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宁波海曙:2019STEM项目作业案例(十二)《组装一个交通信号灯》海曙第二外国语学校 叶盼盼

添加日期:2019-06-20    点击率:701    来源:宁波海曙通讯团队    录入人:meool

一、STEM教学目标

1、S(科学目标):

① 知道开关可以用来连接或断开电路,控制电路中电器元件的工作状态。

② 了解电路有两种不同的连接方法——串联和并联。

③ 明白简单电路的基本构成,并根据电路图能连接简单电路。

2、T(技术目标):

① 掌握设计一个能交叉控制红黄绿灯的技术,分别点亮三盏小灯泡。

② 让学生用多种途径收集相关资料,初步培养学生的信息技术素养。

3、E(工程目标):

通过“发现问题——设计方案——知识迁移——优化完善”的形式开展学习,体现工程过程的基本要点,促进学生对工程设计的理解。

4、M(数学目标):

绘制设计图,根据设计图合理选择材料,进行具体的制作。

二、教学过程

(一)、问题与聚焦:

由于经济的快速发展从而导致了汽车数量的猛增,宁波市作为二线城市也正面临着严峻的考验,日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题。在这种背景下,交通信号灯的出现可谓是是人类历史上的一次重大改革,给人类的聚居生活带来便捷,使拥堵的交通得以有效管制,提高了道路通行的流动能力,大大降低了交通事故的发生率。

随着电子技术领域的飞速发展,工程家们已经利用了各种技术对交通灯进行全面智能化管理。而作为新时代的5分pk10计划生更加有必要学习下简单交通红绿灯的设计,今后为国家为自己的家乡出一份力。

(二)、课前谈话

① 询问学生每逢上学,面对拥堵的道路,你有何看法?

② 你知道哪些种类的交通信号灯,并知道这些车道信号灯的意义吗?

(三)、引入

1、出示:一个电池、一个红灯、一个绿灯(图片展示)

2、提问:谁能来利用以上材料设计一个电路图?

3、教师:有没有什么不足之处?红绿灯亮时电流是怎样流动的?

4、思考:你有什么好办法可以控制这两盏灯的亮灭?

学生交流回答,教师及时表扬肯定学生的想法。

5、提问:你能利用你做的小开关来组装一个可以控制的红绿灯吗?今天我们就一起来挑战组装一个简单的交通信号灯。

揭示课题:组装一个交通信号灯

(四)、挑战一:组装一个红绿灯

教师:红绿灯的工作原理应该符合哪种电路连接,在设计之前,你们认为需要考虑哪些问题呢?

提示:串联的灯泡只能一齐亮灭,并联的电路可以分别控制几盏灯泡的亮灭。我们家里的照明电路通常是用并联的方法连接的。

1、设计

教师:同学们考虑的这些问题都非常全面,那么我们又该如何合理地设计呢?

l 小组讨论,利用所给材料,尝试绘制正确红绿灯电路图。

l 设计完成后,小组汇报交流,并把设计单贴在黑板上(表扬表示肯定)

l 投影再次展示学生正确的电路连接示意图

(原理电路图)

2、制作

l 制作材料:电池一节,红灯一个,绿灯一个,自制开关一个,导线若干

l 制作工具:透明胶、钳子

按以上原理电路图连接电路,需注意的问题有:

① 开关应先处于断开状态;

② 图钉不要压得太紧,防止导线无法缠绕,缠绕无误后可用透明胶固定住;

③ 导线与灯泡最好用透明胶固定;

④ 安装时不要过度用力造成损坏零件。

3、效果图展示(如图所示)

红灯

绿灯


(五)、挑战二:组装一个红黄绿灯交通信号灯

教师:你们制作的红绿灯确实能让我们的交通道路变得通畅,但是,同学们你们注意过十字路口的红绿灯还有哪一种颜色的呢?(引入黄色灯泡)接下去,我们就来挑战一下用一个自制开关分别控制三盏灯泡吧!

1、设计与改进

教师:思考在以上实验基础上,如何进行改造便可实现我们三盏灯的亮灭?

小组讨论,改进设计图,教师指导,将个别小组的设计图投影出来展示。

组1 组2

教师:表扬两组学生的设计图,前一组绘制了一张实物图,后一组画出了电路示意图。仔细观察,请问他们的设计思路一样不一样?

2、制作

l 添加材料有:图钉一枚,导线两根,黄灯一个

l 把红绿灯改进成红黄绿灯

3、测试与优化

教师:我们自制的红黄绿灯非常成功,但是要把它放到我们的模拟路口好像还缺少点什么?

提示:可以再添加点什么材料让我们的红黄绿灯看起来更加逼真呢?

学生思考,举手发言。表扬学生的想法。

教师:其实啊,我们可以借助生活中一些常见的材料来帮助我们的红黄绿灯变得更加完美。(PPT展示辅助材料:棒冰棍或小木棍、双面胶或热熔胶。用途:用于制作支架和底座)大家可以在课后,自行选择可适材料,优化小组设计,让我们的交通信号灯变得更加完美。

三、板书设计

小组设计单

小组设计单

小组设计单

组装一个交通信号灯

两种不同的电路连接:串联

并联√

开关的作用:控制电路的通断

           
 

小组设计单

 

小组设计单

     

小组设计单

 


附加:

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