玩转创意纸电路

贺森 安徽省合肥一六八玫瑰园学校信息技术教师，市级学科带头人，合肥市STEAM实验学校骨干教师。曾获第五届全国小学信息技术优质课一等奖、安徽省小学信息技术优质课评选暨基本功竞赛活动一等奖、安徽省多媒体教学设备维护技能竞赛一等奖，多次参与安徽省小学信息技术教师用书编写工作，曾担任安徽省“乡村教师信息化大赛”专家评委、合肥市“小学信息技术教材”培训专家。主持的两个省级课题均已结题。撰写的多篇STEAM、创客论文获省级奖。

课程特色

在纸电路系列课程中，学生将会探索不同电子元件的作用和性质。通过实验理解串联电路与并联电路的特性，学生综合运用科学、技术、工程、数学和艺术的学科知识，小组合作设计、制作创意的纸电路作品。

本课教学案例通过虚拟实验室，让学生设计可以点亮多个LED灯的稍复杂电路，理解串、并联电路的特点与区别;以小组为单位，确定主题，分工协作，发挥各自特长，完成创意纸电路的设计与制作，并进行作品展示与评价。

教学目标

知识与技能 1.了解电路的基本结构，能够辨认电源和LED灯的正负极。2.能够绘制纸电路设计图，例如不同零部件的安装位置。3.能根据纸电路设计图，完成纸电路创意作品的制作。

过程与方法 1.能够掌握在纸上平整地铺设铜箔和胶带、安装LED小灯和电源、涂抹导电墨水等技术。2.能够判断纸电路中的短路和断路，并能解决一般的纸电路问题。3.通过实验理解串联、并联电路的结构特点，并能综合利用串、并联电路的特性，设计、制作创意纸电路。

教学重点与难点

教学重点 了解常见的电路结构和电子元件，能制作有创意的纸电路作品。

教学难点 理解串、并联电路的结构特点，能够分析自己的纸电路作品出现的问题，并提出解决方案。

教学过程

一、欣赏导入（激发兴趣）

师：上节课，我们已经了解了电路的基本结构，会制作简单的纸电路。今天老师带来一个纸电路作品，大家来欣赏一下。

教师展示“STEM”纸电路作品。

师：和你之前做的纸电路有什么不同吗？

生：会发光的字母，更有艺术感，而且有很多个LED灯，更炫酷了。

师：是啊，LED灯让文字更具艺术感，更炫酷。这节课，我们就来设计制作一个充满创意的、有特殊意义的艺术纸电路。（板书课题：创意纸电路）

（通过引导学生欣赏LED点亮“STEM”艺术字，感受发光艺术字的魅力，激发学生制作多个LED灯纸电路作品的热情。）

二、温故知新（介绍LED灯）

师：这个发光的灯我们称之为LED灯，上节课我们已经认识了它，谁再来介绍下它的特性。

教师播放课件，展示LED灯图片。

生：LED灯是一个可以发光的电子元件，它有两个电极，一个正极、一个负极。它有一个重要的特性，只能单向导通，就是它的正极必须与电源的正极相连，负极必须与电源的负极相连，才能点亮。

（通过回忆LED灯的特点，进一步加深学生对LED灯特性的理解，为下一步制作多个LED灯的纸电路作品做好铺垫。）

三、小试牛刀（理解串、并联电路）

教师用课件展示上节课制作的简单纸电路作品和电路图。

师：这是我们上节课完成的简单纸电路的电路图，我们只点亮了一个LED灯。

教师在NB物理虚拟实验室中展示电路。

师：如果要点亮多个LED灯，应该怎么连接电路呢？

学生分组讨论，并在平板上的NB物理虚拟实验室中模拟设计电路图。

教师巡视指导，发现不同的连接方法，并有针对性地选择汇报。

师：哪个小组汇报下你们的连接方法？

小组选出代表汇报，两人结对上台演示，一人讲解，一人在白板上演示电路连接方法。

生：我们小组把灯泡和电源首尾相连，串了起来，成功点亮多个灯泡。

教师总结：这种把电源和灯首尾相连的方式，我们称为串联电路（板书）。观察一下小灯的亮度和原来相比，有什么变化？

生：比原来暗了。

教师演示用电压表分别测量两个灯泡电压。

师：通过测量你有什么发现？

生：串联电路两个灯泡的电压之和等于电源的电压。

教师总结：因为串联电路中电池的电压分配给了多个用电器，灯泡越多，单个灯泡的电压就越小，所以变暗了。

师：如何让它们的亮度不变呢？

学生思考后回答：增加电源，加大用电器的电压。

师：这是一种方法，不过随着用电器的增加，电源的增加数量也越来越多，不便于实际操作。假设只有一个电源，你们有没有办法让灯泡的亮度不变暗呢？

另一组代表上台在白板上演示并联电路。

生：我们小组是把电源和灯泡的正极与正极相连，负极与负极相连，灯泡的亮度没有发生改变。

师：思考一下为什么没有变暗呢？

教师演示用电压表分别测量两个灯泡电压和电源的电压：通过测量你有什么发现？

生：两个灯泡电压与电源的电压是相同的，电压没有降低，所以灯泡亮度也没有变暗。

师：这种用电器正极与正极相连，负极与负极相连，并行连接的方式，我们称为并联电路（板书）。并联电路中，每个灯泡可以各自独立工作，互不影响，所以家庭电路中各用电器的连接方式一般是并联。今天我们就用并联电路的连接方式，来点亮多个LED灯。

四、大展身手（设计制作纸电路）

1.学习微课（3分钟）

师：如何使用并联的方式点亮多个LED灯呢？

教师播放微课，学生观看。

（课堂上用微课展示制作过程，更加高效、直观地展示操作重点和难点，微视频可以更好地展现操作细节，利于学生快速掌握制作方法，提高课堂学习效率。）

2.布置任务（1分钟）

教师布置小组任务，以小组为单位，讨论确定设计主题，分工协作，发挥各自特长，制作出有创意的多光源纸电路作品。

具体要求：

层次一：制作有多个LED灯的纸电路。

层次二：有创意，结合绘画、手工让作品充满艺术感。

层次三：有情节，让纸电路作品富有故事性。

教师展示部分成功案例，供学生参考。

（学生明确任务，确定分工，协商确定主题，为完成作品打下基础。）

3.分组制作（15分钟）

学生分组设计、制作多LED灯的纸电路作品，教师巡视指导。

（以小组为单位合作完成制作纸电路作品，不仅可以提高制作效率，提升作品的完成度，还能培养学生分工协作的能力，发挥学生特长，提升学生自信心。）

五、分享评价

学生分组汇报纸电路作品，分享作品设计思路、表达的主题思想、制作过程中遇到的问题和解决方法。小组相互点评作品，分析有哪些优点和改进点。

六、总结提升

师生共同总结本節课的收获。

教学点评

电灯是生活中能普遍见到的，能在纸上点亮一盏灯，特别是自己动手设计、制作可点亮多盏灯的纸电路作品，让学生充满了浓厚的兴趣。本课中，学生通过NB物理虚拟实验室探究，直观地理解串联、并联电路的不同，轻松突破本课难点，体现了STEAM多学科融合的特点。本课通过小组成员密切配合，发挥各自特长，采用“理解原理—确定主题—规划作品—设计制作—展示评价”的流程，贴近生活实际，将艺术、手工、技术和工程等学科有机地交叉融合，渗透工程设计的思想，有助于学生学会设计、学会思考，形成良好的思维习惯和行为习惯。

（点评人：田钰，安徽省合肥市教科院教育信息化应用研究中心主任、合肥市教科院信息技术教研员）