当通用技术遇上物理

2010年第25期SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONO教学研究O科技信息当通用技术遇_上物理黄晓洁(乐清市第二中学浙江乐清325600)[摘要]本案例选自通用技术学科LED台灯制作教学中的一节课,描述了在学生动手进行台灯制作之前,笔者如何巧妙地设计任务,环环紧扣地将学生们感到疑惑的各个技术问题循序渐进加以解决,使他们豁然开朗，同时使通用技术课与物理课究美整合,真正做到学以致用。[关键词]LED台灯制作;凝难问题解决;学科整合1案例背景T:电流I取决于我们的意愿。如果你想让LED灯亮一点,电流可在决定本学期的第二个技术实验为制作LED节能台灯后，我的以取大一些,比如取额定电流20mA;如果你想让灯暗-些,那么电德每一个章节的教学便都围绕着台灯展开。从学生上交的台灯设计草图可以取小一些,比如15mA。即看,之前的大量教学铺垫没有白费,学生们设计的台灯各有创意,但如限流电阻=电面水套求的工电压何将纸上绘制的草图制作成现实生活中的灯具,如何将纸上的电路图T:我们以额定电流来计算电阻大小,R=(4.2- 30/0.2=60转化为具体的各电子元器件的线路连接,对他们来说是个综合能力的也就是说我们要给这个发光二极管申联一个60欧姆的电阻。考验。T:如果电源电压是12V,有很多颗LED灯珠,该怎么设计电路2问题的提出覡?S:给每个LED灯珠申联一个阻值很大的电阻,阻值大小为(12-按进度,接下来的课时便是学生著手制作台灯。但由于此时学生3.0)/ 0.02。对LED灯珠的详细参数不甚了解，所以设计的电路图还存在很多问T:可惜....电阻只会发热不会发....题。比如多个发光二极管之间该串联还是并联呢,要不要加电阻呢;再(学生立刻反应过来)者电路图只是理论上的设计方案，在实践操作前学生还存在很多技术S:哦,不对,不对,每四个LED申联作为一条支路,再并联。要不上的疑问,比如发光二极管与导线怎么连接才牢固?怎样把开关接入要 加电阻看实际情况再定。到线路中?T:我们的台灯设计所用的电源是两节五号新电池，接- -个LED若这些技术问题不解决，灯制作将不能顺利开展。看来很有必灯工作时 要不要串联电阻?要于教材之外增加一节课用以解决台灯制作前的疑难问题。我决定将S:不用啦。两节新电池的电压正好是3V。这节课的教学场地设在教室,充分利用教具,实物投影,多媒体,以使T:说的对。 理论上是3V,实际测量叮能有3.18V左右,不过也在学生最大程度地掌握课堂要点。额定电压范围内。T:台灯设计所用的电源是两节五号新电池，如果用到数颗LED3案例描述灯珠,这些灯珠该并联还是申联呢?为使讲解更形象化，请课代表给每组成员分发LED灯珠与按忸S:电压只有3V左右,也只能并联咯。T:没错。这是某位同学的电路设计图。为了给每只LED灯珠限T: 请大家观察分发到的LED灯珠,观察它的特征。要使它发光，谎, 每条支路都给串联了一个电阻。得让长脚接电源的正极，短脚接电源的负极。S:我们用的是同一种LED灯珠,何不把电阻放到干路上去?(我以按钮电池为电源作示范,使LED发光)T:对。实际操作中我们可以将电路图简化成这样。T:这是高亮度白光1ED。老师这儿还有其它颜色的LED.(分别示范红色,黄色,绿色LED灯珠)T:同学们经常会在哪些地方看到这此颜色的LED灯呢?S:红绿灯的指示灯!医院的大学幕....T:我这儿还有一颗七彩LED,请看。S:好漂亮!T:老师今天发给大家的LED灯珠是淘宝网上买的。(展示图片)Hr贝详情LED类型:灌高苑自光兼光型(通过四个循序渐进的问题的问等.学生已经掌握了LED参敷与发光光强1020000电源电压的关系,申并联的问题已经能进行理论上的解决)发光度:25度T:接下来让我们一起解决实际操作中的一些问题。电话:20mA(为了更好地进行操作演示,我事先准备了一块玻璃板,在玻璃板电5:D30:32V上安装了LED灯.开关及电源。如图)色5500正色T:请大家仔细看图片上该LED灯珠的有关参数。谁能说说看,这颗LED灯珠电流为20mA.电压为DV3.0-3.2V是什么意思?S:直流供电,两端电压要控制在3.0至3.2V之间。T:那额定电流为20mA又是什么意思呢?S:电流不能超过20mA。中国煤化工T:对于LED灯珠来说.如果低于额定电流亮度会明显变暗,而高于额定电流则灯珠寿命会缩短甚至烧毁。某同学想用手机电池作为电MHCNMHG源(电压约为4.2V) ,能不能直接连接这颗LED灯珠工作?S:不能!电压太大,会烧掉的。