《制作小台灯》——新乡市第十中学物理组科学教育优秀课例展评(三)
台灯作为日常生活中常见的照明工具,在学习、工作和阅读等场景中发挥着重要作用。了解台灯的制作原理和过程,有助于学生更好地理解身边常见物品的构造,并提升他们对生活中科技应用的认知。制作台灯涉及多个学科领域的知识,包括物理学科中的电路原理、光学原理,以及工程学科中的设计与制作技能等。
通过开展制作台灯的课程,能够为学生提供一个跨学科学习的平台,促进他们将不同学科知识进行整合运用,培养综合素养。在当今数字化时代,学生动手实践的机会相对较少,制作台灯课程给予学生亲自动手操作的契机,让他们在实践中掌握工具使用、材料加工等技能,同时鼓励学生在制作过程中发挥创新思维,对台灯的外观、功能等方面进行个性化设计,从而激发学生的动手能力和创新精神。随着环保理念的深入人心,引导学生在制作台灯过程中关注可持续发展也具有重要意义。课程可以引导学生选用环保材料、考虑能源利用效率等方面,使学生在实践中树立可持续发展的意识,明白科技与环保可以相辅相成。
课程目标
1知识与技能目标
(1)物理知识理解
学生能够理解简单电路的组成要素,包括电源、用电器、开关和导线,明确它们在电路中的作用以及相互之间的连接关系。
理解光的产生(如热辐射发光)和传播原理,了解不同材料(如灯罩材料)对光的反射、折射和散射等光学现象的影响,以及如何利用这些现象来优化台灯的照明效果。
(2)工程制作技能
学生能够正确识别和选用制作台灯所需的各种材料,如电池、灯泡、导线、开关、灯座、底座材料以及灯罩材料等,并能说明选择这些材料的依据。
熟练掌握常用工具的使用方法,如剪刀、美工刀、电钻(在安全指导下使用)、胶水、螺丝刀、尖嘴钳等。
(3)学会按照设计图纸或制作步骤有序地进行台灯制作,能够独立解决制作过程中遇到的一些常见问题,如导线连接不牢固、灯泡不亮等,并能准确找出问题所在并加以解决。
2过程与方法目标
(1)设计思维培养
引导学生在制作台灯前进行设计构思,考虑台灯的功能需求(如照明亮度、照明范围、可调节性等)、外观设计(如形状、颜色、装饰等)以及材料选择等方面,培养学生的设计思维和规划能力。
鼓励学生在制作过程中根据实际情况对设计方案进行调整和完善,使其更加符合制作要求和个人喜好,从而提高学生应对变化和解决实际问题的能力。
(2)团队协作与沟通
课程安排以小组形式进行制作,学生将有机会与小组成员进行协作。在协作过程中,学生要学会分工合作,明确各自的职责,如有的成员负责材料采购,有的负责电路连接,有的负责灯罩制作等。
通过小组讨论、意见交流等方式,学生能够学会倾听他人意见、表达自己的观点、协调小组内不同意见,并共同推进台灯制作项目的顺利进行,从而培养团队协作精神和沟通能力。
(3)实验探究与问题解决
在制作台灯的过程中,学生实际上是在进行一系列的实验探究活动。例如,当尝试不同的导线连接方式、不同的灯泡或灯罩材料时,就是在探究这些因素对台灯性能(如照明效果、电路稳定性等)的影响。
当遇到灯泡不亮、电路短路等问题时,学生要通过观察、分析、测试等方法,运用所学知识找出问题的根源,并尝试提出解决方案,从而培养学生的实验探究能力和问题解决能力。
3情感态度与价值观目标
(1)兴趣与成就感培养
通过亲自动手制作台灯,让学生体验到将知识转化为实际产品的乐趣,激发学生对科学、工程等领域的学习兴趣。
当学生成功制作出一盏能够正常照明的台灯时,他们会获得强烈的成就感,这种成就感将进一步鼓励学生积极参与更多的实践活动,提升学习的积极性。
(2)创新与审美意识提升
在制作台灯过程中,鼓励学生发挥创新思维,对台灯的外观、功能等方面进行个性化设计,培养学生的创新意识。
学生在考虑台灯外观设计时,会涉及到颜色搭配、形状选择等审美方面的内容。通过这样的过程,提升学生的审美意识。
(3)可持续发展观念强化
引导学生在制作台灯过程中选用环保材料,如可回收的底座材料、节能灯泡等,并考虑能源利用效率,如合理设计电路以减少电能浪费等。通过这些实践活动,让学生深刻理解可持续发展的重要性,强化学生的可持续发展观念,使学生在今后的生活和学习中更加注重环保和资源利用效率。
课程活动实施过程
(一)准备材料
二极管、开关、电池、导线、灯罩、灯座、电池盒、胶、EVA圆垫、轧带。
1准备材料
大自然换上了它那最富有诗意的装扮,冬天的脚步悄然而至,打底被一层薄霜覆盖,夜晚围坐在暖炉旁,这样一幅温馨的画面总能让人心生向往。
