一、課程背景與教學目標演講人課程背景與教學目標01小臺燈功能測試的前期準備02測試數(shù)據(jù)的分析與改進建議04總結與拓展：科學探究的延續(xù)05小臺燈功能測試的具體實施03目錄2025小學四年級科學上冊小臺燈的功能測試課件01課程背景與教學目標課程背景與教學目標作為小學科學課程中“電與磁”單元的實踐延伸內(nèi)容，“小臺燈的功能測試”既是對前期電路連接、電能轉化等知識的綜合應用，也是培養(yǎng)學生科學探究能力的重要載體。四年級學生已掌握簡單電路的連接方法（如電池、導線、開關、燈泡的串聯(lián)），但對“如何用科學方法驗證電器功能”這一環(huán)節(jié)接觸較少。本節(jié)課將通過“設計—測試—分析—改進”的完整探究流程，引導學生從“連接電路”的操作層面向“功能驗證”的思維層面進階，真正體會“科學服務于生活”的本質(zhì)。知識目標明確小臺燈的核心功能維度：亮度調(diào)節(jié)、續(xù)航能力、安全性能；01掌握功能測試的基本方法（如光度計測亮度、秒表記時長、觸摸法查溫度）；02理解功能測試數(shù)據(jù)與設計合理性的關聯(lián)（如亮度與電池容量的匹配度）。03能力目標能獨立設計簡單的測試方案（含工具選擇、步驟規(guī)劃、數(shù)據(jù)記錄）；01會使用基礎測量工具完成定量與定性結合的功能檢測；02能通過數(shù)據(jù)分析提出小臺燈的改進建議（如優(yōu)化散熱結構、延長續(xù)航）。03情感目標培養(yǎng)嚴謹細致的科學態(tài)度（如重復測量取平均值）；感受“技術優(yōu)化需基于實證”的工程思維；激發(fā)“用科學改善生活”的實踐熱情（如為視力保護設計更合理的光照參數(shù)）。02小臺燈功能測試的前期準備小臺燈功能測試的前期準備“工欲善其事，必先利其器”，功能測試的準確性依賴于充分的前期準備。在正式測試前，我們需要完成三方面的基礎工作：明確測試對象的結構特征、熟悉測試工具的使用方法、設計科學合理的測試方案。拆解小臺燈：明確核心組件與功能關聯(lián)以學生自制的“簡易LED小臺燈”（教材配套材料包）為例，其核心組件包括：電源模塊：1節(jié)5號電池（或2節(jié)串聯(lián)），提供電能；控制模塊：單檔/多檔開關（部分臺燈含調(diào)光旋鈕），控制電路通斷與電流大小；發(fā)光模塊：LED燈珠（或小燈泡），將電能轉化為光能；支撐結構：塑料底座、可調(diào)節(jié)燈臂，決定光照角度與穩(wěn)定性?；貞洠荷现苷n上，小明同學的臺燈出現(xiàn)“燈臂松動導致光照角度偏移”的問題，這讓我們意識到——結構設計直接影響功能實現(xiàn)。因此，測試前需先檢查各組件是否穩(wěn)固，避免干擾后續(xù)數(shù)據(jù)。工具清單：從定性觀察到定量測量的升級不同于“是否亮燈”的簡單判斷，功能測試需要更精確的記錄。本節(jié)課需準備以下工具：|工具名稱|用途說明|使用注意事項||----------------|-----------------------------------|-------------------------------||數(shù)字光度計|測量光照強度（單位：勒克斯lx）|鏡頭需垂直對準光源，避免環(huán)境光干擾||電子秒表|記錄續(xù)航時間（從開啟到熄滅）|需在相同亮度檔位下啟動計時|工具清單：從定性觀察到定量測量的升級|紅外測溫槍|測量燈體表面溫度（防燙傷測試）|距離被測物體10-15cm，避免直射眼睛|1|萬用表|檢測電路電壓/電流（進階可選）|需切換至直流檔位，正負極正確連接|2|觀察記錄表|記錄現(xiàn)象、數(shù)據(jù)及改進建議|需標注測試時間、環(huán)境溫度等變量|3提示：考慮到四年級學生的操作難度，萬用表作為“拓展工具”，基礎測試以光度計、秒表、測溫槍為主。