點亮燈泡方案

1、點亮燈泡方案探究電路知識和開關設計南寧市第十中學 物理組 韓詠雪關鍵詞：電路開關 物理 設計相關學科：物理創(chuàng)新設計活動類型：實驗探究活動對象：小學低年級（六歲以上學生）活動人數(shù)：20 人活動時間：60 分鐘一、活動簡介每天我們都離不開電燈、電視機等電器，電是現(xiàn)代生活的重要組成部分，可是人們對于電路的知識了解的又有多少呢？如果給你一個干電池、一只小燈泡、一根導線，你能把小燈泡點亮嗎？別看這個問題很簡單，可令人想不到的是，有些小學生就是摸索不出門道，不僅如此，就連忍不住趕來幫忙的家長也不能讓小燈泡發(fā)光。到底是有些操作上的細節(jié)沒把握，還是電路的知識沒掌握？這就是我們的活動要探究的問題。 我們的活動稱

2、為“探究電路知識與開關設計” ， 以如何點亮小燈為主線，設置有梯度的問題，開展一系列的探究性實驗，并且進行討論，從而引出電路的組成、導體與絕緣體、用電安全等的知識，最后讓學生設計各式各樣的開關，啟發(fā)學生的開拓性思維，讓學生體會創(chuàng)新的樂趣。二、活動目標（一）知識與技能1. 了解電路的組成、導體與絕緣體、用電安全的知識。2. 了解開關在電路中的作用與各式各樣的開關。（二）過程與方法1. 通過設置有梯度的問題，引導學生觀察、動手操作、分析、表達，培養(yǎng)探究物理知識的能力，進一步養(yǎng)成科學思維的方法。2. 培養(yǎng)學生的動手操作能力和創(chuàng)新能力。（三）情感態(tài)度與價值觀1. 培養(yǎng)學生探究知識的精神，激發(fā)學生的學習

3、興趣。2. 培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。三、教學重點、難點（一）活動重點1. 通過點亮小燈泡的探究實驗總結出規(guī)律。2. 設計各式各樣的開關。（二）教學難點通過點亮小燈泡的探究實驗總結出電路的有關規(guī)律和知識。四、活動準備1. 組織準備：2 人一組，共分10 組一人主要負責實驗操作，另一人負責記錄活動情況和實驗數(shù)據(jù)，并且作時間控制。2. 器材準備：（每組一套器材，每套器材包括以下用具）干電池（ 3 號電池、兩個）電池盒（兩個）小燈泡（“ 2.5V 0.3A ”、一個）燈座（一個）導線（若干）鐵絲（一根）鋁絲（一根）棉線（一根）塑料線（一根）透明膠（一卷）剪刀（一把）曲別針（大號、若干）圖釘 （若干 ）小塊

4、薄木板（一塊、約 10cm cm）PPT 課件電路知識五、活動過程1. 激趣導入啟發(fā)思維【教師引導】同學們每天都離不開電，晚上打開電燈看書，看電視了解新聞?？墒悄阒离姛羰窃趺窗l(fā)光的嗎？家里的電路電壓大，我們不能隨意地伸手去接觸；干電池的電壓小， 我們可以隨意的動手操作去體會電路的規(guī)律?，F(xiàn)在桌子上擺著電池、小燈泡、導線等用具，同學們動手試試，大約用 5-10 分鐘，你能把小燈泡點亮嗎？怎樣做才能讓小燈泡發(fā)光呢？2. 實驗探究 發(fā)現(xiàn)規(guī)律【學生活動】動手實驗，嘗試著怎樣用導線把小燈泡與電池相連能讓小燈泡發(fā)光。不同的小組，思維方式不同，有些很快就成功地讓小燈泡亮了起來；有些組不停摸索都找不到門道。對

