创客社团活动与物理教学的融合尝试-以制作扬声器为例 论文

2022年安徽省中小学教育教学论文评选创客社团活动与物理教学的融合尝试——以制作扬声器为例摘在课程的融合过程中，应用所学的物理知识。关键词：创客社团，物理教学，扬声器简单的工具辅助解决问题能力、设计能力和创新能力等。探究其工作原理为例，就创客社团活动与物理教学的融合谈一谈自己的观点和想法。一、基本概念、公式的运用，形成物理观念人教版初中物理九年级第20章讲授了“电与磁”的知识。其中第4节“电动机”加深学生的理解。由于时间关系大部分老师仅做一个简单介绍或者留作课后阅读作业，起到的作用并不理想。所以我在社团活动中设计了扬声器制作活动项目。活动课开始，我首先带领学生回顾人是怎么发出声音的？并利用扩音器再次提出问题：扬声器又是怎么发出声音的？它由哪些部分构成？引导学生分析扬声器构造：主要振动发出声音。d=0.3mm漆包线在直径D=20mm的PVC水管上绕制阻值约为4Ω的线圈。教师提问导体的电阻与什么因素有关呢？引导学生回顾电阻12022年安徽省中小学教育教学论文评选与导体材料、长度和横截面积之间的关系。这样学生就可以通过查找到的资料直径0.3mm漆包线每米电阻约0.24计算得出线圈总长度为L

R 4 16.7m总 0.24圈中一匝导线的平均长度L,可简化计算为Lπ(Da)，and。这样就可以计算紧密绕制的线圈约为104匝。考虑到绕线工具和绕线技术，我们扩大绕制系数1.2倍，绕制约130匝线圈（图aD图1 图2生积极探索物理知识，形成自己的物理概念。二、设计实验科学探究，培养学生科学思维用热熔胶将线圈固定在纸杯底部，引出的两根导线焊接到3.5mm音频插头上。一端焊接在接地端上，另一端选择左声道或右声道之一焊接。将焊接音频插头插入MP3呢？引导学生应用所学物理知识选取合适的器材设计实验。设计一：微小形变的放大面的振动幅度等。22022年安徽省中小学教育教学论文评选光屏线圈 纸杯永磁体平面镜 激光笔图3图面前，这样就可以让大家通过红色光点的位置变化直观的感受到纸盒的振动了。设计二：改变电流或磁体磁性大小观察纸盆形变通电螺线管的磁性大小取决于流过的电流大小，如果我们增大扬声器线圈中的电振动幅度会不会增大？永磁体扬声器图4屏上光斑反方向运动，带动纸盆反向发生形变。活动的目的不仅仅是为了动手实验，而是提高学生在解决实际问题的过程分析问32022年安徽省中小学教育教学论文评选识，提高学生的科学思维。三、利用创客工具实现进一步探究为什么听不到扬声器发出声音？引导学生思考人耳怎么才能听到声音。人耳能够听到20—2×105Hz就借助于单片机来进行进一步的实验。1．尝试单片机实验的可行性这次我们选择的单片机是ArduinoNano，它使用ATmega328(Nano3.0)处理器，具有16MHz用杜邦线进行实验电路的搭建。为了方便实验，我们选取输入端口接入自锁按键开关，控制线圈中电流的接入微动按键开关，实现线圈中电流大小的增加和减小。这样就会产生干扰，所以在开关电路中连接一个上拉电阻，将检测端口初始态稳定在高电平（如图图5 图6选择A4、A5端口，接入自制扬声器（如图A4端口经过自制扬声器线圈流入A5端口；反向开关锁定时，电流反向流入线圈。A4、A5端口是单片机的PWM输出端口，PWM简称脉宽调制，可以简单理解为是间歇性输出42022年安徽省中小学教育教学论文评选可以模拟电压的变化.通过电流增加、电流减小按键调节占空比就可以在端口输出0-255的电压，对应0V-5V模拟电压。图72．人耳可听到声音的实现20-20000Hz之20次，使线圈带动纸盆振动20次是非常困难的。但对于单片机来说非常简单。Arduinonano我们只需要在通电、断电指令后增加一delay(1)可以延时11微秒的延时，可以实现最小31Hz，最大为65535Hz的频率范围。图8图952022年安徽省中小学教育教学论文评选不仅如此，我们还可以使用单片机实现更加有趣的功能，如电子琴（图8电路图、图9给我们提供了丰富多次的库，通过调用库，我们跳过底层设计轻松的使用单片机。这次我们使用的是Tone库，它可以在单片机引脚上产生指定频率tone(tonePin,tune,duration)，tonePin为蜂鸣器数据引脚，tune为音调频率，duration为持续时间；也可以使用tone(tonePin,tune)指令，通过按键时间控制持续时间。本次设计我们在A4和GND管脚间连接自制扬声器播放声音，D2-D8管脚间连接按键开关，分别对应不同音调按键，并通过按键控制时间。CNOTE_C1NOTE_C5C-1被按下时，触发指令tone(A4,NOTE_C1)；当按键C-5被按下时，触发指令tone(A4,NOTE_C5)。不同按键对于不同音调，这样我们就实现了电子琴的基本功能了。弹弹你喜爱的曲子吧！在创客社团活动中选取能涵盖各方面物理知识，同时又能够对学生产生一定吸引力实的体验上。参考