人教版（2024）九年级全册（2024）第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯教案

这是一份人教版（2024）九年级全册（2024）第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯教案，共7页。教案主要包含了师生活动，设计意图，设计台灯，制作台灯等内容，欢迎下载使用。
1．经历简易调光台灯的制作过程，巩固电路相关知识。
2．在实践活动中，能对简易调光台灯电路设计的合理性提出自己的见解，发展科学推理和分析论证能力。
3．设计简易调光台灯方案并完成制作，培养综合运用所学知识解决实际问题的能力。在方案设计、台灯制作和展示交流中，提升合作学习能力，养成严谨认真的科学态度。
教学重点
设计台灯和制作台灯。
教学难点
正确连接电位器，安装与固定整个装置。
教学过程
新课导入
【师生活动】教师展示课件，提出问题：
生活中的一些电器，在使用过程中，可以根据需要变换不同的强度或工作状况。你知道它们的工作原理吗？
学生思考并作答。
本节课通过“制作简易调光台灯”体验这类电器的奥秘!
【设计意图】以生活中常见情境，提出问题，引起学生的思考，激发学生学习兴趣。
新知探究
一、项目提出
【师生活动】教师展示课件，显示教材第87页“项目提出”部分内容原文，并提问：
当人们在台灯下看书时，如果感觉灯光太亮，有点刺眼，可以通过调光装置改变台灯的亮度。实际的调光台灯电路是比较复杂的。你可以运用本章所学的知识制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。
教师介绍本节课的学习路径：按照“项目提出→项目分析→项目实施→展示交流”的四步流程，完成整个项目。
【设计意图】以制作简易调光台灯的项目为驱动，引导学生按流程开展学习，运用本章知识解决实际问题，提升知识应用和项目实践能力。
二、项目分析
【师生活动】教师展示课件，引导学生思考制作调光台灯需要考虑的问题。
要制作简易调光台灯，需要重点考虑以下几个问题。
1．选择哪种光源?
2．怎样改变光源的亮度?
3．可以从哪些方面加强台灯的实用性?
现将三个任务细化分析。
任务一：选择哪种光源。
为保证实践活动的安全和材料获取的方便性，建议选用小灯泡或发光二极管作为光源。
小灯泡 发光二极管
任务二：怎样改变光源的亮度？
（1）选择变阻器：
根据前面的学习，你选择哪种器件来作为变阻器?理由是什么?
因为滑动变阻器和电阻箱体积较大，不容易固定在底座上，这里可选择更小巧的电位器作变阻器。通过改变电路中的电阻大小来改变灯泡两端的电压，进而改变灯泡的亮度。
电位器的结构与原理
如图所示，A、B、C为电位器的接线柱，A、C分别连在电阻片R的两端，P为滑动片。滑动片P可随转动旋钮改变位置，从而改变接入电阻的大小。
（3）电位器的使用
使用电位器时，可以把A、B（或C、B）两个接线柱接入电路。如图所示，把电位器的B、C接线柱接入电路，电位器上的PC部分电阻片接入了电路，当滑动片P顺时针转动时，电位器接入电路的电阻（PC部分）变大，则电路中电流变小，灯泡亮度减小。
反之，当滑片P逆时针转动时，电位器接入电路的电阻（PC部分）变小，则电路中电流变大，灯泡变亮。
任务三：可以从哪些方面加强台灯的实用性？
（1）怎么让底座牢固?
选择较重的底座作为支撑面，提高稳定性。
（2）选择什么材料做支架?
尽量选用方便易得的材料作为台灯支架，使做出的台灯能稳定地立在桌上。例如使用PVC管等。
（3）怎么制作灯罩?