5、實驗成功的小組，教師引導填寫附錄的表一（實驗報告）；對實驗困難的小組，教師可給予適當?shù)膯l(fā)，并指導填寫表一?！痉答伵c交流】請各小組長談談本組的探究體會?？砂匆韵滤悸穪碚?。（ 1 ）本組在操作中能讓小燈泡發(fā)光嗎？（ 2 ）具體地說你是怎么操作的？做一個示范。（ 3 ）試著分析你的操作能（不能）讓小燈泡發(fā)光的原因?！窘處熆偨Y與啟發(fā)】一邊示范一邊講解。首先，我們認識一下電池，電池有兩極，頂部的凸起部分叫正極，底部叫負極。像這樣，取一個電池、一根導線、一只小燈泡，將導線的一端壓在電池的底部（負極），導線的另一端纏繞小燈泡的金屬圈，將小燈泡的底部凸起與電池正極接觸，看，小燈泡就亮起來了。為什么這樣做，小

6、燈泡就會亮了呢？原來電池的兩極之間有電壓，可以給小燈泡提供電流，電流類似水流，當電流能夠從電池正極流出，順利地通過小燈泡，然后流回電池負極，這樣小燈泡就會發(fā)光了。電池、導線、燈泡組成了一個簡易的電路。剛才 A 組沒能使燈泡發(fā)光，他們的操作是：導線的上端沒有與小燈泡的金屬圈接觸，而是接觸到了小燈泡的底部凸起，然后一并摁到電池的正極，這樣電流并沒有真正地通過小燈泡（沒有從底部突起流入，經(jīng)過內部燈絲，再從金屬圈流出），所以小燈泡不亮?？墒?B 組連接小燈泡的操作正確了，也沒使小燈泡發(fā)光，原來他們是用導線的塑料包裝皮跟燈泡、電池接觸。導線由內部的銅絲和外部的塑料包裝皮組成，銅絲能讓小燈泡發(fā)光，B 組同

7、學用塑料包裝皮沒能讓小燈泡發(fā)光，其他的組行嗎？下面請每一個組都動手，用導線的塑料包裝皮重復剛才的電路連接，看看小燈泡能發(fā)光嗎？【學生活動】用導線的塑料包裝皮接觸電池、燈泡，重復剛才的電路連接。填寫表一。（學生回答：不能）【教師引導】如果用桌子上的塑料線代替導線，重復剛才正確的電路連接，能讓小燈泡發(fā)光嗎？【學生活動】按問題連接電路，填寫表一。（學生回答：不能）【教師引導】桌子上有鐵絲、鋁絲、棉線，請試著分別取用，代替導線重復正確的電路連接，看哪種絲線能使小燈泡發(fā)光，哪些絲線不能。除了桌子上現(xiàn)成的各類絲線外，你還可以試試用別的東西代替導線，看能不能讓燈泡發(fā)光。例如：用曲別針串成的鏈、鑰匙（全金屬鑰

8、匙）、紙條等等?！緦W生活動】用各類絲線連接小燈泡和電池，觀察燈泡是否發(fā)光，填寫表一?！痉答伵c交流】請小組長談談實驗的情況，觀察到的現(xiàn)象。為什么會有這樣的現(xiàn)象？【教師總結】鐵絲、鋁絲、鑰匙（全金屬鑰匙）、曲別針串成的鏈子這些物體能讓小燈泡發(fā)光，因為它們允許電流通過，也就是可以導電，善于導電的物體叫做導體。除了以上提到的，還有銅線、金、銀等金屬都是導體，自來水也是導體。而塑料線、棉線、紙條這些物體不能讓小燈泡發(fā)光，因為它們不允許電流通過，也就是不導電，不善于導電的物體叫做絕緣體。除了這些，干燥的木頭、陶瓷、橡膠等也是絕緣體。經(jīng)過了一系列的實驗，同學們對小燈泡發(fā)光原理的認識又進了一步，誰能說說，按他

