2025 小学四年级科学上册小台灯的功能测试课件

一、课程背景与教学目标演讲人课程背景与教学目标01小台灯功能测试的前期准备02测试数据的分析与改进建议04总结与拓展：科学探究的延续05小台灯功能测试的具体实施03目录2025小学四年级科学上册小台灯的功能测试课件01课程背景与教学目标课程背景与教学目标作为小学科学课程中“电与磁”单元的实践延伸内容，“小台灯的功能测试”既是对前期电路连接、电能转化等知识的综合应用，也是培养学生科学探究能力的重要载体。四年级学生已掌握简单电路的连接方法（如电池、导线、开关、灯泡的串联），但对“如何用科学方法验证电器功能”这一环节接触较少。本节课将通过“设计—测试—分析—改进”的完整探究流程，引导学生从“连接电路”的操作层面向“功能验证”的思维层面进阶，真正体会“科学服务于生活”的本质。知识目标明确小台灯的核心功能维度：亮度调节、续航能力、安全性能；01掌握功能测试的基本方法（如光度计测亮度、秒表记时长、触摸法查温度）；02理解功能测试数据与设计合理性的关联（如亮度与电池容量的匹配度）。03能力目标能独立设计简单的测试方案（含工具选择、步骤规划、数据记录）；01会使用基础测量工具完成定量与定性结合的功能检测；02能通过数据分析提出小台灯的改进建议（如优化散热结构、延长续航）。03情感目标培养严谨细致的科学态度（如重复测量取平均值）；感受“技术优化需基于实证”的工程思维；激发“用科学改善生活”的实践热情（如为视力保护设计更合理的光照参数）。02小台灯功能测试的前期准备小台灯功能测试的前期准备“工欲善其事，必先利其器”，功能测试的准确性依赖于充分的前期准备。在正式测试前，我们需要完成三方面的基础工作：明确测试对象的结构特征、熟悉测试工具的使用方法、设计科学合理的测试方案。拆解小台灯：明确核心组件与功能关联以学生自制的“简易LED小台灯”（教材配套材料包）为例，其核心组件包括：电源模块：1节5号电池（或2节串联），提供电能；控制模块：单档/多档开关（部分台灯含调光旋钮），控制电路通断与电流大小；发光模块：LED灯珠（或小灯泡），将电能转化为光能；支撑结构：塑料底座、可调节灯臂，决定光照角度与稳定性。回忆：上周课上，小明同学的台灯出现“灯臂松动导致光照角度偏移”的问题，这让我们意识到——结构设计直接影响功能实现。因此，测试前需先检查各组件是否稳固，避免干扰后续数据。工具清单：从定性观察到定量测量的升级不同于“是否亮灯”的简单判断，功能测试需要更精确的记录。本节课需准备以下工具：|工具名称|用途说明|使用注意事项||----------------|-----------------------------------|-------------------------------||数字光度计|测量光照强度（单位：勒克斯lx）|镜头需垂直对准光源，避免环境光干扰||电子秒表|记录续航时间（从开启到熄灭）|需在相同亮度档位下启动计时|工具清单：从定性观察到定量测量的升级|红外测温枪|测量灯体表面温度（防烫伤测试）|距离被测物体10-15cm，避免直射眼睛|1|万用表|检测电路电压/电流（进阶可选）|需切换至直流档位，正负极正确连接|2|观察记录表|记录现象、数据及改进建议|需标注测试时间、环境温度等变量|3提示：考虑到四年级学生的操作难度，万用表作为“拓展工具”，基础测试以光度计、秒表、测温枪为主。4测试方案设计：控制变量与可重复性原则科学测试的关键在于“控制变量”。例如，测试“不同亮度档位的续航差异”时，需固定电池类型、环境温度（避免低温影响电池性能）；测试“灯体温度”时，需统一测试时长（如持续点亮30分钟后测量）。为此，我们设计了如下基础测试框架：1.测试项目：亮度调节功能、续航能力、安全性能（温度/绝缘性）、结构稳定性（可选）。2.测试步骤：a.组装小台灯并检查电路（确保初始状态正常）；b.按项目顺序开展测试（避免同时操作干扰数据）；c.每项测试重复3次，记录平均值；d.整理数据，分析功能达标情况。03小台灯功能测试的具体实施小台灯功能测试的具体实施通过前期准备，学生已明确“测什么”“用什么测”“怎么测”。接下来进入核心环节——功能测试的具体操作。本环节将按“亮度调节→续航能力→安全性能”的顺序展开，逐步深入。亮度调节功能测试：从“亮不亮”到“有多亮”的跨越测试目标：验证小台灯是否支持多档亮度调节（如“弱光-强光”两档），并量化不同档位的光照强度是否符合日常使用需求（如阅读需300-500lx，夜间照明需100-200lx）。操作步骤：环境准备：关闭教室灯光，拉上窗帘（模拟黑暗环境，减少环境光干扰）；工具校准：打开数字光度计，选择“环境光”模式，待数值稳定后按“归零”键（确保初始值为0）；测试过程：亮度调节功能测试：从“亮不亮”到“有多亮”的跨越a.开启小台灯“弱光档”，将光度计镜头对准灯珠（距离30cm，模拟书本与台灯的距离），读取并记录数值（例：220lx）；b.