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第11课《设计制作个性化电子作品》教学设计
课题 设计制作个性化电子作品 单元 第三单元 学科 综合实践活动 年级 九年级
学习目标 价值体认：认识电子技术对生活的广泛影响，体会电子作品制作的价值与乐趣，激发对电子技术的兴趣与探索热情。责任担当：在制作中遵循安全规范，养成严谨、负责的态度，意识到正确使用工具和保障安全的重要性。解决问题：能运用所学知识分析电子产品，通过调研、设计、制作解决生活实际问题，提升实践与创新能力。创意物化：将创意转化为实际电子作品，掌握从设计到制作的流程，培养动手操作与实现创意的能力。
重点 1.掌握常用电子元器件知识、工具使用方法及电路搭建技巧。2.完成电子作品创意设计、原理草图与电路图绘制、制作与调试。
难点 1.合理设计电子作品方案，实现创意与实际功能的有效结合。2.精准焊接电子元器件，确保电路连接可靠、作品功能稳定。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 出示：调光台灯、遥控小车、扫地机器人 同学们，大家请看屏幕上的这些电子产品，它们是不是经常出现在我们的生活里？那大家想一想，这些电子产品分别帮我们解决了生活中的哪些问题？它们又是依靠什么原理，实现了这些便捷又实用的功能呢？如果给大家一个改造的机会，你们想给其中哪一件产品增加新功能？又会设计什么样的功能呢？其实，这些产品的便捷功能，都离不开电子技术的巧妙设计与实际应用。今天，我们就一起来学习《设计制作个性化电子作品》这一课，探索如何把我们的创意想法变成现实，亲手设计制作出属于自己的个性化电子作品！出示课题 欣赏图片， 思考课件展示的几个问题，小组之间讨论分享自己的感受。 通过欣赏图片，设置疑问活动，激发学生兴趣，引出本课教学主题。
讲授新课 一、探究新知（一）活动准备如果我们要自己动手制作电子作品，需要具备一定的基本知识。我们可以从分析身边的电子产品入手。（1）做中学通过走访、调查电子市场等方式，对生活中的电子产品信息进行收集、整理，初步了解这些产品的工作原理和作用。作品类型作品名称主要功能基本工作原理改进建议生活类调光台灯调节灯光亮度，适配不同使用场景（如看书、休息）通过电位器改变电路中的电阻值，进而调节通过灯泡的电流大小，实现亮度调节增加定时关闭功能，避免忘记关灯浪费电能；添加光线感应，自动匹配环境亮度学习类电子词典查询单词、发音、例句，部分支持翻译、错题记录内置芯片存储词汇和程序，通过按键输入指令，芯片处理后在显示屏输出信息，配合扬声器实现发音增加联网更新词汇库功能；添加手写输入，方便查询生僻字娱乐类遥控小车通过遥控器控制前进、后退、左转、右转，部分支持调速遥控器发射无线信号（如红外线、电磁波），小车接收模块接收信号后，传递给主控芯片，芯片控制电机转动，驱动车轮运动增加避障功能，遇到障碍物自动转向；添加灯光装饰，提升夜间玩耍效果科普类简易纸电路流水灯模型模拟流水灯循环点亮效果，直观展示简单电路的通断规律、串联与并联的连接特点，辅助理解电路控制原理采用纽扣电池提供电源，将 LED 灯珠、限流电阻、简易开关与 555 定时器芯片（或单片机最小系统）进行电路连接；芯片输出周期性高低电平信号，依次控制不同支路的 LED 灯珠按顺序导通、熄灭，形成流水点亮的视觉效果1. 增加声控触发功能，拍手即可启动流水灯，提升互动性；2. 加装亮度调节旋钮，可改变 LED 灯珠的发光亮度；3. 标注电路节点名称和电流流向，方便观察学习 （2）他山之石小明通过观察和查阅资料，对电饭锅的操作方法和工作原理进行了比较细致的研究：普通电饭锅上常采用的控温装置，一般由限温器和恒温器两部分组成。前者保证锅温不会超过某一定值（通常为103±2摄氏度），安装在发热板中心的空腔处；后者保证锅内食物煮熟后稳定在60～80摄氏度，安装在发热板下或其他适当位置。
