《简单的电路》的教案(精选7篇)
活动目标:
1、能够根据电路图连接简单电路。
2、知道一个基本电路的组成要素,认识电池的正负极与科学符号。
3、体会探索的快乐,感受成功的喜悦。
活动准备:
电池和导线若干,小电珠
活动过程:
一、教师出示活动材料,激发幼儿的探索兴趣。
二、幼儿认识、操作探索:利用材料使小灯泡亮起来。
1、观察了解灯泡。
师:看!老师给同学们带来了什么?请你们观察一下小灯泡,想一想你们小组发现了什么?我们发现小灯泡里面有钨丝。中间有灯丝。(它是灯泡的发亮部分)灰色的小圆点叫连接点,一共有两个。
2、观察了解电池。
师:我们生活中用到电池吗?谁能说说电池的外形是怎样的。电池分为两极,正极和负极。负极为锌皮的一端,正极是一根碳棒上有铜帽的一端。电池上有两个符号,正极用“+”一样的.符号表示,负极用“-”一样的符号表示。
3、引导学生认识不同的电池。
师:你能说说你见过哪些电池吗?遥控器里的圆形的7号电池,手电筒里的1号电池,圆形的5号电池,手表里的圆形的电池。
4、幼儿合作尝试,点亮小灯泡
师:大家观察了小灯泡、电池,现在想不想点亮小灯泡呀?
幼:想。
师:每个小组的桌上已经准备好了材料,先尝试一下,好不好?
学生操作,教师巡回指导。
师:哪几组亮了?我们请接亮小灯泡的小组上来展示一下。
5、幼儿探究小灯泡电路的连接方式。
师:小灯泡亮了,说明有电流过小灯泡了。那你猜测一下,电是怎样流过小灯泡的?
师:说得没错,通常我们是这样认为的:电从电池的正极出发,从小灯泡的一个连接点进入,经过灯丝再从另一个连接点流出,流到电池的负极,形成了回路。这条路一通,小灯泡马上就亮了。
6、教师总结。
在光学精密测量机器和高精度的数控机床上广泛使用光栅尺来进行位移测量。由于光栅尺测量位移时输出的信号是正交脉冲信号,即A相与B相信号周期相同相位差90°。光栅尺正相运动时A相超前B相90°,反相运动时B相超前A相90°,因此通常需要用正交解码电路对A、B相脉冲进行解码,才能确定位移的方向和距离。目前使用的正交解码电路通常是专用集成电路或可编程逻辑器件,由于专用集成电路和可编程逻辑器件通常价格较高[1,2],本文介绍的一种正交解码脉冲接口电路结构简单,工作可靠、价格便宜、通用性较强,能实现对正交脉冲信号的解码,并已成功应用到激光光刻机上。
1 硬件结构
正交解码脉冲接口电路框图如图1所示,由正交脉冲解码电路和计数与通信电路两部分构成。图中反相器采用CD4069,单稳态电路采用CD4528,与门电路采用74LS08,单片机采用STC12C2052,串口电路采用MAX232。正交解码脉冲接口电路具体结构如图2所示。
1.1 CD4528
CD4528是双单稳态触发集成电路。该集成电路内部包含2个单稳态电路,通过外接电
阻和电容可控制单稳态电路的输出脉冲宽度,图2中使用的电阻R1=R2=10k,电容C1=C2=200p F。单稳态的触发信号可采用上升沿触发或下降沿触发,本电路采用下降沿触发。单稳态电路用于对计数脉冲进行整形。
1.2 单片机STC12C2052
单片机STC12C2052有20个引脚[3],采用增强型8051内核,运行速度快,即1个时钟就是1个机器周期,比普通8051单片机快8~12倍。工作频率0~30MHz,片内8K字节Flash程序存储器和256字节RAM数据存储器,2个16位定时/计数器,1个全双工异步串行口,具有功耗低、运行速度快、抗干扰能力强等优点。
2 正交解码脉冲接口电路工作原理