4測試方案設計：控制變量與可重復性原則科學測試的關鍵在于“控制變量”。例如，測試“不同亮度檔位的續(xù)航差異”時，需固定電池類型、環(huán)境溫度（避免低溫影響電池性能）；測試“燈體溫度”時，需統(tǒng)一測試時長（如持續(xù)點亮30分鐘后測量）。為此，我們設計了如下基礎測試框架：1.測試項目：亮度調(diào)節(jié)功能、續(xù)航能力、安全性能（溫度/絕緣性）、結構穩(wěn)定性（可選）。2.測試步驟：a.組裝小臺燈并檢查電路（確保初始狀態(tài)正常）；b.按項目順序開展測試（避免同時操作干擾數(shù)據(jù)）；c.每項測試重復3次，記錄平均值；d.整理數(shù)據(jù)，分析功能達標情況。03小臺燈功能測試的具體實施小臺燈功能測試的具體實施通過前期準備，學生已明確“測什么”“用什么測”“怎么測”。接下來進入核心環(huán)節(jié)——功能測試的具體操作。本環(huán)節(jié)將按“亮度調(diào)節(jié)→續(xù)航能力→安全性能”的順序展開，逐步深入。亮度調(diào)節(jié)功能測試：從“亮不亮”到“有多亮”的跨越測試目標：驗證小臺燈是否支持多檔亮度調(diào)節(jié)（如“弱光-強光”兩檔），并量化不同檔位的光照強度是否符合日常使用需求（如閱讀需300-500lx，夜間照明需100-200lx）。操作步驟：環(huán)境準備：關閉教室燈光，拉上窗簾（模擬黑暗環(huán)境，減少環(huán)境光干擾）；工具校準：打開數(shù)字光度計，選擇“環(huán)境光”模式，待數(shù)值穩(wěn)定后按“歸零”鍵（確保初始值為0）；測試過程：亮度調(diào)節(jié)功能測試：從“亮不亮”到“有多亮”的跨越a.開啟小臺燈“弱光檔”，將光度計鏡頭對準燈珠（距離30cm，模擬書本與臺燈的距離），讀取并記錄數(shù)值（例：220lx）；b.切換至“強光檔”，重復上述操作（例：480lx）；c.若臺燈無調(diào)光功能（僅單檔），則直接測量該檔位亮度；數(shù)據(jù)處理：計算3次測量的平均值，對比《兒童學習燈具衛(wèi)生要求》（GB/T36876-2018）中“讀寫作業(yè)臺燈的光照強度應≥300lx（30cm處）”的標準，判斷是否達標?，F(xiàn)場案例：上周預實驗中，小紅的臺燈“強光檔”僅測得250lx，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是燈珠與電池接觸不良導致電流不足。這說明——亮度不達標可能是設計問題（如電池容量小），也可能是組裝問題（如接觸不良）。續(xù)航能力測試：電能轉化的時間計量測試目標：了解小臺燈在不同亮度檔位下的持續(xù)工作時間，評估其“實用性”（如是否滿足1小時作業(yè)需求）。操作步驟：電池準備：使用新購買的5號堿性電池（避免舊電池容量衰減影響結果）；計時啟動：a.開啟“弱光檔”，同時按下秒表開始計時；b.觀察燈珠狀態(tài)，當燈光明顯變暗（或熄滅）時停止計時，記錄時間（例：2小時15分鐘）；續(xù)航能力測試：電能轉化的時間計量注意事項：測試時需全程觀察，避免因電池漏液損壞臺燈；若使用可充電電池，需提前充滿電并記錄充電時間。數(shù)據(jù)對比：計算不同檔位的續(xù)航差異（如弱光檔比強光檔長1倍），分析原因（強光檔電流更大，電能消耗更快）。c.更換新電池，重復測試“強光檔”續(xù)航（例：1小時05分鐘）；安全性能測試：從“能用”到“安全用”的提升安全是電器的核心指標。小臺燈的安全性能主要涉及兩方面：防燙傷（燈體溫度是否過高）與絕緣性（導線/開關是否漏電）。1.防燙傷測試：操作步驟：a.小臺燈持續(xù)點亮30分鐘（模擬長時間使用場景）；b.