。

2.不放過游戲中的意外

在“拉手點燈”活動中，學生意外地發現：相鄰同學的雙手一旦觸碰到，小燈就不亮了。這是怎么回事？經過討論，他們發現原來是“手”這根導線致使小燈短路了。

本活動涉及“電與我們的生活”中的相關內容，如電路的知識、導體與絕緣體的區分及轉化等。因此，解決游戲中遇到的問題，也檢驗了學生對已學知識的提取、應用能力。

3.科學很好玩

把游戲、魔術搬到科學課堂上，增添了科學的趣味性和神秘感，讓學生明白科學并不枯燥，科學也可以玩出新花樣，從而激發學生學習科學的熱情。這也激勵學生在以后的學習與生活中多觀察、多思考，利用科學解釋遇到的奇特現象，解決生活中的實際問題。