《制作小臺燈》——新鄉(xiāng)市第十中學物理組科學教育優(yōu)秀課例展評(三)
臺燈作為日常生活中常見的照明工具,在學習、工作和閱讀等場景中發(fā)揮著重要作用。了解臺燈的制作原理和過程,有助于學生更好地理解身邊常見物品的構造,并提升他們對生活中科技應用的認知。制作臺燈涉及多個學科領域的知識,包括物理學科中的電路原理、光學原理,以及工程學科中的設計與制作技能等。
通過開展制作臺燈的課程,能夠為學生提供一個跨學科學習的平臺,促進他們將不同學科知識進行整合運用,培養(yǎng)綜合素養(yǎng)。在當今數(shù)字化時代,學生動手實踐的機會相對較少,制作臺燈課程給予學生親自動手操作的契機,讓他們在實踐中掌握工具使用、材料加工等技能,同時鼓勵學生在制作過程中發(fā)揮創(chuàng)新思維,對臺燈的外觀、功能等方面進行個性化設計,從而激發(fā)學生的動手能力和創(chuàng)新精神。隨著環(huán)保理念的深入人心,引導學生在制作臺燈過程中關注可持續(xù)發(fā)展也具有重要意義。課程可以引導學生選用環(huán)保材料、考慮能源利用效率等方面,使學生在實踐中樹立可持續(xù)發(fā)展的意識,明白科技與環(huán)??梢韵噍o相成。
課程目標
1知識與技能目標
?。?)物理知識理解
學生能夠理解簡單電路的組成要素,包括電源、用電器、開關和導線,明確它們在電路中的作用以及相互之間的連接關系。
理解光的產(chǎn)生(如熱輻射發(fā)光)和傳播原理,了解不同材料(如燈罩材料)對光的反射、折射和散射等光學現(xiàn)象的影響,以及如何利用這些現(xiàn)象來優(yōu)化臺燈的照明效果。
?。?)工程制作技能
學生能夠正確識別和選用制作臺燈所需的各種材料,如電池、燈泡、導線、開關、燈座、底座材料以及燈罩材料等,并能說明選擇這些材料的依據(jù)。
熟練掌握常用工具的使用方法,如剪刀、美工刀、電鉆(在安全指導下使用)、膠水、螺絲刀、尖嘴鉗等。
?。?)學會按照設計圖紙或制作步驟有序地進行臺燈制作,能夠獨立解決制作過程中遇到的一些常見問題,如導線連接不牢固、燈泡不亮等,并能準確找出問題所在并加以解決。
2過程與方法目標
?。?)設計思維培養(yǎng)
引導學生在制作臺燈前進行設計構思,考慮臺燈的功能需求(如照明亮度、照明范圍、可調(diào)節(jié)性等)、外觀設計(如形狀、顏色、裝飾等)以及材料選擇等方面,培養(yǎng)學生的設計思維和規(guī)劃能力。
鼓勵學生在制作過程中根據(jù)實際情況對設計方案進行調(diào)整和完善,使其更加符合制作要求和個人喜好,從而提高學生應對變化和解決實際問題的能力。
?。?)團隊協(xié)作與溝通
課程安排以小組形式進行制作,學生將有機會與小組成員進行協(xié)作。在協(xié)作過程中,學生要學會分工合作,明確各自的職責,如有的成員負責材料采購,有的負責電路連接,有的負責燈罩制作等。
通過小組討論、意見交流等方式,學生能夠學會傾聽他人意見、表達自己的觀點、協(xié)調(diào)小組內(nèi)不同意見,并共同推進臺燈制作項目的順利進行,從而培養(yǎng)團隊協(xié)作精神和溝通能力。
?。?)實驗探究與問題解決
在制作臺燈的過程中,學生實際上是在進行一系列的實驗探究活動。例如,當嘗試不同的導線連接方式、不同的燈泡或燈罩材料時,就是在探究這些因素對臺燈性能(如照明效果、電路穩(wěn)定性等)的影響。
當遇到燈泡不亮、電路短路等問題時,學生要通過觀察、分析、測試等方法,運用所學知識找出問題的根源,并嘗試提出解決方案,從而培養(yǎng)學生的實驗探究能力和問題解決能力。
3情感態(tài)度與價值觀目標
?。?)興趣與成就感培養(yǎng)
通過親自動手制作臺燈,讓學生體驗到將知識轉化為實際產(chǎn)品的樂趣,激發(fā)學生對科學、工程等領域的學習興趣。
當學生成功制作出一盞能夠正常照明的臺燈時,他們會獲得強烈的成就感,這種成就感將進一步鼓勵學生積極參與更多的實踐活動,提升學習的積極性。
?。?)創(chuàng)新與審美意識提升
在制作臺燈過程中,鼓勵學生發(fā)揮創(chuàng)新思維,對臺燈的外觀、功能等方面進行個性化設計,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。
學生在考慮臺燈外觀設計時,會涉及到顏色搭配、形狀選擇等審美方面的內(nèi)容。通過這樣的過程,提升學生的審美意識。
(3)可持續(xù)發(fā)展觀念強化
引導學生在制作臺燈過程中選用環(huán)保材料,如可回收的底座材料、節(jié)能燈泡等,并考慮能源利用效率,如合理設計電路以減少電能浪費等。通過這些實踐活動,讓學生深刻理解可持續(xù)發(fā)展的重要性,強化學生的可持續(xù)發(fā)展觀念,使學生在今后的生活和學習中更加注重環(huán)保和資源利用效率。
課程活動實施過程
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二極管、開關、電池、導線、燈罩、燈座、電池盒、膠、EVA圓墊、軋帶。