在制作电子作品时，需要用到很多不同种类和型号的电子元器件，查阅相关资料认识常用电子元器件、电路符号，并了解它们在电路中的作用。小锦囊：电阻器简称电阻，是电子电路中最常用的限流元件。将电阻接入电路中后，可限制通过它所连支路的电流大小。阻值不能改变的称为固定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。 常见电阻及电路符号我们在制作电子作品时需要使用许多制作工具和量具，学会这些工具、量具的使用和操作方法非常重要。万用表 五金工具 焊接工具小锦囊：安全正确使用工具、量具是保障制作电子作品成功的前提。电路中的电流、电压、电阻值等只有通过使用测量仪器才能得知，熟练掌握万用表的使用是电子线路测量的基础。电子元器件相互间的连接大多要通过焊接才能保证可靠的导电性，因此掌握焊接技术是制作电子作品的一项基本操作技能。（二）活动实施1.电子作品创意设计电子作品的主要目的是帮助我们解决生活中遇到的问题，如节约能源，提高生活质量或工作效率。下面这些电子产品设计很巧妙吧？根据距离远近自动开启的风扇。根据光线强弱自动开关的路灯已经普遍使用。根据土壤湿度高低自动开启的浇灌系统。★议一议我们小组同学经过讨论，认为南方的一些地方常常有湿度过大的情况，这对人们的身体健康会有影响，我们想设计制作一个湿度报警器。要解决的问题： 南方地区环境湿度过大时，及时提醒人们采取除湿措施，避免潮湿带来的健康隐患和生活不便设计思路： 采用湿度传感器检测环境湿度，配合电阻、三极管等组成控制电路，接入电源、发光二极管（LED）和蜂鸣器。预设湿度阈值，当传感器检测到的湿度达到阈值时，电路导通，LED发光、蜂鸣器发声，实现声光报警；湿度低于阈值时，电路断开，报警停止2.电子作品设计与制作好的创意要变成作品，需要精心地设计与制作，其中画出原理草图和具体电路图是非常重要的步骤。我们以设计湿度传感声光报警电子作品的电子线路为例，来开展电子作品设计与制作活动。如图，当电源开关闭合时，湿度传感器因湿度不同，其两端电阻值会发生变化。当湿度增加并达到一定值时，传感器两端电阻变小，电路开始工作，发光管发光、蜂鸣器发声报警。从电路原理图我们可以读出每个电子元器件在电路中的作用和各个元器件之间的连接关系。根据电子线路图的工作原理，可以写出如下电路方框图：湿度信号采集 信号放大电路 信号控制电路 报警输出电路根据电子线路图和实物电子元器件形状、大小、位置关系等，设计制作其对应的装配图或印刷电路图。（1）做中学1.根据设计制作好的装配图或印刷电路图，动手制作湿度传感声光报警电子作品。先按清单清点元器件，用万用表检测元器件性能；再按装配图固定元器件位置，规范焊接各连接点；最后连接电源，进行初步调试。2.根据电子线路图中所需要的电子元器件，做好元器件清单列表，并利用万用表检测电子元器件性能。序号名称及编号规格与型号数量检测情况1湿度传感器HS1101（电容式）1个正常，在干燥/潮湿环境下，万用表检测电容值有明显变化2固定电阻1kΩ、10kΩ各2个正常，万用表测量阻值与标注值误差在允许范围内3三极管9013（NPN型）2个正常，用万用表二极管档检测，发射极、基极、集电极之间导通情况符合三极管特性4发光二极管（LED）红色，20mA1个正常，接入3V电源后能稳定发光，亮度均匀5蜂鸣器有源，5V1个正常，接入5V电源后能发出清晰报警声6电源开关单刀单掷，1A/250V1个正常，开关闭合/断开时，电路通断状态清晰7电源适配器直流5V，1A1个正常，输出电压稳定，无漏电情况8电路板通用洞洞板（5cm×7cm）1块正常，板面无破损，焊盘平整无氧化警示灯：1.使用万用表测量时不能用手去接触表笔的金属部分，这样才能保证测量的准确性，也可以保证人身安全；不能在测量的同时换档；使用完毕，应将转换开关置于交流电压的最大档或“OFF”档。2.电烙铁在使用前，一定要检查电源导线是否完好无损。电烙铁加热过程中，烙铁头的温度很高，要特别注意使用安全。焊接时一定要在老师的指导下进行。（2）做中学根据电子线路图和设计好的制作步骤，在老师的指导下，动手完成湿度传感声光报警电子作品。制作步骤1. 准备工作：清理工作台，摆放好电烙铁、万用表、元器件、焊锡丝、螺丝刀等工具，佩戴好防烫手套；
