小学科学实验教案：电路开关制作

小学科学实验教案：电路开关制作一、实验名称自制简易电路开关二、适用年级小学中高年级三、实验时长约40-45分钟（可根据实际教学情况调整）四、实验目标1.知识与技能：初步认识开关是电路中控制电流通断的装置，了解其基本工作原理；动手制作一个简易开关，并能将其成功接入电路，控制小灯泡的亮与灭。2.过程与方法：通过观察、思考、讨论和动手实践，体验科学探究的基本过程；学习运用简单工具和材料进行制作，培养动手操作能力和解决问题的能力。3.情感态度与价值观：激发对电现象的好奇心和探究兴趣，培养实事求是的科学态度和合作交流的意识；感受科学技术与日常生活的密切联系。五、实验重点与难点*重点：理解开关控制电路通断的基本原理，并能制作简易开关。*难点：如何将自制开关有效地接入电路，并确保其能正常工作；理解开关“断开”与“闭合”状态对电路的影响。六、实验准备*教师准备：*已连接好的简单电路演示装置（含电池、电池盒、导线、小灯泡、灯座）。*几种不同类型的成品开关（如按压式、拨动式、闸刀式等）。*自制简易开关的样品。*相关材料的实物展示或图片。*简单的PPT课件（可选，用于展示开关的种类和应用）。*学生准备（可分组进行，每组材料）：*干电池一节（配电池盒）。*小灯泡一个（配灯座）。*绝缘导线若干（两端剥去绝缘皮）。*小木板或硬纸板底座一块。*回形针一个。*小铁钉或图钉两个。*小螺丝刀（如果使用螺丝钉固定）。*剪刀（教师协助使用）。*砂纸一小块（可选，用于打磨导线连接处）。七、实验过程与方法（一）情境导入，激发兴趣(约5分钟)1.教师演示：出示一个简单的电路，连接好后小灯泡发光。提问：“同学们请看，这个电路中的小灯泡亮了。如果我想让它熄灭，有什么办法呢？”（引导学生说出“断开导线”）2.教师操作断开导线，灯泡熄灭。再问：“如果我想让它随时亮、随时灭，反复多次，这样一次次断开、连接导线方便吗？”3.引出课题：“是的，这样很不方便。在生活中，我们是通过什么来方便地控制电器的开和关呢？”（学生回答：开关）“今天，我们就一起来学习开关的秘密，并亲手制作一个属于我们自己的简易开关，好不好？”（二）探究新知，设计方案(约10分钟)1.认识开关的作用：*提问：“开关在电路中起到什么作用呢？”（引导学生思考，得出开关能控制电流的通与断）*教师小结：开关就像电路中的一扇“门”，当“门”打开时（断开），电流无法通过，电路不通，用电器不工作；当“门”关上时（闭合），电流可以通过，电路接通，用电器工作。2.观察与思考：*教师出示几种常见的开关（如墙上的电灯开关、手电筒开关、玩具车上的开关等实物或图片），让学生观察它们有什么共同点。*引导学生讨论：“这些开关虽然样子不同，但它们都能控制电流的通断。那么，一个简单的开关最基本需要哪些部分呢？”（鼓励学生大胆猜想，如需要两个连接点，一个可以活动的部分来连接或断开这两个点）3.设计简易开关：*教师展示制作开关的材料：“老师给大家准备了这些材料（回形针、图钉、小木板等），我们能不能利用这些材料来设计一个简易开关呢？”*小组讨论：“请同学们小组讨论一下，我们可以怎样利用这些材料来制作一个能控制电流通断的开关？”（给学生2-3分钟时间讨论，教师巡视指导）*分享方案：邀请几个小组分享他们的设计思路，教师进行点评和引导，形成大致的制作方案。（三）动手实践，制作开关(约20分钟)1.教师示范与讲解制作步骤（边讲解边演示关键步骤）：*第一步：固定回形针：将回形针轻轻拉直一部分，但保留一个弯角作为“手柄”。