2制作步骤
1.先用双面胶将2个小木块黏在底板上不带洞的这一面上。
2.将小圆棍插在底座孔洞内。
3.将2根导线与电池盒上的铁片绕紧,红线接正极,蓝线接负极(有弹簧的这边)。
4.将电池盒用双面胶黏在底座上,导线的另一头接上二极管,二极管的脚绕在小圆棍上。
5.将EVA圆垫插入小圆棍,然后用扎带把线绑在小圆棍上面,盖上灯罩。
成品展示
3学习
看视频系统学习台灯制作过程。
4制作
出示活动要求:
1.同桌2人一组,准备一套小台灯材料。
2.根据PPT课件内容制作小台灯。
3.使用小台灯,并装饰小台灯。台灯罩用到了废旧纸杯,体现了环保理念。
4.说说画画小台灯的工作原理。学生根据制作过程,总结出台灯的工作原理,师生合作画出台灯的电路图。
5.课后可以继续完善制作的台灯,对存在的问题加以改进。同时鼓励学生进行创新,制作可调亮暗的台灯。
(1)利用网络查找更多的台灯制作方法,了解更多电学知识。
(2)设计一个能够调节亮暗的台灯。
制作台灯在科学教育方面具有多方面的重要意义,首先,可以加深对物理知识的理解,制作台灯需要构建一个完整的电路,这使学生能够直观地理解电路的基本组成部分。台灯的主要功能是照明,这涉及到光的产生和传播等光学知识。制作台灯需要学生亲自动手选择合适的材料,如电池、灯泡、导线、开关、灯座、底座材料和灯罩材料等,并对这些材料进行加工处理。他们要学会使用各种工具,提高对材料的操控能力。
在制作台灯的过程中,难免会遇到各种各样的问题,比如导线连接不牢固导致电路不通、灯泡不亮等。学生需要通过观察、分析这些问题,运用所学的科学知识和已有的实践经验来尝试解决。这种在实践中解决实际问题的能力培养,对于学生今后在面对其他复杂的实际问题时,能够更加从容地应对并找到解决方案具有重要意义。
制作台灯并不局限于传统的样式,学生可以在满足基本功能的基础上,对台灯的外观进行个性化设计,使台灯更具观赏性,从而能激发学生的创新思维,让他们明白在满足基本功能需求的同时,可以通过创新的设计来赋予产品更多的价值。除了常规的照明功能外,学生还可以思考如何拓展台灯的其他功能。例如,设计一款可以调节亮度的台灯,通过添加可变电阻等元件来实现对电流大小的控制,从而改变灯泡的亮度,进一步激发他们的创新思维和探索欲望。
制作台灯涉及到物理学科中的电路、光学等知识,同时也属于工程学领域的小型项目。学生在制作过程中,需要将物理知识应用到工程设计和制作中,比如根据灯泡的额定电压和电流需求来选择合适的电源(电池),根据照明需求设计电路的连接方式等。这使得学生能够将物理学科的理论知识与工程学的实践技能进行有机整合,理解科学知识在实际工程中的具体应用。
台灯的外观设计不仅要满足功能需求,还要具有一定的审美价值。学生在设计灯罩、底座等部件的外观时,会涉及到颜色搭配、形状选择等艺术方面的内容。通过将艺术审美与科学知识相结合,学生能够制作出既实用又美观的台灯,这也体现了跨学科知识整合的重要性,让学生明白不同学科知识在一个项目中可以相互配合、相互促进。
制作台灯的过程可以看作是一个小型的科学实验过程。学生在制作前可以先提出一些假设,比如不同材料的灯罩对光的传播效果有什么不同,然后通过实际制作和测试来验证这些假设。他们可以选择几种不同材料的灯罩,分别安装在台灯上,然后观察并比较它们的照明效果,从而得出关于光的传播与灯罩材料关系的结论。这种通过实验设计、验证假设的过程,培养了学生的科学探究精神,让他们学会如何运用科学方法来探索未知的知识领域。当台灯制作过程中出现问题时,如灯泡不亮,学生不是简单地接受失败,而是以问题为导向,深入探究问题的根源。他们会运用所学的科学知识,对电路、灯泡等相关因素进行分析,通过检查电路连接是否正确、灯泡是否损坏等步骤,逐步找到问题所在并解决问题。这种问题导向的探究方式,进一步强化了学生的科学探究精神,使他们在面对科学问题时能够积极主动地去寻找答案。制作台灯这一活动在科学教育中扮演着重要角色,能够从多个方面提升学生的科学素养和综合能力。总之,设计和制作台灯是一项既有趣又有益的活动。它让学生在轻松愉快的氛围中感受到了科学的魅力,也让学生明白了,科学并不是遥不可及的高深知识,而是存在于我们生活的每一个角落,等待着学生去发现和探索。
撰稿:纪红莲
编辑:徐微
审核:魏艳红
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