保证灯罩弧度较大，反射面光滑度
【设计意图】通过任务拆解将复杂的“制作简易调光台灯”问题转化为具体可操作的小问题，培养学生的探究能力。为学生后续的项目实施提供扎实的知识支撑。明确任务能让学生在后续环节中目标清晰，提高实践效率。
三、项目实施
【设计台灯】
【师生活动】教师展示课件，引导学生思考对调光台灯的设计。
1．选择光源：实验室用的小灯泡可以作为光源

小灯泡 发光二极管
便于观察调光效果 节能、寿命长，要区分正、负极，照明效果不好
2．台灯亮度的改变：
制作简易调光台灯的关键是改变台灯的亮度，这可以通过改变灯泡两端的电压来实现。
这里选择更小巧的电位器做变阻器，使电位器与小灯泡串联。
3．设计电路
（1）选择材料：选择合适的电源、小灯泡和变阻器，电源电压和小灯泡的规格要匹配。
电池盒
灯座
小灯泡
开关
导线
电位器
灯罩
（2）画出简易台灯的电路图，正确连接电位器。
如图所示，向右旋转电位器的旋钮时，电位器接入电路的电阻变小，电路中的电流变大，灯泡变亮。
（3）设计底座、支架和灯罩
画出你设想中台灯的草图。各个器件要安排紧凑，使台灯美观、结实，便于移动。尽量选用方便易得的材料作为台灯支架，使做出的台灯能稳定地立在桌上。灯罩需要具有较好的反光性能。
·底座
硬纸盒、茶叶盒、月饼盒、小木板、亚克力板等可用来制作底座。可将电路装置安装在底座下或底座内，也可直接安装在底座上面。
·灯罩
薄塑料片、彩绘纸、包装纸、饮料瓶、大号一次性纸杯或方便面桶等可用来制作灯罩。为了美观可以根据自己喜好，在灯罩表面进行装饰，涂色或画出图案等。
筷子、小木棍、金属软管或塑料管等可用来支撑灯罩。
【设计意图】通过对调光台灯制作前的详细设计与理解，为后面制作环节做铺垫，增强学生动手实践的自信心。
【制作台灯】
【师生活动】教师展示课件，引导学生思考对调光台灯的设计。
根据设计方案，列出所需器材及制作工具的清单，分工收集、准备，可分组进行。按设计方案动手制作调光灯，完成制作任务。小组成员相互协作，共同解决制作过程中出现的各种问题。
1．准备材料：电池盒（含电池）、开关、电位器、小灯泡、导线、底座、PVC管、灯罩等。
电池盒
灯座
小灯泡
开关
导线
电位器
灯罩
2．制作步骤：
（1）把电池盒、开关、电位器固定在一个底座上；
（2）将PVC管的一端固定小灯泡，使小灯泡的导线从管中穿过；
（3）PVC管的另一端也固定在底座上；
（4）制作一个灯罩，扣在小灯泡上；
（5）检查电路，闭合开关，调节变阻器使小灯泡的亮度发生改变。
3．注意事项：
（1）调光台灯的亮度能够连续调节；
（2）尽量选用方便易得的材料作为台灯支架，使做出的台灯能稳定地立在桌上，灯罩要具有较好的反光性能；
（3）要正确连接电位器；
（4）注意安全，在调节的过程中要避免损坏小灯泡，焊接导线要牢固，防止接触不良或短路；
（5）如果找不到某些器材和工具，想一想能否用其他器材代替；
（6）制作过程中可能会遇到许多原来没有想到的问题或发现原来设计方案中的不足，请共同商议解决方法或调整设计方案。
4．有关改进的建议
制作简易调光台灯时，可以进一步改进的有关建议：
（1）台灯的灯罩设计成凹形，应用了凹面镜会聚光，增强灯光的反射；
（2）将台灯的支架做成可折叠的，提高台灯实用性；
（3）使用数字电位器更换机械式电位器；
（4）可以把电池换为容量更大的充电电池或充电宝，延长使用时间
【设计意图】通过引导学生完成简易调光台灯的设计与制作，培养学生的工程思维、动手实践能力和问题解决能力，同时巩固本章电学知识的应用，让学生体会物理知识在实际项目中的价值。
四、展示交流
【师生活动】教师组织学生对项目实施结果进行交流分享。
学生活动：与其他同学交流，看看谁做的台灯既实用又漂亮，还有哪些地方需要改进。
1．向其他同学展示介绍你的作品，与同学交流与分享，看看谁做的台灯既实用又漂亮，还有哪些地方需要改进。
2．在条件允许的情况下，老师可组织对学生制作的简易调光台灯科学性、创新性等综合评价，并提出改进意见。
综合评价表
【设计意图】通过组织学生交流分享简易调光台灯作品并进行多维度评价，旨在提升学生的表达交流能力，促进作品改进，培养学生的综合评价与反思能力。
课堂小结
评分（10分/项）
改进意见
科学性
创新性
材料易收集性
总分