玩轉創意紙電路

賀森 安徽省合肥一六八玫瑰園學校信息技術教師，市級學科帶頭人，合肥市STEAM實驗學校骨干教師。曾獲第五屆全國小學信息技術優質課一等獎、安徽省小學信息技術優質課評選暨基本功競賽活動一等獎、安徽省多媒體教學設備維護技能競賽一等獎，多次參與安徽省小學信息技術教師用書編寫工作，曾擔任安徽省“鄉村教師信息化大賽”專家評委、合肥市“小學信息技術教材”培訓專家。主持的兩個省級課題均已結題。撰寫的多篇STEAM、創客論文獲省級獎。

課程特色

在紙電路系列課程中，學生將會探索不同電子元件的作用和性質。通過實驗理解串聯電路與并聯電路的特性，學生綜合運用科學、技術、工程、數學和藝術的學科知識，小組合作設計、制作創意的紙電路作品。

本課教學案例通過虛擬實驗室，讓學生設計可以點亮多個LED燈的稍復雜電路，理解串、并聯電路的特點與區別;以小組為單位，確定主題，分工協作，發揮各自特長，完成創意紙電路的設計與制作，并進行作品展示與評價。

教學目標

知識與技能 1.了解電路的基本結構，能夠辨認電源和LED燈的正負極。2.能夠繪制紙電路設計圖，例如不同零部件的安裝位置。3.能根據紙電路設計圖，完成紙電路創意作品的制作。

過程與方法 1.能夠掌握在紙上平整地鋪設銅箔和膠帶、安裝LED小燈和電源、涂抹導電墨水等技術。2.能夠判斷紙電路中的短路和斷路，并能解決一般的紙電路問題。3.通過實驗理解串聯、并聯電路的結構特點，并能綜合利用串、并聯電路的特性，設計、制作創意紙電路。

教學重點與難點

教學重點 了解常見的電路結構和電子元件，能制作有創意的紙電路作品。

教學難點 理解串、并聯電路的結構特點，能夠分析自己的紙電路作品出現的問題，并提出解決方案。

教學過程

一、欣賞導入（激發興趣）

師：上節課，我們已經了解了電路的基本結構，會制作簡單的紙電路。今天老師帶來一個紙電路作品，大家來欣賞一下。

教師展示“STEM”紙電路作品。

師：和你之前做的紙電路有什么不同嗎？

生：會發光的字母，更有藝術感，而且有很多個LED燈，更炫酷了。

師：是啊，LED燈讓文字更具藝術感，更炫酷。這節課，我們就來設計制作一個充滿創意的、有特殊意義的藝術紙電路。（板書課題：創意紙電路）

（通過引導學生欣賞LED點亮“STEM”藝術字，感受發光藝術字的魅力，激發學生制作多個LED燈紙電路作品的熱情。）

二、溫故知新（介紹LED燈）

師：這個發光的燈我們稱之為LED燈，上節課我們已經認識了它，誰再來介紹下它的特性。

教師播放課件，展示LED燈圖片。

生：LED燈是一個可以發光的電子元件，它有兩個電極，一個正極、一個負極。它有一個重要的特性，只能單向導通，就是它的正極必須與電源的正極相連，負極必須與電源的負極相連，才能點亮。

