一、認(rèn)知奠基：理解節(jié)約用電的科學(xué)與現(xiàn)實(shí)意義演講人01認(rèn)知奠基：理解節(jié)約用電的科學(xué)與現(xiàn)實(shí)意義02準(zhǔn)備階段：小發(fā)明制作的“工具包”與安全指南03實(shí)踐指導(dǎo)：三類經(jīng)典小發(fā)明的制作詳解04評(píng)價(jià)與拓展：讓小發(fā)明從“作品”到“成果”05總結(jié)：讓節(jié)約用電成為“可觸摸的責(zé)任”目錄2025小學(xué)六年級(jí)科學(xué)上冊(cè)節(jié)約用電小發(fā)明制作指導(dǎo)課件作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我始終相信：最好的科學(xué)課，是讓知識(shí)從課本走向生活，讓實(shí)踐成為連接理論與創(chuàng)新的橋梁。今天，我們將圍繞“節(jié)約用電小發(fā)明制作”展開探索——這不僅是一次技術(shù)實(shí)踐，更是一場(chǎng)關(guān)于責(zé)任與智慧的啟蒙。讓我們從“為什么要節(jié)約用電”出發(fā)，逐步揭開小發(fā)明制作的核心邏輯，最終用雙手創(chuàng)造出屬于自己的節(jié)能智慧。01認(rèn)知奠基：理解節(jié)約用電的科學(xué)與現(xiàn)實(shí)意義認(rèn)知奠基：理解節(jié)約用電的科學(xué)與現(xiàn)實(shí)意義要做好“節(jié)約用電”的小發(fā)明，首先需要建立清晰的認(rèn)知框架。六年級(jí)的同學(xué)們已經(jīng)學(xué)習(xí)了“能量的轉(zhuǎn)換”“電與磁”等基礎(chǔ)內(nèi)容，我們可以從這些知識(shí)出發(fā)，構(gòu)建“節(jié)約用電”的底層邏輯。1從科學(xué)原理看：電能的珍貴與損耗電能是一種二次能源，它的產(chǎn)生依賴于一次能源（如煤炭、水能、風(fēng)能、太陽能）的轉(zhuǎn)換。以火力發(fā)電為例，1度電的產(chǎn)生需要消耗約300克標(biāo)準(zhǔn)煤，同時(shí)排放約800克二氧化碳、7克二氧化硫和3克氮氧化物。而在傳輸和使用過程中，電能還會(huì)因電阻發(fā)熱、設(shè)備空載等原因產(chǎn)生損耗——比如一臺(tái)待機(jī)的電視機(jī)，每小時(shí)會(huì)消耗5-10瓦電，一個(gè)月累計(jì)可達(dá)3-7度。這些數(shù)字背后，是有限的化石能源、日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題，以及每一度電背后的資源消耗。同學(xué)們可以試著觀察家里的電器，記錄它們的“待機(jī)功耗”，你會(huì)發(fā)現(xiàn)：那些被忽視的“小電流”，正悄悄吞噬著寶貴的能源。2從生活場(chǎng)景看：用電浪費(fèi)的普遍性在校園和家庭中，用電浪費(fèi)現(xiàn)象隨處可見：教室沒人時(shí)燈仍亮著、電腦長時(shí)間待機(jī)、空調(diào)溫度設(shè)置過低（或過高）導(dǎo)致額外耗電……這些場(chǎng)景正是我們小發(fā)明的“問題源”。我曾帶學(xué)生做過一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)：一間50平方米的教室，若每天多亮2小時(shí)燈（40瓦×6盞），一個(gè)月就會(huì)浪費(fèi)14.4度電，相當(dāng)于2棵成年樹一年的固碳量。這樣的“數(shù)據(jù)對(duì)話”，能讓同學(xué)們更直觀地感受到：節(jié)約用電不是抽象的口號(hào)，而是具體的行動(dòng)。3從教育目標(biāo)看：小發(fā)明的“三重價(jià)值”制作節(jié)約用電小發(fā)明，本質(zhì)上是“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）”的實(shí)踐。它能實(shí)現(xiàn)：知識(shí)應(yīng)用：將“電路連接”“傳感器原理”“能量轉(zhuǎn)換”等課本知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決問題的工具；創(chuàng)新思維：從“發(fā)現(xiàn)問題→分析需求→設(shè)計(jì)方案→測(cè)試改進(jìn)”的完整流程中，培養(yǎng)系統(tǒng)性思維；責(zé)任意識(shí)：通過親手解決身邊的用電浪費(fèi)問題，讓“節(jié)約”從被動(dòng)要求變?yōu)橹鲃?dòng)擔(dān)當(dāng)。