2025-2026学年小学科学教学设计led手环

上课时间上课时间2025-2026学年小学科学教学设计led手环2025年12月任课老师任课老师魏老师教学内容分析教学内容分析1.本节课主要教学内容为教科版四年级下册《电》单元拓展实践课，围绕LED手环制作，涵盖简单电路串联连接、LED正负极识别、开关控制通路断路等核心知识，以及元件（电池、导线、LED灯、纽扣电池座）的规范使用方法。

2.学生已掌握简单电路基本组成（电源、用电器、导线）、导体与绝缘体概念及灯泡发光条件，本节课将已有知识与实际应用结合，通过制作手环深化对电路通路、断路及串联电路特点的理解，培养工程设计思维。核心素养目标分析核心素养目标分析学习者分析学习者分析1.学生已掌握教科版四年级下册《电》单元中简单电路的基本组成（电源、导线、用电器）、导体与绝缘体的概念，能识别电池正负极，理解灯泡发光需形成闭合回路，具备基础电路连接能力。

2.学生对动手制作类活动兴趣浓厚，具备初步的观察和操作能力，喜欢合作探究，但精细操作能力存在差异，部分学生需教师指导细节。

3.学生可能在LED正负极识别、串联电路连接的稳定性、电池电量控制及小组分工协作中遇到困难，需通过示范和分层任务解决。教学资源准备教学资源准备1.教材：教科版四年级下册《电》单元教材，确保每位学生人手一册。

2.辅助材料：准备LED手环电路连接示意图、实物成品图及安全操作视频。

3.实验器材：每组配备纽扣电池（3V）、LED灯（红/蓝）、导线、纽扣电池座、开关、绝缘胶带，器材数量充足且安全无破损。

4.教室布置：划分6个实验操作区，每组配备操作台；设置作品展示区，预留投影展示电路原理图。教学过程教学过程同学们，大家好！今天我们要一起制作一个有趣的LED手环。首先，我们回顾一下之前学过的知识：简单电路由电源、导线、用电器组成，灯泡发光需要形成闭合回路。现在，请你们思考一下，如何让LED灯亮起来？你们可能会说需要电池和导线，但LED灯有正负极，连接错误就不亮。对，这就是我们今天要探究的重点：识别LED正负极、串联电路连接，以及用开关控制通路和断路。接下来，我们开始分组，每组4人，坐在实验操作台上。请你们拿出教材翻到《电》单元，阅读第15页的LED手环制作步骤。你们需要仔细观察图片中的电路连接方式，讨论一下为什么LED灯要串联。时间5分钟，开始吧！

好，时间到。现在，请你们分享讨论结果。你可能会说：“老师，LED灯串联后，一个灯亮了，另一个也亮。”对，这体现了串联电路的特点：电流依次通过每个元件。但你们要注意，如果连接错误，灯就不亮。请你们看这个实物图（投影展示），LED灯的长脚是正极，短脚是负极。你们需要记住这个规则，否则实验会失败。现在，我来示范如何制作手环：第一步，准备材料，每组有纽扣电池、导线、LED灯、开关和电池座。第二步，识别LED正负极，用尺子测量脚长，长脚接正极，短脚接负极。第三步，连接电路：将导线一端接电池正极，另一端接LED正极，再从LED负极接开关，最后开关接电池负极，形成闭合回路。第四步，测试开关：按下开关，灯亮；松开，灯灭。你们要确保所有连接牢固，避免短路。时间15分钟，你们动手试试看。

同学们，实验开始了。请你们小心操作，电池电量有限，不要浪费。你可能会遇到困难，比如导线接不紧，导致灯不亮。这时，请你们检查连接点，用绝缘胶带固定。如果LED灯不亮，可能是正负极接反了，请你们重新测量脚长。我会在各组巡视，帮助你们解决问题。比如，你们小组的导线断了，我来帮你们换新的。记住，安全第一，不要用湿手操作电池。时间30分钟，抓紧完成。

好，大部分小组完成了。现在，请你们展示作品，并测试功能。你手上的手环按下开关，灯亮了吗？如果亮了，说明电路连接正确；如果不亮，请你们检查开关是否接触不良。请你们互相交流，分享制作经验。你可能会说：“老师，我们小组的灯一直亮，因为开关没断开。”对，这提醒我们开关的重要性。现在，我来总结：今天我们学会了识别LED正负极、串联电路连接和开关控制。你们发现，电路中的每个元件都不可或缺，就像生活中的电器一样。请你们思考，如何改进手环？比如，增加更多LED灯或改变颜色。时间10分钟，开始讨论。

