一、為什么要設計小臺燈？——項目背景與學習目標演講人01為什么要設計小臺燈？——項目背景與學習目標02小臺燈的“心臟”——電路基礎概念解析03從圖紙到實物——小臺燈電路的設計與制作04從臺燈到生活——電路設計的拓展思考05總結：點亮的不僅是燈，更是科學的火種目錄2025四年級科學上冊小臺燈的電路設計課件作為一名深耕小學科學教育十余年的教師，我始終相信：最好的科學課，是讓孩子用雙手觸摸知識，用眼睛觀察原理，用大腦連接生活。今天要和四年級的同學們共同探索的“小臺燈的電路設計”，正是這樣一節(jié)將抽象電路知識轉化為具體實踐的課例。它不僅能幫助我們理解“電”這個既熟悉又神秘的朋友，更能讓我們在動手設計中感受科學與生活的緊密聯(lián)結。接下來，我們將從設計背景、基礎概念、實踐步驟、拓展思考四個維度展開，一步步揭開小臺燈電路的“秘密”。01為什么要設計小臺燈？——項目背景與學習目標1課程標準的呼應《義務教育科學課程標準（2022年版）》在“物質科學領域”明確要求，小學中高年級學生需“知道電是重要的能源，了解簡單電路的組成，能用一些基本組件連接簡單電路”。小臺燈的電路設計，恰好是這一目標的具象化載體——它涵蓋了電源、導線、開關、用電器四大電路組件的應用，能讓我們在真實任務中理解“電如何流動”“如何控制電路”等核心問題。2生活經驗的聯(lián)結我曾在課前做過一個小調查：全班45名同學中，92%的人每天使用臺燈學習，但只有3人拆開過臺燈觀察內部結構。這種“熟悉的陌生感”正是最好的學習契機——當我們能親手設計一盞屬于自己的臺燈，就能從“使用者”轉變?yōu)椤皠?chuàng)造者”，真正體會“科學服務生活”的意義。3核心素養(yǎng)的培養(yǎng)1本節(jié)課的學習目標可以概括為“三個一”：2掌握一個原理：理解簡單電路的組成與工作條件；4培養(yǎng)一種思維：在解決“燈泡不亮怎么辦”“如何讓臺燈更安全”等問題中，發(fā)展科學探究與工程實踐能力。3完成一次設計：從需求分析到實物制作，經歷完整的工程設計流程；02小臺燈的“心臟”——電路基礎概念解析小臺燈的“心臟”——電路基礎概念解析要設計小臺燈，首先要理解“電路”的本質。就像自來水需要水管才能流動，電也需要“路徑”才能工作，這個路徑就是“電路”。我們可以用“拆解法”，從生活中的小電器入手，逐步拆解電路的組成。1電路的四大“成員”電源：電的“起點站”電源是提供電能的裝置。小臺燈常用的電源是干電池（如1.5V的AA電池）或USB接口（通過充電寶供電）。我曾讓學生帶來自己的玩具車電池、遙控器電池觀察，發(fā)現(xiàn)它們都有“+”“-”兩極——這是電流流出（正極）和流入（負極）的“大門”，連接電路時必須注意正負極的對應。1電路的四大“成員”導線：電的“高速公路”導線是連接各組件的“橋梁”，內部是金屬芯（通常是銅，因為導電性好），外部包裹絕緣塑料（防止觸電）。需要特別注意：導線的金屬部分必須完全暴露才能導電，但剝皮時不能損傷絕緣層，否則可能發(fā)生“短路”（電流不經過用電器直接從正極流回負極，會導致電池發(fā)熱甚至損壞）。1電路的四大“成員”開關：電的“控制閘”開關的作用是“斷開”或“閉合”電路。生活中常見的開關有撥動式（臺燈底座的按鈕）、按鍵式（手電筒的開關）、觸摸式（部分智能臺燈）。