趙剛
【內容摘要】《電子控制技術》選修模塊有別于必修模塊,專業性更強,對教師提出了更高的教學要求。同時,選修模塊的教學實施時間不長,教學資源匱乏,教師教學中會不斷遇到新的問題、困惑。筆者結合一年來的教學實踐,從學生、教材、教師三個角度,對技術選修模塊的教學策略和模型建構進行了一定的研究和總結,以期對其他教師有所啟示。
【關鍵詞】電子控制技術?教學策略?技術素養
浙江新高考課程“電子控制技術”專業性很強,很多通用技術教師存在很大的教學壓力。教師應該盡快適應選修教材的教學,滿足學生選考的需要,掌握合適的教學策略是保證教學質量的前提。
一、依托簡單電子電路實驗活動,提升學生技術素養
1.選用電子百拼套件,提高學生學習積極性
電子電路對于高中生而言,仍然是神秘、遙不可及的。學生能夠搭建一個電路,實現一定的功能,對于激發學習興趣有非常大的作用。電子百拼套件,是快速組裝搭建電路的入門級教學載體。
電子百拼套件易于安裝、成功率高,無需學生掌握焊接操作。選用電子套件應該注意以下幾個方面:首先,元器件數量要少;其次,搭建電路成功率高;再者,趣味性強,如控制輸入表現為光、聲音等直觀現象,使學生增強學習的自信、興趣。
2.利用面包板,鼓勵學生設計和調試電路
電子控制電路的工作原理是技術選修課程教學的核心內容。學生理解元器件、電路的功能,需要在電子作品中去設計、調試,熟悉電路工作過程。在教學實踐中,我們發現面包板是一個較好的自主搭建載體。它具有體積小、器件真實、操作方便、易于整理等優點。
3.采用萬能板,引導學生焊接電子產品
實用的電子產品都是以電路板的形式存在。電路板電路主要是焊接操作,同時要求學生能夠識別元器件參數、調試電路。在教學實踐中,我們發現相比專業的PCB制板,萬能板具有使用門檻低、成本低廉、使用方便、擴展靈活等優勢。
二、重建教材知識脈絡,突破重、難點
1.附錄為先,突破“三極管”難點
掌握識別電子元器件、焊接操作、萬用表測量是電路分析的前提。因此,教材附錄部分應先進行教學,為后續的教學內容做知識鋪墊。
半導體三極管是構成電子電路的重要元器件。高中生理解半導體三極管工作原理還是有一定難度的。教師需要幫助學生突破半導體特性、PN結特性、三極管電路組成,在此基礎上才能從PN結偏置狀態、三個極電流關系、Uce三個角度理解三極管工作的三種狀態和三種電路組態。
掌握三極管對于邏輯門、繼電器控制電路的理解非常重要。
2.循序教學,突破“邏輯門”重點
本課程主要研究的對象是數字電路,數字電路中邏輯門是核心知識內容。高中教材重要涉及5種邏輯,學生易于理解。教學難點主要是分立元件組成的邏輯電路分析。電路的工作邏輯教學,首先要確定邏輯輸入和邏輯輸出,然后分析分立元件在電路中的工作原理,再者建立真值表,確定邏輯表達式。
3.實踐探究,應用“集成電路”鞏固重、難點
集成電路是常見的數字電路控制處理部分。學生必須熟練掌握教材中JN620、CF741、CB555三種集成電路,,它們也是高考命題的主要方向。
教師采用面包板和集成電路,引導學生搭建電路探究分析,能夠較快的熟悉集成電路的引腳、工作邏輯和結構特點。同時,電路分析中的輸入邏輯、控制邏輯、輸出邏輯可以強化邏輯門知識;集成電路輸出常常接三極管和輸出負載部分,能夠鞏固三極管相關知識。
三、教師靈活運用 multisim 軟件(專業版+教育版),優化教學效果
1.利用 3D 虛擬元器件功能,認識常見元器件
教學用的電子元器件一般體積較小、參數字跡很小、金屬引腳很細。同時,教師在教學中常常采用實物展示、學生近距離觀察、PPT演示圖片等手段,此時元器件脫離了電子電路,導致學生認識、了解元器件存在局限性。
multisim
軟件很好的解決了這個問題,該軟件具有3D虛擬元器件庫。教師可以使用3D虛擬元器件搭建電子電路,不僅使學生能夠直觀的看到該元器件的參數、形狀、接線腳的標識和數量,還可以看到接線腳的連接方法,了解元器件的功能。
2.運用虛擬電表儀器測量,實時了解元器件、電路工作狀態
教學實踐表明,實時監測電路重要節點、元器件的工作參數,可以幫助學生深刻理解元器件功能、電路工作原理。教師或學生利用萬用表測量電路,存在教學時間受限、測量數據實時性差、測量準確性不穩定等缺陷,進而會影響學生的判斷。
運用 multisim
軟件提供的虛擬電表測量就可以很好的解決這個問題,測量數據動態可視、可重復、可圖表化、準確性更高,是幫助學生理解電子電路工作原理的教學好幫手。
3.搭建電子電路,透析電路工作過程
電控選修課程要求高中生能根據設計要求,解決電路工作過程中出現的常見問題。對于不同功能的電路,教師焊接組裝電路進行講解是不現實的。multisim
軟件能夠快速的搭建電子電路,并能進行功能仿真,教師可以指導學生直觀的梳理電路工作過程。同時,教師可以增加、刪除元器件,改變元器件的參數或者改變電路的連接,提升學生解決電路中常見問題的能力。
浙江省開素質教育之先河,創高考改革最大之變化,把技術納入新高考方案,必將對我國的素質教育產生深遠影響。作為通用技術教師,應該堅守自己的教科研職責,為技術新高考、技術選修模塊的教學、技術素質教育盡一份自己的綿薄之力,把教學實踐的思考、反思、總結與同行分享,相信通用技術的明天必定一片光明。
【參考文獻】
[1] Donald R.Cruickshank Deborah L.Bainer KimK.Metcalf.教學行為指導,2003.
[2] 浙江省普通高中學業水平考試暨高考選考科目考試標準(2014版).
(作者單位:浙江省海鹽縣元濟高級中學)