小小电路工程师养成记之破解“黑盒子”之谜
——《里面是怎样连接的》教学过程及反思
课前谈话：首先恭喜孩子们在上一节课《电路出故障了》中认真思考、共同合作，成功排除了电路中的故障，重新点亮了小灯泡，奖励他们一级小小电路工程师的荣誉证书，并和他们互相击掌庆祝，然后请四位学生（编号1、2、3、4）上台相互击掌。（此时都是随机无序的）然后抛出问题：假如四位同学两两相互击掌，一共要击掌多少次？这是学生已经掌握的数学问题，很快就能答出，但是没有人会在意刚才四位学生击掌了多少次，有没有可能是7次？有没有可能是5次？怎样才能做到不重复、不遗漏、更高效？（台上台下的学生交流互动，演示，让学生都能看明白击掌顺序的规律，为后续检测暗盒的顺序做铺垫）台上学生回位，这节课我们继续来挑战二级小小电路工程师，学生充满信心，兴趣被激发了。开始上课
第一关：工欲善其事·工具革新与认知突围
1、回顾简单电路中的通路、断路
通过前面的学习，我们知道电路中任意两点之间有电流通过，并能让用电器正常工作，形成的电路我们可以看做是（通路），如果任意两点之间没有电流通过，就叫做是（断路）。
2、复杂的现实电路带来认知上的冲突
现实生活中的电路连接是很复杂的，在一个真正的电路中，各个部件都是以不同的方式连接的，肉眼是看不到的，比如学校里偶尔会发生停电现象，电工任师傅在维修电路的时候遇到了一些问题，播放视频任师傅打开楼梯口的配电箱，使学生看到里边的电路连接之复杂，有许多连接点，提问学生你能帮任师傅确定哪两个连接点之间是通路，哪两个连接点之间是断路吗？（学生交流，此时别说是学生，我们成人也无法判断，使学生认识到现实真正电路连接之复杂）
3、退而求其次，先定一个小目标
老师这里有一个电路盲盒（学生比较喜欢拆盲盒，投其所好，把暗盒比作盲盒），上面有四个连接点，任意两个连接点之间都有可能是（通路或断路），但内部是怎样连接的，你有办法吗？（说了是盲盒，学生马上就想到要拆开，但如果是学校里的电路都这样拆开，会非常的危险、麻烦...）
4、顺势而为，引出驱动性问题
在不打开暗盒的情况下，如何判断里面是怎样连接的？学生很容易想到答案，上一节课用过的电路检测器又派上用场了，恭喜学生通过了二级小小电路工程师的第一关。（板贴电路检测器、暗盒）
第二关：外练筋骨·系统检测方法论建构
1、回顾电路检测器使用方法
组织小组讨论利用电路检测器的检测方法和顺序，学生基于上节课所学知识回答，教师出示温馨提示：1.电路检测器使用之前要先自检2.为保证准确性，每两个接线柱之间检测2-3次。并提出更高要求，要想做到3.不重复、不遗漏、更高效，按照怎样的顺序检测更好呢？
2、击掌算法的迁移妙用
结合课前的击掌游戏，学生很容易答出按照如下顺序检测：1-2，1-3，1-4，2-3，2-4，3-4，教师板书，学生意见统一无异议。追问理由，学生也能联想到课前的击掌规律，按照这样的顺序检测才能不重复、不遗漏、更高效，表扬学生会用数学知识来解决科学的问题。还可以在此基础上拓展到5个或6个接线柱，按照怎样的顺序检测，共检测几次。
3、强调依据，让检测有迹可循
检测过程中如何判断每种连接方式是通路还是断路呢？学生也很容易讲到让检测器的两个检测头分别连接任意两个接线柱，如果灯泡亮了，就在通路的一栏打钩，没亮，就在断路一栏打钩。教师提醒检测结果用铅笔打钩记录在作业本32页活动记录第1题，组长领取检测器和接线盒，开始检测
4、团结合作，高效完成检测任务
在以上学习的基础上，检测活动进行的很顺利，大约3分钟左右就能结束，在此过程中，组长的组织能力很关键，分工合作，每两个检测头重复三次可由不同的学生来操作，及时记录，完成后整理材料准备汇报。结果也很一致，表扬大家检测的真准，离二级小小电路工程师更近一步了。