正交解码脉冲信号从A、B端输入。当A相超前B相90°时,A相信号一路直接通过单稳态1电路整形后(A1)加到与门1,另一路通过反相后(A2),通过单稳态2电路整形后(A3)加到与门2。由于单稳态1输出A1处于高电平时B相总是低电平,故脉冲被阻塞,与门1无输出。对于与门2,A3处于高电平时,B相也处于高电平,故允许脉冲通过,并送入单片机STC12C2052的计算器T0计数,这样光栅移动一个栅距时,辨向电路只输出一个脉冲。同理,当B相超前A相90°时,与门2阻塞,与门1有脉冲通过,送入单片机STC12C2052的计数器T1计数。因此,计数器T0记录的是正向运动的位移,计数器T1记录的是反向运动的位移,表示运动的实际位移的脉冲数是计数器T0与T1的计数之差,位移的距离等于脉冲数乘以光栅的栅距。图3中给出了当A相超前B相90°时各点的波形。
单片机通过读取计数器T0与T1的计数值,通过MAX232串口通信芯片,把数据传给PC机或其它微处理器,达到位移测量的目的[4]。
3 注意事项
在正交解码脉冲接口电路中采用了单稳态电路对输入的计数脉冲进行整形,因此单稳态电路输出的脉冲宽度要小于正交脉冲的宽度才能正确记录正交脉冲的个数,这样对正交脉冲的频率就有了限制,通过理论分析和实际应用,正交脉冲的频率≤200k H该电路都能正常工作。若光栅尺的栅距为1μm,则运动速度可达到1×106×200×103=0.2m/s,可满足一般运动速度不是非常高的场合。
4 结束语
教材在内容安排上分三块:一是电路概念的得出,二是开关电路,三是拓展应用。在分析教材时,我认为这节课的难点在拓展应用上,最容易解决的是第一环节,电路概念的得出。
第一次试教时,认为是最容易的第一环节却成了课堂行进过程中的暗礁。
师:老师给大家准备了一些材料,你们认识吗?
生:认识,有小灯泡、电池、电线。
师:猜一猜,老师要让大家干什么?
生:让灯泡亮起来!
师:你们真聪明,各小组就用老师给的材料连一连,看谁先让小灯泡亮起来。成功后,将连的方法在纸上画出来。
学生分组实验。
课堂上后气氛顿时热闹起来,学生们忙成了一团。
然而,我在巡视时,心里却凉了。在规定时间里,全班只有两个实验小组让灯泡亮起来,其中有一组还是看了先成功的一组才知道怎样连的。接下来,我只能让成功的一组上来展示,说一说为什么这样连。学生知道连的方法,却说不出所以来,我只能自己把电路的概念端出来,否则再纠缠下去,进度控制不了。
课后,我们教研组进行了深刻的反思。第一环节是整个课得以落实的前提,如果学生不能明晰什么是电路,后面的内容很难深入。第二次试教我把第一环节的教学设计彻底进行了修改,并将一课的内容分成两课时来上。
学生分组实验,根据自己画的图连接。
老师巡视,感觉与上次试教明显不同,一半以上的小组是正确的,方法上有用一根电线的,也有用两根电线的,电池、灯泡接的部位次序上也有变化的。
学生在交流比较后发现,正确的连法就像给电铺了一条通畅的路,这就叫电路,这条路应该是闭合的。
启示:
一、要了解学生的前概念
在初备这课时,我是站在一个对电路知识有一定了解的成人角度去理解的,认为学生也会和老师一样去想、去做。然而,学生对电的认识基本还是一个盲区,在他们眼里,电池里存放着电,只要把电线一头连上去,电就会出来,有的学生见一根线不行,就把两根,三根并在一起,继续做一头连电池,一头连灯泡的事。成人觉得可笑,学生却乐此不疲。错误的前概念制约了学生思维,把宝贵的时间浪费在表面上看似自主探究,实际是无效的活动上。正是如此,我在第二次试教时,重点让学生去了解小灯泡的结构,电池的特征。让学生浅意识知道电池的正负极、小灯泡的连接部位。
二、要吃透教材
科学教材与其他教材不同,即使高年级教材,在样式上也是图文并茂,且图多文字少。因此,对书中每一句话,每一幅图都要细细品味,仔细推敲,揣摩编者的意图。如在本课中,书中有小灯泡的剖面图,连接示意图。这不是让学生去照着图连一下,而是在提醒教师要让学生知道小灯泡的构造,学会用图来表达方法。至于何时画图,是在连之前画,还是在连之后画,其中的作用是不相同的,关键看教师如何用教材。