對于我們的小臺燈，選擇結構簡單的撥動開關更合適——它能直觀展示“開”與“關”時電路的狀態(tài)變化。1電路的四大“成員”用電器：電的“終點站”用電器是消耗電能并轉化為其他形式能量的裝置。小臺燈的用電器是燈泡（或LED燈珠）。這里有個小知識：傳統(tǒng)白熾燈會發(fā)熱，因為它將大部分電能轉化為熱能；而LED燈更節(jié)能，因為它主要將電能轉化為光能?？紤]到安全和節(jié)能，我們的小臺燈建議選擇低電壓（3V-5V）的LED燈珠。2電路的“生命條件”一個能正常工作的電路必須滿足兩個條件：閉合回路：電流必須從電源正極出發(fā)，經過導線、開關、用電器，最終回到電源負極，形成一個完整的“環(huán)路”。如果某處斷開（比如導線沒接緊），電流就無法流動，燈泡就不會亮。正確連接：所有組件必須“手拉手”連接——導線的一端接電源正極，另一端依次連接開關、用電器，最后回到電源負極。如果接反了正負極（比如用電器直接連電源兩極而不經過開關），雖然燈泡可能亮，但無法控制開關，還可能縮短電池壽命。03從圖紙到實物——小臺燈電路的設計與制作從圖紙到實物——小臺燈電路的設計與制作現(xiàn)在，我們要像工程師一樣，經歷“需求分析→方案設計→材料準備→組裝測試→優(yōu)化調整”的完整流程，親手制作一盞小臺燈。這個過程中可能會遇到問題（比如燈泡不亮），但別擔心——問題就是最好的學習機會！1第一步：明確需求，制定設計方案設計前，我們需要回答三個問題：“為誰設計”：這盞臺燈是自己學習用，還是送給弟弟妹妹？如果是送給小朋友，需要更圓潤的底座（防磕碰）；如果是自己用，可以加入個性化裝飾（比如貼紙）?！坝惺裁垂δ堋保夯A功能是“照明”，進階功能可以是“調節(jié)亮度”（需要額外的電位器，但四年級同學可以先實現(xiàn)開關控制）、“便攜性”（可折疊底座）?！鞍踩珮藴省保罕仨毷褂玫碗妷弘娫矗ú怀^5V），導線絕緣層無破損，燈泡與底座連接穩(wěn)固（防止脫落觸電）。根據這些問題，我建議同學們先畫一張“設計草圖”：用簡單的符號（電池用“□”，開關用“○”，燈泡用“●”）標出各組件的位置，并用箭頭表示電流路徑。比如：電池正極→導線→開關→導線→燈泡→導線→電池負極2第二步：準備材料，選擇合適組件材料清單需要結合設計方案。以下是基礎版小臺燈的推薦材料（可根據實際調整）：1電源：2節(jié)1.5V干電池（串聯(lián)后總電壓3V，適合小功率LED燈珠）或USB轉3V降壓模塊（連接充電寶更環(huán)保）；2導線：2-3根單股銅芯導線（長度10-15cm，剝去兩端1cm絕緣層）；3開關：小型撥動開關（五金店或電子元件店可買，注意額定電壓需≥3V）；4用電器：3VLED燈珠（帶引腳，可直接插入底座）或微型燈泡（需燈座）；5底座：硬紙板/塑料板（做燈座）、吸管/小木棍（做燈柱）、紙杯/紙盒（做燈罩，需剪透光孔）；6輔助工具：剪刀、雙面膠、電烙鐵（需教師協(xié)助，或用導線纏繞連接）、萬用表（可選，用于檢測電路通斷）。73第三步：組裝電路，動手連接組件組裝時需按照“從電源到用電器”的順序，分三步操作：3第三步：組裝電路，動手連接組件固定底座與組件將電池盒（或電池）用雙面膠固定在底座一端，開關固定在底座中間，燈珠（或燈座）固定在底座另一端。