記得去年有個(gè)學(xué)生小組，針對(duì)“走廊聲控?zé)舫Ａ痢钡膯栴}，用光敏電阻和聲音傳感器改造了電路，最終將待機(jī)功耗降低了85%。當(dāng)他們?cè)谌Ｕ故境晒麜r(shí)，眼里的光芒比任何燈光都耀眼——這就是實(shí)踐教育的力量。02準(zhǔn)備階段：小發(fā)明制作的“工具包”與安全指南準(zhǔn)備階段：小發(fā)明制作的“工具包”與安全指南工欲善其事，必先利其器。制作節(jié)約用電小發(fā)明，需要做好三方面準(zhǔn)備：工具與材料的選擇、安全規(guī)范的學(xué)習(xí)，以及設(shè)計(jì)思路的梳理。1工具與材料：常見、安全、可改造考慮到六年級(jí)學(xué)生的動(dòng)手能力，我們推薦使用“低門檻、高安全性”的工具和材料：1工具與材料：常見、安全、可改造1.1基礎(chǔ)工具手工工具：尖嘴鉗（剝導(dǎo)線）、斜口鉗（剪導(dǎo)線）、十字/一字螺絲刀（固定螺絲）、熱熔膠槍（粘合輕量材料）；01電子工具：萬用表（檢測(cè)電路通斷，需教師指導(dǎo)使用）、電池盒（1.5V×4節(jié)，提供6V安全電壓）、面包板（臨時(shí)搭建電路）；02輔助材料：硬紙板（制作外殼）、塑料瓶（改造燈罩）、舊玩具電路板（拆解傳感器）、杜邦線（連接電子元件）。03注意：禁止使用220V交流電直接供電！所有電路必須使用3-12V低壓電源（如電池或USB供電），避免觸電風(fēng)險(xiǎn)。041工具與材料：常見、安全、可改造1.2核心元件（按難度分級(jí)）基礎(chǔ)版（適合新手）：開關(guān)（手動(dòng)控制）、二極管（指示電路狀態(tài)）、電阻（調(diào)節(jié)電流）；進(jìn)階版（適合有經(jīng)驗(yàn)的小組）：光敏電阻（感知光線強(qiáng)弱）、紅外傳感器（檢測(cè)人體活動(dòng)）、繼電器（控制用電器通斷）；創(chuàng)意版（鼓勵(lì)探索）：Arduino/微控制器（編程實(shí)現(xiàn)智能邏輯，需簡單代碼支持）。去年的“智能教室燈”項(xiàng)目中，學(xué)生們用光敏電阻+紅外傳感器+繼電器搭建了自動(dòng)控制電路：當(dāng)光線暗且檢測(cè)到有人時(shí)，燈才會(huì)亮；人離開5分鐘后自動(dòng)熄滅。所用元件總價(jià)不超過50元，卻解決了實(shí)際問題。2安全規(guī)范：嚴(yán)守“三條紅線”安全是所有實(shí)踐活動(dòng)的前提。在制作小發(fā)明時(shí)，必須遵守以下規(guī)范：用電安全：不拆解家用插座、不直接連接220V電源、不將導(dǎo)線裸露部分接觸金屬物體；操作安全：使用熱熔膠槍時(shí)避免燙傷（可佩戴防燙手套）、使用剪刀/鉗子時(shí)保持工具朝向遠(yuǎn)離身體；環(huán)保安全：廢棄電子元件（如電池）需投入專用回收箱，不隨意丟棄污染環(huán)境。我常和學(xué)生說：“安全不是束縛，而是保護(hù)我們繼續(xù)探索的‘盔甲’?！泵看螌?shí)驗(yàn)前，我們都會(huì)一起朗讀安全口訣：“低壓供電最可靠，裸露導(dǎo)線要包好；工具使用穩(wěn)又巧，廢棄材料分類拋。”3設(shè)計(jì)思路：從問題到方案的“四步拆解”0504020301一個(gè)好的小發(fā)明，源于對(duì)具體問題的深度分析。我們可以用“問題-需求-方案-驗(yàn)證”四步法梳理思路：發(fā)現(xiàn)問題：觀察生活場(chǎng)景（如教室、家庭、社區(qū)），記錄用電浪費(fèi)現(xiàn)象（例：走廊燈白天常亮）；明確需求：提煉核心需求（例：“光線充足時(shí)燈不亮，光線暗且有人時(shí)燈亮”）；設(shè)計(jì)方案：選擇元件組合（例：光敏電阻檢測(cè)光線+紅外傳感器檢測(cè)人體+繼電器控制燈）；驗(yàn)證優(yōu)化：搭建原型機(jī)，測(cè)試不同場(chǎng)景下的表現(xiàn)（例：用手電筒模擬光線變化，用玩偶模擬人體活動(dòng)）。3設(shè)計(jì)思路：從問題到方案的“四步拆解”以“家庭電視待機(jī)節(jié)能器”項(xiàng)目為例，學(xué)生小組發(fā)現(xiàn)：電視待機(jī)時(shí)電源燈常亮，每年浪費(fèi)約50度電。