灯塔制作项目活动设计与实施

1“灯塔制作”项目活动设计与实施朱振文 舟山市中小学素质教育实践学校内容摘要 ：实践学校于 2011 年 11 月成功申报被纳入首批 20 个接受中央专项彩票公益金支持建设的全国示范性综合实践基地。要建设成全国示范性 综合实践基地关 键是做好：海洋特色项目研发。我原来从事 过“时间控制电路制作” 项目实训 指导，如何在电子方面研发出具有海洋特色的项目，对此我不断思索、 实践，经过一学期的努力，终于研发出了“灯塔制作”项目。 该项 目在学校项目设计评比中获得一等奖，并入选学校下阶段学生实训项目。具体从 项目研发、活 动设计 、教学感悟三个方面谈自己的见解。关键词 ：海洋特色 灯塔制作实践学校于 2011 年 11 月成功申报被纳入首批 20 个接受中央专项彩票公益金支持建设的全国示范性综合实践基地。要建设成全国示范性综合实践基地关键是做好：海洋特色项目研发。我原来从事过“时间控制电路制作”项目实训指导，如何在电子方面研发出具有海洋特色的项目，对此我不断思索、实践，经过一学期的努力，终于研发出了“灯塔制作”项目。该项目在学校项目设计评比中获得一等奖，并入选学校下阶段学生实训项目。下面我从项目研发、活动设计、教学感悟三个方面来谈自己的见解。一、项目研发本项目灵感来源于：以前，我在一所小学社团课中，曾经让学生制作过一个“航标灯”电路。而学校正在创建海洋特色，由此想到“灯塔制作”这个项目。为了研发好这个项目，我先从网上搜索资料，找到灯塔的定义、历 史 文 化 、 实 际 用 途 、 象征意义、世界名塔等文字资料和图片 30 余张，又通过网上搜索确定“3V 频闪灯”电子制作套件当作灯塔的“灯具” 。接着研究“塔身”制作，开始想到用木板制作，于是我用了一天半的时间，在学校木工室制作出“木制塔身” （如后面图 8） ，加上灯具制作，估计完成这个作品需要二天，而且学生需要在木工室和电子室之间回来制作，项目如此设计，制作时间长，又不方便。于是又想到请手工室的老师帮我用建设板制作了一个塔身（如后面图8） ，用时一小时，这样学生实训时间是缩短到了半天，但还是要在二个教室、二位老师的协作辅导才能完成作品，总感到还是不方便，最好在一个教室，由一位老师辅导完成。有一次，在与另一位教师交流中，她提到可不可以用塑料饮料瓶来制作塔身。结果一尝2试，很方便，用时只需 10 分钟左右。用塑料饮料瓶制作塔身，既制作方便、用时短，又环保、成本低。这样，用时 80 分钟的“灯塔制作”项目就研发成功了。通过本项目研发得到启示，项目研发既需要研发者自身努力，不断实践，还需要与其他教师共同交流，正所谓“众人拾柴火焰高” 。二、活动设计（一） 、项目介绍舟山群岛，地处我国东南沿海,长江口南侧,杭州湾外缘的东海洋面上，海 域 面 积 广阔 ， 大 海 中 建 有 许 多 灯 塔 ， 其 中 最 为 著 名 的 是 嵊 泗 花 鸟 山 灯 塔 ， 因 其 地 理 位 置 重 要 、规 模 巨 大 、 功 能 齐 全 、 历 史 悠 久 且 具 有 国 际 影 响 而 被 称 为 “远 东 第 一 灯 塔 ”。灯 塔 具 有 丰 富 的 历 史 文 化 内 涵 、 重 要 的 实 际 用 途 和 象征意义，作为大海中的舟山人完全有必要去认识灯塔，了解灯塔。我是让学生通过制作“灯塔”来实现的。学生制作的灯塔由 “灯 具 ”与 “塔 身 ”两 部 分 构 成 ， “灯 具 ”采 用 “3V 频闪灯”电路，“塔身”用塑料瓶制作。八年级学生已经在初中“科学”学科中学习过简单电路知识，在“劳动与技术”中接触过简单电子制作，因此，根据学生的认知、实践能力，结合本项目的深度，确定项目活动的参与对象为八年级学生比较适合。