談“LED小臺(tái)燈”實(shí)踐載體在通用技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

江蘇省天一中學(xué) 馮丹沁

2008年2月話題我主持的“如何設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)載體”討論中，大家普遍認(rèn)為學(xué)生活動(dòng)載體的開發(fā)和利用，一方面需要老師克服恐懼和難有作為的消極心理，另一方面需要認(rèn)真觀察生活、眼光放低、選擇簡(jiǎn)單易行、花錢少、重在學(xué)生的全體參與與常態(tài)化，重在學(xué)生通過活動(dòng)加深對(duì)相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解。學(xué)生獲得的體驗(yàn)，與沒有載體的體驗(yàn)是有本質(zhì)區(qū)別的。載體越復(fù)雜，學(xué)生獲得的體驗(yàn)越豐富，但要考慮時(shí)間、學(xué)生能力因素?？梢钥紤]比較大型的活動(dòng)載體開發(fā)，這樣學(xué)生有機(jī)會(huì)在大的設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，將所學(xué)的結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制有關(guān)設(shè)計(jì)、優(yōu)化知識(shí)加以應(yīng)用，使學(xué)生將停留于概念上的認(rèn)識(shí)上升到應(yīng)用層次。三年的教學(xué)實(shí)踐，我嘗試了多種可能，最終形成了兩大技術(shù)活動(dòng)設(shè)計(jì)創(chuàng)作載體，本文重點(diǎn)介紹其中之一“LED節(jié)能小臺(tái)燈”。

　　一、技術(shù)活動(dòng)設(shè)計(jì)思路

綠色校園、溫馨家園、文化圣園、數(shù)字校園是我校多年來一貫稟承的“四園”校園建設(shè)理念。為了使綠色校園理念深入人心，我們?cè)谕ㄓ眉夹g(shù)《技術(shù)設(shè)計(jì)1》課程中開展LED節(jié)能小臺(tái)燈設(shè)計(jì)創(chuàng)作實(shí)踐活動(dòng)。該活動(dòng)利用各類廢舊環(huán)保節(jié)能材料結(jié)合高效節(jié)能電子電路的綜合運(yùn)用，創(chuàng)作一款適合高中學(xué)生使用的、高效節(jié)能、環(huán)保健康的LED小臺(tái)燈。

　　二、活動(dòng)重點(diǎn)難點(diǎn)

　　(1) 原材料收集

　　由于本設(shè)計(jì)要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)創(chuàng)作LED節(jié)能小臺(tái)燈，并且使用的材料是環(huán)保和廢舊材料。所以，使得每一位學(xué)生的設(shè)計(jì)各有特點(diǎn)，所采用的材料也是完全不同。多樣化的設(shè)計(jì)給創(chuàng)作前的材料收集工作帶來的了較大的困難，這也是本活動(dòng)的難點(diǎn)之一。

　　(2) 綠色環(huán)保教育

如何設(shè)計(jì)出更綠色環(huán)保的臺(tái)燈作品是本次活動(dòng)的重點(diǎn)。在這里，綠色的概念比較寬泛，主要包含三個(gè)部分：一是如何使臺(tái)燈更省電，采用的策略是使用發(fā)光二極管光源，高效節(jié)能的升壓穩(wěn)壓電子電路，確保1.1-3.2V的寬泛電壓均能正常使用。二是如何使使用的材料更環(huán)保，采用的方法是更多的使用廢舊材料，包含提倡使用別人扔掉的舊五號(hào)電池。三是如何使臺(tái)燈對(duì)于使用者更健康，采用方法是采用直流無頻閃光源。

　三、活動(dòng)方法   

　　本活動(dòng)自始至終是和《技術(shù)設(shè)計(jì)1》課結(jié)合起來進(jìn)行的，其中我們重點(diǎn)體現(xiàn)五個(gè)“關(guān)注”：

　　(1) 引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活、關(guān)注藝術(shù)設(shè)計(jì)：在講第二章“設(shè)計(jì)內(nèi)涵”時(shí)就引入臺(tái)燈設(shè)計(jì)目標(biāo)，并布置學(xué)生自己去收集燈罩燈座材料，使學(xué)生主動(dòng)關(guān)心周圍、注意觀察周圍；

　　(2) 引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注最新科技成果，培養(yǎng)綠色環(huán)保意識(shí)：在第三章補(bǔ)充“基礎(chǔ)技術(shù)”時(shí)就引入臺(tái)燈用高亮度LED知識(shí)，并提出如何使舊干電池發(fā)揮效益的問題來激發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)增壓電路的動(dòng)因，培養(yǎng)節(jié)電、環(huán)保、綠色照明的意識(shí)；

　　(3) 引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注技術(shù)設(shè)計(jì)：在第四章講“發(fā)現(xiàn)與明確問題”時(shí)通過引入光照度概念來引導(dǎo)學(xué)生探究LED燈的個(gè)數(shù)、燈架的高度等技術(shù)參數(shù)與保護(hù)視力的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生通過技術(shù)試驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)驗(yàn)證設(shè)計(jì)要求的能力。

