全国电子制作竞赛课件

“电子百拼”教学文本
王思业
一、电子百拼活动简介
小学生电子百拼图竞赛活动是一项集科技、娱乐、教育为一体的科技活动，该项目是以开展各级竞赛为依托，以普及电子知识、提高小学生创新精神和实践能力为原则，以引导小学生创新发明为方向，以促进小学生全面发展为目标，为广大小学生所喜爱的活动。

二、“学无涯电子百拼”器材简介
(一)、“学无涯电子百拼”的概况
是福建省青少年电子制作锦标赛的唯一制定专用器材；
(二)、“学无涯电子百拼”的组成
1、安装底板
2、元器件块
3、拼装图册
电子百拼由透明的绝缘安装底板、色彩斑斓的电子元件，还有各种导线条和垫片共同组成。

它的每个元件都装有子母扣，绝缘安装底板上等距离布置有若干个凸桩子扣，用来固定电子元件块和导线条。

可以用多彩的元件块组装出各种电路。

不用焊接，不用工具,在较短的时间里直观地实现各种电路的装配，合上开关就能产生听到或看到的声、光、电等直观效果。

电子百拼图是融知识性与趣味性为一体的科技教育项目，是一种简易的电子学习材料。

化神奇为平凡是这套玩具最大的优点。

同学们能在游戏中感受到成功的喜悦，它消除学生对电子科学的神秘感，激发学生对电子技术的学习兴趣。

对小学生而言，玩电子百拼图能帮助他们将概念具体化，将抽象的电子知识形象化，让他们初步感知电子电路知识，为以后相关知识的学习奠定良好的兴趣基础。

更重要的是，通过电子百拼图中的各种元件，既能按照现成的拼装图拼出各种趣味电路和实用电路，又可以利用元件块的不同联结拼装出书中没有的新电路。

这些有趣的变化会吸引同学们不断创新，对课内学科的学习和动手能力的培养很有帮助，训练同学们的创造性思维，提高分析和解决问题的能力。

因此，电子百拼并不仅仅只是一件玩具，同时可以让孩子们在玩游戏中开发智力，培养动手能力，在孩子们的真正需求和实际所得之间达到平衡。

（三）电子百拼元件简介
电子百拼是电子制作入门的最便捷的学习手段之一。

我们以“学无涯”电子百拼为例，了解拼装电子元件的结构基本原理和功能作用，拼装注意事项等。

1、电池
一付电池夹模块可装两节5号电池，弹簧接电池标有负极的那一端，总标称电压为3伏特。

电池夹的使用主要是要学会辨认正负极，千万不能用导片短路电池两个按扣端。

较长时间不用的时候要把电池卸下以免漏液腐蚀元件。

2、导片
由金属导电片和金属搭扣构成，用来完成电路中导线的功能。

拼装中要根据电路布局的实际，选择合适长度的导片，特别注意搭扣要紧扣到位，避免电路表面上理解拼装正确，实际电路因为导片接触不良而无法工作。

3、蜂鸣片
由压电陶瓷材料实现电声转换的器件。

因为材料结构比较脆弱，受到重击和跌落容易损坏，使用中请注意保护。

压电效应是指某些介质在受到机械压力时，哪怕这种压力微小得像声波振动那样小，都会产生压缩或伸长等形状变化，引起介质表面带电，这是正压电效应。

反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。

所以压电陶瓷片即可以当发声器件也可以做声音传感器。

4、触摸板
触摸板由两组相互交叉而绝缘的到电极片构成，平常呈绝缘状态，当手指或含杂质的水与极片接触的时候，就会呈现较低的电阻，对于某些电路相当于导通状态，起到开关作用，因此，又称触摸开关。

5、干簧管
干簧管是一种磁场控制的开关元件，常见的由两根弹性软磁导电材料互相靠近但不接触呈断路状态，当有外磁场存在时候，马上被磁化吸合到一起而导通，撤掉外磁场，则马上失去磁性在弹性作用下恢复原来的断开状态。

