電子生肖連連看

陳染

對(duì)于學(xué)生而言，在接受創(chuàng)客教育的初期進(jìn)行創(chuàng)意電子制作的培養(yǎng)，上可以銜接“低科技”的制作活動(dòng)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力；下可以啟發(fā)學(xué)生更加深度地探索智能化的創(chuàng)客作品。

中國傳媒大學(xué)附屬小學(xué)的楊琳老師為小學(xué)生所做的電子類科技活動(dòng)案例集《電子生肖連連看——趣味十足的電子學(xué)》就是一個(gè)帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)電子制作，開啟電子創(chuàng)客第一步的很好例子。楊琳是北京知名的創(chuàng)客教師，在小學(xué)生電子、編程等小發(fā)明制作的創(chuàng)客項(xiàng)目上有著豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并一直致力于中小學(xué)生的創(chuàng)客教育。《電子生肖連連看》面向剛剛接觸創(chuàng)客教育的學(xué)生，它以十二生肖為制作主題，結(jié)合多種電子元件，讓學(xué)生在豐富的制作中認(rèn)識(shí)電路。

在《電子生肖連連看》的課程中，學(xué)生從材料的駕馭和工具的使用兩方面認(rèn)識(shí)電子電路，提升自己的創(chuàng)客水平。在電子創(chuàng)客中，學(xué)生們會(huì)接觸到基礎(chǔ)控制板、電子元器件、木頭、塑料、金屬等多種類型的材料，感受每一種材料的特質(zhì)，把握每種材料的價(jià)值規(guī)律，提高自己對(duì)質(zhì)感的把握和對(duì)品位的理解能力，從而讓自己的作品超越“粗糙發(fā)明”的狀態(tài)，成為一個(gè)精致的造物。另一方面，學(xué)生在使用不同材料進(jìn)行創(chuàng)客制作的時(shí)候，必不可少地接觸到不同類型的鉗子、螺絲刀、電烙鐵等工具，在使用過程中，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手造物的能力，從而為進(jìn)一步的創(chuàng)客教育打好基礎(chǔ)。

與傳統(tǒng)課堂相比，創(chuàng)客教育的電路學(xué)更加強(qiáng)調(diào)課程的動(dòng)手實(shí)踐能力、激發(fā)創(chuàng)造意識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造品格。每個(gè)課程由故事引入、學(xué)習(xí)目標(biāo)、創(chuàng)意成果、必需工具和材料、設(shè)計(jì)分析、技術(shù)實(shí)施、教學(xué)實(shí)施建議及反思、微筆記8個(gè)部分組成，對(duì)教師的課堂實(shí)踐起到良好的引導(dǎo)作用。

下面以《電子生肖連連看》中的第1個(gè)案例“驗(yàn)鈔鼠”為例，看看在課堂中如何用創(chuàng)客教育的方法讓學(xué)生理解知識(shí)，懂得創(chuàng)造。

故事引入

“傳說鼠和貓是一對(duì)好朋友，它們約定一同去天宮爭當(dāng)生肖，并約定到時(shí)候老鼠來叫貓一同出發(fā)。可是機(jī)靈的小老鼠并沒有叫貓而是自己騎著牛去天宮了。到了天宮門前，鼠又比牛搶先一步進(jìn)入天宮。等貓明白過來，十二生肖早排完了，所以貓才痛恨老鼠?！?/p>

“雖然這只是一個(gè)傳說，但不管怎么說，老鼠畢竟是憑自己的機(jī)警和聰明坐上了生肖的第一把交椅。在這里機(jī)警的老鼠還練就了驗(yàn)鈔的本領(lǐng)，它的外形像項(xiàng)鏈，但它與普通的項(xiàng)鏈可不一樣，不僅會(huì)發(fā)光，還能當(dāng)驗(yàn)鈔機(jī)使用，為人類服務(wù)?！?/p>

在這個(gè)案例中，巧妙地將民間傳說與驗(yàn)鈔這個(gè)功能相結(jié)合，讓學(xué)生能夠輕松進(jìn)入課程學(xué)習(xí)狀態(tài)。

學(xué)習(xí)目標(biāo)

◇認(rèn)識(shí)紐扣電池、按鈕開關(guān)及紫色發(fā)光二極管（LED）。

◇了解發(fā)光二極管（LED）單向?qū)щ姷奶匦?，知道紫色發(fā)光二極管是指可發(fā)出波長約400 nln的近紫外光。紫外光可使熒光物質(zhì)發(fā)亮，通常用作識(shí)別鈔票是否偽造。

◇讀懂“驗(yàn)鈔鼠”電路的原理圖，初識(shí)并聯(lián)電路。

◇學(xué)習(xí)利用鋁箔進(jìn)行電路連接的方法。

◇根據(jù)原理圖進(jìn)行電路連接，鍛煉分析和解決實(shí)際問題的能力。

在這部分內(nèi)容中，著重考查學(xué)生對(duì)驗(yàn)鈔鼠所運(yùn)用的電路學(xué)知識(shí)的掌握情況。第1個(gè)層次是認(rèn)識(shí)材料的性質(zhì)和原理，包括課程中所使用到的工具的特性，以及主要材料LED燈是怎么工作的；第2個(gè)層次是電路的原理和操作，認(rèn)識(shí)并聯(lián)電路，并用鋁箔進(jìn)行連接；第3個(gè)層次是分析和解決實(shí)際問題的能力，讓學(xué)生在操作過程中思考怎樣在實(shí)際操作中解決問題。