（通過回憶LED燈的特點，進一步加深學生對LED燈特性的理解，為下一步制作多個LED燈的紙電路作品做好鋪墊。）

三、小試牛刀（理解串、并聯電路）

教師用課件展示上節課制作的簡單紙電路作品和電路圖。

師：這是我們上節課完成的簡單紙電路的電路圖，我們只點亮了一個LED燈。

教師在NB物理虛擬實驗室中展示電路。

師：如果要點亮多個LED燈，應該怎么連接電路呢？

學生分組討論，并在平板上的NB物理虛擬實驗室中模擬設計電路圖。

教師巡視指導，發現不同的連接方法，并有針對性地選擇匯報。

師：哪個小組匯報下你們的連接方法？

小組選出代表匯報，兩人結對上臺演示，一人講解，一人在白板上演示電路連接方法。

生：我們小組把燈泡和電源首尾相連，串了起來，成功點亮多個燈泡。

教師總結：這種把電源和燈首尾相連的方式，我們稱為串聯電路（板書）。觀察一下小燈的亮度和原來相比，有什么變化？

生：比原來暗了。

教師演示用電壓表分別測量兩個燈泡電壓。

師：通過測量你有什么發現？

生：串聯電路兩個燈泡的電壓之和等于電源的電壓。

教師總結：因為串聯電路中電池的電壓分配給了多個用電器，燈泡越多，單個燈泡的電壓就越小，所以變暗了。

師：如何讓它們的亮度不變呢？

學生思考后回答：增加電源，加大用電器的電壓。

師：這是一種方法，不過隨著用電器的增加，電源的增加數量也越來越多，不便于實際操作。假設只有一個電源，你們有沒有辦法讓燈泡的亮度不變暗呢？

另一組代表上臺在白板上演示并聯電路。

生：我們小組是把電源和燈泡的正極與正極相連，負極與負極相連，燈泡的亮度沒有發生改變。

師：思考一下為什么沒有變暗呢？

教師演示用電壓表分別測量兩個燈泡電壓和電源的電壓：通過測量你有什么發現？

生：兩個燈泡電壓與電源的電壓是相同的，電壓沒有降低，所以燈泡亮度也沒有變暗。

師：這種用電器正極與正極相連，負極與負極相連，并行連接的方式，我們稱為并聯電路（板書）。并聯電路中，每個燈泡可以各自獨立工作，互不影響，所以家庭電路中各用電器的連接方式一般是并聯。今天我們就用并聯電路的連接方式，來點亮多個LED燈。

四、大展身手（設計制作紙電路）

1.學習微課（3分鐘）

師：如何使用并聯的方式點亮多個LED燈呢？

教師播放微課，學生觀看。

（課堂上用微課展示制作過程，更加高效、直觀地展示操作重點和難點，微視頻可以更好地展現操作細節，利于學生快速掌握制作方法，提高課堂學習效率。）

2.布置任務（1分鐘）

教師布置小組任務，以小組為單位，討論確定設計主題，分工協作，發揮各自特長，制作出有創意的多光源紙電路作品。

具體要求：

層次一：制作有多個LED燈的紙電路。

層次二：有創意，結合繪畫、手工讓作品充滿藝術感。

層次三：有情節，讓紙電路作品富有故事性。

教師展示部分成功案例，供學生參考。

（學生明確任務，確定分工，協商確定主題，為完成作品打下基礎。）

3.分組制作（15分鐘）

學生分組設計、制作多LED燈的紙電路作品，教師巡視指導。

（以小組為單位合作完成制作紙電路作品，不僅可以提高制作效率，提升作品的完成度，還能培養學生分工協作的能力，發揮學生特長，提升學生自信心。）

五、分享評價

學生分組匯報紙電路作品，分享作品設計思路、表達的主題思想、制作過程中遇到的問題和解決方法。小組相互點評作品，分析有哪些優點和改進點。

六、總結提升

師生共同總結本節課的收獲。

教學點評

電燈是生活中能普遍見到的，能在紙上點亮一盞燈，特別是自己動手設計、制作可點亮多盞燈的紙電路作品，讓學生充滿了濃厚的興趣。本課中，學生通過NB物理虛擬實驗室探究，直觀地理解串聯、并聯電路的不同，輕松突破本課難點，體現了STEAM多學科融合的特點。本課通過小組成員密切配合，發揮各自特長，采用“理解原理—確定主題—規劃作品—設計制作—展示評價”的流程，貼近生活實際，將藝術、手工、技術和工程等學科有機地交叉融合，滲透工程設計的思想，有助于學生學會設計、學會思考，形成良好的思維習慣和行為習慣。

（點評人：田鈺，安徽省合肥市教科院教育信息化應用研究中心主任、合肥市教科院信息技術教研員）