把一个图钉（或小铁钉）穿过回形针的一端，然后钉在小木板（或硬纸板）的一端，确保回形针能够绕着图钉灵活转动。*第二步：固定触点：在回形针另一端的下方，大约与回形针末端平齐的位置，钉上另一个图钉（或小铁钉），作为开关的另一个触点。注意两个图钉之间要有适当的距离，使得回形针转动时，末端能够恰好搭在另一个图钉上，并且也能轻松离开。*第三步：连接导线：将两根导线的一端分别剥去一小段绝缘皮，露出金属丝。用导线的金属丝部分紧紧缠绕在两个图钉（或铁钉）的钉帽上，确保接触良好。（如果接触不牢固，可以用砂纸打磨一下导线头或钉帽）*教师强调：“这就是我们简易开关的基本结构了。绕着图钉转动的回形针是可以活动的导体，两个图钉是电路的连接点。”2.学生分组制作：*学生根据教师的指导和小组讨论的方案，开始动手制作。教师巡视，对有困难的小组进行指导和帮助（如指导学生正确缠绕导线，调整图钉的位置等）。*提醒学生注意安全，尤其是使用图钉或铁钉时，不要扎到手。3.连接电路并测试开关：*制作完成后，教师指导学生将自制的开关接入简单电路中：“现在，我们把这个开关串联到我们的电路里。记住，开关应该像一座桥一样，连接在电路的中间。”（即：电池正极->导线->开关的一个接线柱->开关的另一个接线柱->导线->小灯泡->导线->电池负极）*学生进行连接和测试：转动回形针，使其与另一个图钉接触（闭合开关），观察灯泡是否亮起；再转动回形针，使其与另一个图钉分离（断开开关），观察灯泡是否熄灭。*troubleshooting：如果灯泡不亮，引导学生检查：电池是否有电？导线连接是否牢固？开关接触是否良好？电路是否形成了一个完整的回路？鼓励学生互相帮助，共同解决问题。（四）交流总结，深化认识(约5分钟)1.成果展示：邀请几个小组展示他们制作的开关，并演示其控制小灯泡亮灭的过程。2.讨论与小结：*“同学们，你们的开关成功了吗？在制作过程中遇到了什么问题，又是怎么解决的？”*“我们制作的这个开关，哪些部分相当于‘门’，哪些部分相当于‘门框’？”（回形针相当于活动的“门”，两个图钉是固定的“触点”）*教师总结：今天我们成功制作了一个简易的回形针开关。它虽然简单，但和我们家里用的复杂开关的基本原理是一样的，都是通过控制导体的接触与分离来控制电流的通断。八、实验拓展与思考(约5分钟)1.“我们制作的开关是用回形针和图钉做的，你还能想到用其他材料来制作开关吗？”（如：用铝箔纸和卡纸、用瓶盖和金属片等）2.“我们的开关只能控制一个小灯泡，如果想同时控制多个小灯泡，开关应该怎么连接呢？”（为后续学习串联、并联电路埋下伏笔）3.“想一想，生活中哪些地方用到了特殊的开关？它们有什么特别的功能？”（如声控开关、光控开关、触摸开关等，引导学生关注科技的发展和应用）九、注意事项1.安全第一：使用图钉、铁钉等尖锐物品时，要小心谨慎，避免扎伤。不要用湿手操作电路。2.规范操作：导线连接要牢固，确保接触良好。开关的两个触点距离要适当。3.材料整理：实验结束后，要将实验器材整理好，废旧材料放入指定垃圾桶。4.教师指导：对于操作有困难的学生，教师要及时给予帮助和指导，鼓励学生大胆尝试。十、板书设计(建议)自制简易电路开关*开关的作用：控制电流的通与断（像“门”一样）*闭合（门开）——电流通——灯亮*断开（门关）——电流断——灯灭*我们的开关：*材料：回形针（活动导体）、图钉/铁钉（两个触点）、底座*原理：接触（通）——分离（断）*电路连接