一、從觀察開始：認(rèn)識(shí)小燈泡的“身體結(jié)構(gòu)”演講人CONTENTS從觀察開始：認(rèn)識(shí)小燈泡的“身體結(jié)構(gòu)”電流的“旅行”：電路是如何讓燈泡“活”起來的？發(fā)光的本質(zhì)：電能如何變成光能？動(dòng)手驗(yàn)證：設(shè)計(jì)一個(gè)“會(huì)發(fā)光的電路”總結(jié)：光明背后的科學(xué)思維目錄2025小學(xué)四年級(jí)科學(xué)上冊(cè)小燈泡發(fā)光原理課件作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我始終相信：科學(xué)的魅力不在于復(fù)雜的公式，而在于用孩子能理解的語言，把生活中最常見的現(xiàn)象講出“魔法感”。今天，我們要探索的“小燈泡發(fā)光原理”，就是這樣一個(gè)藏在日常中的科學(xué)密碼——它可能是你睡前按下的臺(tái)燈開關(guān)，是手電筒照亮暗處的光束，甚至是生日蛋糕上那串閃爍的小彩燈。接下來，讓我們一起拆解這個(gè)“光明魔法”，從觀察到思考，從動(dòng)手到理解，一步步揭開小燈泡發(fā)光的秘密。01從觀察開始：認(rèn)識(shí)小燈泡的“身體結(jié)構(gòu)”從觀察開始：認(rèn)識(shí)小燈泡的“身體結(jié)構(gòu)”要弄清楚小燈泡為什么會(huì)發(fā)光，首先得“解剖”它的結(jié)構(gòu)——就像我們想知道布娃娃為什么會(huì)唱歌，得先看看它肚子里裝了什么零件。不過別擔(dān)心，我們不需要真的打碎燈泡，通過觀察實(shí)驗(yàn)室的透明小燈泡模型，就能看清它的“內(nèi)部構(gòu)造”。1小燈泡的“外衣”與“骨架”拿到一個(gè)小燈泡，首先看到的是最外層的玻璃泡。它像一層透明的保護(hù)罩，既讓光線透出來，又能隔絕空氣——如果沒有這層“外衣”，燈絲在空氣中通電后會(huì)迅速燃燒，就像火柴點(diǎn)燃后會(huì)燒完一樣。玻璃泡里并不是空的，早期的燈泡會(huì)填充氮?dú)饣驓鍤獾榷栊詺怏w，現(xiàn)在有些節(jié)能燈泡還會(huì)填充特殊氣體，但四年級(jí)的我們只需要記?。哼@層“外衣”是為了保護(hù)燈絲，讓它更耐用。玻璃泡內(nèi)部，能看到一根細(xì)細(xì)的金屬絲，這就是燈絲，它是小燈泡發(fā)光的核心部件。燈絲兩端連接著兩根金屬支架，就像兩根“小柱子”，支撐著燈絲的位置。金屬支架的另一端，會(huì)延伸到燈泡底部的金屬觸點(diǎn)——這是小燈泡與外界連接的“接口”，一個(gè)在底部中心（稱為“中心觸點(diǎn)”），另一個(gè)在側(cè)面（稱為“螺旋觸點(diǎn)”）。當(dāng)我們把燈泡旋進(jìn)燈座時(shí)，這兩個(gè)觸點(diǎn)就會(huì)分別接觸燈座的金屬片，讓電流流通。2從“愛迪生的嘗試”看燈絲的選擇說到燈絲，這里有個(gè)有趣的故事：1879年，愛迪生為了找到合適的燈絲材料，嘗試了1600多種材料，從棉線、竹絲到金屬鉑，最終發(fā)現(xiàn)鎢絲最適合——它的熔點(diǎn)高達(dá)3410℃，即使通電后溫度升到2000℃以上也不會(huì)熔化（對(duì)比一下，蠟燭燃燒的溫度大約只有600℃）。所以現(xiàn)在我們用的白熾燈，燈絲幾乎都是鎢絲做的。這個(gè)故事告訴我們：科學(xué)探索需要耐心和嘗試，就像你們做實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次可能失敗，但多試幾次就能找到答案。02電流的“旅行”：電路是如何讓燈泡“活”起來的？電流的“旅行”：電路是如何讓燈泡“活”起來的？知道了小燈泡的結(jié)構(gòu)，接下來要解決的問題是：為什么通了電，燈絲就會(huì)發(fā)光？