为了消除触点氧化现象，有的装在含油的密封容器内，叫湿簧管；有的装在充有惰性气体的玻璃管内叫干簧管。

使用中注意调整磁场的方向使磁化最明显干脆为好。

软磁材料，在外加磁场中容易被磁化，但离开磁场就失去磁性的材料称为软磁材料，收音机磁棒天线也是软磁材料。

硬磁材料在强磁场被磁化后能保持磁性，例如，扬声器的磁钢等都属于硬磁材料可以代替磁铁完成磁控电路。

6、开关
开关在实际电路中按照人们的需要控制电路的开启和关闭。

开关的种类繁多，电子百拼中的开关和电键都是电子电路中常用的开关，但是他们是低压小电流开关，而且没有保护装置，不能用于一般家用电器。

开关标识的“ON”表示开通的位置，“OFF”表示断开位置。

电路拼装前要处于断开位置，电路确认无误后才能接通开关。

电子百拼中的开关元件又称拨动开关，能保留拨动后的开关位置。

电键也是开关的一种，但是，电键靠手指用力按下接通触点，一旦松开电路就断开，许多触发电路都使用类似电键原理的开关。

7、发光二极管
发光二极管是一种半导体二极管，具有单向导电特性。

因此使用中一定要按照标注的极性接入电路，否则不会导通发光。

发光二极管是半导体器件，承受的电流非常有限，通常在电路中要接保护电阻限制电流以防损坏。

发光二极管种类繁多，除了红色、绿色和黄色外，还有能发出白色、蓝色、紫色、红外线等型号。

8、电阻
电阻是一种对电路有阻碍作用的器件，在电路中起到分配电压和限制电流的作用。

使用中，要根据电
路要求选择指定阻值的电阻。

电阻基本单位为“欧姆”，文字符号为“Ω”，大于1000Ω用KΩ表示：1KΩ=1000Ω。

有一种电阻能够随着光线的强度变化而变化，通常是光线越强阻值越小，这种电阻就是百拼中的光敏电阻。

更详细的电阻器件知识请参阅电子元器件知识部分。

9、电容
电容，顾名思义是能够存储容纳电能的元件，根据制作方法分为无极性电容和极性电容两大类。

极性电容要注意区分正负极否则在电路中将不能正常工作。

电容的基本单位是“法拉”，文字符号是“F”因为取值太大，通常使用更小的“微法”（μF）和“皮法”（pF）。

1F=1000000mf 1μF=1000000pF。

电容的使用也要按照电路指定要求选用合适容量器件，否则不能正常工作。

还有一种电容可以根据需要改变容量，这种电容就是可变电容，在收音机中得到普遍应用。

有关电容更详细知识请参阅电子元器件部分。

10、喇叭
喇叭也称扬声器，是一种依靠电磁作用的电声换能器件，能够把音频电流信号恢复成人耳听得见的机械音频信号。

其内部漆包线圈和磁铁、发音纸盆等构成，因为线圈较细、电阻很小，如果直接接电源很容易烧毁，所以使用中一定要注意按照电路要求接到相应位置。

注意检查不要跟电源两端直接形成回路。

11、电动机
依据电生磁的原理制成的电能转换成机械能圆周运动的装置。

由于结构的原因，电动机卡住的时候会产生短路现象，所以在使用中尽量避免用手强制让电机停止转动的作法，否则会很快耗尽电源能量。

或者烧毁电机部件。

因为电生磁的原理，不同方向的电流会产生不同的转向，在飞碟实验的时候，要正确选取接入电路的极性方向和电源能量足够，以保证风叶向下产生推力，否则飞碟无法升空。

12、三极管
由半导体材料构成，由P型和N型半导体材料组成，常见两大类型，PNP型和NPN型，它们的极性不同，在电路中的接法截然不同，注意不要混淆。

三极管具有放大、截止和导通三种工作状态，一般利用其截止和导通条件实现自动开关控制，其放大功能在无线电领域有着广泛的应用。

三极管的三个引脚功能不同一定不能搞错，否则电路不能工作还可能烧毁器件。

有关详细知识参阅电子元器件部分。

13、集成电路
集成电路简称IC，不同种类的集成电路有着各种不同的功能，它们的引脚和外围电路的安排是根据不同的功能已经在设计的时候做了规定，所以不能任意尝试新的接法，否则会有烧毁的危险。

电子百拼主要采用了几种不同的音乐IC、功率放大IC和收音机IC。

在使用中一定要按照电路给出的接法完成拼装。

14、话筒
话筒也叫麦克风，电子百拼中用到的是一种叫做驻极体话筒的声音转化成电信号的换能器件，这种器件和电磁或压电原理构成的换能器件不同，它需要外加电源提供能量，其内部已经装有放大电路，所以也要按照电路的提供的极性和提供规定的电压正确使用，否则不起作用。