他們的需求是“待機(jī)時(shí)切斷電視電源，開機(jī)時(shí)自動(dòng)通電”。最終方案是：用按鈕開關(guān)控制繼電器，待機(jī)時(shí)按下開關(guān)切斷電源，開機(jī)時(shí)再次按下恢復(fù)供電。這個(gè)發(fā)明不僅操作簡單，還避免了頻繁插拔插頭的麻煩。03實(shí)踐指導(dǎo)：三類經(jīng)典小發(fā)明的制作詳解實(shí)踐指導(dǎo)：三類經(jīng)典小發(fā)明的制作詳解結(jié)合六年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平和操作能力，我們精選了三類典型的節(jié)約用電小發(fā)明，涵蓋手動(dòng)控制、半自動(dòng)控制和智能控制，供同學(xué)們參考和實(shí)踐。1基礎(chǔ)版：手動(dòng)改進(jìn)型——“雙控節(jié)能開關(guān)”適用場(chǎng)景：家庭臺(tái)燈、教室風(fēng)扇等需要手動(dòng)控制但易遺忘關(guān)閉的用電器。核心原理：通過增加“記憶”功能，提醒用戶及時(shí)關(guān)閉電源。1基礎(chǔ)版：手動(dòng)改進(jìn)型——“雙控節(jié)能開關(guān)”1.1材料清單單刀雙擲開關(guān)1個(gè)（2元）、發(fā)光二極管2個(gè)（0.5元/個(gè)）、電阻2個(gè)（1kΩ，0.2元/個(gè)）、9V電池盒1個(gè)（3元）、導(dǎo)線若干（1元）、硬紙板（廢舊快遞盒）。1基礎(chǔ)版：手動(dòng)改進(jìn)型——“雙控節(jié)能開關(guān)”1.2制作步驟電路設(shè)計(jì)：將開關(guān)的公共端連接電池正極，兩個(gè)觸點(diǎn)分別連接“常亮電路”（二極管+電阻）和“用電器電路”（臺(tái)燈接口）；1外殼制作：用硬紙板裁剪出開關(guān)底座，標(biāo)注“使用”“關(guān)閉”兩個(gè)檔位；2功能測(cè)試：當(dāng)開關(guān)撥到“使用”檔時(shí)，臺(tái)燈亮且紅色二極管亮（提示“正在用電”）；撥到“關(guān)閉”檔時(shí)，臺(tái)燈滅但綠色二極管亮（提示“已斷電”）。3創(chuàng)新點(diǎn)：通過燈光提示強(qiáng)化用戶記憶，減少“忘記關(guān)電源”的浪費(fèi)。有學(xué)生在此基礎(chǔ)上增加了“倒計(jì)時(shí)提醒”（用廢舊電子表改造），效果更顯著。42進(jìn)階版：半自動(dòng)型——“光控+人體感應(yīng)小夜燈”適用場(chǎng)景：樓道、衛(wèi)生間等需要夜間照明但無需常亮的區(qū)域。核心原理：利用光敏電阻（感知光線）和紅外傳感器（感知人體）的組合，實(shí)現(xiàn)“人來燈亮，人走燈滅”。2進(jìn)階版：半自動(dòng)型——“光控+人體感應(yīng)小夜燈”2.1材料清單光敏電阻（5元）、紅外感應(yīng)模塊（HC-SR501，10元）、繼電器（5元）、LED燈帶（3元/米）、5V電源模塊（USB供電，2元）、塑料盒（廢舊化妝品盒）。2進(jìn)階版：半自動(dòng)型——“光控+人體感應(yīng)小夜燈”2.2制作步驟電路連接：將光敏電阻與紅外模塊并聯(lián)，輸出信號(hào)連接繼電器控制端，繼電器輸出端連接LED燈帶；參數(shù)調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)紅外模塊的“感應(yīng)距離”（建議1-2米）和“延時(shí)時(shí)間”（建議30秒），調(diào)節(jié)光敏電阻的“觸發(fā)閾值”（光線暗時(shí)才啟動(dòng)）；封裝測(cè)試：將元件固定在塑料盒內(nèi)，預(yù)留感應(yīng)窗口，接通USB電源后測(cè)試：白天遮擋光敏電阻（模擬夜晚），有人靠近時(shí)燈亮，離開30秒后燈滅。注意事項(xiàng)：紅外模塊對(duì)溫度變化敏感，避免安裝在空調(diào)出風(fēng)口附近；光敏電阻需暴露在自然光下，避免被遮擋。去年學(xué)生用這個(gè)裝置改造了教室走廊燈，一個(gè)月節(jié)省電費(fèi)12元，雖不多，但意義遠(yuǎn)大于數(shù)字本身。3創(chuàng)意版：智能型——“基于Arduino的智能插座”適用場(chǎng)景：電腦、打印機(jī)等功率較大且易長時(shí)間待機(jī)的辦公設(shè)備。