這就需要理解“電路”的概念——電路是電流流動(dòng)的“路徑”，就像自來水需要水管才能從水龍頭流出來，電流也需要“導(dǎo)線”“電源”“用電器”和“開關(guān)”組成的閉合路徑，才能讓小燈泡工作。1電路的四大“成員”21一個(gè)能讓小燈泡發(fā)光的簡(jiǎn)單電路，必須包含四個(gè)部分：用電器：這里就是小燈泡，它是消耗電能并轉(zhuǎn)化為光能的裝置；電源：提供電能的裝置，比如電池（干電池的“+”是正極，“-”是負(fù)極）；導(dǎo)線：連接各部分的“電線”，就像電流的“高速公路”，通常用銅絲外包塑料絕緣層制成；開關(guān)：控制電路通斷的“閘門”，閉合時(shí)電路連通（通路），斷開時(shí)電路切斷（斷路）。4352電流的“方向”與“路徑”電流是從電源的正極出發(fā)，經(jīng)過導(dǎo)線、開關(guān)、小燈泡，再回到電源的負(fù)極，形成一個(gè)閉合回路。如果這個(gè)回路中有任何一處斷開（比如導(dǎo)線沒接緊、開關(guān)沒閉合），電流就無法流動(dòng)，小燈泡就不會(huì)亮。這就像我們玩“傳接球”游戲，如果中間有一個(gè)人松手，球就傳不下去了。我曾帶學(xué)生做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)：用兩根導(dǎo)線分別連接電池的正負(fù)極和小燈泡的兩個(gè)觸點(diǎn)，結(jié)果有的小組燈泡亮了，有的沒亮。仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)，沒亮的小組要么導(dǎo)線只接了一個(gè)觸點(diǎn)（形成“斷路”），要么導(dǎo)線的絕緣皮沒剝干凈（電阻太大，電流過不去）。這說明：電路的連接必須“全閉合”，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)，都會(huì)讓“電流旅行”中斷。03發(fā)光的本質(zhì)：電能如何變成光能？發(fā)光的本質(zhì)：電能如何變成光能？現(xiàn)在我們知道，電流需要在閉合電路中流動(dòng)，才能讓小燈泡工作。但電流是怎么讓燈絲發(fā)光的呢？這里需要理解“能量轉(zhuǎn)化”的概念——就像吃進(jìn)去的食物轉(zhuǎn)化為跑步的動(dòng)能，電流通過燈絲時(shí)，電能也會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能和光能。1燈絲的“發(fā)熱”與“發(fā)光”當(dāng)電流通過燈絲時(shí)，燈絲會(huì)因?yàn)殡娮瓒l(fā)熱。電阻是導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，就像水流過狹窄的水管會(huì)更湍急，電流通過細(xì)而長(zhǎng)的鎢絲時(shí)，能量會(huì)被“阻礙”，轉(zhuǎn)化為熱量。當(dāng)燈絲的溫度升高到1700℃以上時(shí)，就會(huì)發(fā)出可見光——溫度越高，光越亮（比如電爐絲發(fā)紅光，燈絲溫度更高，所以發(fā)白光）。這種發(fā)光方式叫做“熱發(fā)光”，屬于熱光源（對(duì)比一下，螢火蟲發(fā)光是“冷光源”，不需要高溫）。2從“能量守恒”看發(fā)光效率不過，白熾燈其實(shí)“很浪費(fèi)”——它只有5%左右的電能轉(zhuǎn)化為光能，剩下的95%都變成熱能散失了。所以現(xiàn)在我們更常用LED燈，它的發(fā)光效率能達(dá)到30%以上，而且不需要高溫。但對(duì)于四年級(jí)的我們來說，先理解最基礎(chǔ)的“熱發(fā)光”原理，未來學(xué)習(xí)更復(fù)雜的知識(shí)時(shí)，就能更容易理解了。