全國優質課一等獎中小學科學創客實驗課《電子螢火蟲》科技興趣小組活動獲獎課件(少年開發智力)_第1頁
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文檔簡介

電子螢火蟲每當夜晚來臨,漆黑的夜里總有遇到急事摸不著開關的時候,這時候我們就希望擁有一個自動的電子螢火蟲。只要一到晚上,燈就會自動打開,就像路邊的路燈一樣。本項目我們就一起來學習、探索并制作電子螢火蟲!制作方便實用的電子螢火蟲。在完成這個任務的過程中了解LED與光敏傳感器。能運用構思設計、摸索與嘗試操作等方法來完成項目任務。在合作完成任務的過程能發揮特長積極承擔任務,善于提出自己觀點并能和組員友好相處。項目任務小組名稱項目負責人電子工程師結構工程師小組職能分工測試工程師1故事1故事2實驗3設計4展示車胤囊螢照讀2實驗3設計4展示1故事酷愛讀書聰明好學愛動腦筋你認為小車胤是個怎樣的孩子?2實驗3設計4展示1故事螢火蟲2實驗3設計4展示1故事同學們見過親眼螢火蟲嗎?沒見過的同學想見螢火蟲嗎?2實驗3設計4展示1故事南京紫金山螢火蟲路夏夜,繁星,微風徐徐,螢火點點,這是很多人童年的記憶。然而,隨著城市的發展,螢火蟲似乎悄然離開了我們的生活。現在的孩子,也許只能從“銀燭秋光冷畫屏,輕羅小扇撲流螢”的詩句中感受螢火蟲這一奇妙而美好的生物了。2013年7月,網友詹姆斯韋的一組照片讓人們知道,南京,紫金山麓,靈谷寺旁。喧鬧的城市中,仍有一片靜謐的螢火蟲路。2實驗3設計4展示1故事靜下心,去欣賞2實驗3設計4展示1故事螢火蟲們你們飛往何方?2實驗3設計4展示1故事小橋

流水

熒光2實驗3設計4展示1故事螢火蟲在陽光下飛舞像在尋找夜晚遺失的夢2實驗3設計4展示1故事2實驗3設計4展示1故事輕羅

小扇

撲流螢2實驗3設計4展示1故事清茶蒲扇西瓜夏天的味道2實驗3設計4展示1故事慢下你的腳步

去欣賞這沿途的風景2實驗3設計4展示1故事這條夢幻的路通向那美好的未來2實驗3設計4展示1故事背景音樂:

蟲兒飛

演唱鄭伊健螢火蟲很美可這些小生靈的處境卻不容樂觀它們是夜晚的精靈請不要傷害它們2實驗3設計4展示1故事“城區能看到這么多的螢火蟲,南京紫金山絕對是全國首屈一指的螢火蟲保護地。”螢火蟲對環境要求非常高。植被茂盛、水質干凈、空氣清新的自然環境下才有可能看到螢火蟲。但只要出現一盞路燈,就可能讓螢火蟲消失得無影無蹤。在城市,人工光源造成的沖擊,水泥硬化的堤岸以及污染了的河水都讓螢火蟲無法繼續生存下去。螢火蟲看起來似乎毫不起眼,但它們也是生態系統中一個不可缺失的組成部分。如果沒有螢火蟲,蝸牛和鼻涕蟲會爬滿樹林,把花花草草啃得七零八落。

2實驗3設計4展示1故事螢火蟲很美,卻也很脆弱。“去年,紫金山上某個螢火蟲聚集區被傳了出去。那段時間,每天晚上能有100多號人趕去看。如果只是看也就罷了,有的大人帶著孩子捕撈螢火蟲,有的人手電筒也不關!所以請原諒我們拒絕透露具體地點,以免打擾它們。”江蘇青年環境志愿者服務中心負責人朱翔宇痛心地告訴記者,今年他們中心志愿者去那個“被開發”的螢火蟲聚集地復查,結果發現那一區域的螢火蟲族群今年幾乎已滅絕了……