核心原理：通過編程設(shè)置“用電時(shí)段”，自動(dòng)切斷非工作時(shí)間的電源。3創(chuàng)意版：智能型——“基于Arduino的智能插座”3.1材料清單Arduino開發(fā)板（UNO，50元）、繼電器模塊（10元）、時(shí)鐘模塊（DS3231，8元）、USB轉(zhuǎn)串口線（5元）、插座外殼（廢舊排插，需拆除原有電路）。3創(chuàng)意版：智能型——“基于Arduino的智能插座”3.2制作步驟0504020301硬件連接：Arduino的數(shù)字引腳連接繼電器控制端，I2C接口連接時(shí)鐘模塊，繼電器輸出端連接插座火線；編寫代碼：使用ArduinoIDE編寫程序，設(shè)置“工作時(shí)間”（如8:00-18:00），非工作時(shí)間控制繼電器斷開；調(diào)試優(yōu)化：通過串口監(jiān)視器檢查時(shí)鐘同步情況，測(cè)試不同時(shí)段的通斷狀態(tài)（可用小臺(tái)燈模擬負(fù)載）；安全封裝：將Arduino和繼電器固定在插座外殼內(nèi)，確保導(dǎo)線絕緣良好，僅保留USB供電接口（連接5V電源）。教育價(jià)值：這個(gè)項(xiàng)目需要學(xué)生初步接觸編程思維（條件判斷、循環(huán)語句），是“科學(xué)+技術(shù)”的綜合實(shí)踐。雖然難度較高，但完成后的成就感能極大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。04評(píng)價(jià)與拓展：讓小發(fā)明從“作品”到“成果”評(píng)價(jià)與拓展：讓小發(fā)明從“作品”到“成果”制作完成后，我們需要通過評(píng)價(jià)與拓展，讓小發(fā)明的價(jià)值最大化。1多維評(píng)價(jià)：從“技術(shù)”到“社會(huì)”的綜合考量評(píng)價(jià)不僅是對(duì)成果的總結(jié)，更是對(duì)思維過程的反思。我們可以從以下維度進(jìn)行：技術(shù)性：電路是否穩(wěn)定？節(jié)能效果是否顯著（可通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)量）？實(shí)用性：操作是否簡便？是否符合目標(biāo)場(chǎng)景的需求？創(chuàng)新性：是否有獨(dú)特的設(shè)計(jì)思路？是否解決了傳統(tǒng)方法無法解決的問題？教育性：制作過程中是否運(yùn)用了課本知識(shí)？是否培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力？例如，在“光控小夜燈”的評(píng)價(jià)中，我們可以用萬用表測(cè)量改造前后的功耗：原小夜燈24小時(shí)耗電0.12度，改造后僅0.02度（僅夜間工作），節(jié)能率達(dá)83%——這就是技術(shù)性的直觀體現(xiàn)。2成果拓展：從“個(gè)體”到“群體”的價(jià)值傳遞小發(fā)明的意義不僅在于解決一個(gè)問題，更在于帶動(dòng)更多人行動(dòng)。我們可以通過以下方式拓展：校園展示：在科學(xué)角設(shè)置“節(jié)能發(fā)明展”，標(biāo)注原理、數(shù)據(jù)和制作團(tuán)隊(duì)，讓更多同學(xué)了解節(jié)約用電的方法；社區(qū)推廣：聯(lián)合居委會(huì)，將優(yōu)秀發(fā)明應(yīng)用到社區(qū)公共區(qū)域（如樓道、老年活動(dòng)中心），用實(shí)際效果影響居民；跨學(xué)科聯(lián)動(dòng)：與美術(shù)課合作設(shè)計(jì)發(fā)明外觀，與語文課合作撰寫“節(jié)能倡議書”，實(shí)現(xiàn)綜合素養(yǎng)提升。去年我校的“智能教室燈”項(xiàng)目被社區(qū)采納，安裝在3個(gè)小區(qū)的樓道里。一位老奶奶特意來學(xué)校說：“孩子們的小發(fā)明，讓我們晚上走路不摸黑，還省了電費(fèi)，真是貼心！”那一刻，我深刻體會(huì)到：科學(xué)教育的終極目標(biāo)，是培養(yǎng)有溫度、有擔(dān)當(dāng)?shù)摹敖鉀Q問題者”。05總結(jié)：讓節(jié)約用電成為“可觸摸的責(zé)任”總結(jié)：讓節(jié)約用電成為“可