9、的理解，怎樣做小燈泡才會發(fā)光呢？學生討論發(fā)言。【教師總結】有電池提供電壓，有導線（導體）能夠導電，用導線將電池和小燈泡接成聯(lián)通的電路，小燈泡就能發(fā)光了。3. 創(chuàng)新設計 發(fā)散思維【播放媒體錄像】在家庭電路中，電流是靠遠方電廠中的發(fā)電機來維持的，發(fā)電機相當于實驗用的電池，提供電壓。提供電壓的裝置叫電源。家里的電線相當于實驗用的導線，比導線粗。家里的電燈相當于實驗中的小燈泡，電燈、電視機、電飯鍋等統(tǒng)稱為用電器。想想看家庭電路中還多了一個什么是我們實驗中的簡易電路沒有的？【學生回答】開關。【教師引導】沒錯。開關起到聯(lián)通或斷開電路的作用。所以，電路的組成有四大部分：電源、用電器、導線、開關。開關只要能起

10、到控制電路的作用就行，形式可以多樣化，生活中我們就見到了各式各樣的開關，現(xiàn)在同學們能不能利用桌子上的曲別針試著設計開關呢？下面就請同學們動手設計開關，運用曲別針，同時可以運用其它的器材輔助設計。為了操作簡便，可以把電池放入電池盒，把小燈泡擰入燈座后連線?！緦W生活動】設計開關，填寫表一。通常學生的設計會有以下可能：（ 1 ） 在小塊薄木板上摁下兩枚圖釘， 其中一枚釘上曲別針的一端， 倆圖釘分別接導線聯(lián) 入電路，撥動曲別針，另一端接觸另一枚圖釘時，電路聯(lián)通，燈亮；撥開曲別針，燈滅。（ 2 ）與（ 1 ）的方法類似，但是把曲別針展開后彎成S 型，鉤住圖釘時，燈亮。（ 3 ）與（ 1 ）的方法類似，但

11、是把曲別針翹起，摁下碰到圖釘時，燈亮。（ 4 ）分別用兩枚曲別針與導線相連，倆曲別針互夾時，燈亮。（ 5 ）用一枚曲別針把倆導線夾起，電路聯(lián)通，燈亮?！痉答伵c交流】請學生展示創(chuàng)新設計成果，談談本組的設計。主要談談設計的思路，開關的特點，類似生活中的哪種開關等等。4. 總結升華安全教育剛才同學們通過設計各種開關體會了生活中形式各樣的開關的原理。生活中家庭電路的連接可以通過今天的實驗進行模擬從而了解到其中的原理。電源、用電器、導線、開關，構成電路的組成。今天我們已經(jīng)了解到怎樣能使小燈泡發(fā)光，現(xiàn)在大家再思考一個問題：如果想要小燈泡更亮一些，應該怎么辦呢？【學生活動】猜想：用兩節(jié)電池。學生動手實驗：（

12、 1 ）兩節(jié)干電池首尾相接，用透明膠固定。（ 2 ）把電池裝入電池盒，兩個首尾相接串聯(lián)?！窘處熆偨Y】將兩節(jié)電池首尾相接串聯(lián)，就可以加大電壓，使燈泡更亮，如果再接一個電池，燈泡發(fā)光超過限度，會燒壞。實驗用的小燈泡是不能用到家庭電路上的，家庭電路的電壓很大，打個比方，可以說相當于 150 個電池頭尾相連后得到的電壓。所以人的手如果接觸到電線的金屬絲部分，很容易造成觸電事故，輕的手麻、手受傷，嚴重的會失去生命。因此，電線都是有塑料皮包裹著的，插座有塑料外殼等等，日常生活中我們不要用濕的手拔插頭，應該把手擦干了再拔。使用電器時只能接觸絕緣外殼，千萬不要摸電線的金屬絲，不要用鐵絲捅插座上的插孔等等。通過

