一、溫故知新：從簡單電路到生活電路的邏輯延伸演講人01溫故知新：從簡單電路到生活電路的邏輯延伸02家庭場景中的電路應用：從功能滿足到安全智慧03公共設(shè)施中的電路應用：從城市運行到社會服務04智能設(shè)備中的電路應用：從微型芯片到萬物互聯(lián)05實踐與思考：做生活中的“電路小偵探”06總結(jié)：電路——連接科學與生活的“橋梁”目錄2025四年級科學上冊生活中的電路應用課件各位同學、老師們：今天，我們將共同開啟一段“尋找電路身影”的探索之旅。從清晨起床打開的臺燈，到上學路上閃爍的紅綠燈；從教室里的投影儀，到回家后使用的空調(diào)遙控器——這些我們習以為常的生活場景中，都藏著電路的“魔法”。作為陪伴大家學習科學的“電路觀察員”，我曾無數(shù)次蹲在學生身邊，看他們用導線連接小燈珠時眼里的光芒；也常在周末逛商場時，不自覺地觀察天花板上隱藏的電路走線。今天，就讓我們從最熟悉的生活場景出發(fā)，一步步揭開“電路應用”的神秘面紗。01溫故知新：從簡單電路到生活電路的邏輯延伸溫故知新：從簡單電路到生活電路的邏輯延伸要理解“生活中的電路應用”，我們首先需要回顧上學期學過的“簡單電路”知識。還記得嗎？一個完整的簡單電路需要哪些元件？（停頓，等待學生回答）對，電源（如電池）、導線、用電器（如小燈泡）和開關(guān)。這些元件構(gòu)成了電流流動的“高速公路”——電流從電源正極出發(fā)，經(jīng)過導線和用電器，再回到負極，形成閉合回路時，用電器才能工作。但生活中的電路遠不止“一個開關(guān)控制一個燈泡”這么簡單。比如，你家客廳的吊燈可能有三組燈串，分別由三個開關(guān)控制；冰箱的壓縮機和冷藏室的燈是“分工合作”的——打開冰箱門時燈亮，關(guān)門后燈滅，但壓縮機仍在工作；樓道里的聲控燈更“聰明”，它需要聲音和光線同時滿足條件才會亮。這些現(xiàn)象背后，都涉及電路的“升級設(shè)計”。關(guān)鍵過渡：簡單電路是生活電路的“基礎(chǔ)模板”，而生活需求推動了電路的功能拓展。接下來，我們就從“家庭”這個最小的生活單元開始，看看電路是如何“變身”以滿足我們的需求的。02家庭場景中的電路應用：從功能滿足到安全智慧家庭場景中的電路應用：從功能滿足到安全智慧家庭是電路應用最密集的場景之一。無論是照明、烹飪還是娛樂，電路都在“悄悄工作”。我們可以將家庭電路的應用分為三個層次：基礎(chǔ)功能型、安全保護型和智能交互型?；A(chǔ)功能型電路：滿足日常需求的“隱形助手”照明電路的“靈活組合”你是否注意過家里的吊燈？有的吊燈有主燈和射燈，主燈由門口的開關(guān)控制，射燈由床頭的遙控控制；有的吸頂燈可以調(diào)節(jié)亮度——這是通過“并聯(lián)電路”實現(xiàn)的。并聯(lián)電路中，各用電器獨立工作，互不影響，所以關(guān)閉主燈不影響射燈，調(diào)節(jié)亮度的開關(guān)只控制對應回路的電流大小。再比如，樓梯間的“雙控開關(guān)”：在一樓和二樓各裝一個開關(guān)，任意一個都能控制樓梯燈的開關(guān)。這是通過“串聯(lián)兩個單刀雙擲開關(guān)”實現(xiàn)的，電流路徑隨開關(guān)撥動而改變，從而滿足“兩地控制”的需求。電器電路的“分工協(xié)作”基礎(chǔ)功能型電路：滿足日常需求的“隱形助手”照明電路的“靈活組合”以冰箱為例，它的電路包含兩條主要支路：一條是壓縮機電路（控制制冷），另一條是照明電路（控制冷藏室燈）。當冰箱門關(guān)閉時，門控開關(guān)斷開，照明電路停止工作；但壓縮機電路由溫控開關(guān)控制——當溫度高于設(shè)定值時，溫控開關(guān)閉合，壓縮機啟動。這種“分路設(shè)計”讓不同功能的用電器獨立運行，既節(jié)能又方便。安全保護型電路：守護家庭用電的“安全衛(wèi)士”家庭電路中，“安全”永遠是第一位的。你知道嗎？你家墻上的“漏電保護器”和“空氣開關(guān)”，都是電路的“安全管家”。漏電保護器：當人體接觸帶電部分（如手濕時摸插座），電流會通過人體流向大地，導致火線和零線的電流不平衡。漏電保護器檢測到這種“電流差”后，會在0.1秒內(nèi)切斷電源，避免觸電事故?？諝忾_關(guān)：當電路中電流過大（可能是短路或用電器總功率過大），空氣開關(guān)中的電磁鐵會吸引銜鐵，斷開電路。比如，如果你同時打開空調(diào)、微波爐和電熱水器，總功率超過電線承載能力，空氣開關(guān)就會“跳閘”，防止電線過熱引發(fā)火災。