1準備材料
大自然換上了它那最富有詩意的裝扮,冬天的腳步悄然而至,打底被一層薄霜覆蓋,夜晚圍坐在暖爐旁,這樣一幅溫馨的畫面總能讓人心生向往。
2制作步驟
1.先用雙面膠將2個小木塊黏在底板上不帶洞的這一面上。
2.將小圓棍插在底座孔洞內(nèi)。
3.將2根導線與電池盒上的鐵片繞緊,紅線接正極,藍線接負極(有彈簧的這邊)。
4.將電池盒用雙面膠黏在底座上,導線的另一頭接上二極管,二極管的腳繞在小圓棍上。
5.將EVA圓墊插入小圓棍,然后用扎帶把線綁在小圓棍上面,蓋上燈罩。
成品展示
3學習
看視頻系統(tǒng)學習臺燈制作過程。
4制作
出示活動要求:
1.同桌2人一組,準備一套小臺燈材料。
2.根據(jù)PPT課件內(nèi)容制作小臺燈。
3.使用小臺燈,并裝飾小臺燈。臺燈罩用到了廢舊紙杯,體現(xiàn)了環(huán)保理念。
4.說說畫畫小臺燈的工作原理。學生根據(jù)制作過程,總結出臺燈的工作原理,師生合作畫出臺燈的電路圖。
5.課后可以繼續(xù)完善制作的臺燈,對存在的問題加以改進。同時鼓勵學生進行創(chuàng)新,制作可調(diào)亮暗的臺燈。
?。?)利用網(wǎng)絡查找更多的臺燈制作方法,了解更多電學知識。
(2)設計一個能夠調(diào)節(jié)亮暗的臺燈。
制作臺燈在科學教育方面具有多方面的重要意義,首先,可以加深對物理知識的理解,制作臺燈需要構建一個完整的電路,這使學生能夠直觀地理解電路的基本組成部分。臺燈的主要功能是照明,這涉及到光的產(chǎn)生和傳播等光學知識。制作臺燈需要學生親自動手選擇合適的材料,如電池、燈泡、導線、開關、燈座、底座材料和燈罩材料等,并對這些材料進行加工處理。他們要學會使用各種工具,提高對材料的操控能力。
在制作臺燈的過程中,難免會遇到各種各樣的問題,比如導線連接不牢固導致電路不通、燈泡不亮等。學生需要通過觀察、分析這些問題,運用所學的科學知識和已有的實踐經(jīng)驗來嘗試解決。這種在實踐中解決實際問題的能力培養(yǎng),對于學生今后在面對其他復雜的實際問題時,能夠更加從容地應對并找到解決方案具有重要意義。
制作臺燈并不局限于傳統(tǒng)的樣式,學生可以在滿足基本功能的基礎上,對臺燈的外觀進行個性化設計,使臺燈更具觀賞性,從而能激發(fā)學生的創(chuàng)新思維,讓他們明白在滿足基本功能需求的同時,可以通過創(chuàng)新的設計來賦予產(chǎn)品更多的價值。除了常規(guī)的照明功能外,學生還可以思考如何拓展臺燈的其他功能。例如,設計一款可以調(diào)節(jié)亮度的臺燈,通過添加可變電阻等元件來實現(xiàn)對電流大小的控制,從而改變燈泡的亮度,進一步激發(fā)他們的創(chuàng)新思維和探索欲望。
制作臺燈涉及到物理學科中的電路、光學等知識,同時也屬于工程學領域的小型項目。學生在制作過程中,需要將物理知識應用到工程設計和制作中,比如根據(jù)燈泡的額定電壓和電流需求來選擇合適的電源(電池),根據(jù)照明需求設計電路的連接方式等。這使得學生能夠將物理學科的理論知識與工程學的實踐技能進行有機整合,理解科學知識在實際工程中的具體應用。
臺燈的外觀設計不僅要滿足功能需求,還要具有一定的審美價值。學生在設計燈罩、底座等部件的外觀時,會涉及到顏色搭配、形狀選擇等藝術方面的內(nèi)容。通過將藝術審美與科學知識相結合,學生能夠制作出既實用又美觀的臺燈,這也體現(xiàn)了跨學科知識整合的重要性,讓學生明白不同學科知識在一個項目中可以相互配合、相互促進。
制作臺燈的過程可以看作是一個小型的科學實驗過程。學生在制作前可以先提出一些假設,比如不同材料的燈罩對光的傳播效果有什么不同,然后通過實際制作和測試來驗證這些假設。他們可以選擇幾種不同材料的燈罩,分別安裝在臺燈上,然后觀察并比較它們的照明效果,從而得出關于光的傳播與燈罩材料關系的結論。這種通過實驗設計、驗證假設的過程,培養(yǎng)了學生的科學探究精神,讓他們學會如何運用科學方法來探索未知的知識領域。當臺燈制作過程中出現(xiàn)問題時,如燈泡不亮,學生不是簡單地接受失敗,而是以問題為導向,深入探究問題的根源。他們會運用所學的科學知識,對電路、燈泡等相關因素進行分析,通過檢查電路連接是否正確、燈泡是否損壞等步驟,逐步找到問題所在并解決問題。這種問題導向的探究方式,進一步強化了學生的科學探究精神,使他們在面對科學問題時能夠積極主動地去尋找答案。制作臺燈這一活動在科學教育中扮演著重要角色,能夠從多個方面提升學生的科學素養(yǎng)和綜合能力。總之,設計和制作臺燈是一項既有趣又有益的活動。它讓學生在輕松愉快的氛圍中感受到了科學的魅力,也讓學生明白了,科學并不是遙不可及的高深知識,而是存在于我們生活的每一個角落,等待著學生去發(fā)現(xiàn)和探索。
撰稿:紀紅蓮
編輯:徐微
審核:魏艷紅
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