　　(4) 引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注整體創(chuàng)新設(shè)計(jì)：在第五、六章“方案構(gòu)思與設(shè)計(jì)圖樣”內(nèi)容中引入臺(tái)燈整體設(shè)計(jì)內(nèi)容，重點(diǎn)激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)：多方案設(shè)計(jì)、廢物利用、獨(dú)特的外形與連接工藝等。

　　(5) 引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)借鑒：學(xué)到第七章“作品制作”，作品就水到渠成了：學(xué)生的作品千差萬別，體現(xiàn)了各人的創(chuàng)意。即使少量學(xué)生由于種種原因沒有成功，也能在交流、借鑒、評(píng)價(jià)中再次獲得成功。

在進(jìn)行設(shè)計(jì)前我們還安排“普通臺(tái)燈使用中存在并值得改進(jìn)的問題”討論、安排學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)搜索搜尋有關(guān)的資料(關(guān)鍵字 小臺(tái)燈、燈飾照明、節(jié)能照明)；在進(jìn)行LED節(jié)能小臺(tái)燈初稿設(shè)計(jì)的時(shí)候，還采用學(xué)生小組討論的方法來幫助學(xué)生改進(jìn)最初的設(shè)計(jì)；在完成LED節(jié)能小臺(tái)燈創(chuàng)作以后，還采用公開展示，學(xué)生打分的方法來評(píng)選年度最佳臺(tái)燈設(shè)計(jì)等等。

　　四、活動(dòng)步驟

　　(1) 原材料收集(在1-4章教學(xué)過程中完成)

　　由于我校是一所農(nóng)村寄宿制中學(xué)，學(xué)生大部分時(shí)間都在學(xué)校里渡過，只有兩周一次的放假才有機(jī)會(huì)回到家里。所以，材料收集要在“早”字上下工夫。

　　(2) 高效節(jié)能升壓穩(wěn)壓電路創(chuàng)作(補(bǔ)充在第3章后)

　　高效節(jié)能升壓穩(wěn)壓電路臺(tái)燈散件由升壓印刷板一塊、高亮度白光發(fā)光管LED三只、電池盒一只、開關(guān)一只、50cm導(dǎo)線二根、電容二只C1C2、電感一只L、二極管一只D 組成。它具有較強(qiáng)的通用性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊。電路裝配圖和原理圖如下所示，作用是將0.8V—9.0V的直流電壓轉(zhuǎn)換成恒定3.3V的輸出。 

　　由于學(xué)生還缺乏電子電路和焊接技術(shù)，所以制作之前還要進(jìn)行兩節(jié)課基礎(chǔ)技術(shù)學(xué)習(xí)，一般此內(nèi)容插在第三章后。

在電路創(chuàng)作制作中另一個(gè)需要關(guān)注的地方就是安全操作。由于電路制作時(shí)中用到電烙鐵，就需要進(jìn)行防觸電，防燙傷的安全教育。實(shí)踐證明只要教育到位，完全可以預(yù)防安全事故的發(fā)生。

　(3) 臺(tái)燈設(shè)計(jì)(結(jié)合第5、6章進(jìn)行)

　　臺(tái)燈設(shè)計(jì)要考慮的問題很多，首先要明確設(shè)計(jì)要求。下面是我校LED節(jié)能臺(tái)燈設(shè)計(jì)所考慮的設(shè)計(jì)要求、功能要求： 具有閱讀照明的功能；技術(shù)要求： 閱讀照明要求照度>800Lx(勒克司)；生活照明要求照度>150Lx(勒克司)；外觀要求：美觀大方；耐用性：結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，耗電量小，1節(jié)五號(hào)電池也能用；

安全性能：使用低壓直流電源，且綠色環(huán)保；成本要求：低于15元人民幣；完成期限：10課時(shí)。

　　為達(dá)到設(shè)計(jì)要求，所要考慮的方面主要在設(shè)計(jì)作品與使用者、使用環(huán)境的相互作用問題。比如在考慮設(shè)計(jì)作品的時(shí)候，就要考慮產(chǎn)品的造型、功能、結(jié)構(gòu)和使用的材料。在考慮作品和使用者關(guān)系的時(shí)候就要關(guān)注使用對(duì)象是中學(xué)生、小學(xué)生或是成人，健康人或是殘疾人對(duì)產(chǎn)品的使用所具有的特殊要求等等。在考慮使用環(huán)境的時(shí)候就要注意到產(chǎn)品對(duì)環(huán)境保護(hù)的作用和與使用環(huán)境的匹配問題。

在此基礎(chǔ)上，學(xué)生通過互連網(wǎng)搜查臺(tái)燈設(shè)計(jì)的資料、分組討論、技術(shù)試驗(yàn)、公開展示、相互點(diǎn)評(píng)等多種活動(dòng)的形式來完成《LED高效節(jié)能臺(tái)燈設(shè)計(jì)創(chuàng)作總表》中臺(tái)燈的初步設(shè)計(jì)和改進(jìn)設(shè)計(jì)。至此，臺(tái)燈設(shè)計(jì)的書面設(shè)計(jì)工作就完成了。為了鼓勵(lì)在設(shè)計(jì)過程中多出精品設(shè)計(jì)，還可以搞一次全校性的優(yōu)秀設(shè)計(jì)大展覽等。