15、灯泡
电子百拼提供两种规格的小灯泡器件。

灯泡器件没有极性之分。

要注意的是，不同标称电压的灯泡一定要在规定的电压范围使用，不能高于太多电压否则容易烧毁。

一般2.5V的灯泡不要用在6V的电压电路中，否则立刻烧毁；6V的可以用在3V电路中，但亮度达不到要求。

四、活动益处：
1、化神奇为平凡正是这套玩具最大的优点。

学生们可以感受到成功的喜悦，消除对电子科学的神秘感，激发对电子技术的学习兴趣。

对小学生而言，玩电子百拼能帮助他们将概念具体化，将抽象的电子知
识形象化，让它们初步感知电子电路知识，为以后相关知识的学习奠定良好的兴趣基础。

2、培养创新精神和实践能力。

通过电子百拼中的各种元件，学生既能按照现成的拼装图拼出各种趣味电路和实用电路，又可以利用元件块的不同联结拼装出书中没有的新电路。

这些有趣的变化会吸引学生不断创新，对课内学科的学习和动手能力的培养很有帮助，可以训练他们的创造性思维，提高他们分析和解决问题的能力，为后继学习奠定基础。

六、“电子百拼”的使用
1、使用方法
（1）、按彩色拼装图拼装电
路
（2）、按指定黑白拼装图拼装电路
（3）、按创新电路图拼装电路
------(图 1)
2、几点说明
（1）采用多层次立体交叉结构，在同一个连接点上可同时分层拼装多个元器件。

（2）拼装说明书中，元器件块旁边用圆圈内的数字表示它所在的层次，如①、②、③、分别表示元器件块所在的层次分别为一、二、三层。

（3）导线条中，1号只有一个子扣和一个母扣，作垫片用，2、3…6号分別表示有2个、3个…6个子扣的导线条。

2号是最短的导线条，定作导线条的基本长度单位，3…6号则分别表示有2……5个长度单位的导线条，所有导线条的两端都装有母扣，用于元器件块之间的拼装连接。

3、拼装常规和技巧
1、看懂电路图、正确选用元器件、正确拼装电路。

2、拼装要平整，同一元器件块各连接点必须在同一层面上，不平整的可用1号垫平，所有元器件块之间的连接点都必须在底板上。

3、有极性的元器件块不能接反。

4、导线条和元器件块不能在相邻层交叉（即应隔开一层）。

5、需要用6V电源时，习惯上将两个电池盒拼装在底板最右侧的上、下端的笫一层，正极在上，而将开关拼装在两个电池盒中间的第二层。

需要用3V电源时，只用一个电池盒。

6、由于许多元器件块的长度都是2个长度单位（与3号的长度相同），而底板上、下端的总长度为6个长度单位，最多只能放置三个元器件块，因此可“三三制”来拼装元器件块。

7、同一连接点上的导线可以任意拉长或缩短，要尽量少用导线条。

8、通常将多接点的元器件块先拼装在底板上，优先解决交叉层的拼装，再考虑其他元器件块的层次，最后选择导线条的长短和垫片，但多接点的长导线
条也常常拼装在第一层。

9、在多个元器件组成的无分支串联电路中，可以任意交换元器件的位置；在同接点的多个元器件组成的并联电路中，也可以任意交换元器件的位置。

10、拼装一个电路可以有多种方案，但电路基本原理不能违背。

加強拼装训练，善于找出最佳拼装方案，真正做到熟能生巧，达到正确、快速的效果。

而记住几个常用电路的拼装方案也是非常有益的。

对于初学者，最好按彩色拼装图册的方案拼装，以保证电路拼装的成功。

11、拼装电路完毕应检查核对，确信无误再通电试验，如果不能出现预期效果，则应检查电池、灯泡及子母扣的接触是否良好，再检查其他元器件块连接是否正确，是否漏连导线条。

12、要熟练掌握显示电路功能的技能技巧。

4、两种玩法不可错过：
一方面是按图完成指定的实验。

重点在培养学生基础理论知识，实际操作能力。

提高学生的实验技巧和灵敏的动手动脑能力。

另一方面是根据事先设定的目标，对电路进行改造、创新或增强功能。

在百拼电子世界实践活动中，哪怕对电路做一点小小的改进或只是更换了某一个电子元件，电路的功能就有新的变化。

还可以利用一些新器材，设计一些新颖电路，在套材上拼装实验，以验证你的设计是否正确，边实验边修改都是很方便的。

这样就使学生对电子技术的理论知识得到巩固和提高。

拼装一个电路可以有多种方案，但电路基本原理不能违背。

加强拼装训练，善于找出最佳拼装方案，真正做到熟能生巧。

七、竞赛介绍
（一）、全国青少年电子制作锦标赛
全国青少年电子制作锦标赛开幕式
运动员宣誓
开幕式会场
电路百拼竞赛
电子百拼竞赛
（二）、福建省青少年电子制作锦标赛简介1、青少年电子制作锦标赛概况
（1）福建省教育厅、体育局等部门联合主办（2）每年比赛一次
2、竞赛内容:电路拼装分彩色模拟题、黑白电路
图和创新题三种类型。