用紅外測溫槍分別測量燈珠表面、燈臂、底座的溫度；c.記錄數(shù)據(jù)（例：燈珠表面55℃，燈臂32℃，底座28℃）；安全標準：參考《家用和類似用途電器的安全》（GB4706.1-2005），可接觸表面溫度應≤60℃（兒童用品需更嚴格），因此上述數(shù)據(jù)中燈珠表面接近臨界值，需優(yōu)化散熱設計（如增加散熱孔）。安全性能測試：從“能用”到“安全用”的提升2.絕緣性測試（進階）：操作工具：萬用表（電壓檔）；操作步驟：a.關閉臺燈電源，確保電池已取出；b.將萬用表表筆分別接觸導線金屬部分與燈體外殼；c.若顯示電壓＞0V，說明存在漏電風險（可能因導線絕緣層破損導致）；教學意義：通過此測試，強化“安全用電”意識（如避免用濕手觸碰帶電部分）。教師手記：去年帶學生測試時，有個孩子的臺燈底座溫度異常高（達70℃），經(jīng)拆解發(fā)現(xiàn)是燈珠與底座間距過小，熱量無法擴散。這讓學生直觀理解了“結構設計影響安全性”的道理。04測試數(shù)據(jù)的分析與改進建議測試數(shù)據(jù)的分析與改進建議測試的最終目的是“發(fā)現(xiàn)問題，解決問題”。通過整理記錄的亮度、續(xù)航、溫度數(shù)據(jù)，學生需完成以下分析步驟：數(shù)據(jù)可視化：用圖表呈現(xiàn)規(guī)律指導學生將數(shù)據(jù)轉化為柱狀圖（如不同檔位亮度對比）、折線圖（如續(xù)航時間與亮度的關系），直觀觀察變量間的關聯(lián)。例如：01|----------------|--------------|--------------|--------------|03|續(xù)航時間（h）|2.25|1.08|≥1（作業(yè)）|05|測試項目|弱光檔|強光檔|標準要求|02|光照強度（lx）|220|480|≥300（強光）|04|燈體溫度（℃）|燈珠55/燈臂32|燈珠62/燈臂38|≤60（可接觸）|06數(shù)據(jù)可視化：用圖表呈現(xiàn)規(guī)律從表中可看出：該臺燈強光檔亮度達標（480lx＞300lx），但燈珠溫度略超標準（62℃＞60℃）；弱光檔亮度不足（220lx＜300lx），但續(xù)航較長（2.25h）。問題歸因：從現(xiàn)象到本質(zhì)的推理引導學生結合電路知識分析問題根源：弱光檔亮度不足：可能是燈珠功率過小，或開關分壓導致電流不足；強光檔溫度過高：可能是燈珠散熱面積小，或燈臂材質(zhì)導熱性差（如塑料不如金屬散熱好）；續(xù)航差異大：強光檔電流I=P/U（功率P=UI）更大，電池容量（mAh）固定時，續(xù)航時間t=容量/(電流×電壓)更短。改進方案：工程思維的實踐21基于分析結果，學生分組設計改進方案。例如：續(xù)航優(yōu)化組：改用2節(jié)電池串聯(lián)（提高電壓），或使用容量更大的充電電池（如2000mAh＞普通電池的1200mAh）。亮度優(yōu)化組：建議更換更高功率的LED燈珠（需注意與電池容量匹配，避免過載）；散熱優(yōu)化組：在燈臂增加鋁制散熱片，或在底座開設通風孔；4305總結與拓展：科學探究的延續(xù)總結與拓展：科學探究的延續(xù)本節(jié)課通過“小臺燈的功能測試”，我們完成了從“連接電路”到“驗證功能”的跨越，更深刻理解了“科學知識→技術應用→功能驗證→優(yōu)化改進”的完整鏈條。核心知識回顧小臺燈的功能測試需關注亮度、續(xù)航、安全三大維度；01測試方法需遵循“控制變量、重復測量”的科學原則；02數(shù)據(jù)是改進設計的依據(jù)，工程優(yōu)化需基于實證。03思維能力提升通過本次實踐，同學們不僅掌握了功能測試的具體方法，更重要的是培養(yǎng)了“用數(shù)據(jù)說話”的科學思維——