一、引言：從“燈泡不亮”說(shuō)起——電路學(xué)習(xí)中的真實(shí)挑戰(zhàn)演講人CONTENTS引言：從“燈泡不亮”說(shuō)起——電路學(xué)習(xí)中的真實(shí)挑戰(zhàn)電路故障排查的基礎(chǔ)認(rèn)知：先懂“正?！?，才能找“異?！惫收吓挪榈木唧w方法：從“觀察”到“驗(yàn)證”的科學(xué)流程安全與習(xí)慣：排查故障的“隱形規(guī)則”總結(jié)：從“修電路”到“學(xué)思維”目錄2025小學(xué)四年級(jí)科學(xué)上冊(cè)電路故障排查方法課件01引言：從“燈泡不亮”說(shuō)起——電路學(xué)習(xí)中的真實(shí)挑戰(zhàn)引言：從“燈泡不亮”說(shuō)起——電路學(xué)習(xí)中的真實(shí)挑戰(zhàn)作為一名從事小學(xué)科學(xué)教學(xué)十余年的教師，我始終記得每年教授“電路”單元時(shí)孩子們眼里的光芒。當(dāng)他們第一次用導(dǎo)線連接電池和小燈泡，看著燈絲被電流點(diǎn)亮的瞬間，那種“我創(chuàng)造了光明”的成就感，是科學(xué)啟蒙最珍貴的火種。但緊接著，總會(huì)有幾個(gè)小組舉著手說(shuō)：“老師，我們的燈泡不亮！”這時(shí)候，課堂就從“成功的喜悅”轉(zhuǎn)向了“問(wèn)題的探索”——而這，恰恰是培養(yǎng)科學(xué)思維的最佳契機(jī)。小學(xué)四年級(jí)的“電路”單元，核心目標(biāo)不僅是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單電路的組成，更要引導(dǎo)他們像小工程師一樣，通過(guò)觀察、推測(cè)、驗(yàn)證解決實(shí)際問(wèn)題。電路故障排查，正是將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。今天，我們就圍繞“電路故障排查方法”展開(kāi)系統(tǒng)學(xué)習(xí)，幫助孩子們掌握“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—分析問(wèn)題—解決問(wèn)題”的科學(xué)探究路徑。02電路故障排查的基礎(chǔ)認(rèn)知：先懂“正?！?，才能找“異?！彪娐饭收吓挪榈幕A(chǔ)認(rèn)知：先懂“正?！?，才能找“異?！币挪楣收希紫刃枰鞔_“正常電路”的標(biāo)準(zhǔn)。就像醫(yī)生診斷疾病前要了解健康人的生理指標(biāo)，我們必須先建立“電路正常工作”的認(rèn)知框架。1簡(jiǎn)單電路的組成與工作原理小學(xué)階段涉及的電路均為“簡(jiǎn)單串聯(lián)電路”，其核心組成可概括為“四要素”：1電源（提供電能，如1.5V干電池）；2導(dǎo)線（傳輸電流，需用金屬芯外包裹絕緣層的導(dǎo)線）；3用電器（消耗電能，如小燈泡、小電動(dòng)機(jī)）；4開(kāi)關(guān)（控制電路通斷，可選元件）。5正常工作的電路需滿足兩個(gè)條件：6①形成閉合回路——電流從電源正極出發(fā)，經(jīng)導(dǎo)線、用電器、開(kāi)關(guān)回到負(fù)極，路徑無(wú)斷開(kāi)；7②用電器參數(shù)匹配——例如，單個(gè)1.5V小燈泡需連接1.5V電池（或多節(jié)電池串聯(lián)81簡(jiǎn)單電路的組成與工作原理時(shí)總電壓不超過(guò)小燈泡額定電壓）。去年帶學(xué)生做“串聯(lián)兩個(gè)小燈泡”實(shí)驗(yàn)時(shí)，有個(gè)小組用3V電池（兩節(jié)1.5V串聯(lián)）連接兩個(gè)1.5V小燈泡，結(jié)果燈泡亮度正常；但另一個(gè)小組誤將3V電池直接連單個(gè)小燈泡，燈泡瞬間發(fā)出刺眼白光后熄滅——這就是“參數(shù)不匹配”導(dǎo)致的故障，也是我們需要提前讓學(xué)生理解的基礎(chǔ)。