要加电阻!电S:根据公式R=U/],U为4.2-3.0,1是多少不知道呀,老师?科技信息O教学研究0SCTENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2010年第25期T:线与LED灯珠怎么连接比较牢固呢?S:用手将它们拧在-起,用绝缘布包好。T:不过用手拧有时拧不紧公松掉,最好的方式还是焊接。下面请出我们本次实验的T.具助手:电烙铁。T:下面我们以焊接LED灯的长脚与导线为任务,在实物投影下为了更好地烨接,我请一位学生上来当助手。T:同学们，有什么办法叮以知道现在电烙铁温度高不高吗?S:用手摸摸蔚。(有学生在偷笑)T:用手摸比较甘险哦。将烙铁头放在松香里压一下,看看能不能把松香熔化。(学生思考)(我将电烙铁放松香里压了一下,这时松香迅速熔掉,并冒出一缕S:将所有的LED灯珠长脚相连,再接电源正极,所有的LED灯珠缕青烟。短脚相连,再接电源负极。学生比较夺张地.....“地一声,有点恐怖? )(考虑到部分同学还未能理解.用图片展示连接效果图。)T:现在我们开始演示烨接技巧。4课后反馈(了节省时间，导线与电池的连接在课堂上只是用手拧紧。线路通了,LED灯亮了,煤接成功啦。这时学生大有跃跃欲试的冲动。)从后来的台灯制作实验过程看,学生们对这节课的内容掌握得非常好。LED灯珠的并联.电阻的运用.开关的连接.物理课中的电路图不再是纸上:谈兵,--在通用课中得以实践，他们显得非常兴奋。尤其是当所有的线路连接完毕,开关打开,几颗LED灯珠发出炫目的白光时,小组成员一起欢呼。通用实验室一派热闹的景象。5.教学反思3.1 自制教具更具灵活性课堂教学是传授知识的 一个重要途径，而直观教具的使用可以将知识形象化.具体化,便于学生对知识的掌摊和理解。在讲解线路连接时.如果我没有自制一块电路板,LED灯的并联,开关的连接,焊接演示等等操作就失去了一个操作平台,讲解起来更费力,恐怕这节课的T:如果LED灯直接与电池连通.那么我们的灯便成了长明灯。有知识点就不能很好地落实。什么办法可以控制灯的亮与灭呢?活用教具是教学方法改革的重要方面。今后我们应继续根据新教S:加开关。材教学内容所需.研发适合新教材、新的教学模式和教学内容所需的T:OK,下面我们来看一下开头岚该怎样连到线路中来。教具学具。(为了使学生的注意力继续保持集中，我让两个学生上台进行开52 运用提问祛时 .应注意问题之间的理层递进关系关的线路连接，,当试验成功时,全班同学-片掌声响起。)在现代课堂里.提问有很多功能.如:可以发展学生思维能力,激起学生的积极思考.发散思维。为5使教学思路清晰化,更好地达到教学效果,我们应注意设计的问题应循序渐进。如在本案例中,分别设计了四个问题:如何连接LED灯与铮线，如何使LED灯珠发光,如何用开关控制电路.如何连接多个LED灯珠。几个问题逐层递进,学生通过解决一系列问题，一步一步走向预定目标，最后到达预期的终点一-多个LED的线路连接。5.3 学科整合提高学生学习兴趣“综合”是通用技术教学对学科体系的-种超越。通用技术课程是-门高度综合的课程。为了制作台灯,学生们这回深刻感受到了技术的“综合性"。在实际操作中,LED灯的并联.电阻的运用,他们的物理知识充分运用到了实际操作中,学科整合得以充分体现。而灯罩底座的设计又不时地增T:一个LED灯珠的试验已经威功了，如果每颗灯珠都引出两根加他们的美学 ,电工、木工知识看导线与电源相连.那么颗6灯珠将会有12根导线引出,线路会显得凌乱,有没有办法使线路简洁- 些呢?[责任编辑:王静](上接第334页)款,竣C.后银行将其转化为楼字按揭贷款,使融资机之路.忍制活起来:政府的倾斜政策有力地支持改造,由此降低了改造成本。5“城中村”的未来之路[1]李培林.巨变:村落的终绪一-都市 里的村庄研究In.中国社会科学院,2002一个由血缘、亲缘、地缘、宗族.民间信仰.乡规民约等深层社会网();33-34.络联结的村落乡土社会，其终结问题不是非农化和工业化就能解决[2]刘古，筑科技大学，,2003.的。“城中村“改造过程中的裂变和新生.也并不是轻松欢快的旅行,它[3]字文娜中国煤化工西安建筑科技大学学报，不仅充满利益的摩擦和文化的碰撞.而H伴随将巨变的失落和超越的2008(6).艰难。改造“城中村"使主体的村民最终在文化层面上城市化以及在[4]王巧路TYHCNMHG“城中村”这个混杂的社区群落实现文化融合.并最终形成和谐健康的[责任编辑:曹明明]城市文明社区。“城中村”实现合理的城巾化,是当的"城中村”的未来281-