燈柱（吸管）用膠水粘在燈珠后方，燈罩（紙杯）套在燈柱頂端（注意預留透光口）。3第三步：組裝電路，動手連接組件連接導線，形成閉合回路取一根導線，一端連接電池正極（電池盒的“+”接口），另一端連接開關的一個引腳；01取第二根導線，一端連接開關的另一個引腳，另一端連接燈珠的正極（LED燈長腿為正，短腿為負）；02取第三根導線，一端連接燈珠的負極，另一端連接電池負極（電池盒的“-”接口）。03關鍵提醒：導線與組件的連接必須緊密！如果是纏繞連接，需要將導線金屬部分完全包裹住組件引腳，并用膠帶固定；如果用電烙鐵焊接，需在教師指導下操作，避免燙傷。043第三步：組裝電路，動手連接組件測試電路，排查問題電池沒電（更換新電池測試）；開關損壞（用導線直接短接開關兩端，若燈泡亮則是開關問題）；組裝完成后，撥動開關，觀察燈泡是否發(fā)光。如果不亮，可能是以下原因（可按順序排查）：導線接觸不良（重新纏繞或焊接連接點）；燈珠損壞（更換同規(guī)格燈珠測試）；正負極接反（LED燈珠正負極接反會不亮，調整導線連接即可）。0102030405064第四步：優(yōu)化設計，提升實用性與美觀性基礎電路成功后，我們可以從“功能”“安全”“美觀”三個維度優(yōu)化：安全加固：用絕緣膠帶包裹所有導線連接點，避免金屬部分外露；功能升級：在電路中串聯(lián)一個電位器（可調電阻），轉動旋鈕即可調節(jié)亮度（需教師指導連接）；美觀設計：在底座上貼彩色貼紙，用彩筆繪制圖案，或用紗網包裹燈罩（使光線更柔和）。04從臺燈到生活——電路設計的拓展思考從臺燈到生活——電路設計的拓展思考科學學習的終極目標，是讓我們更懂生活、更會創(chuàng)造。小臺燈的電路設計只是一個起點，我們可以從以下角度延伸思考：1生活中的電路智慧觀察家里的電器，你會發(fā)現(xiàn)它們的電路設計各有巧妙：冰箱的燈：打開冰箱門時，門軸處的開關被斷開，燈亮；關門時開關閉合，燈滅——這是“門控開關”的應用；串彩燈：一串彩燈中如果有一個燈泡壞了，整串都不亮，因為它們是“串聯(lián)”電路；而家里的電燈、電視可以獨立開關，因為它們是“并聯(lián)”電路（四年級同學可簡單了解，初中會深入學習）。2節(jié)能與環(huán)保的責任我們的小臺燈使用干電池時，廢舊電池需要專門回收（含汞、鎘等有害物質）；如果改用USB供電（連接充電寶或電腦），則更環(huán)保。這提醒我們：科學設計不僅要考慮“能不能用”，還要考慮“是否可持續(xù)”。3創(chuàng)新設計的無限可能你想過嗎？未來的臺燈可能是這樣的：太陽能充電臺燈：白天曬太陽儲存電能，晚上照明；感應臺燈：手靠近時自動亮燈，離開后逐漸熄滅；多功能臺燈：集成時鐘、溫度顯示、手機支架——這些都需要更復雜的電路設計，但核心原理依然是我們今天學習的“閉合回路”。05總結：點亮的不僅是燈，更是科學的火種總結：點亮的不僅是燈，更是科學的火種回顧今天的學習，我們從“為什么設計小臺燈”出發(fā)，理解了電路的四大組件與工作原理，經歷了從圖紙到實物的完整設計流程，還思考了電路在生活中的更多可能。當我們親手點亮自己設計的小臺燈時，點亮的不僅是那一束光，更是對科學的好奇、對創(chuàng)造的熱情，以及用知識解決問題的信