三、扶和放的选择
科学课新课程标准非常看重学生的自主探究能力。然而,探究能力的高低是建立在一定的知识基础上的。当学生面对全新的知识时,探究活动中教师应该扶得多一点,放得少一点。有了积累后再扶得少一点,放得多一点。在本课中,我的第一次试教开始就让学生放开动手,事实证明了学生的探究活动很盲目,不适合在课堂教学中应用。第二次试教时,第一环节的设计重点放在扶上,让学生真正明白电路的含义,形成良好的基础。在二三环节中放手让学生探究,特别是第三环节,书中是让学生连一個红绿灯,而我改成了电路设计大赛,用指定的器材,看你能设计出什么样的电路。学生表现非常棒,充分显示了他们的探究能力。
潮河镇学校王茜
【教学目标】 科学概念:
1.一个简单电路需要一个能持续提供电能的装置一电池。
2.电从电池的一端经过导线和用电器返回到电池的另一端,就组成了一个完整的电路。
3.使用相同的材料,电路可以有不同的连接方法。过程与方法:
1.用更多的方法和材料点亮更多的小灯泡。2.观察、描述和记录有关的实验现象。3.用简易符号表示一个电路的不同部分。情感态度价值观: 激发对电探究的兴趣。【教学重点】
1.使用相同的材料,电路可以有不同的连接方法。2.用简易符号表示一个电路的不同部分。
【教学难点】用更多的方法和材料点亮更多的小灯泡。【教学准备】
每小组小灯座2个、电池盒1个、1号电池1节、导线4根、小灯泡2个、记录纸若干,记号笔1支。【教学过程】
一、创设情境:
1.连接比赛:每组一节干电池、一根导线和一个小灯泡,把小灯泡点亮。
2.讨论:我们这样用手按着来点亮小灯泡,一松手小灯泡就不亮了。是不是有点不太方便啊? 3.引导学生想办法解决这个问题。
二、提出问题
观察电池盒和小灯座,学会使用电池盒和小灯座连接电路。1.教师逐个出示小灯座、电池盒,让学生观察电池盒和小灯座。2.讨论:这两个工具是干什么用的?怎么使用? 3.师演示,可以做如下提示:
(1)安装电池的时候有什么要提醒大家注意的?(2)小灯泡是怎么装到小灯座上的?(3)导线怎么连?
三、自主探究
1.学生使用电池盒和小灯座连接电路,让小灯泡亮起来。2.请一组学生展示他们的连接实物图,教师介绍用简单的符号画电路图的方法。
3.认识常用电路元件的电路符号
四、合作交流
让更多的小灯泡亮起来:
1.灯泡
2、小灯座
2、电池盒
1、电池
1、导线3-4根,让学生尝试怎样使两个小灯泡同时亮起来。
2、小组实践,想办法让2个小灯泡都亮起来。
3、画出简单电路图
4、试试还有没有其他不同的连接方法,如有同样画出电路图。5.实验结束,小组汇报,互动交流。
(交流要点:小灯泡亮了吗?用了几种连接方法?哪种方法更好?为什么?为什么不同的方法都能使小灯泡同时发光?指出电在电路中是怎样流动的。)
五.总结反思
今天你学到了什么?
六、应用迁移
1、更多的小灯泡和电池,能让它们同时亮起来吗?(比如:2个灯泡+2个电池+若干导线)
教学目标
1.知道一个电路的基本组成元素。
2.能够连接基本电路,并画出电路图。
3.知道开关的作用并能控制用开关控制电流。4.知道不能用交流电做实验。
教学重点:学习连接一个简单电路。教学难点:画简单的电路图。教学方法:演示法
课前准备:灯泡2只、开关2个,导线若干。课时安排:1 教学过程
(一)导课
1.谈话:上节课我们初步学习了电路的基本知识。一个最简单的电路有哪些组成元素?
回答:一节电池(电源)、一个灯泡(用电器)、一节开关、一些导线。
2.谈话:为了研究方便,我们往往用电路图记录电路的连接情况,在电路图中上述的四种电路元件都有相应的符号表示。请学生画在黑板上。
【设计意图】回忆简单电路组成元素、电路元件符号,为新知识的学习铺垫。
3.提问:下面请同学们辨别,这样的电路图对吗?
