做中学 · 趣探究——南益小学“奇思妙想”信息科技实验室系列活动展播(十二)

     为扎实推进科学教育“做中学”领航行动，让科学教育落地生根、走深走实，我校持续打造全员参与、乐享科创的校园氛围，引导同学们主动走近科学、大胆猜想、积极探究，把课堂延伸到实践当中，让同学们在动手操作、自主探究、合作思考里解锁奇妙的科学奥秘，在一次次尝试与发现中培育科学思维、积累科学素养，点燃少年心中的科创梦想。本期“做中学”活动在六年级开展，围绕“新兴产业”主题，化身“新能源小工程师”，在虚拟仿真平台上设计会思考的风光互补路灯，从真实问题出发，在动手实践中经历完整的科学探究过程。

     央视《新闻联播》的画面里，我国风电光伏累计装机容量突破 20 亿千瓦，全球最大的可再生能源体系正在建成。以风电、光伏为核心的新能源产业，不仅重塑我们的用电模式，也让路灯有了新方案。路灯如何自动判断亮灯时机？单纯依靠太阳能供电是否够用？风光“互补”究竟是什么原理？带着问题，同学们交流探究：白天光照强、风力弱，夜晚光照弱、风力强，风和光错峰出力，刚好互为补充。一场“新能源小工程师”的探究就此拉开序幕。

     在虚拟平台上，同学们把路灯“拆”开来看：风力发电机、太阳能板、控制器、蓄电池、传感器、LED 灯各司其职，拼出“输入→计算→输出”的核心模型。各组带着生活经验提出子问题：“光照弱到什么程度，灯才自动亮？”“只有人经过才亮灯，能省多少电？”“阴雨天好多天，蓄电池够用吗？”猜想写进任务单，验证交给实验。

连续量可以慢慢变——光照从0到1000lux；开关量只有两态——灯的亮与灭。控制器先把连续量和阈值比一比（光照低于50lux就是“天黑”），再做与、或运算。在智能风光互补路灯·虚拟仿真实验室交互网页里，同学们拖动滑杆，观察控制器四步计算：比阈值→读红外→逻辑运算→定时节能。

真值表上，先预测再验证：“光照弱且有人”两个条件都满足，灯才亮——这是省电的关键；“光照弱 或 温度高”满足一个，风扇就转——这是散热的保障。有同学一次把光照、人数、温度全改了，结果说不清是谁引起了变化，马上按规则重来。每次只改一个量，结论必须由数据支撑，这个规矩，孩子们记得很牢。

     在风光互补路灯虚拟仿真搭建平台上，七个部件逐一就位，拖动时间滑块，路灯自动跑完“一整天”：白天光伏板和风机发电、控制器把电存进蓄电池；天黑后光照低于阈值，蓄电池给LED灯供电；有人经过，红外传感器让灯自动调亮。各组还绘制出“输入—计算—输出”控制流程图，进阶小组加入了反馈闭环——温度超过30℃自动开风扇，降到28℃以下自动关停，让系统学会“自我修正”。

    各组演示系统运行，根据流程图讲清控制原理，畅谈新能源产业如何改变生活。老师补充道：从光伏到风电，我国已建成全球最大、最完整的新能源产业链——自主可控的技术，是科技报国的底气。最后，同学们按问题意识、探究实践、反思改进、合作交流四个维度完成自评与互评，整节课学生在自主探究与协同评价中树立起科技报国的责任担当。

    本次主题活动以“做中学”为主线，把探究的主动权交给学生，鼓励他们在问题中找线索、在尝试中求答案，让好奇心成为持续学习的起点，让动手实践成为知识生长的土壤。未来，我校在后续教学中也会继续丰富教学资源、深化虚拟仿真实验应用、增加分层支架、强化AI伦理与自主可控意识，让更多学生在动手实践中发现科学、理解科学、爱上科学。

撰稿：刘   畅

编辑：教学组

初审：胡   瑾

复审：李   莉

终审：张宝颖