智能交互型電路：讓家“聽懂”需求的“科技大腦”隨著科技發(fā)展，家庭電路越來越“聰明”。比如，智能臺燈可以通過手機APP調(diào)節(jié)亮度和色溫，它的電路中集成了Wi-Fi模塊、光傳感器和微控制器：光傳感器檢測環(huán)境光線，微控制器根據(jù)設(shè)定的模式調(diào)整電流，Wi-Fi模塊接收手機指令。再比如，智能窗簾的電路包含電機、行程開關(guān)和遙控接收器——當窗簾拉到盡頭時，行程開關(guān)斷開，電機停止；遙控接收器接收信號后，電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)實現(xiàn)開合。真實案例：去年我?guī)W生去科技體驗館，有個同學的媽媽分享了她家的“智能廚房”：燃氣灶的電路中集成了氣體傳感器，當檢測到燃氣泄漏時，會自動關(guān)閉閥門并向手機發(fā)送警報；抽油煙機的電路與燃氣灶聯(lián)動——打開燃氣灶，抽油煙機自動啟動，關(guān)閉后延時3分鐘再停止。這種“場景化智能電路”，正是生活需求與電路設(shè)計深度融合的體現(xiàn)。過渡思考：家庭電路讓我們的生活更便利、安全和智能，那在更廣闊的公共空間里，電路又扮演著怎樣的角色呢？03公共設(shè)施中的電路應用：從城市運行到社會服務公共設(shè)施中的電路應用：從城市運行到社會服務公共設(shè)施是城市的“生命線”，而電路是其中的“神經(jīng)脈絡(luò)”。無論是交通信號燈、路燈，還是商場的自動門、醫(yī)院的監(jiān)護設(shè)備，電路都在支撐著社會的正常運轉(zhuǎn)。交通系統(tǒng)中的“秩序守護者”紅綠燈電路：你有沒有觀察過十字路口的紅綠燈？它的電路由定時器、控制器和三組LED燈（紅、黃、綠）組成。定時器設(shè)定每個燈的亮燈時間（如紅燈30秒、綠燈45秒），控制器根據(jù)時間信號切換電流通路，依次點亮對應顏色的LED燈。有的智能紅綠燈還會通過攝像頭檢測車流量，動態(tài)調(diào)整各方向的亮燈時間，這需要額外集成圖像傳感器和數(shù)據(jù)處理模塊。地鐵自動扶梯電路：商場和地鐵站的自動扶梯，其電路包含電機、速度傳感器和安全觸板。當有人踏上扶梯時，壓力傳感器檢測到重量，電機啟動；如果扶梯運行中遇到障礙物（如乘客的鞋帶卡住），安全觸板被觸發(fā)，電路立即斷開，電機停止。這種設(shè)計確保了公共交通的安全性和效率。公共服務中的“溫暖支撐”醫(yī)院監(jiān)護設(shè)備電路：在ICU病房，心電監(jiān)護儀的電路需要實時采集心跳信號（通過電極片）、放大微弱電信號（通過放大器）、轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號（通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器），最后在屏幕上顯示波形。這種電路對精度要求極高，任何干擾（如手機信號）都可能導致數(shù)據(jù)誤差，因此需要屏蔽層和濾波電路來“凈化”電流。公共圖書館的智能借還系統(tǒng)：當你將圖書放在借還機上時，電路中的RFID閱讀器會發(fā)射電磁波，激活圖書內(nèi)的RFID芯片（一種微型電路），芯片返回存儲的圖書信息（如書名、ISBN號），閱讀器接收后傳輸?shù)胶笈_數(shù)據(jù)庫完成借還操作。這種“非接觸式電路”，大大提高了公共服務的效率。數(shù)據(jù)補充：據(jù)統(tǒng)計，一個中等城市的公共電路系統(tǒng)每天需要處理超過10萬次信號傳輸，覆蓋交通、醫(yī)療、教育等8大領(lǐng)域。這背后，是無數(shù)電路設(shè)計師對“可靠性”和“適應性”的極致追求。公共服務中的“溫暖支撐”過渡引導：從家庭到公共空間，電路的應用已經(jīng)深入我們生活的每一個角落。但同學們有沒有想過，這些電路的“核心智慧”從何而來？接下來，我們將走進“智能設(shè)備中的電路應用”，探索更微小卻更強大的電路世界。04智能設(shè)備中的電路應用：從微型芯片到萬物互聯(lián)智能設(shè)備中的電路應用：從微型芯片到萬物互聯(lián)如果說家庭和公共電路是“看得見的網(wǎng)絡(luò)”，那么智能設(shè)備中的電路就是“藏在芯片里的大腦”。從手機到智能手表，從掃地機器人到無人機，它們的“聰明”都源于內(nèi)部的“集成電路”。集成電路：讓“大腦”住進小芯片集成電路（IC）是將多個電子元件（如電阻、電容、晶體管）集成在一塊半導體芯片上的電路。