【设计意图】这一课是《简单电路》第二课时。第一课时连接电路时,有部分学生不能认识到“连接灯泡的导线应该分别接在电池的正负极上,灯泡才会亮起来。”,一味的都连在负极或者正极。通过改正错误电路图1,那部分学生有了这方面的认识,原本了解的学生加强了认识。也通过改正第二幅图,学生清楚了一个安全的电路必须要有开关。
4.交流电释疑
(1)提问:实验时,开关控制灯泡亮和灭,干电池供电。为什么不能使用交流电呢?
(2)回答:实验中使用干电池可保证实验时的安全。
【设计意图】一般情况下,学生不会认识到“使用哪种电源” 的问题,向学生提出,学生产生自然会困惑-“为什么不用交流电呢”,再讨论释疑
二、新授
使用APPP拍照,展示
(二)由串联电路到并联电路
1.谈话:[指着正确的电路图]这个电路图中的灯泡是一只,如果再给你1个灯泡和导线,你想怎么来连接电路?同桌讨论,将设想画在笔记本上。
学生思考时,适当引导:电池的正极或负极能否连接两根导线呢?
【设计意图】(1)正确答案揭晓前,一定要给学生时间考虑。即便在此过程中,不能得到正确结果,但是学生只要思考了,便是收获。(2)此环节由串联电路知识渗透到并联电路。学生基本上不能想到并联的方式,在实际授课时,需要适当引导。这样的引导是有效的,部分学生会在这样的启发下,作出大胆的尝试,设计并联电路。
2.请学生将电路图画在黑板上(1)教师适当修改电路图,与学生讨论电路图的可行性,但不给出肯定的答复。
(2)【可选步骤】教师介绍这两幅图分别是串联和并联电路,并说明它们的特点。
(3)学生将两种正确画法画在笔记本上。
【设计意图】在说明串联和并联电路的特点时,要根据本班学生的认知和接受能力适当介绍,可以不多说,因为超出认知多介绍只能得到反效果。
3.小组实验:请同学们按要求连接电路,通过控制一个开关,使两个灯泡都亮起来。
【设计意图】提问—>思考—>讨论—>黑板展示—>再讨论—>实验,反复讨论修改只是“纸上谈兵”,需要实践的检验。
(三)并联电路拓展
1.谈话:刚才,不管是并联还是串联电路,灯都是同时亮或同时灭。如果想让两盏灯不同时亮、不同时灭,至少还缺少什么电路元件,大家想一想? 回答:1只开关、少导线。【设计意图】:由上一实验入手,提出新要求。“至少”使答案范围缩小,实际操作下来,学生是能想到方法的。
2.谈话:如果老师一共给你1节电池、2只灯泡、2只开关和一些导线。你能解决这个问题吗。想一想,这样的电路图应该怎么画?同桌讨论,将设想画在笔记本上。
学生黑板画图。教师小结:解决这个问题只能使用并联电路。
3.小组实验:请同学们按要求连接电路,使两个灯泡不同时亮、同时灭。【设计意图】:对于五年级的小学生而言,两个开关的并联电路已经是很难的问题。作为本课的拓展,旨在锻炼学生思维,拓宽思路。
三、练习画出电路图
四、总结:
今天这节课我们学习了简单电路。简单电路由干电池、导线、开关、灯泡等,开关可以控制电流,实验中不能使用交流电,因为安全是最重要的
五.作业 画出电路图
六、板书
将电路元件逐个顺次连接起来的电路叫做串联电路。特点是:闭合开关时,两只灯泡都熄灭„ 把元件并列的连接起来组成的电路叫做并联。