2實驗3設計4展示1故事同學們,如果你夏天有機會去了南京紫金山,或者自己在家附近看到了螢火蟲,靜靜地欣賞就可以了。它很弱小,如果碰它,就會受傷。不要開手電、手機,螢火蟲的光是為了求偶繁衍下一代,任何別的光都會影響它們。觀賞螢火蟲行走路道時,不時會有螢火蟲輕盈飛過,請不要捕捉它們,螢火蟲壽命周期短暫,抓回去也只能活兩三天。謹慎拍照,一般的手機相機只能拍到一團黑影,不是專業人士,請不要打擾這些小精靈們。2實驗3設計4展示1故事螢火蟲為什么會發光,是發光器內的發光細胞產生的發光效應,更微觀的說,是發光細胞內的熒光素和熒光酵素在ATP的參與下產生的氧化還原反應,螢火蟲的發光器的最外層是透明細胞,中間是發光細胞,最里面是反射細胞,發光細胞發出光芒,經反射細胞的集中反射,通過透明細胞,就形成了我們所看到的熒光,這個和手電筒結構原理是一樣的。透明細胞(手電筒玻璃)反射細胞(手電筒鏡子)發光細胞(燈泡)2實驗3設計4展示1故事玻璃-螢火蟲的透明細胞鏡子-螢火蟲的反射細胞燈泡-螢火蟲的發光細胞2實驗3設計4展示1故事LED燈結構冷光與熱光我們常見的光,比如太陽的光,火焰的光,白熾燈的光都是熱光,是有熱能產生的光。熱光效率很低,很大一部分能量轉換成了熱能,白熾燈只有7%~8%轉換為光能。冷光是其它能源在普通和較低溫度所發出來的光線,螢火蟲的光就是冷光,其溫度不超過0.001℃,是目前已知唯一幾乎沒有熱損耗的光源。我們馬上要組裝的LED也是冷光。白熾燈溫度達2000多度,很多能量都浪費成熱能了2實驗3設計4展示1故事早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈使能源使用的效率大大的提高,但其與螢火蟲的發光效率相比還差的太遠。生物發光領域是這兩年在國外漸漸勃興的科研熱點,2008年,諾貝爾化學獎就頒給了生物發光領域的3位科學家,華人錢永健也是其中之一。日光燈2實驗3設計4展示1故事錢永健獲得諾貝爾化學獎來自比利時、法國和加拿大的研究人員對螢火蟲尾部的發光器進行研究時,意外地發現了一種鋸齒狀排列的鱗片,它可以提高發光器的亮度。隨后科學家將其應用在了LED設計中,制作出了模仿螢火蟲發光器天然結構的LED覆蓋層。這種覆蓋層最高可提高55%的LED光提取效率,并且很容易應用到現有二極管設計中,為人類節約更多能源。涂有新型覆蓋層的氮化鎵LED。這種覆蓋層模擬了螢火蟲發光器結構,可以將LED的光提取效率提高50%以上。2實驗3設計4展示1故事小小的螢火蟲,在古代,點亮了車胤求學之路,裝飾了無數文人們的詩句。現在,科學家因為研究螢火蟲,才有了同學們現在教室里用的日光燈。小小的螢火蟲,竟對人類產生如此深遠的影響。同學們,請保護這些大自然的精靈們。或許以后,就有同學通過對螢火蟲的進一步研究,發明出更加先進的燈。2實驗3設計4展示1故事課后思考1、觀察周圍的環境,介紹一種你身邊能見到的動物。2、不僅螢火蟲,很多生物都因為人類的活動而受到影響,甚至滅絕。查找一種這類的生物,向同學們介紹,并想想我們以后應該怎么做。3、搜索“廣東螢火蟲保育協會”,系統了解螢火蟲與我們的方方面面。/(firefly,螢火蟲的英文)2實驗3設計4展示1故事城市絢麗—LED2實驗3設計4展示1故事2動手實驗2實驗1故事3設計4展示1故事3設計4展示2實驗光敏電阻

光敏電阻又稱光敏電阻器或光導管,常用的制作材料為硫化鎘,另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長的光照射下,其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產生的載流子都參與導電,在外加電場的作用下作漂移運動,電子奔向電源的正極,空穴奔向電源的負極,從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。感光區信息輸出端口光敏電阻

