发现“热电流”

　　发现“热电流”

　　电学真是太有趣了！不必说两个不同物体相互摩擦就能神奇地吸引起轻小物体，也不必说那成串儿的彩灯能自动轮换着发出璀璨光芒，单说在电压的作用下那些小小的电荷竟能乖乖地在电路里排起长队，有秩序地沿着一个方向迈起了“正步儿”，形成了电流，这就不可思议。这不，今天我们又学习了导体和绝缘体的知识。不过那个“加热玻璃球实现导体和绝缘体之间转化”的实验，由于没找到插有金属丝的玻璃球而没能做成，真是有些遗憾。

　　玻璃球找到了

　　时间的“风车”转得真快，一晃一个多月过去了，我们又学习了许多电学知识，脑袋都有一种“沉甸甸”的感觉了。一次偶然的机会，老师讲到了白炽灯泡的构造。咦！灯泡中用于架灯丝的玻璃柱，不正是苦苦寻找的“插有金属丝的玻璃球”么？玻璃球找到了！我们欢喜不已。

　　我们的实验

　　我们怀着迫不及待的心境，利用实验室开放的时间，开始了实验探究。同伴们急切地连好了电路，用酒精灯烧着那只“特制”的玻璃球，用心地观察着它，又不时地关注着电流表的偏转情况。可惜，随着一位同学“哇”的一声，那只“特制”的玻璃球竟然“夭折”了——它太小了，经不起炙热的强火，竟熔化了。

　　没关系，重新再来。第二天，我们找来更大一点的玻璃球儿，重新展开我们的实验。随着火焰不断地加热，玻璃球红了起来，亮了起来，这时电路里的电流跟着大了起来，表针转起来了！本来是绝缘体的玻璃球终于导起电来——我们成功了。

　　感谢失误

　　接下去我们又在不同的时间里不厌其烦地做着这个实验，就像托里拆利、焦耳、奥斯特那样。有一次，我们怀着平常的心境再次观察了电流表针那平常的一转，就在实验结束准备整理器材的时候，伙伴们惊异的目光不约而同地聚焦于“电源”上——那是一个由于同伴的一时疏忽而忘记连入电路的电源。原来我们竟然在操作着一个缺少电源的回路。没有电源电流表针为什么也能偏转？电流从哪里来！？

　　嘘——我们发现了神秘的电流

　　这个堪称“伟大”的失误，竟让我们小组所有成员内心激动不已。果真存在一种神秘电流？电流从哪里来？我们蓦然意识到也许前面所做的所有工作仅仅是一部长剧的序幕。

　　我们开始探究着一个怪异的电路——导线、开关、玻璃球组成的无电源回路，开始了新一轮的探索。当我们再次烧玻璃球的时候，那神秘的电流恰似赴约而至，再次光顾于我们的视野。“快看，它又出现了！……”“唔——”同伴们情不自禁地喊了出来，只感觉到每个人的心房怦然而动——电流竟高达0.4A左右。

　　我们一口气用同样的玻璃球完成了数次实验。大家聚精会神地操作着，观察着，记录着。继而又惊奇地发现：同样的实验条件，某次电流表指针竟向完全相反的方向偏转，这是一个巧合吗？紧紧抓住这稍纵即逝的现象，大家再次沉浸于实验之中。一次次精心的设计，一次次不同寻常的经历。伙伴们聚精会神，就像要迎接一个圣洁的婴儿。随着实验的深入开展，我们的认识越加深入、丰富：同样的实验，即使控制所有的条件相同，表针有时向左偏，有时向右偏——电流的方向是不确定的。啊，今天的收获真是不小。

　　呵，我们发现的是“热电流”

　　后来，我们更是不厌其烦地重复着这个有趣的实验。何不换用不同材料重复实验呢？一个同伴提议。于是，大家将实验材料分别换用了铝丝、铅笔芯、铁丝、锰钢丝等。大量的实验现象及结果显示：产生的电流除在强度上有所区别外，其他现象无明显差别。

　　那么，这神秘电流究竟是怎样产生的呢？为此，我们展开了激烈的讨论，一致认为其产生原因来自于物体受热后，温度的迅猛升高，其内能骤然增加，微粒子动能急剧增大。这样就能够向周围释放（发射）出大量的高速运动的粒子。这些粒子一旦发生了定向移动，便形成了电流。由于粒子发生定向移动的方向具有随机性，于是电流方向也就具有随机性了，由于该电流跟温度有关系，我们集体给它命了个不错的名字——“热电流”。

　　我们像对待圣洁的初生婴儿一样珍视着我们的成果。后来，在老师的帮助下查阅、学习了有关学术资料才知道，实验中，在电路导线和研究材料之间客观上形成不同材料的双导体，由于二者间温度的变化，在两个不同材料导体的两端产生电势差，于是产生闭合回路中的放电现象。原来我们的确独立发现了一种教材上并没写的放电现象——热电偶！

　　后记

　　本教学案例从学生的视角真实地记录了一个富有原创性的、曲折的、令人惊奇的物理课外探究历程。这个非同寻常的科学探究历程，给在新课改下的物理教学带来诸多启示。

　　1.对学生创新意识和创新精神的培养是物理新课改的最终目标

　　该小组同学从事这个课题研究前后历时长达几个月。在这几个月探究的洗礼中，他们收获的不仅仅是实验所得出的结论，更积累了探究问题的方法，锤炼了锲而不舍的探究品质，培养了敢于质疑的精神。尽管探究的结论不是那么的严谨、科学，但他们已经在创新的土壤里经历了科学历程的蝉变与涅槃，而这正是使他们终身受益的东西。

　　2.教师是最重要的课程资源

　　对学生创新精神的培养已不再仅仅拘泥于对教材的学习，更有赖于对各种有利于学生学会学习、学会思考、学会合作、学会创新和发展的资源。而在对这些资源的开发和利用中，教师的素质决定了课程资源的识别范围、开发与利用的程度，以及发挥效益的水平。案例中从启发学生寻找玻璃球到鼓励学生不厌其烦地做研究；从对新问题的洞察到对新研究方向的确立；从研究过程的曲折进行到科学论文的撰写，无不凝聚了教师幕后大量的付出。正是有教师幕后的开拓，才有学生幕前的开创。从这个意义上讲，教师是最重要的课程资源，这也是在新课改下的新课堂教学改革的有益尝试。

　　3.他们是一流的学生

　　该小组同学就其学业成绩而言，并不是班级中最突出的，甚至不乏一般者。但做起研究来是如此执著，如此富有成效。我们不能不这样感叹：他们的确是一流的学生。