電子生肖連連看

陳染

對于學生而言，在接受創客教育的初期進行創意電子制作的培養，上可以銜接“低科技”的制作活動，鍛煉學生的動手動腦能力；下可以啟發學生更加深度地探索智能化的創客作品。

中國傳媒大學附屬小學的楊琳老師為小學生所做的電子類科技活動案例集《電子生肖連連看——趣味十足的電子學》就是一個帶領學生認識電子制作，開啟電子創客第一步的很好例子。楊琳是北京知名的創客教師，在小學生電子、編程等小發明制作的創客項目上有著豐富的教學經驗，并一直致力于中小學生的創客教育。《電子生肖連連看》面向剛剛接觸創客教育的學生，它以十二生肖為制作主題，結合多種電子元件，讓學生在豐富的制作中認識電路。

在《電子生肖連連看》的課程中，學生從材料的駕馭和工具的使用兩方面認識電子電路，提升自己的創客水平。在電子創客中，學生們會接觸到基礎控制板、電子元器件、木頭、塑料、金屬等多種類型的材料，感受每一種材料的特質，把握每種材料的價值規律，提高自己對質感的把握和對品位的理解能力，從而讓自己的作品超越“粗糙發明”的狀態，成為一個精致的造物。另一方面，學生在使用不同材料進行創客制作的時候，必不可少地接觸到不同類型的鉗子、螺絲刀、電烙鐵等工具，在使用過程中，培養學生動手造物的能力，從而為進一步的創客教育打好基礎。

與傳統課堂相比，創客教育的電路學更加強調課程的動手實踐能力、激發創造意識、培養創造性思維和創造品格。每個課程由故事引入、學習目標、創意成果、必需工具和材料、設計分析、技術實施、教學實施建議及反思、微筆記8個部分組成，對教師的課堂實踐起到良好的引導作用。

下面以《電子生肖連連看》中的第1個案例“驗鈔鼠”為例，看看在課堂中如何用創客教育的方法讓學生理解知識，懂得創造。

故事引入

“傳說鼠和貓是一對好朋友，它們約定一同去天宮爭當生肖，并約定到時候老鼠來叫貓一同出發。可是機靈的小老鼠并沒有叫貓而是自己騎著牛去天宮了。到了天宮門前，鼠又比牛搶先一步進入天宮。等貓明白過來，十二生肖早排完了，所以貓才痛恨老鼠。”

“雖然這只是一個傳說，但不管怎么說，老鼠畢竟是憑自己的機警和聰明坐上了生肖的第一把交椅。在這里機警的老鼠還練就了驗鈔的本領，它的外形像項鏈，但它與普通的項鏈可不一樣，不僅會發光，還能當驗鈔機使用，為人類服務。”

在這個案例中，巧妙地將民間傳說與驗鈔這個功能相結合，讓學生能夠輕松進入課程學習狀態。

學習目標

◇認識紐扣電池、按鈕開關及紫色發光二極管（LED）。

◇了解發光二極管（LED）單向導電的特性，知道紫色發光二極管是指可發出波長約400 nln的近紫外光。紫外光可使熒光物質發亮，通常用作識別鈔票是否偽造。

◇讀懂“驗鈔鼠”電路的原理圖，初識并聯電路。

◇學習利用鋁箔進行電路連接的方法。

◇根據原理圖進行電路連接，鍛煉分析和解決實際問題的能力。

在這部分內容中，著重考查學生對驗鈔鼠所運用的電路學知識的掌握情況。第1個層次是認識材料的性質和原理，包括課程中所使用到的工具的特性，以及主要材料LED燈是怎么工作的；第2個層次是電路的原理和操作，認識并聯電路，并用鋁箔進行連接；第3個層次是分析和解決實際問題的能力，讓學生在操作過程中思考怎樣在實際操作中解決問題。

創意成果

在教師的指引下，學生可以獨立制作完成驗鈔鼠電路。發光二極管是在透明的圓形塑料殼內封裝了發光電路，發光電路集成了紫外發光芯片和燈光控制芯片，由長度不同的2條引腳引出，長引腳為正極，短引腳為負極。發光二極管發出的紫外線能使熒光物質發光，利用這個特性可以辨別鈔票的真假。同學們應知道發光二極管單向導電的特性，并通過實際操作加深對這一特點的認識。學習利用鋁箔的方式按照電路原理圖將元器件連接起來。為了使驗鈔鼠更加漂亮，可以用水粉對其進行裝飾，以此提升自己的審美能力。通過更換電路中的LED，還可以將驗鈔鼠改造成小手電等實用工具，充分發揮學生的想象力和創造力。

創意成果的內容是學生基本掌握了學習目標之后的進一步提升，學會將電路搭建和工藝小制作互相結合，并鼓勵學生發揮創意，提升審美能力，或者把它制作成使用工具。

必需工具和材料

◇紫外發光二極管2個，直徑5mm。注意：它有長度不同的2個引腳，長引腳為正極，短引腳為負極。

◇按鈕開關1個，兩端有電極引線，按一下開關電路連通，再按一下開關電路斷開。

◇紐扣電池1個，它如同1角錢硬幣，平滑的面為電池正極，凸起的麻面為負極。電池的標稱電壓為3 V。

◇導線4根，用微波爐燒烤用鋁箔制作。

◇水粉顏料，用于給作品上色。

◇外殼。

在介紹必需工具的時候，需要讓學生清楚地認識每一種元器件的特質，從而達到讓學生認識材料的性質和原理的目的。在《電子生肖連連看》課程中，用鋁箔卷成條后進行纏繞替代導線，這種做法不需要焊接，簡單易操作，安全無毒，長短可以隨意使用，適合小學生的認知水平和動手能力。此外，驗鈔鼠的外殼由激光切割而成，可購買，亦可由高年級學生動手設計和制作。

設計分析

問題1：驗鈔鼠由哪幾部分組成？

問題2：驗鈔鼠的電路原理圖是什么？

在學生設計之前，教師需要引導學生進行思考，完成第2層次的學習目標。此外也是對學生駕馭材料屬性能力的再次檢驗。

技術實施

技術實施包括3項主要內容，分別是電路連接、趣味涂鴉和創客秀。在電路連接中，學生跟著教師一步步制作驗鈔鼠，并測試驗鈔鼠是否能夠準確識別鈔票的真偽。在趣味涂鴉中，學生利用水粉顏料和筆對驗鈔鼠進行涂色。創客秀環節則是主要鍛煉學生分析和解決實際能力的過程。

在現有的電路基礎上進一步思考以下幾個問題：

◇當驗鈔鼠的一只眼睛不發光時（一個LED燈出現故障）是否會影響另一只眼睛正常發光？動手改改現有電路，驗證自己的答案。

◇如果驗鈔鼠的眼睛被反接（LED的長引腳連接電池的負極，短引腳連接電池的正極）驗鈔鼠的眼睛還可以正常發光嗎？動手改改現有的電路，驗證自己的答案。

◇動手對現有（并聯）電路進行改造，改為串聯方式。

◇思考一下，這個驗鈔鼠除了可以驗鈔外，還有沒有其他的功能，如是否可以用來照明，制作聲控樓道燈、光控電路、自動航標燈等。如果要制作一個小手電，應如何修改之前的電路呢？動手改改現有的電路，制作一個小手電。

上述幾個過程用3個課時完成，在教學實施建議及反思中，會對教師的實施過程作一些簡單的建議，讓教師能夠更好地完成驗鈔鼠的課程。在微筆記中，將給出一些參考知識，供教師進一步延伸教學。