電子積木在科學實驗教學中的應用

王珅

新的小學科學課程標準中最大的變化就是增加了“技術與工程領域”這一新的內(nèi)容。怎樣在實際的科學實驗教學中體現(xiàn)出“技術與工程領域”呢？通過電子積木玩具在小學實驗教學中的應用就能很好地展示。

隨著生產(chǎn)水平的提高，各種各樣的電子玩具走進了孩子們的世界中。玩具上出現(xiàn)五顏六色的光、發(fā)出奇妙的聲音等各種有趣的現(xiàn)象吸引著兒童的注意。這些電子玩具的原理是什么？小學生能不能通過在課堂上所掌握的科學知識來創(chuàng)造出一個自己特有的玩具？能不能小組分工討論設計制作出一個電子機械幫助人們解決生活中的難題？通過電子積木玩具在小學實驗教學中的應用就能很好地解決以上這些問題。

一、電子積木的優(yōu)點

電子積木就是將導線、燈泡、二極管、三極管、電阻、電容、普通開關、震動開關、溫控開關、無線發(fā)射器、電表、電機、喇叭、集成塊等電子元器件固定在塑料片（塊）上，用獨特的子母扣做成獨立可拼裝的配件，在產(chǎn)品配置的安裝底板上像拼積木一樣拼裝電路組合。

它具有操作簡單易上手，6～12歲的兒童只需輕輕一扣就能方便地使用。電子元件采用裸露設計，電路簡潔明了，不會有導線纏繞、斷開、生銹接觸不良等問題，幫助學習電路知識更直觀。該電子積木由淺入深，可快速拼裝出各種趣味電路與實用電路，每拼裝一種電路，都能馬上聽到或看到聲、光、電的效果，使學生把教科書中原本枯燥的電學、聲學、光學、磁學原理在裝裝拆拆中輕而易舉地了解清楚，進入奧妙無窮的電子世界。當學生學會簡單電路的知識后，能照說明書的方法進行拼裝，可以制作出鬧鐘、風扇，門鈴等電子玩具或產(chǎn)品。電子積木還有手控、磁控、電控、聲控、光控、水控、觸控等控制方式，學生經(jīng)過一定練習后能自主設計一些新的電子裝置，方便于現(xiàn)實生活。在此過程中培養(yǎng)了孩子的專注力，激發(fā)了他們的科學學習興趣，增加了自信心和成就感。

二、電子積木的應用范圍

電子積木能應用到新的小學科學課程標準中課程內(nèi)容“物質(zhì)科學領域”有關電路及電的用途教學中，能幫助孩子們認識組裝基本的電路，認識基本元件;能在自己組裝的電路中判斷什么是導體，什么是絕緣體;制作出的成品還能幫助同學理解電還能與聲光力熱等各種能量形式進行轉(zhuǎn)換。

傳統(tǒng)的簡單電路遠遠不能滿足現(xiàn)在課標中的新要求，通過電子積木的使用，孩子不僅能了解一些家用電器的原理和構造，還能畫圖討論設計電路圖，自己動手利用現(xiàn)成的電子元件設計玩具或者其他小家電。這其實就是一個完整的技術與工程實踐活動。技術與工程實踐活動可以使學生體會到“做”的成功與樂趣，并養(yǎng)成通過“動手做”解決問題的習慣。

三、電子積木的在實際教學中的使用方法

（一）電子積木的原理構造

使用電子積木，我們首先要了解它的原理構造用途。傳統(tǒng)的導線、開關、電燈等簡單電路是電子積木的基礎，只有夯實基礎知識，才能進一步發(fā)展。在實際教學中把傳統(tǒng)的實驗器材和電子積木進行對比，學生發(fā)現(xiàn)其實電子積木的原理非常簡單，它只是把傳統(tǒng)簡單電路中的導線固定在電子元件上，安裝使用也非常方便，不用再怕導線纏繞引起的不便，只需像扣扣子一樣把電路連接起來就行，電子積木相對于傳統(tǒng)電路圖更直觀。在此過程中學生們也很佩服電子積木的發(fā)明者，也希望像他一樣，從小事做起，并把自己的想法變成現(xiàn)實，發(fā)明幫助人們生產(chǎn)生活的工具。

（二）參考現(xiàn)有電路圖紙練習拼裝

科學知識技能的掌握需要多加練習。當學生已知簡單電路原理后，可以參考電子積木說明書或者按照老師畫的簡單電路圖進行小組練習，制作出門鈴、風扇、電子玩具或其他產(chǎn)品，深化所學的知識，孩子們在玩的過程中很快熟練地掌握了電路知識。電子積木的學習還可以使學生有機會綜合其他方面知識，體驗具體的科學技術對個人生活和社會發(fā)展的影響。

（三）小組團隊合作或者獨立創(chuàng)造新的電路合成圖

“技術與工程領域”中，技術的核心是發(fā)明，是人們對自然的利用和改造。工程技術的關鍵是設計，工程是運用科學和技術進行設計、解決實際問題和制造產(chǎn)品的活動。比如有的學生自己提出問題，想研究“手機屏幕亮度為什么會隨著外界環(huán)境的改變發(fā)生變化”。學生在老師指導下經(jīng)過小組討論，自己設計畫出電路圖，設計出光控自動電燈，可以利用光敏元件調(diào)節(jié)電燈的亮度，“手機屏幕亮度隨外界環(huán)境亮度改變”的答案也就迎刃而解了。

電子積木引入課堂，可以讓孩子們掌握現(xiàn)有的知識后解決生活中的實際問題。有的學生把家里的簡單科技產(chǎn)品分解，了解其各部分之間的功能;還有的同學通過以上電路知識的學習能把家里壞了的玩具、小家電修好。這也是我們學習科學知識并把知識運用到生活中的最終目的。

四、電子積木在實踐教學中的缺點

當然，電子積木也有它的不足之處。與普通簡單電路實驗材料相比，電子積木的價格較高，從而限制了大部分尤其是經(jīng)濟發(fā)展薄弱的農(nóng)村地區(qū)學校的推廣使用。電子元件也只能采用它自己品牌專有的，如果該品牌沒有學生想使用的特殊元件，從別的地方買的或者拆卸下來零件也不能與現(xiàn)有的電子積木一起方便地組裝使用。電子積木體積也比較大，組裝好后不便于攜帶。

總之，學生在DIY組裝積木玩耍學習的過程中主動學習，獲取了豐富的科學知識，提高了動手操作能力。通過電子積木的使用，教師在實際教學中以學生為主導，開展一系列圍繞技術與工程的科學探究主題，培養(yǎng)了孩子的設計動手能力，激發(fā)了孩子們的科學興趣，點燃了孩子的發(fā)明靈感，發(fā)揮了孩子無限的創(chuàng)造力。

【作者單位：石家莊市中山西路小學? 河北】