很久没有上过五年级的课,今年重新来一篇还是感觉挺有意思的,好多实验我自己也想重新做一篇。在进入《电与磁》单元前,我做了充分的准备,购置了新的电池,新的导线,新的小灯泡,自制了一块简单电路的演示板,为了让学生能有充分的活动时间与动手机会,我将小组分为两人一组,以便为课堂提供最大的保障,有经验的科学老师可能都有一个体会,准备不充分的科学课堂,真正上起课来会让自己都感觉很别扭的。
本课虽名为《简单电路》,但对学生来说实则不简单。如其中一个环节需要学生用导线、电池、小灯泡组成一个最简单的电路,并尝试点亮小灯泡,然后画出电路图。就这样简单的过程对他们来也是不易的,原因有二:一是现在的学生不像我们小时候一样,有经常去小商店买电池的经历,店主一般会用小灯泡与导线连好的简单电路来试灯泡,所以对如何点亮小灯泡是比较清楚的,但他们现在的生活中小灯泡基本不会用到了,也没有去买电池的经历,所以没有实际经验;二是小灯泡里面的结构学生们并不清楚,而且既便事先给他们讲清楚,因为没有通路的概念,他们也还是不能理解只有电流流过小灯泡才能点亮。记得前几年第一次上这一课时,我在提供材料时给学生准备了小灯座,孩子们很快点亮了小灯泡,但后来一研究教材我才发现,我多提供了一个材料却导致孩子们少了很多探索的步骤,少了思考的机会,于是在这次上课时,我重新整合了教材进行教学,并得到以下经验:
1、我只准备了小灯泡,导线和电池,让他们自己去试,看能有多少种方式可以让小灯泡亮起来。课堂上以两人小组的方式进行探究,学生很快得出了两种连接方式:一种是利用导线把小灯泡的一个接点和电池负极相连,小灯泡的接触点和电池负极相连。一种是把电池两极颠倒过来。还有一种方式:灯泡的螺纹处与电池正极接触,灯泡的接触点用导线与电池负极连接。而得出后种方式的小组极少,究其原因,主要还是思维习惯使然,学生们一般都习惯于把灯泡立于电池正极或负极上,把灯泡“横卧”在电池的正极或负极上则属于“另类思维”。但不管怎样,学生的探究热情非常高涨,很多人也许是第一次亲手点亮小灯泡。课堂上我给足了他们时间,让每个学生通过动手实践,初步感受了简单的电路。应该说,这是他们本节课最大的收获。
2、本课的难点是掌握电流在电路里的流向。在认识小灯泡的时侯,根据小灯泡的解剖图,学生很容易就指出了电流从一个接点进入,通过灯丝从另一个接点流出。在组成简单电路的过程中,我要求学生安装成功一个电路,就思考这个电路里的电流的流向。虽然在我的引导下,利用课件上的示意图学生勉强能说出,但我清楚,能真正理解的学生不多。这个知识点虽不是本课的重点,不是一定要学生掌握的内容,但如果这个知识学生理解了,那么对于以后学生组装较为复杂的电路,是有帮助的。
一、激发学生兴趣,引出前概念
兴趣是最好的老师, 只有学生对科学感兴趣才会用心学习与探究。因此激发学生的学习兴趣是掌握科学概念的必要前提。 而学生头脑中的前概念往往是内隐的,平时很少会表现出来,教师教学时必须活用技巧了解学生的前概念。
案例1:在《简单电路》一课的导入部分,我通过任务驱动调动学生学习积极性,在回答与体验中,让学生的前概念充分暴露出来。
师:再过一阶段,圣诞节就要来临了。大家想不想要圣诞礼物?
师:要礼物可是有任务要求的啊! 白板出示任务卡:礼物不是人人得,要想得礼物,请先把灯点亮! (有了任务指示后, 学生已经了解了学习目的,也有了学习动力,学生兴趣瞬间被激发。 )
师:如果想让灯泡亮起来,那么大家觉得需要哪些材料?
