电子生肖连连看

陈染

对于学生而言，在接受创客教育的初期进行创意电子制作的培养，上可以衔接“低科技”的制作活动，锻炼学生的动手动脑能力；下可以启发学生更加深度地探索智能化的创客作品。

中国传媒大学附属小学的杨琳老师为小学生所做的电子类科技活动案例集《电子生肖连连看——趣味十足的电子学》就是一个带领学生认识电子制作，开启电子创客第一步的很好例子。杨琳是北京知名的创客教师，在小学生电子、编程等小发明制作的创客项目上有着丰富的教学经验，并一直致力于中小学生的创客教育。《电子生肖连连看》面向刚刚接触创客教育的学生，它以十二生肖为制作主题，结合多种电子元件，让学生在丰富的制作中认识电路。

在《电子生肖连连看》的课程中，学生从材料的驾驭和工具的使用两方面认识电子电路，提升自己的创客水平。在电子创客中，学生们会接触到基础控制板、电子元器件、木头、塑料、金属等多种类型的材料，感受每一种材料的特质，把握每种材料的价值规律，提高自己对质感的把握和对品位的理解能力，从而让自己的作品超越“粗糙发明”的状态，成为一个精致的造物。另一方面，学生在使用不同材料进行创客制作的时候，必不可少地接触到不同类型的钳子、螺丝刀、电烙铁等工具，在使用过程中，培养学生动手造物的能力，从而为进一步的创客教育打好基础。

与传统课堂相比，创客教育的电路学更加强调课程的动手实践能力、激发创造意识、培养创造性思维和创造品格。每个课程由故事引入、学习目标、创意成果、必需工具和材料、设计分析、技术实施、教学实施建议及反思、微笔记8个部分组成，对教师的课堂实践起到良好的引导作用。

下面以《电子生肖连连看》中的第1个案例“验钞鼠”为例，看看在课堂中如何用创客教育的方法让学生理解知识，懂得创造。

故事引入

“传说鼠和猫是一对好朋友，它们约定一同去天宫争当生肖，并约定到时候老鼠来叫猫一同出发。可是机灵的小老鼠并没有叫猫而是自己骑着牛去天宫了。到了天宫门前，鼠又比牛抢先一步进入天宫。等猫明白过来，十二生肖早排完了，所以猫才痛恨老鼠。”

“虽然这只是一个传说，但不管怎么说，老鼠毕竟是凭自己的机警和聪明坐上了生肖的第一把交椅。在这里机警的老鼠还练就了验钞的本领，它的外形像项链，但它与普通的项链可不一样，不仅会发光，还能当验钞机使用，为人类服务。”

在这个案例中，巧妙地将民间传说与验钞这个功能相结合，让学生能够轻松进入课程学习状态。

学习目标

◇认识纽扣电池、按钮开关及紫色发光二极管（LED）。

◇了解发光二极管（LED）单向导电的特性，知道紫色发光二极管是指可发出波长约400 nln的近紫外光。紫外光可使荧光物质发亮，通常用作识别钞票是否伪造。

◇读懂“验钞鼠”电路的原理图，初识并联电路。

◇学习利用铝箔进行电路连接的方法。

◇根据原理图进行电路连接，锻炼分析和解决实际问题的能力。

在这部分内容中，着重考查学生对验钞鼠所运用的电路学知识的掌握情况。第1个层次是认识材料的性质和原理，包括课程中所使用到的工具的特性，以及主要材料LED灯是怎么工作的；第2个层次是电路的原理和操作，认识并联电路，并用铝箔进行连接；第3个层次是分析和解决实际问题的能力，让学生在操作过程中思考怎样在实际操作中解决问题。

创意成果

在教师的指引下，学生可以独立制作完成验钞鼠电路。发光二极管是在透明的圆形塑料壳内封装了发光电路，发光电路集成了紫外发光芯片和灯光控制芯片，由长度不同的2条引脚引出，长引脚为正极，短引脚为负极。发光二极管发出的紫外线能使荧光物质发光，利用这个特性可以辨别钞票的真假。同学们应知道发光二极管单向导电的特性，并通过实际操作加深对这一特点的认识。学习利用铝箔的方式按照电路原理图将元器件连接起来。为了使验钞鼠更加漂亮，可以用水粉对其进行装饰，以此提升自己的审美能力。通过更换电路中的LED，还可以将验钞鼠改造成小手电等实用工具，充分发挥学生的想象力和创造力。

创意成果的内容是学生基本掌握了学习目标之后的进一步提升，学会将电路搭建和工艺小制作互相结合，并鼓励学生发挥创意，提升审美能力，或者把它制作成使用工具。

必需工具和材料

◇紫外发光二极管2个，直径5mm。注意：它有长度不同的2个引脚，长引脚为正极，短引脚为负极。

◇按钮开关1个，两端有电极引线，按一下开关电路连通，再按一下开关电路断开。

◇纽扣电池1个，它如同1角钱硬币，平滑的面为电池正极，凸起的麻面为负极。电池的标称电压为3 V。

◇导线4根，用微波炉烧烤用铝箔制作。

◇水粉颜料，用于给作品上色。

◇外壳。

在介绍必需工具的时候，需要让学生清楚地认识每一种元器件的特质，从而达到让学生认识材料的性质和原理的目的。在《电子生肖连连看》课程中，用铝箔卷成条后进行缠绕替代导线，这种做法不需要焊接，简单易操作，安全无毒，长短可以随意使用，适合小学生的认知水平和动手能力。此外，验钞鼠的外壳由激光切割而成，可购买，亦可由高年级学生动手设计和制作。

设计分析

问题1：验钞鼠由哪几部分组成？

问题2：验钞鼠的电路原理图是什么？

在学生设计之前，教师需要引导学生进行思考，完成第2层次的学习目标。此外也是对学生驾驭材料属性能力的再次检验。

技术实施

技术实施包括3项主要内容，分别是电路连接、趣味涂鸦和创客秀。在电路连接中，学生跟着教师一步步制作验钞鼠，并测试验钞鼠是否能够准确识别钞票的真伪。在趣味涂鸦中，学生利用水粉颜料和笔对验钞鼠进行涂色。创客秀环节则是主要锻炼学生分析和解决实际能力的过程。

在现有的电路基础上进一步思考以下几个问题：

◇当验钞鼠的一只眼睛不发光时（一个LED灯出现故障）是否会影响另一只眼睛正常发光？动手改改现有电路，验证自己的答案。

◇如果验钞鼠的眼睛被反接（LED的长引脚连接电池的负极，短引脚连接电池的正极）验钞鼠的眼睛还可以正常发光吗？动手改改现有的电路，验证自己的答案。

◇动手对现有（并联）电路进行改造，改为串联方式。

◇思考一下，这个验钞鼠除了可以验钞外，还有没有其他的功能，如是否可以用來照明，制作声控楼道灯、光控电路、自动航标灯等。如果要制作一个小手电，应如何修改之前的电路呢？动手改改现有的电路，制作一个小手电。

上述几个过程用3个课时完成，在教学实施建议及反思中，会对教师的实施过程作一些简单的建议，让教师能够更好地完成验钞鼠的课程。在微笔记中，将给出一些参考知识，供教师进一步延伸教学。