04動(dòng)手驗(yàn)證：設(shè)計(jì)一個(gè)“會(huì)發(fā)光的電路”動(dòng)手驗(yàn)證：設(shè)計(jì)一個(gè)“會(huì)發(fā)光的電路”科學(xué)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是“動(dòng)手驗(yàn)證”。接下來，我們要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證前面的結(jié)論：只有閉合電路中的電流通過燈絲時(shí)，小燈泡才會(huì)發(fā)光。1實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備每組需要：1節(jié)1.5V干電池（注意正負(fù)極）、1個(gè)小燈泡（2.5V）、2根導(dǎo)線（兩端剝?nèi)?厘米絕緣皮）、1個(gè)小開關(guān)（可選）。2實(shí)驗(yàn)步驟與觀察連接簡(jiǎn)單電路：用一根導(dǎo)線連接電池正極和小燈泡的螺旋觸點(diǎn)，另一根導(dǎo)線連接電池負(fù)極和小燈泡的中心觸點(diǎn)。觀察：小燈泡是否發(fā)光？（正常情況下會(huì)發(fā)光，因?yàn)樾纬闪碎]合回路。）斷開一處連接：輕輕拔起其中一根導(dǎo)線，觀察：小燈泡是否熄滅？（會(huì)熄滅，因?yàn)殡娐窋嚅_，電流無法流動(dòng)。）加入開關(guān)：在導(dǎo)線中間串聯(lián)一個(gè)開關(guān)，閉合開關(guān)時(shí)燈泡亮，斷開時(shí)熄滅。這說明開關(guān)能控制電路的通斷。0102033常見問題與分析實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可能會(huì)遇到這些問題：燈泡不亮但電路連接正確：可能是電池沒電了（用電壓表檢測(cè)），或燈絲斷了（小燈泡損壞）。燈泡很暗或很快燒壞：如果用2節(jié)電池（3V）連接2.5V的燈泡，電壓過高會(huì)導(dǎo)致電流過大，燈絲過熱燒壞。這說明用電器需要匹配合適的電壓。每次實(shí)驗(yàn)后，我都會(huì)讓學(xué)生用“畫圖+文字”記錄電路連接方式，并討論“如果改變連接方式，會(huì)發(fā)生什么”。有個(gè)學(xué)生曾問：“如果把兩個(gè)燈泡串聯(lián)，會(huì)更亮還是更暗？”這正是我們下節(jié)課要探索的“串聯(lián)與并聯(lián)電路”的問題，科學(xué)的魅力就在于，一個(gè)問題會(huì)引出更多問題。05總結(jié)：光明背后的科學(xué)思維總結(jié)：光明背后的科學(xué)思維回顧今天的探索，我們從觀察小燈泡的結(jié)構(gòu)開始，理解了電路的組成和電流的流動(dòng)，最終明白了“電能通過燈絲時(shí)轉(zhuǎn)化為熱能和光能”的發(fā)光原理。這個(gè)過程就像拆一個(gè)“光明盲盒”——先看外觀，再拆零件，最后理解每個(gè)零件如何配合工作?？茖W(xué)不是遙不可及的“大道理”，而是藏在你按下開關(guān)的瞬間、拆開手電筒的好奇里。希望你們記住：當(dāng)你看到燈泡亮起來時(shí)，不要只感嘆“真亮”，還要想想“為什么亮”——這就是科學(xué)思維的開始。未來，當(dāng)你們學(xué)習(xí)更多知識(shí)（比如LED的發(fā)光原理、電路的復(fù)雜連接）時(shí)，今天的“小燈泡”會(huì)成為你們腦海中一個(gè)清晰的“知識(shí)錨點(diǎn)”，幫助你們理解更復(fù)雜的現(xiàn)象。最后，用一句話總結(jié)小燈泡發(fā)光的核心：閉合電路中的電流通過燈絲