切换至“强光档”，重复上述操作（例：480lx）；c.若台灯无调光功能（仅单档），则直接测量该档位亮度；数据处理：计算3次测量的平均值，对比《儿童学习灯具卫生要求》（GB/T36876-2018）中“读写作业台灯的光照强度应≥300lx（30cm处）”的标准，判断是否达标。现场案例：上周预实验中，小红的台灯“强光档”仅测得250lx，经检查发现是灯珠与电池接触不良导致电流不足。这说明——亮度不达标可能是设计问题（如电池容量小），也可能是组装问题（如接触不良）。续航能力测试：电能转化的时间计量测试目标：了解小台灯在不同亮度档位下的持续工作时间，评估其“实用性”（如是否满足1小时作业需求）。操作步骤：电池准备：使用新购买的5号碱性电池（避免旧电池容量衰减影响结果）；计时启动：a.开启“弱光档”，同时按下秒表开始计时；b.观察灯珠状态，当灯光明显变暗（或熄灭）时停止计时，记录时间（例：2小时15分钟）；续航能力测试：电能转化的时间计量注意事项：测试时需全程观察，避免因电池漏液损坏台灯；若使用可充电电池，需提前充满电并记录充电时间。数据对比：计算不同档位的续航差异（如弱光档比强光档长1倍），分析原因（强光档电流更大，电能消耗更快）。c.更换新电池，重复测试“强光档”续航（例：1小时05分钟）；安全性能测试：从“能用”到“安全用”的提升安全是电器的核心指标。小台灯的安全性能主要涉及两方面：防烫伤（灯体温度是否过高）与绝缘性（导线/开关是否漏电）。1.防烫伤测试：操作步骤：a.小台灯持续点亮30分钟（模拟长时间使用场景）；b.用红外测温枪分别测量灯珠表面、灯臂、底座的温度；c.记录数据（例：灯珠表面55℃，灯臂32℃，底座28℃）；安全标准：参考《家用和类似用途电器的安全》（GB4706.1-2005），可接触表面温度应≤60℃（儿童用品需更严格），因此上述数据中灯珠表面接近临界值，需优化散热设计（如增加散热孔）。安全性能测试：从“能用”到“安全用”的提升2.绝缘性测试（进阶）：操作工具：万用表（电压档）；操作步骤：a.关闭台灯电源，确保电池已取出；b.将万用表表笔分别接触导线金属部分与灯体外壳；c.若显示电压＞0V，说明存在漏电风险（可能因导线绝缘层破损导致）；教学意义：通过此测试，强化“安全用电”意识（如避免用湿手触碰带电部分）。教师手记：去年带学生测试时，有个孩子的台灯底座温度异常高（达70℃），经拆解发现是灯珠与底座间距过小，热量无法扩散。这让学生直观理解了“结构设计影响安全性”的道理。04测试数据的分析与改进建议测试数据的分析与改进建议测试的最终目的是“发现问题，解决问题”。通过整理记录的亮度、续航、温度数据，学生需完成以下分析步骤：数据可视化：用图表呈现规律指导学生将数据转化为柱状图（如不同档位亮度对比）、折线图（如续航时间与亮度的关系），直观观察变量间的关联。例如：01|----------------|--------------|--------------|--------------|03|续航时间（h）|2.25|1.08|≥1（作业）|05|测试项目|弱光档|强光档|标准要求|02|光照强度（lx）|220|480|≥300（强光）|04|灯体温度（℃）|灯珠55/灯臂32|灯珠62/灯臂38|≤60（可接触）|06数据可视化：用图表呈现规律从表中可看出：该台灯强光档亮度达标（480lx＞300lx），但灯珠温度略超标准（62℃＞60℃）；弱光档亮度不足（220lx＜300lx），但续航较长（2.25h）。问题归因：从现象到本质的推理引导学生结合电路知识分析问题根源：弱光档亮度不足：可能是灯珠功率过小，或开关分压导致电流不足；强光档温度过高：可能是灯珠散热面积小，或灯臂材质导热性差（如塑料不如金属散热好）；续航差异大：强光档电流I=P/U（功率P=UI）更大，电池容量（mAh）固定时，续航时间t=容量/(电流×电压)更短。改进方案：工程思维的实践21基于分析结果，学生分组设计改进方案。例如：续航优化组：改用2节电池串联（提高电压），或使用容量更大的充电电池（如2000mAh＞普通电池的1200mAh）。亮度优化组：建议更换更高功率的LED灯珠（需注意与电池容量匹配，避免过载）；散热优化组：在灯臂增加铝制散热片，或在底座开设通风孔；4305总结与拓展：科学探究的延续总结与拓展：科学探究的延续本节课通过“小台灯的功能测试”，我们完成了从“连接电路”到“验证功能”的跨越，更深刻理解了“科学知识→技术应用→功能验证→优化改进”的完整链条。核心知识回顾小台灯的功能测试需关注亮度、续航、安全三大维度；01测试方法需遵循“控制变量、重复测量”的科学原则；02数据是改进设计的依据，工程优化需基于实证。03思维能力提升通过本次实践，同学们不仅掌握了功能测试的具体方法，更重要的是培养了“用数据说话”的科学思维——