2常見(jiàn)電路故障類型及表現(xiàn)基于多年教學(xué)觀察，四年級(jí)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中90%以上的故障可歸為三類，其表現(xiàn)與成因如下：2常見(jiàn)電路故障類型及表現(xiàn)2.1斷路（開(kāi)路）：電流“走不通”表現(xiàn)：用電器（如燈泡）不工作，電源無(wú)明顯發(fā)熱。常見(jiàn)成因：導(dǎo)線斷裂（尤其是剝皮處導(dǎo)線被扯斷，肉眼不易察覺(jué)）；導(dǎo)線與元件接觸不良（如導(dǎo)線金屬頭未完全插入燈座的連接孔）；開(kāi)關(guān)未閉合（學(xué)生可能忘記撥動(dòng)開(kāi)關(guān)）；小燈泡燈絲燒斷（長(zhǎng)時(shí)間短路或電壓過(guò)高導(dǎo)致）。2常見(jiàn)電路故障類型及表現(xiàn)2.2短路：電流“抄近道”表現(xiàn)：導(dǎo)線或電源明顯發(fā)熱，用電器不工作（若短路嚴(yán)重，電池可能迅速耗盡）。常見(jiàn)成因：導(dǎo)線直接連接電源正負(fù)極（未經(jīng)過(guò)用電器）；用電器兩端被導(dǎo)線短接（如燈泡兩端同時(shí)接觸一根導(dǎo)線）。我曾見(jiàn)過(guò)學(xué)生為了“讓燈泡更亮”，將兩節(jié)電池并聯(lián)后直接連燈泡，結(jié)果導(dǎo)線發(fā)燙、電池外殼變軟——這就是典型的短路事故，必須通過(guò)教學(xué)讓學(xué)生理解“短路的危害”。2常見(jiàn)電路故障類型及表現(xiàn)2.3接觸不良：電流“時(shí)通時(shí)斷”表現(xiàn)：用電器偶爾工作（如燈泡忽亮忽滅），輕觸導(dǎo)線或元件后狀態(tài)變化。常見(jiàn)成因：導(dǎo)線金屬頭氧化（尤其是使用舊電池時(shí)，電池正負(fù)極氧化層阻礙接觸）；燈座、電池盒的彈簧片松弛（按壓后可暫時(shí)恢復(fù)接觸）；導(dǎo)線剝皮處僅有部分金屬絲接觸（學(xué)生剝線時(shí)可能只剝了一半）。接觸不良是最讓學(xué)生困惑的故障類型，因?yàn)樗皶r(shí)隱時(shí)現(xiàn)”。去年有個(gè)學(xué)生小組的燈泡“白天實(shí)驗(yàn)時(shí)不亮，下午突然亮了”，后來(lái)發(fā)現(xiàn)是上午手汗導(dǎo)致導(dǎo)線金屬頭潮濕，下午晾干后接觸恢復(fù)——這種案例能很好地說(shuō)明“接觸不良”的復(fù)雜性。03故障排查的具體方法：從“觀察”到“驗(yàn)證”的科學(xué)流程故障排查的具體方法：從“觀察”到“驗(yàn)證”的科學(xué)流程掌握了故障類型后，需要引導(dǎo)學(xué)生建立“有序排查”的思維習(xí)慣。就像醫(yī)生問(wèn)診時(shí)“望、聞、問(wèn)、切”，電路排查也需要分步驟推進(jìn)，避免“亂試亂拆”浪費(fèi)時(shí)間。1第一步：觀察法——用眼睛“收集證據(jù)”觀察是科學(xué)探究的起點(diǎn)，電路排查中，學(xué)生需要重點(diǎn)觀察以下四個(gè)方面：1第一步：觀察法——用眼睛“收集證據(jù)”1.1觀察電路連接是否完整引導(dǎo)學(xué)生按“電源→導(dǎo)線→用電器→開(kāi)關(guān)”的順序，逐一檢查各元件是否接入電路。例如：01電池是否正確裝入電池盒（正極對(duì)準(zhǔn)彈簧片，負(fù)極對(duì)準(zhǔn)接觸片）；02導(dǎo)線是否連接了所有元件（是否有“漏連”的元件）；03開(kāi)關(guān)是否處于閉合狀態(tài)（部分學(xué)生可能忘記打開(kāi)開(kāi)關(guān)）。041第一步：觀察法——用眼睛“收集證據(jù)”1.2觀察用電器狀態(tài)若燈泡不亮，需觀察燈絲是否完整（正常燈絲為螺旋狀，燒斷后可見(jiàn)斷裂痕跡）；若電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，需觀察轉(zhuǎn)軸是否被卡?。ㄓ檬州p轉(zhuǎn)測(cè)試）。