　　(4) 補(bǔ)充原材料收集

在完成LED節(jié)能小臺(tái)燈書面設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合以前學(xué)生收集的部分LED節(jié)能小臺(tái)燈創(chuàng)作原材料，可以讓學(xué)生進(jìn)行第二次原材料的收集。這時(shí)候，考慮到學(xué)生材料收集的困難，老師也可以提供一些使用量比較大的“標(biāo)準(zhǔn)”零部件。我校提供的一些“標(biāo)準(zhǔn)”零部件供學(xué)生根據(jù)需要自由選購(如全套線路板、太陽能板、印刷線路板、LED燈、電池盒、1米導(dǎo)線、 焊錫絲、熱熔膠、按鈕式開關(guān)、支架、萬用線路板等)。　

　　(5) 臺(tái)燈創(chuàng)作

由于學(xué)生缺乏對(duì)常用工具和常見材料的使用技能，所以臺(tái)燈創(chuàng)作應(yīng)該結(jié)合通用技術(shù)課《技術(shù)與設(shè)計(jì)1》第七章“模型或原型的創(chuàng)作”來進(jìn)行。首先要進(jìn)行常見手工工具(鋼鋸、銼刀、美工刀、虎鉗、剪刀、鑷子等)，常見機(jī)器工具(鉆床、線鋸、砂輪機(jī)、砂帶機(jī)，激光切割機(jī)等)，常見黏合劑(502膠水，萬能膠，樹脂膠等)使用技能的教學(xué)和訓(xùn)練，然后才能展開大規(guī)模的創(chuàng)作活動(dòng)。由于活動(dòng)人數(shù)多，活動(dòng)形式多，采用的工具多樣，創(chuàng)作的作品各不相同，所以，保證活動(dòng)有序、有效和安全是非常重要的。我們的經(jīng)驗(yàn)是以活動(dòng)規(guī)范管理來減輕老師管理壓力，提高管理的效果：一是所有的活動(dòng)是以小組(6-8人)的單位來開展的，常用的器材都分配到每一個(gè)小組，普通的操作活動(dòng)不需要離開小組。只是在需要使用公用器材時(shí)(大型機(jī)器工具)，才能在組長(zhǎng)的允許下離開小組進(jìn)行操作。在小組里面組長(zhǎng)是權(quán)威領(lǐng)導(dǎo)，負(fù)責(zé)組織活動(dòng)情況記載，記載的重點(diǎn)是學(xué)生的到位簽名、學(xué)習(xí)收獲(一句話)、發(fā)言加分情況、活動(dòng)表現(xiàn)、學(xué)習(xí)困難等，以利于老師及時(shí)掌握學(xué)生動(dòng)態(tài)，并將這種記載的情況和最終的評(píng)價(jià)結(jié)合起來。二是提倡學(xué)生人手一包，學(xué)生每次上課都將必需的書本、學(xué)案、器材放在一起帶來，防止缺失后影響上課。三是精心準(zhǔn)備每一次活動(dòng)，預(yù)先將可能出現(xiàn)的困難，情況做充分的考慮，準(zhǔn)備好解決的方法。四是將活動(dòng)過程中出現(xiàn)的進(jìn)展情況、優(yōu)秀設(shè)計(jì)、奇思妙想，學(xué)生加分等經(jīng)常反饋，激發(fā)學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

　　(6) 臺(tái)燈使用說明書撰寫

作品創(chuàng)作完成，每位學(xué)生為自己的LED節(jié)能小臺(tái)燈撰寫產(chǎn)品使用說明，課堂結(jié)合第八章教學(xué)進(jìn)行。

　　(7) 臺(tái)燈創(chuàng)作作品展評(píng)及修改

　　最后，利用學(xué)校每年一度“科技節(jié)“的機(jī)會(huì)對(duì)學(xué)生創(chuàng)作的LED節(jié)能小臺(tái)燈進(jìn)行公開展出，由學(xué)生公開投票打分的方式評(píng)選出年度最佳LED節(jié)能小臺(tái)燈設(shè)計(jì)，并進(jìn)行表彰。此時(shí)是活動(dòng)的高潮部分，學(xué)生設(shè)計(jì)改進(jìn)的熱情空前高漲，通過活動(dòng)綠色設(shè)計(jì)的理念深入人心。

    可以想象，假如我們能在課程開設(shè)中注意技術(shù)實(shí)踐教學(xué)安排問題并著手研究解決方法，那本輪新課程改革的亮點(diǎn)——“技術(shù)課程”一定能真的“亮”起來。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》　人民教育出版社　2003.4

　　[2]《技術(shù)與設(shè)計(jì)1與2》　江蘇教育出版社　2005.6

[3]《教學(xué)載體是一個(gè)獨(dú)立的教學(xué)要素》  蕭銘  人民教育出版社網(wǎng)站  2004.7