江西省九江市少年宫能源世界课程（教案） 03.自动升国旗.docx

江西省九江市少年宫能源世界课程（教案）03.自动升国旗

授课内容

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授课班级

授课人数

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授课时间

教材分析

本节课选用的是江西省九江市少年宫能源世界课程，教案为“03.自动升国旗”。本节课主要内容是让学生了解和掌握太阳能电池的工作原理及其在实际生活中的应用。通过学习，学生能够理解太阳能电池如何将太阳能转换为电能，并能够运用这一原理设计出简单的自动升国旗装置。同时，本节课还将引导学生思考能源利用与环保的关系，培养学生的创新意识和实践能力。

核心素养目标

本节课旨在培养学生的科学探究与创新意识，通过探究太阳能电池的工作原理及应用，使学生能够运用科学知识解决实际问题。同时，课程还将引导学生关注能源利用与环保的关系，培养学生的可持续发展观念和社会责任感。通过本节课的学习，学生将提升自己的科学思维能力和实践操作能力，培养团队合作和创新精神，为未来的学习和生活打下坚实的基础。

重点难点及解决办法

重点：太阳能电池的工作原理及其应用；自动升国旗装置的设计与制作。

难点：太阳能电池的工作原理的理解；自动升国旗装置的电路设计与调试。

解决办法：

1.对于太阳能电池的工作原理，可以通过生动的实验现象让学生直观地感受其工作过程，例如利用太阳能电池驱动一个小风扇，让学生看到太阳能电池如何将太阳能转换为电能。同时，可以结合多媒体资料，形象地展示太阳能电池的内部结构和工作原理，帮助学生理解和掌握。

2.对于自动升国旗装置的设计与制作，可以采取小组合作的学习方式，让学生在动手实践中解决问题。教师可以提供一些基本的电路元件和指导，让学生根据原理图设计和搭建电路，并进行调试。在学生遇到困难时，教师可以引导学生从电路设计、元件选择等方面进行排查，逐步解决问题。同时，教师应鼓励学生创新，允许他们尝试不同的设计方案，以提高他们的实践能力和创新能力。

教学资源

1.软硬件资源：太阳能电池板、充电器、小风扇、国旗、Arduino开发板、电路元件（如电阻、电容、二极管等）、面包板、导线、螺丝刀等。

2.课程平台：江西省九江市少年宫能源世界课程平台。

3.信息化资源：太阳能电池工作原理介绍视频、实验操作演示视频、电路图、原理图等。

4.教学手段：讲解、实验演示、小组合作、动手实践、问题引导、创新设计等。

教学过程设计

1.导入环节（5分钟）

教师通过展示我国能源现状的图片和数据，引发学生对能源问题的关注，进而提出本节课的主题：“自动升国旗——太阳能电池的应用”。教师提问：“你们知道国旗为什么能在早晨升起吗？这背后有什么秘密？”让学生思考并激发学习兴趣。

2.讲授新课（10分钟）

教师简要介绍太阳能电池的工作原理，通过实验演示让学生直观地感受太阳能电池将太阳能转换为电能的过程。接着，教师讲解自动升国旗装置的原理和设计思路，引导学生了解太阳能电池在实际生活中的应用。

3.师生互动环节（10分钟）

教师提出问题：“太阳能电池有哪些优点和缺点？它在我们的生活中有哪些应用？”引导学生进行思考和讨论。学生分享自己的观点和实例，教师进行点评和补充。

4.巩固练习（5分钟）

教师给出一个简单的自动升国旗装置设计任务，要求学生以小组为单位，运用所学知识设计并搭建电路。学生在动手实践中巩固新知识，教师巡回指导并进行点评。

5.课堂提问（5分钟）

教师针对本节课的内容进行课堂提问，检查学生对太阳能电池工作原理和自动升国旗装置设计的理解和掌握情况。学生回答问题，教师进行点评和总结。

6.总结与拓展（5分钟）

教师对本节课的主要内容进行总结，强调太阳能电池在新能源领域的重要性。然后，提出一个拓展问题：“如何优化自动升国旗装置，使其更节能、更高效？”引导学生思考和创新。

7.课后作业（课后自主完成）

学生结合课堂学习和实践操作，撰写一篇关于自动升国旗装置设计的小论文，内容应包括设计原理、过程及心得体会。

总计用时：40分钟。剩余5分钟用于学生完成课后作业和教师进行课堂总结。

知识点梳理

1.太阳能电池的工作原理：太阳能电池是将太阳能直接转换为电能的一种装置。它主要由太阳能电池板、充放电控制器、蓄电池等部分组成。太阳能电池板通过吸收太阳光，将光能转换为电能，充放电控制器负责控制电池的充放电过程，蓄电池则用于储存电能。

2.太阳能电池的分类：按照材料和结构的不同，太阳能电池可以分为硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、多结太阳能电池等。其中，硅太阳能电池是目前市场上应用最广泛的一种。

3.太阳能电池的应用：太阳能电池广泛应用于家庭、学校、工厂、军事等领域的供电、照明、热水等。例如，太阳能光伏发电系统可以为偏远地区的居民提供电力，太阳能光伏水泵可以为农业生产提供灌溉水源。

4.自动升国旗装置的设计原理：自动升国旗装置主要由太阳能电池、充电器、国旗、升旗机构、控