最后，拓展一下。请你们联系实际，家里的台灯开关原理和我们的手环一样吗？你们需要课后完成作业：用画图方式记录电路连接，并写一篇简短日记，描述制作过程和遇到的问题。下课！知识点梳理知识点梳理1.电路的基本组成与工作原理

电源（电池）提供持续电流，导线构成电流路径，用电器（LED灯）消耗电能实现能量转换。闭合回路是电流流通的必要条件，断开处（如开关断开）会导致电路中断，灯熄灭。教材强调电路三要素缺一不可，电流方向从电池正极出发，经导线、用电器返回负极。

2.LED灯的特性与极性识别

LED是发光二极管，具有单向导电性，仅当正极接电源正极、负极接电源负极时才会发光。教材明确标注：LED长引脚为正极，短引脚为负极。反接时因内部结构限制无法形成通路，灯不亮且可能损坏元件。需通过观察引脚长度或查阅元件标识判断极性。

3.串联电路的连接规则与特点

串联电路中各元件依次首尾相连，电流只有一条路径。教材指出：串联电路中一处断开，整个电路停止工作；各用电器相互影响，一个故障会导致全部失效。LED手环采用串联方式，需确保所有连接点接触良好，避免因虚接造成断路。

4.开关在电路中的作用与控制方式

开关通过接通或断开控制电路通断状态。教材要求理解：开关闭合时形成通路，灯亮；开关断开时形成断路，灯灭。手环制作中需将开关串联在电路中，通过机械操作改变电路状态，实现可控发光。

5.安全操作规范与元件使用

教材强调：纽扣电池电压低（3V）但短路时仍可能发热；导线绝缘层破损会导致漏电；LED灯最大工作电流有限，不可直接并联多个灯泡。操作时需注意：电池正负极勿接反，连接点用绝缘胶带包裹，避免金属部分裸露导致短路。

6.常见故障的排查方法

教材提供系统排查步骤：

-检查电池电量：用万用表测量电压或更换新电池

-验证极性：确认LED长脚接正极、短脚接负极

-检查连接点：导线两端需紧贴电池座/LED引脚，用胶带固定

-测试开关：反复按压开关，观察接触是否良好

-排除短路：确保导线未缠绕导致正负极直接连通

7.电路设计的工程思维应用

教材引导从功能需求出发设计电路：手环需佩戴舒适（小型化）、可控制发光（开关）、安全绝缘（胶带包裹）。通过选择合适元件（纽扣电池代替干电池、微型开关）和优化布局（导线沿手环内侧走线），实现功能与实用性的统一。

8.电能转化与能量守恒

电池中的化学能转化为LED灯的光能和热能。教材指出：电能转化效率并非100%，部分能量以热能散失。手环中LED灯发光时轻微发热，印证能量守恒定律，同时提醒避免长时间连续工作导致元件过热。

9.导体与绝缘体的实际应用

导线金属芯（铜）是导体，允许电流通过；塑料外皮是绝缘体，防止漏电。教材强调制作时需保持绝缘层完整，连接点用绝缘胶带二次包裹，避免手环佩戴时人体接触导体部分引发安全隐患。

10.扩展知识：并联电路的对比

教材在拓展环节提及：若需多个LED独立控制，应采用并联电路。并联中各支路互不影响，但总电流增大，需选择更高容量的电源。手环因空间和电流限制，默认采用串联设计，为后续学习并联电路奠定认知基础。课后作业课后作业学生需完成以下任务：复习电路基本组成、LED正负极识别、串联电路连接及开关控制原理，绘制手环电路图，并排查常见故障。

1.填空题：LED灯的长引脚是______极，短引脚是______极。答案：正；负。

2.简答题：串联电路中，一处断开会导致什么结果？答案：整个电路停止工作，所有灯泡熄灭。

3.应用题：设计一个手环电路，要求包含电池、两个LED灯和一个开关，写出连接步骤。答案：电池正极接第一个LED正极，第一个LED负极接第二个LED正极，第二个LED负极接开关，开关接电池负极。

4.排除故障题：如果手环灯不亮，列出三个可能原因。答案：电池电量不足；LED正负极接反；导线连接点虚接。

5.绘图题：画出LED手环的电路示意图，标注电池、LED灯和开关的位置。答案：电池在左侧，LED灯串联在中间，开关在右侧，导线连接形成闭合回路。板书设计板书设计①电路原理核心

-闭合回路：电流从电池正极→导线→LED灯→开关→电池负极

-串联电路：元件依次连接，电流路径唯一

-开关控制：闭合通路（灯亮），断开断路（灯灭）

②操作关键要点

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