此环节旨在暴露学生的前概念。大部分学生都认为要让一个灯泡亮起来,除了有灯泡外,还要有电。于是,接着学生的思路,教师及时引出问题:实验室什么物体可以供电? 有了电池、灯泡、灯就可以亮了吗? 此时学生很容易就想到了:还需要电线(导线)。其实,我们不难发现学生对电路中材料的前概念还是较为清晰的。
激发学生的兴趣对前概念的调动有着不容忽视的意义, 只有将学生的前概念充分暴露后, 教师才能及时掌握学生的准确信息,才能架起学生的前概念与科学概念学习的桥梁。
二、引导探究,建立科学概念
为了帮助学生实现从前概念到科学概念的转变,需要帮学生架起原有认知与现在认知之间的桥梁,最有效的方法就是为学生准备可供自主探究的实验材料, 让学生在与实物材料的相互作用中获得丰富的感性认识,在观察现象、分析数据的基础上,获得更多信息,从而有效建立新的科学概念,揭示概念本质。具体方法如下:
1.选择合适的材料 ,指向科学概念。良好的、有效的材料 有利于集中学生注意力, 帮助学生在科学实验过程中学习和掌握知识,形成科学概念。
2.实验操作 ,引出科学概念。按照实验步骤 ,学生亲自试验操作,观察实验现象,并及时记录,从中获得第一手资料。同时,在观察记录的资料中,部分学生会发现其中规律,还会产生其他新问题,这时教师要适时引导,做好舵手,引出科学概念。
3.组织交流研讨 ,在归纳反馈中使科学概念构建得到进一步深化。实验操作完成后,学生可通过记录、整理、整合,小组交流、讨论、汇报,进行思维碰撞,逐渐理清思路,建立科学概念。
案例:回路概念的构建
教师给每个小组准备同样的实验材料:一节电池、一根导线、一个灯泡。其实这样的实验材料安排限定了实验范围,但也正由于材料这种提供方式,让每一组实验结果对比性更强。每个小组都知道电池是供电的,导线可以传递电流,灯泡是用来发光的,所以自然而然会把这三样材料连起来。可实验结果出乎意料,12个小组中, 仅有3个小组顺利让灯泡亮起来。此时,其他9个组会对自己产生怀疑:都是同样的3个材料,为什么我们组的灯泡没亮呢? 于是对比记录图,找到实物连接的差异,最终发现要想使灯泡亮起来,必须使电流从正极流出,通过灯,再经过导线流回到电池的负极。
师:请同学们用手指沿着电流方向“走几趟”,体会一下, 这是一条怎样的路呢?
学生指尖体验。
这样简单方便的操作, 学生都能轻而易举地感受到这条路是一条可以循环的路,总是从电池正极出发,最终又回到电池负极。很明显,“回路”的概念在此清晰明了,学生有了实验的体验,有了路线的感受,有了知识的概括。
三、联系生活实际,丰富科学概念
新课程强调用学生生活实际中的例子解释概念中的含义。 补充实例不仅可以丰富表象,而且能加深学生对概念的认识。所以教师在界定完概念后,还要让学生学会举一反三,延伸科学概念。
案例:“回路”概念的实例应用
师:在刚刚电路中,如果把小灯泡换成小风扇、音乐贺卡等那么会怎样呢?
生:小风扇会转动形成风、音乐贺卡可以唱歌……
师:为什么小风扇会转起来,音乐贺卡可以响起来? 提示: 小灯泡要发光一定要使电流经过灯泡,能形成电流回路。
生:小风扇和音乐贺卡其实和灯泡是一样的,都是有电流经过了它们,并形成了回路。
师:像小灯泡、风扇等这一类靠电工作的装置我们称为用电器。所有用电器都是这么工作的,要想任何一个用电器工作的话,就要使电流顺利通过用电器,并形成回路。这是学生“认知升华”的过程。通过实例说明概念,加深对概念的理解。
综上所述,前概念的存在是正常的、必然的,把学生的前概念转变为“科学概念”,是每个科学老师义不容辞的义务和责任。科学概念教学是以学生前科学概念为基础的,在科学教学过程中, 我们要想方设法采取各种有效的教学策略,让学生充分暴露自己的前科学概念,并经由小组讨论、对比等手段产生认知冲突,进而同化与顺应,建构新的科学概念,并通过对新概念的拓展与运用,实现由前概念向科学概念的转变,真正做到引领学生自主探究,提高小学科学概念教学的有效性。
摘要:《小学科学课程标准》提出要关注学生前概念水平和科学概念形成。前概念是学生构建科学概念的基础。前概念的存在是正常的、必然的,教师要正视学生的已有前概念,以学生原有认知为出发点,想方设法采取各种有效教学策略,让学生充分暴露自己的前科学概念,并经由小组讨论、对比等手段产生认知冲突,进而进行同化与顺应,建构新的科学概念,并通过对新概念的拓展与运用,实现由前概念向科学概念的转变。
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