2. 元器件预处理：用钳子整理元器件引脚，去除引脚表面氧化层（若有），根据装配图确定各元器件在电路板上的安装位置；
3. 固定元器件：将湿度传感器、电阻、三极管、LED、蜂鸣器等元器件插入洞洞板对应位置，用热熔胶或固定夹临时固定，确保引脚不松动；
4. 焊接操作：电烙铁加热至合适温度（约300-350℃），先将烙铁头接触焊盘和元器件引脚，待焊盘升温后，送焊锡丝至接触点，待焊锡均匀覆盖焊盘并包裹引脚后，先移开焊锡丝，再移开电烙铁，确保焊点圆润、无虚焊；
5. 电路连接：按电路图依次焊接各元器件引脚，连接电源开关和电源接口，焊接过程中避免引脚短路，每完成一处连接，用万用表检测通断情况；
6. 修剪引脚：焊接完成后，用斜口钳修剪多余的元器件引脚，保留引脚长度约1～2mm；
7. 初步调试：闭合电源开关，用喷壶模拟潮湿环境（向湿度传感器喷洒少量水雾），观察LED是否发光、蜂鸣器是否发声；若不报警，用万用表检测电路各节点电压，排查虚焊、短路或元器件故障；
8. 优化调整：根据调试结果，微调电阻阻值（若报警阈值不合适），加固松动的焊点，整理电路走线，确保作品整洁、稳定。（三）交流评价交流展示电子作品，完成评价表。序号项目评价值得学习借鉴的地方1作品创意☆☆☆☆☆紧扣南方潮湿问题，实用性强，报警形式（声光结合）直观易懂，能切实解决生活痛点2作品功能☆☆☆☆☆湿度监测灵敏，报警阈值设置合理，声光信号清晰，在不同湿度环境下功能稳定3制作水平☆☆☆☆☆焊点圆润无虚焊、短路，元器件排列整齐，电路走线清晰，作品整体整洁耐用4总体评价☆☆☆☆☆整个作品从创意到制作都体现了严谨的逻辑和扎实的操作能力，能结合所学知识解决实际问题，实用性和创新性兼具（四）拓展提升我还希望完成以下研究和设计： 进一步改进自己的作品，丰富作品的功能。 设计更多的个性化电子作品，解决生活中遇到的问题。 学习Arduino开源硬件知识，制作可编程的智能电子作品，提升作品的智能化水平；
组建小组开展电子作品创新竞赛，结合环保、节能主题设计作品，践行绿色科技理念。（五）信息园地制作电子作品时，通常可采用多种不同的方式搭建电路。简单、电子元器件少的作品可直接采用接线卡、导线焊接、绝缘胶布包裹的方式来完成电路连接。在电路设计实验时，我们可以使用面包板来组装电子线路。如果要制作较为复杂的电子作品，则需要采用制作印刷电路板、焊接电子元器件的方式。 二、知识拓展1.制作电子作品时，面包板、焊接、印刷电路板三种电路搭建方式分别适用于什么场景？请简要说明。 ①面包板适用于电路设计实验阶段，便于快速组装、拆卸和修改线路，适合元器件较少的简易电路调试；②焊接适用于简单电子作品的成品制作，或元器件数量不多的固定连接，能保证电路导电可靠；③印刷电路板适用于较为复杂的电子作品，可实现元器件的有序排列和稳定连接，提升作品的整洁度和耐用性。2.结合本课内容，说明在电子作品制作前进行布局规划时，需要考虑哪些关键因素？ 需要考虑元器件的形状、大小、位置关系，确保安装便捷；考虑电路的连接逻辑，避免线路交叉、短路；考虑后续调试和维护的便利性；结合作品的使用场景，兼顾实用性和美观度。3.为什么说熟练掌握万用表的使用是电子线路测量的基础？使用万用表时需注意哪些安全事项？ 因为电路中的电流、电压、电阻值等无法直接观察，需通过万用表测量才能准确获取，为电路调试、故障排查提供依据，所以是测量基础。安全事项：①测量时不能用手接触表笔金属部分；②不可在测量过程中换档；③使用完毕后，将转换开关置于交流电压最大档或“OFF”档。 通过走访调查电子市场收集整理生活中各类电子产品信息，学习他人对电饭锅工作原理的研究案例，查阅资料认识常用电子元器件及电路符号，了解电子作品制作工具量具的种类与使用要点。 了解电阻器。学习方法。了解现有实用电子作品案例，小组讨论发现南方湿度过大的问题，确定设计湿度报警器的目标，并构思其解决问题的方向与具体设计思路。 学习湿度传感声光报警电子作品的电路原理、方框图设计相关知识，制定元器件清单并使用万用表检测元器件性能，在老师指导下按规范步骤完成作品制作（含准备、预处理、固定、焊接等）及调试优化，同时遵守工具使用安全规范。 