1第一步：觀察法——用眼睛“收集證據(jù)”1.3觀察導(dǎo)線與元件接觸點(diǎn)重點(diǎn)檢查導(dǎo)線金屬頭是否完全插入燈座、電池盒的連接孔（可用手指輕拉導(dǎo)線，若松動(dòng)則接觸不良）；觀察電池正負(fù)極是否有氧化層（呈白色或綠色粉末，可用砂紙輕輕打磨）。1第一步：觀察法——用眼睛“收集證據(jù)”1.4觀察是否有短路跡象若導(dǎo)線或電池發(fā)熱，需立即斷開(kāi)電路（避免電池?fù)p壞），檢查是否有導(dǎo)線直接連接電源正負(fù)極，或用電器兩端被導(dǎo)線短接。去年有個(gè)小組的燈泡不亮，但電池發(fā)燙，學(xué)生通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線同時(shí)接觸了電池正負(fù)極和燈泡的一個(gè)連接點(diǎn)——這就是“部分短路”，電流優(yōu)先從導(dǎo)線流過(guò)，導(dǎo)致燈泡無(wú)電流通過(guò)。2第二步：替換法——用“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”驗(yàn)證猜想當(dāng)觀察到可疑點(diǎn)后，最有效的驗(yàn)證方法是“替換法”：用已知正常的元件替換可疑元件，觀察電路是否恢復(fù)正常。2第二步：替換法——用“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”驗(yàn)證猜想2.1替換導(dǎo)線取一根已確認(rèn)能正常導(dǎo)電的導(dǎo)線（可提前準(zhǔn)備“標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線”），替換原電路中的某一根導(dǎo)線。若替換后燈泡亮了，說(shuō)明原導(dǎo)線有故障（斷裂或接觸不良）。2第二步：替換法——用“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”驗(yàn)證猜想2.2替換用電器將不亮的燈泡替換為另一個(gè)已知正常的燈泡，若新燈泡亮了，說(shuō)明原燈泡燈絲燒斷；若仍不亮，則故障可能在導(dǎo)線或電源。2第二步：替換法——用“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”驗(yàn)證猜想2.3替換電源將原電池替換為另一節(jié)電池（或電池組），若電路恢復(fù)正常，說(shuō)明原電池電量不足或損壞。需要注意的是，替換法需“單一變量”操作——每次只替換一個(gè)元件，否則無(wú)法確定具體故障點(diǎn)。例如，同時(shí)替換導(dǎo)線和燈泡，即使電路恢復(fù)，也無(wú)法判斷是導(dǎo)線還是燈泡的問(wèn)題。3第三步：檢測(cè)法——用“電路檢測(cè)器”精準(zhǔn)定位對(duì)于較復(fù)雜的故障（如多導(dǎo)線電路、多個(gè)用電器串聯(lián)），僅用觀察法和替換法可能效率較低，此時(shí)需要引入“電路檢測(cè)器”進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)。3第三步：檢測(cè)法——用“電路檢測(cè)器”精準(zhǔn)定位3.1電路檢測(cè)器的制作材料：1節(jié)1.5V電池、1個(gè)小燈泡、2根導(dǎo)線、1個(gè)電池盒（可選）。步驟：①將電池裝入電池盒（或直接手持）；②用一根導(dǎo)線連接電池正極與燈泡的一個(gè)連接點(diǎn)；③用另一根導(dǎo)線連接電池負(fù)極與燈泡的另一個(gè)連接點(diǎn)，形成“檢測(cè)器電路”（正常情況下燈泡應(yīng)亮）。3第三步：檢測(cè)法——用“電路檢測(cè)器”精準(zhǔn)定位3.2電路檢測(cè)器的使用方法檢測(cè)器的原理是：若被測(cè)部分能導(dǎo)電，檢測(cè)器的燈泡會(huì)亮；若不能導(dǎo)電（如斷路），燈泡不亮。