控制模塊端口擴展模塊電池盒短路帽CBADEFGH實驗電路光敏電阻

控制模塊端口擴展模塊LED連接線+LED燈+燈帽電池盒短路帽1故事3設計4展示2實驗1故事3設計4展示2實驗模塊名稱模塊圖主要作用主控模塊用于整個系統的控制。光敏電阻用來感應光照度信息。端口擴展模塊可以將串行輸入的8位信號并行輸出,主要連接LED燈的連接線和主控模塊。LED連接線(杜邦線)此導線是直通的2芯導線,用于連接LED燈,LED燈有正負極,銀觸角對準的曲面是負極,平滑面是正極。電池盒能源的供應。

實驗器材說明1故事3設計4展示2實驗做實驗啦!實驗1:探索光照強度對實驗的影響黑暗開1盞燈開2盞燈開3盞燈全部打開LED點亮(Y/N)小組之間進行實驗,測試不同光照下LED的點亮情況,記錄實驗數據,完成表格。1故事3設計4展示2實驗實驗2:探索光照時間對實驗的影響光照5s光照15s光照25s光照60sLED點亮(Y/N)小組之間進行實驗,測試不同光照時間LED的點亮情況,記錄實驗數據,完成表格。1故事3設計4展示2實驗實驗3:探索不同光源對實驗的影響自然光手電彩光LED點亮(Y/N)小組之間進行實驗,測試不同光源下LED的點亮情況,記錄實驗數據,完成表格。1故事3設計4展示2實驗總結與反思實驗過程中遇到問題小組間是如何解決的?請對實驗結果進行總結。3創意設計3設計1故事2實驗4展示小鈍角扇形小直角三角形長方形小直片圓形正方形1故事2實驗4展示3設計?(柳釘的使用方式)1、把鉚釘作為一個整體將造型模塊進行連接。2、用力將鉚釘壓緊,使造型模塊緊密連接。鉚釘使用方法示意圖?造型模塊的拆解(鉚釘的拆卸)1、用造型模塊反壓鉚釘的細桿,使鉚釘從造型模塊松動。2、換到另一面,拔出鉚釘。1故事2實驗4展示3設計你知道嗎兩層模板造型使用短鉚釘三層模板造型使用長鉚釘四層以上模板造型使用螺絲釘1故事2實驗4展示3設計1故事2實驗4展示3設計構思(Conceive)是以抽象思維為主導、包括形象思維、潛意識思維和靈感思維等的心理活動。一切人類活動都需要構思這一生命的光華。而創造性,更是構思的靈魂所在,是最顯著的特性。本項目設計主題定為燈。可以是豆燈、樹燈、宮燈、馬車燈、書燈、煤油燈、落地燈等。小組成員討論確定設計作品項目設計步驟1故事2實驗4展示3設計查閱該種燈的相關資料,以便小組之間討論、知識分享,具體查閱哪些資料可以參考以下范例。中文名稱別稱發源時間發源地材質外形圖片宮燈宮廷花燈始于東漢藁城,遠在清乾隆年間以細木為骨架鑲以絹紗和玻璃,并在外繪以各種圖案的彩繪燈正統的宮燈照型為八角、六角、四角型的,各面畫屏圖案內容多為龍鳳呈祥、福壽延年、吉祥如意等同學們可以以講故事的形式分享你所查閱的資料1故事2實驗4展示3設計畫出結構草圖1故事2實驗4展示3設計討論在搭建外形時遇到了哪些問題?有哪些注意事項?完成的作品跟自己預先設想的是否一致?為什么?4作品展示1故事2實驗3設計4展示遵循5W設計理念(who、why、where、what、when)1、Who?:作品是誰做的?(自我介紹)?開頭2、What?:作品名字是什么?作品的外觀和功能介紹?3、Why?:制作作品的靈感?4、When?:這個作品什么時候做的?(或什么時候使用)?5、Where?:這個作品在哪里制作完成的?(或什么場合使用)?6、How?:作品如何完成,經過哪些步驟完成?(或如何使用)?7、結束語演講=5W+1H1故事2實驗3設計4展示清楚的Clearly響亮的Loudly充滿激情Enthusiastically語速稍微緩慢的SlowlyAgoodspeaker:14231故事2實驗3設計4展示比一比誰最棒我最棒設計新穎、美觀。外形色彩搭配漂亮。制作精細、牢固。功能完全實現。12341故事2

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