比如，手機的CPU（中央處理器）就是一塊指甲蓋大小的芯片，內(nèi)部包含billions（十億）級的晶體管，這些晶體管通過電路連接，完成數(shù)據(jù)計算、信號處理等復雜任務。小實驗啟示：上節(jié)課我們用導線、電池和LED燈做了簡單電路，而集成電路就像把無數(shù)個“小電路”壓縮在芯片里，每個“小電路”負責不同的功能（如計算、存儲、通信）。這就像把一個大型工廠的不同車間（生產(chǎn)、質(zhì)檢、包裝）縮小到一張紙上，卻能高效協(xié)作。傳感器電路：讓設(shè)備“感知”世界智能設(shè)備的“感知能力”依賴于各種傳感器電路。例如：溫度傳感器（如空調(diào)的溫控模塊）：內(nèi)部有熱敏電阻，溫度變化時電阻值改變，電路通過檢測電阻變化來計算溫度。加速度傳感器（如手機的“搖一搖”功能）：內(nèi)部有微型質(zhì)量塊和彈簧，當手機晃動時，質(zhì)量塊擠壓彈簧，導致電容變化，電路通過檢測電容變化判斷運動方向和速度。圖像傳感器（如攝像頭）：由數(shù)百萬個像素點組成，每個像素點是一個光電二極管，光線照射時產(chǎn)生電流，電路將電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像。物聯(lián)網(wǎng)電路：讓設(shè)備“對話”起來物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是“萬物互聯(lián)”的網(wǎng)絡(luò)，而電路是實現(xiàn)“對話”的基礎(chǔ)。比如，智能音箱的電路包含Wi-Fi模塊、語音識別芯片和功放電路：語音識別芯片將聲音轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，Wi-Fi模塊將信號發(fā)送到云端（如阿里云、亞馬遜AWS），云端處理后返回指令（如“播放音樂”），功放電路將指令轉(zhuǎn)換為聲音輸出。這種“本地+云端”的電路設(shè)計，讓設(shè)備從“獨立工作”升級為“協(xié)同工作”。前沿觀察：2024年，我參觀了某科技企業(yè)的“未來家庭實驗室”，看到窗簾、空調(diào)、熱水器通過統(tǒng)一的電路協(xié)議（如Matter協(xié)議）互聯(lián)——當檢測到主人下班回家（通過手機定位），電路自動觸發(fā)：空調(diào)調(diào)至26℃，熱水器開始加熱，窗簾緩緩閉合。這種“預判需求”的智能電路，正是集成電路與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度融合的成果。05實踐與思考：做生活中的“電路小偵探”實踐與思考：做生活中的“電路小偵探”科學的學習不僅是知識的積累，更是實踐能力的培養(yǎng)。接下來，我們將通過兩個實踐活動，加深對“生活中的電路應用”的理解?；顒?：家庭電路觀察記錄任務：周末回家后，觀察家中3種用電器（如臺燈、電風扇、微波爐），記錄它們的功能、控制方式（如開關(guān)、遙控器），并嘗試畫出簡單的電路示意圖（用電池代替電源，用符號表示用電器和開關(guān)）。目的：通過觀察，理解“不同功能對應不同電路設(shè)計”的核心邏輯。活動2：設(shè)計“創(chuàng)意小電路”任務：以“解決一個生活問題”為目標，設(shè)計一個小電路。例如：設(shè)計“夜間小夜燈”：用光敏電阻（光線暗時電阻大）和LED燈組成電路，光線暗時燈亮，光線亮時燈滅。設(shè)計“防忘帶鑰匙提醒器”：在鑰匙扣上裝一個小磁鐵，門框上裝干簧管（磁鐵靠近時閉合），當鑰匙離開門框時，干簧管斷開，觸發(fā)蜂鳴器報警。要求：畫出電路原理圖，說明各元件的作用，并嘗試用電池、導線、開關(guān)等材料制作原型。教師寄語：我曾帶學生做過“防灑水杯電路”——在杯底裝壓力傳感器，當水裝到一定量時，傳感器觸發(fā)LED燈亮，提醒“水快滿了”。這個看似簡單的設(shè)計，讓學生真正理解了“電路是為解決問題而生”的本質(zhì)。希望同學們也能成為生活的觀察者，用電路知識創(chuàng)造更便利的生活。06總結(jié)：電路——連接科學與生活的“橋梁”總結(jié)：電路——連接科學與生活的“橋梁”從簡單電路到家庭電路，從公共設(shè)施到智能設(shè)備，電路就像一根“隱形的線”，串聯(lián)起我們生活的方方面面。它不僅是科學課上的知識點，更是人類智慧的結(jié)晶——每一個電路設(shè)計都源于對生活需求的洞察，每一次技術(shù)升級都推動著生活品質(zhì)的提升。同學們，當你們下次打開臺燈時，