具體操作：①斷開(kāi)被測(cè)電路的電源（避免短路）；②將檢測(cè)器的兩根導(dǎo)線分別接觸被測(cè)電路的兩個(gè)點(diǎn)（如導(dǎo)線的兩端、燈泡的兩個(gè)連接點(diǎn)）；③觀察檢測(cè)器燈泡是否亮：亮→被測(cè)部分能導(dǎo)電（無(wú)斷路）；不亮→被測(cè)部分?jǐn)嗦罚ㄈ鐚?dǎo)線斷裂、接觸不良）。例如，檢測(cè)一根導(dǎo)線是否斷路時(shí)，將檢測(cè)器的兩根導(dǎo)線分別接觸被測(cè)導(dǎo)線的兩端：若檢測(cè)器燈泡亮，說(shuō)明導(dǎo)線正常；若不亮，說(shuō)明導(dǎo)線內(nèi)部斷裂。3第三步：檢測(cè)法——用“電路檢測(cè)器”精準(zhǔn)定位3.3檢測(cè)法的注意事項(xiàng)檢測(cè)器只能檢測(cè)“斷路”故障，無(wú)法檢測(cè)“短路”（短路時(shí)被測(cè)部分電阻幾乎為0，檢測(cè)器燈泡會(huì)非常亮，甚至燒毀）；檢測(cè)前必須斷開(kāi)原電路的電源，否則可能導(dǎo)致原電路短路；檢測(cè)用電器（如燈泡）時(shí)，需將其從原電路中取下，單獨(dú)檢測(cè)（避免原電路其他部分干擾）。去年帶學(xué)生用檢測(cè)器排查“三個(gè)燈泡串聯(lián)不亮”的故障時(shí)，學(xué)生依次檢測(cè)每根導(dǎo)線、每個(gè)燈泡，最終發(fā)現(xiàn)是中間一個(gè)燈泡的燈絲燒斷——這種“抽絲剝繭”的過(guò)程，能有效培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。04安全與習(xí)慣：排查故障的“隱形規(guī)則”安全與習(xí)慣：排查故障的“隱形規(guī)則”科學(xué)探究中，安全是底線；良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，則是提高效率的關(guān)鍵。針對(duì)四年級(jí)學(xué)生的特點(diǎn)，需重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以下兩點(diǎn)：1安全第一：遠(yuǎn)離“危險(xiǎn)操作”21禁止使用家庭電路：所有實(shí)驗(yàn)必須使用1.5V-3V的干電池（或?qū)W生電源的低壓檔），絕對(duì)不能連接插座或充電寶（電壓過(guò)高會(huì)導(dǎo)致短路起火）；正確使用工具：剝導(dǎo)線皮時(shí)用剝線鉗（或指甲刀），避免用牙齒咬（防止導(dǎo)線金屬絲扎傷），剝線長(zhǎng)度控制在1-2厘米（過(guò)長(zhǎng)易導(dǎo)致短路）。及時(shí)斷開(kāi)故障電路：若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線或電池發(fā)熱，立即斷開(kāi)開(kāi)關(guān)或取下電池，避免電池過(guò)熱漏液（舊電池漏液可能腐蝕皮膚或元件）；32記錄與反思：讓“故障”成為學(xué)習(xí)資源每次實(shí)驗(yàn)后，建議學(xué)生填寫《電路故障排查記錄表》，內(nèi)容包括：故障現(xiàn)象（如“燈泡不亮，電池發(fā)熱”）；推測(cè)的故障原因（如“可能短路”）；采用的排查方法（如“替換導(dǎo)線后燈泡亮”）；最終結(jié)論（如“原導(dǎo)線內(nèi)部斷裂”）。通過(guò)記錄，學(xué)生能逐漸建立“現(xiàn)象—假設(shè)—驗(yàn)證—結(jié)論”的科學(xué)思維鏈。我曾將學(xué)生的記錄表整理成《班級(jí)故障案例集》，后來(lái)的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前翻閱案例，故障排查效率明顯提高。05總結(jié)：從“修電路”到“學(xué)思維”總結(jié)：從“修電路”到“學(xué)思維”電路故障排查，表面上是解決“燈泡不亮”的問(wèn)題，本質(zhì)上是培養(yǎng)“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題”的