創(chuàng)意成果

在教師的指引下，學(xué)生可以獨(dú)立制作完成驗(yàn)鈔鼠電路。發(fā)光二極管是在透明的圓形塑料殼內(nèi)封裝了發(fā)光電路，發(fā)光電路集成了紫外發(fā)光芯片和燈光控制芯片，由長度不同的2條引腳引出，長引腳為正極，短引腳為負(fù)極。發(fā)光二極管發(fā)出的紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光，利用這個(gè)特性可以辨別鈔票的真假。同學(xué)們應(yīng)知道發(fā)光二極管單向?qū)щ姷奶匦?，并通過實(shí)際操作加深對(duì)這一特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)。學(xué)習(xí)利用鋁箔的方式按照電路原理圖將元器件連接起來。為了使驗(yàn)鈔鼠更加漂亮，可以用水粉對(duì)其進(jìn)行裝飾，以此提升自己的審美能力。通過更換電路中的LED，還可以將驗(yàn)鈔鼠改造成小手電等實(shí)用工具，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。

創(chuàng)意成果的內(nèi)容是學(xué)生基本掌握了學(xué)習(xí)目標(biāo)之后的進(jìn)一步提升，學(xué)會(huì)將電路搭建和工藝小制作互相結(jié)合，并鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意，提升審美能力，或者把它制作成使用工具。

必需工具和材料

◇紫外發(fā)光二極管2個(gè)，直徑5mm。注意：它有長度不同的2個(gè)引腳，長引腳為正極，短引腳為負(fù)極。

◇按鈕開關(guān)1個(gè)，兩端有電極引線，按一下開關(guān)電路連通，再按一下開關(guān)電路斷開。

◇紐扣電池1個(gè)，它如同1角錢硬幣，平滑的面為電池正極，凸起的麻面為負(fù)極。電池的標(biāo)稱電壓為3 V。

◇導(dǎo)線4根，用微波爐燒烤用鋁箔制作。

◇水粉顏料，用于給作品上色。

◇外殼。

在介紹必需工具的時(shí)候，需要讓學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)每一種元器件的特質(zhì)，從而達(dá)到讓學(xué)生認(rèn)識(shí)材料的性質(zhì)和原理的目的。在《電子生肖連連看》課程中，用鋁箔卷成條后進(jìn)行纏繞替代導(dǎo)線，這種做法不需要焊接，簡單易操作，安全無毒，長短可以隨意使用，適合小學(xué)生的認(rèn)知水平和動(dòng)手能力。此外，驗(yàn)鈔鼠的外殼由激光切割而成，可購買，亦可由高年級(jí)學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)和制作。

設(shè)計(jì)分析

問題1：驗(yàn)鈔鼠由哪幾部分組成？

問題2：驗(yàn)鈔鼠的電路原理圖是什么？

在學(xué)生設(shè)計(jì)之前，教師需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，完成第2層次的學(xué)習(xí)目標(biāo)。此外也是對(duì)學(xué)生駕馭材料屬性能力的再次檢驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)施

技術(shù)實(shí)施包括3項(xiàng)主要內(nèi)容，分別是電路連接、趣味涂鴉和創(chuàng)客秀。在電路連接中，學(xué)生跟著教師一步步制作驗(yàn)鈔鼠，并測(cè)試驗(yàn)鈔鼠是否能夠準(zhǔn)確識(shí)別鈔票的真?zhèn)?。在趣味涂鴉中，學(xué)生利用水粉顏料和筆對(duì)驗(yàn)鈔鼠進(jìn)行涂色。創(chuàng)客秀環(huán)節(jié)則是主要鍛煉學(xué)生分析和解決實(shí)際能力的過程。

在現(xiàn)有的電路基礎(chǔ)上進(jìn)一步思考以下幾個(gè)問題：

◇當(dāng)驗(yàn)鈔鼠的一只眼睛不發(fā)光時(shí)（一個(gè)LED燈出現(xiàn)故障）是否會(huì)影響另一只眼睛正常發(fā)光？動(dòng)手改改現(xiàn)有電路，驗(yàn)證自己的答案。

◇如果驗(yàn)鈔鼠的眼睛被反接（LED的長引腳連接電池的負(fù)極，短引腳連接電池的正極）驗(yàn)鈔鼠的眼睛還可以正常發(fā)光嗎？動(dòng)手改改現(xiàn)有的電路，驗(yàn)證自己的答案。

◇動(dòng)手對(duì)現(xiàn)有（并聯(lián)）電路進(jìn)行改造，改為串聯(lián)方式。

◇思考一下，這個(gè)驗(yàn)鈔鼠除了可以驗(yàn)鈔外，還有沒有其他的功能，如是否可以用來照明，制作聲控樓道燈、光控電路、自動(dòng)航標(biāo)燈等。如果要制作一個(gè)小手電，應(yīng)如何修改之前的電路呢？動(dòng)手改改現(xiàn)有的電路，制作一個(gè)小手電。

上述幾個(gè)過程用3個(gè)課時(shí)完成，在教學(xué)實(shí)施建議及反思中，會(huì)對(duì)教師的實(shí)施過程作一些簡單的建議，讓教師能夠更好地完成驗(yàn)鈔鼠的課程。在微筆記中，將給出一些參考知識(shí)，供教師進(jìn)一步延伸教學(xué)。