13、今天的探究學習，我們不但通過實驗了解了電路的原理，而且學會區(qū)分導體和絕緣體，最重要的是今后要注意安全用電，防止觸電。5. 成果展示 總結評價（ 1 ）實驗報告展示（ 2 ）各組展示開關的創(chuàng)新設計。（ 3 ）學生交流評價，談活動體會。（ 4 ）規(guī)劃“拓展延伸”的活動方案。六、拓展延伸本次活動結束后 ,請同學們繼續(xù)思考、探究以下問題 :（ 1）如果將“探究一”的實驗操作顛倒，將小燈泡的底部凸起與電池負極接觸，導線的另一端連到正極，小燈泡能發(fā)光嗎？（ 2 ）如果電路中要連接兩個小燈泡，怎樣連接能使兩個燈泡正常發(fā)光？有幾種連接方式？如果要連接更多的小燈泡呢？（ 3 ） 當電路中連接了兩個小燈泡時， 開

14、關是怎樣控制小燈泡的？如果想要多接開關， 讓一個開關控制一個燈泡，將怎樣連接電路？七、注意事項（ 1） 由于本活動面對的是低年級的小學生，所以在活動開展過程中重要的是讓學生動手操作，親身體會，加強感性認識，提高學生學科學的興趣，為以后學習電學的相關物理知識作鋪墊，奠定基礎。對于相關的概念和定理只要讓學生了解即可，盡量避免形成冗長的說教。學生表達時所說的各種器材的名稱、 概念有可能不夠準確， 教師不必著急地糾正學生的表達，以免挫傷學生的學習積極性，可以等到活動結束總結時指出糾正或是活動后再個別的指導。（ 2 ）教師的語言要盡可能的親切，引導學生實驗和解釋原理時要進可能的通俗易懂。在設置探究性實驗

15、時要設置有梯度的問題， 層層深入，啟發(fā)思維，對問題的深入切忌生硬搬出，要盡可能的平緩過渡。要密切關注學生的心理狀況、學習興趣的發(fā)展趨勢，要用心觀察各小組學生在知識基礎、動手能力等方面的差異，及時調整教學語言表達的方式。對能力強的小組要督促其完善實驗報告，作更進一步的思考；對后進的小組可以適當?shù)囟嗉訂l(fā)、引導。（ 3 ） 學生紀律方面的控制和管理可以在活動前說明活動的程序， 并且以小組評分、 比賽， 獎勵紀念品的形式讓探究、設計活動順利進行，以促進學生學有所得。八、背景資料（ 資料 1 本活動所涉及的科學原理（電學知識）（ 1） 電路中產生電流的條件：電路兩端存在電壓、電路中有能夠自由移動的電荷

16、、電路是閉合回路。（ 2 ）導體和絕緣體的概念。（ 3 ）電路的組成：電源、用電器、導線、開關。（ 4 ）安全用電常識（ 5 ）有關電壓的知識：串聯(lián)電池得到的電池組的電壓等于各電池電壓之和。家庭電路電壓為 220 伏特。對人體安全的電壓為不超過36 伏特。（ 資料 2 本活動所涉及的創(chuàng)新設計原理用曲別針設計制作的開關可以做成轉式、 彈式、 夾式等等， 運用了力學、 幾何學的基本原理。每一種創(chuàng)新思路都有自己的特點，制作工藝的精湛或粗糙會影響設計思路的實用性、可行性，讓學生反思自己的設計作品，可以幫助學生提高創(chuàng)新思維能力和動手實踐能力。（ 資料 3 本活動所涉及的心理學、教育學原理電池的電壓只有1.5伏，在人體安全的電壓范圍內，可以讓學生隨意地進行實驗操作、 科學探究。兒童在6歲以后應該接觸一些電池、小燈泡之類的器材，增加感性認識，初步了 解電學方面的常識，培養(yǎng)動手能力，為以后的物理學習奠定基礎。而這個年齡段的學生理性 思維還有待發(fā)展，應該著重從感性認識入門，逐步在實踐中形成概念、推理。感性認識到理 性思考的