（二） 、活动目标根据制作内容和学生的年龄特征确定本项目的活动目标为：知识：了解灯塔发展历史、实际用途和世界知名灯塔；知道灯塔的构造和象征意义；认识电阻、电解电容、三极管等电子元器件，知道它们的电路符号、功能特性，并能认识电路图，了解“3V 频闪灯”电路工作原理。技能：能画出灯塔模型草图；学会塑料切割新方法；能根据电路图，把电子元件正确插装到“3V 频闪灯”印刷电路板上；学会焊接技法，把“3V 频闪灯”电子元件都能正确焊接好；把焊好的“3V 频闪灯”电子元件块、开关、电池盒安装到“塔身” ，能正确显示效果。情感态度与价值观：培养学生创新思维；激发学生对电子制作的兴趣；鼓励学生认识海洋、利用海洋。（三） 、活动器材“3V 频闪灯”电子材料、塑料瓶（学生自带） 、尖头电烙铁、斜口钳、记号笔、尺3子、电池等。（四） 、活动实施1、认识灯塔伟大的科学家爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。 ”这就是说一个人一旦对某事物有了浓厚的兴趣，就会主动去求知、去探索、去实践，并在求知、探索、实践中产生愉快的情绪和体验。因此，本项目的引入是播放一组灯塔图片，并配以轻松音乐，让学生欣赏，这样学生的兴趣自然而然地被激发。欣赏后，让学生说说你看到什么？你还想知道什么？把学生想知道问题，板书在黑板上，这些提出的问题先让学生来解答，当其他学生解答不完整或不能解答时，再让学生阅读教师提供的资料，从资料中去寻找答案，如果遇到资料中没有的，再请学生课后去探究。2、灯塔设计学生提出的问题解决后，教师马上设问：“你们现在最想做的是什么事？”其实学生都会说“想做一个灯塔” 。制作灯塔前，先要做好设计。课件出示，不同造型的灯塔图片，让学生来说说这些灯塔的造型特点，你最喜欢那种造型？接着，让学生根据下列要求，用铅笔在白纸上画出灯塔草图：灯塔至少有二层；灯塔有底座；要有自己想法。在学生画草图时，教师巡视指导。设计结束后，请四、五位学生上台在实物投影仪上展示自己设计的灯塔草图，并说说自己的设计意图，说完后先请其他学生点评，后由教师点评。然后留二、三分钟时间给学生修正设计的灯塔草图。（这个环节中，安排学生设计灯塔草图，是符合学生年龄特征的。因为真正的灯塔设计图要求很高，需要专业设计人员才能做到，八年级学生是根本做不到的。制作一件作品，正规程序都是先依据自己的设想画出设计图，然后根据设计图制作。这样做有利于培养学生创新思维，有利于养成做科学的好习惯。 ）3、塔身制作由于课堂教学时间、室内工具设备、材料等限制，学生设计的灯塔草图不能在课堂内实现，因此，教师鼓励学生结合今天课堂内所学到的新技能，把美好的设计草图带到学校，带到家里，去行动、去实现。课堂内就用塑料瓶当作“塔身” 。教师出示“灯塔”作品（如：图 9） ，让学生感知4成功的作品是怎么回事。然后，在课件中展示塔身制作的三步操作图示，教师根据图示一一讲解：第一步：在瓶盖上，用记号笔找出中心点，过中心点划一直线，直线长 9 毫米；用电烙铁的尖头，对准中心点，烫出一个直径 9 毫米的圆孔；在圆孔中嵌入小灯泡的灯座。第二步：在塑料瓶底部侧面，用记号笔画出一个长 13 毫米、宽 9 毫米的长方形，接着用电烙铁的尖头切割出长方形孔，然后把开关嵌入长方形内。第三步：在塑料瓶底部，用记号笔画出一个长 35 毫米、宽 15 毫米的长方形，也用电烙铁的尖头切割出长方形孔，要求印刷电路板和电池能放到塑料瓶内。这样灯塔的“塔身”就做成了。第一步第二步 5第三步 （在学生制作“塔身”期间，教师首先要教会学生如何正确使用电烙铁，强调用电安全和不被电烙铁烫伤。其次要教会学生用电烙铁切割塑料瓶。塑料瓶切割，一般都是用美工刀或剪刀，但是，我在课前研究时，发现用美工刀或剪刀切割，好处是切割口整洁、美观，缺点需要用较大的力，特别是瓶底较厚很难切割，另外由于刀口较快，可能对学生会造成伤害，不安全。所以，这里切割塑料瓶用电烙铁，相对安全、效率高。 ）4、灯具制作灯塔的灯具我选择的是“3V 频闪灯” ，材料有：1K 电阻 2 个、100K 电阻 1 个、100欧电阻 1 个，100U 电解电容 1 个，9014 三极管 1 个，9012 三极管 1 个，灯泡座 1 个，3V 小灯泡 1 个，电源开关 1 个，印刷电路板 1 个，电池盒一个，导线若干。 （如图）（1）认识材料。在实物投影上出示“3V 频闪灯”材料，并发放给每位学生，要求学生把材料打开，放到自己的桌面上，先来认一认材料，学生能认识的都让学生说，当学生说错、说不全、说不出时，再由教师补充。教师要向全体学生讲清：电阻、电容、三极管的电路符号、极性、作用、单位、数值等。（2）学看电路原理图及工作原理。只作了解，不求人人看懂，因为这些知识在高中二年级才涉及。（3）认识印刷电路板。让学生说出印刷电路板无铜箔面上（如图 1）这些符号对应的电子元件。（4）插电子元件。教师让学生根据课件图中提示，把电子元件都插到印刷电路板无6铜箔面上（如图 2） ，同桌学生互相查看插得是否正确，然后留下四个电阻（如图 3） ，其他电子元件拔出放在一边。（5）焊接。首先向学生介绍：电烙铁、焊丝和斜口钳使用方法，并同步演示。接着课件中视频演示焊接过程。然后学生进入实质焊接阶段，分三步操作：第一步，焊接 4 个电阻（如图 4） ，焊好后用斜口钳把多余铁丝剪干净（如图 5、图6） ；第二步，在印刷电路板无铜箔面上插 2 个三极管和电解电容，焊好后也把多余铁丝剪干净；第三步，用导线把小灯座、开关、电池盒、印刷电路板连接起来。其中，印刷电路板与小灯座之间准备的导线要根据塑料瓶的高度来确定，可以稍长一些，有利于印刷电路板安装到“塔身”内。图 1 图 2图 3 图 47图 5 图 6（在焊接过程中，学生每次插好的电子元件，教师都要再次一一确认，不能让学生出错，确保人人正确。因为在这个过程中，只要有一个地方出错，那么“灯具”制作就会失败。 ）（6）测试效果。在灯座里拧入小灯泡，在电池盒内装上两节五号电池，合上开关测试，小灯泡是否一亮一灭。电路能正确显示效果后，固定开关，把印刷电路板和电池盒从塑料瓶底部开口处装入瓶内， “灯塔”制作正式完成。如果小灯泡不会发光，说明电路出故障了。课堂内如有时间，可以让大家一起来分析电路故障原因，把可能发生的情况都罗列出来，然后一一排除。如果时间不够，就让学生课外去探究。5、活动评价活动评价以作品为主，教师确定 5 个评价内容，每项内容达标既可获得一颗，并画在相对应的框里，评价表如下：实训学校： 班级： 学生姓名：评 价 内 容 学生自评 组内互评 教师综评设计过草图在课堂教学时间内完成电路能正确显示效果电子元件插得高低有序，摆放端正塑料瓶三个开孔大小合适说明：获得 1 颗星评定为不合格，获得 2 颗星评定为合格，获得 3 颗星评定为良好，获得 4 颗星评定为“优一” ，获得 5 颗星评定为优秀。如果优秀人数不到三分之一，再从“优一”中挑选好的评为优秀。教师综评时，只评获得 4 颗星、5 颗星的学生，学生自评和组内互评只作参考，学生作品需要教师整体评价。另外，对于组内互评有意见的，8就由辅导教师评价。6、课外拓展（1）今天制作的灯塔，还缺少一个底座，请同学们课外自己去设计，加个底座，这样作品会更完善，摆放会更稳定（如图 7） 。（2）灯塔的四周，可以用白纸包裹，并在纸上画出自己喜爱的造型，使灯塔更具欣赏价值。（3）尝试用其它材料来制作塔身，比如：木板、泡沫塑料、建设板、瓦楞纸等（如图 8） 。图 7：加底座的灯塔更稳定 图 8：木制灯塔、建设板制灯塔三、教学感悟“灯塔制作”是一个电子科技作品，制作有一定难度，在电子焊接中只要有一点出错，作品就会失败，因此让八年级学生在 80 分钟内，人人都能够制作成功，这就需要辅导老师的智慧，需要综合考虑方方面面的因素。经过多次实践，这个项目取得了成功，