幼儿组：以彩色拼装图为主，
小学组：以模拟题为主，兼顾创新题；
中学组：以创新题为主，兼顾指定模拟题。

3、竞赛规则
一、竞赛项目
1、中学、小学、幼儿组指定型电路拼装竞赛；
2、中学、小学组创新型电路拼装竞赛。

二、竞赛办法
电子百拼竞赛由两部分组成，指定（模拟）型电路拼装和创新型电路拼装。

1、指定型电路拼装：
用竞赛专用器材，在规定时间内（每题3-5分钟）、正确快速地完成指定电路的拼装，并完成电路的操作，通过声、光、电等效果稳定地显示电路的功能。

2、创新型电路拼装：
用竞赛专用器材在规定时间内（每题5分钟）、正确快速地完成创新电路的拼装，并完成电路的操作，通过声、光、电等效果稳定地显示电路的功能。

4、竞赛程序
(1)、检录：
参赛选手自带参赛证、竞赛专用器材“百拼电子世界”，按竞赛日程表规定的检录时间到检录室报到，未接受检录者作自动弃权论，已接受检录者不得擅自离开检录室，手机等通讯工具不得带入检录室和赛场。

(2)、入场：
参赛选手在检录裁判的带领下进入相应的赛场，对号入座。

打开参赛证和自带器材，接受赛场裁判的检查。

“百拼电子世界”的元器件必须按原包装开启时的位置放置。

(3)、宣讲：
各赛场裁判组长宣讲竞赛注意事项，并进行安全教育。

(4)、分题：各赛场裁判根据发令裁判长的口令发放竞赛试题，比赛正式开始前，选手不得提前看试题。

(5)、开赛：
根据发令裁判长的口令“开始”的发布，各参赛选手开始进行电路创新设计竞赛，计时裁判开始计时。

(6)、完成：
参赛选手在完成赛题的创新设计和电路实验后，再进行必要的调整和调试，切断开关，就可以起立、报号、离座(站到走廊中)，完成这三个动作后，该选手的竞赛计时终止（精确到秒）。

(7)、结束：
每一赛题规定用时为6分钟，结束前30秒，发令裁判长会提示“还有30秒”。

用时6分钟到后，会发出“时间到”的口令，此口令发出后尚未完成的，一律作超时论处，不计时，该题无成绩。

(8)、评判：
赛场判题裁判根据参赛选手的电路功能演示情况和电路创新设计竞赛规则来判定该题的对、错，并说明判错的依据。

(9)、签字：
裁判员将记有判题对或错和用时的记录表交参赛选手签名认可，若对记录
内容不服，可在签名后注明要申诉，并按有关程序提出申诉。

(10)、再赛：
重复4-9条，依次进行第二、三题的竞赛。

上题完成的电路实验，只有在下题竞赛"开始"的口令发出后才可拆除。

三个赛题赛完后，根据裁判的提示，参赛选手可以整理器材并有序地离开赛场。

5、评判规定
凡不能按赛题要求正确完成电路实验、稳定显示电路功能，或虽能显示电路功能但属下列情况之一者，均判为错误(没有成绩)或给予加时处罚。

1、在规定时间内不能完成电路的实验和正常显示电路功能；
2、拼装不平整，层次混乱，导线条或元器件块在相邻层交叉，未用子母扣连接或子母扣连接不牢固而影响电路正常工作；
3、无底板拼装，连接点或导线条超出底板，
4、有关器材都应展示在底板上，无关器材不得出现在底板上（或内）；
5、元器件极性错误或违背电子技术基本原理；
6、使用了无关元器件、不合理元器件、非指定元器件；
7、计时终止后，再次触动、更改或增减底板上的元器件；
8、主动或被动、给予或接受别人的帮助；
9、不服从裁判，又不按程序提出申诉，并严重影响竞赛进行者，违反锦标赛其他有关规定者；
10、加时处罚规定：
（1）有关器材未展示在底板上，无关器材出现在底板上（或内），经改正后每件增加计时30秒；
（2）选手在“完成”（即计时终止）后未切断开关，经改正后加时30秒；
（3）合上开关尚需作调整才能显示电路功能(需要调节才能演示电路功能的除外)；经改正后加时30秒。

（4）选手的竞赛计时与处罚加时累计时间超过竞赛的规定时限，则以超时论处（无成绩）。

6，奖项设置---5种奖
①、个人单项奖②、个人全能奖③、单项团体奖④、全能团体奖
⑤、其它奖项
7、提高竞赛成绩的措施
(一)、有组织 (二)、学理论 (三)、练技巧
(四)、懂规则 (五)、多参赛 (六)、好心态
八、开展青少年电子制作活动的意义
(一)、有利于青少年学习、掌握电子技术知识和技能
(二)、有利于青少年能力的培养和提高
(三)、有利于培养青少年的创新精神
(四)、有利于青少年综合素质的提高
(五)、有利于青少年学习方法的改进和学习成绩的提高。