5、过渡衔接，板书揭题
根据检测结果你能推测一下暗盒内部可能是怎样连接的吗？（板贴揭题：里面是怎样连接的）板书制作
第三关：内修心法·等效电路思维跃迁
1、个人独立思考，小组讨论统一
根据检测的结果，每个人先自行推测连接方式并用铅笔把可能的连接方式画在作业本32页活动记录第2题，想一想推测的依据。画好之后小组讨论，选择一种可能的连接方式，用记号笔画在小白板上并用电路检测器重新验证一下这种连接方式是否正确，如果需要修改，可以使用记号笔上面的海绵球擦干净再重新连。完成后，用钕磁铁把每组的成果展示在黑板上，如果还有和上面的连接方式不一样的，可以继续上台补充。
2、共同研讨，思维碰撞存异
看看我们的推测结果，你有什么想说的？①有没有错误的连接，学生指出和1号接线柱相连的方式不符合检测结果，只有一根导线连接的也无法满足检测结果中的三个通路；②正确的连接方式有什么特点或共同点，学生指出都没有和1号接线柱连接，但此时大部分小组呈现上来的都是三根导线的连接方式。教师引导：看来大家都比较保守，选择了最直接的连接方式，能不能对电路进行创新呢？在实际电路中，电工师傅希望电路在达到同样效果的前提下，会尽量让电路简化，能用两根导线来解决的问题，尽量不用三根，大家看看都不能在此基础上节约某根导线。学生的发散性思维逐渐活跃起来，接二连三的画出另外三种变式，但有部分学生坚持原来的想法，认为暗盒里边一定是三根导线连接，去掉某一根导线，这两个连接点之间就无法形成通路。
3、开盲盒，真相大白认知趋同
暗盒里边到底是怎样连接的，究竟和我们的猜测是否一致呢？大家想知道吗？（此时学生的好奇心被深度激发，早已迫不及待了）打开你们的接线盒，共同见证吧。教师选取四种不同的连接方式，在展台展示，指导学生分析为什么只用两根导线也能达到同样的效果，如2-4和3-4两根导线连，学生能回答到电流从2号接线柱进入，经过4号接线柱，流到3号接线柱，也就是间接的方式连接。（暗盒里边的电路连接做了改进，爱牛材料箱里提供的U形插头导线过长，连上去之后导线卷曲在一起，不利于观察连接方式，所以自己重新剪出合适长度的导线，剥去绝缘皮，用螺帽拧到暗盒中，看起来更加的清楚明了）
4、节约导线有规律，电路需等效
在获得统一认识的基础上进行拔高，就像检测顺序一样，节约导线也是有规律的，要做到不重复、不遗漏，最好先节约哪一根呢？（先节约2-3，然后是2-4，最后3-4）能不能在此基础上再减少一根导线呢？（只有一个通路了，与检测结果的三个通路不符）教师最后总结不同连接方式却有一样的电路效果，我们把这种电路叫做等效电路。
过关颁奖
表扬这节课表现认真的小组，恭喜同学们又获得了二级小小电路工程师的荣誉证书，请组长上台领取。希望同学们在以后的学习中能够更加深入的研究电路，相信将来你们当中应该会有从事电路方面工作的人，成为更高级别的真正的电路工程师。（这个环节非常的有仪式感，学生也很有成就感，就是拍照的时候还不够放开，有些拘谨）
课后反思：整节课学生非常的有代入感，以一名小小电路工程师的角色沉浸在电路暗盒的工程探究中，学生参与度高，最终指向用不同连接方法组成电路，从而达到一样的效果。但不足之处也很多，尤其是在检测结束后画电路连接方式，大部分学生都是三根导线连接，几乎没有学生会想到用两根导线来替代。个人觉得可能是在打开暗盒之前，学生只能看到外面的四个螺栓头，而看不到内部具体结构，所以想是否有必要在推测或检测之前打开一个没有连接线的暗盒，让学生清楚的看到内部四个连接柱的情况。