了解注意事项。参与电子作品的交流展示活动，填写评价表，对作品的创意、功能、制作水平等项目进行评价，并梳理总结作品值得学习借鉴的地方。 明确电子技术实践的拓展提升方向，规划开展改进自身作品、设计个性化实用电子作品、学习 Arduino 开源硬件知识制作智能作品、组建小组参与环保节能主题电子作品创新竞赛等活动。 学习不同电路搭建方式。小组讨论、思考、交流，回答。 引导学生通过调研生活电子产品、学习典型案例及元器件与工具的基础常识，夯实电子作品制作的知识与技能储备，培养观察分析能力，为后续个性化电子作品的设计与制作筑牢基础。引导学生了解电阻及电路符号。引导学生掌握开展实践研究的策略与方法。引导学生立足生活实际发现问题，培养运用电子技术解决实际问题的意识，掌握电子作品 “针对问题设计” 的核心思路。引导学生掌握电子作品设计与制作的完整流程，提升电路图解读、元器件检测、焊接等实操技能，培养规范操作和安全意识，强化动手实践与问题排查能力。引导学生了解开展实践研究时的注意事项。 通过作品交流展示与评价，促进学生相互学习借鉴，提升对电子作品的评价能力，巩固电子技术实践知识，强化运用所学解决实际问题的认知。引导学生突破课堂学习边界，激发持续探究与创新热情，培养自主拓展、迭代优化的意识，提升运用电子技术解决实际问题的综合能力。 引导学生了解不同电路搭建方式的适用场景，掌握适配作品复杂度的电路搭建选择方法，夯实电子作品制作的基础实操能力，培养灵活运用技术的思维。引导学生掌握电路搭建方式的场景适配、布局规划关键要点及万用表使用核心知识，夯实电子作品制作的实操基础与安全意识，培养规范操作和问题解决能力。
课堂练习 一、选择题① 下列哪种电路搭建方式最适合电子作品的实验调试阶段？（ ）A. 导线焊接 B. 面包板组装 C. 印刷电路板 D. 绝缘胶布包裹② 电子电路中最常用的限流元件是（ ）A. 三极管 B. 湿度传感器 C. 电阻器 D. 蜂鸣器③ 关于电烙铁使用，下列说法错误的是（ ）A. 使用前需检查电源导线是否完好 B. 加热时可触碰烙铁头测试温度C. 焊接需在老师指导下进行 D. 焊接后及时切断电源二、填空题① 普通电饭锅的控温装置由________和________两部分组成，前者保证锅温不超过103±2摄氏度。② 制作复杂电子作品时，为实现元器件有序排列和稳定连接，应采用________的电路搭建方式。③ 湿度传感声光报警电路的核心信号采集元件是________，其电阻值会随环境湿度变化而改变。三、判断正误题（对的打“√”，错的打“×”）① 阻值可变的电阻器称为固定电阻器。（ ）② 使用万用表测量时，可在测量过程中随意换档。（ ）③ 电子作品的创意设计核心是解决生活中的实际问题。（ ） 想一想，做一做，完成课堂练习。 帮助学生及时巩固知识与技能。
课堂小结 通过这堂课的学习，我们不仅掌握了电子作品布局设计的基本思路和方法，还学会了常用电子元器件的识别与检测技巧，培养了从生活中发现问题、用电子技术解决问题的创新思维。 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
板书 设计制作个性化电子作品 一、探究新知1.活动准备2.活动实施①电子作品创意②电子作品设计与制作3.交流评价4.拓展提升5.信息园地二、知识拓展 观看板书 回顾已讲知识点，观察学生对知识的掌握情况。
课后作业 结合生活中的实际需求，设计一款个性化电子作品（不得重复课上的湿度报警器），写出作品名称、要解决的问题、设计思路及所需的电子元器件清单。 实践、体验、记录感受。 引导学生立足生活实际挖掘需求，完成个性化电子作品的创意构思与基础规划，培养问题导向的创新思维、需求分析能力及元器件选型的实践素养。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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