浅谈电子技术课的一体化教学探索

1 引言

我校将电子实训教室改造成电子技术一体化教室, 笔者由电子实习指导教师努力向一体化教师转变。在电子技术课的一体化教学中, 教师先讲解并示范电阻、电容和电感的识读和测量及电烙铁的原理和操作等电子基本知识和基本技能, 然后将学生分组练习并考核。学生掌握了最基本的电子知识和操作技能后, 教师选择实用、有趣且贴近生活的电路或电子产品作为课题激发并培养学生学习电子技术的兴趣;进行一个课题主要认识一个新的电子元器件, 以由易到难、循序渐进的认知规律, 引导学生重视平时学习为教学手段;学生制作且调试成功后, 引导学生利用网络等条件独立或互助的方式分析该电路的工作原理, 培养学生的自学能力;以小组为单位完成教师布置的学习和制作任务, 培养学生的自我管理能力;最后让每位学生到讲台上讲该周课题电路的工作原理, 以提高学生的自我表达能力。现以课题《触摸延时开关的制作》为例, 具体探讨如下。

2 判测单向晶闸管

进行该课题之前, 学生已经掌握了最基本的电子基础知识和操作技能, 本课题主要让学生认识单向晶闸管。单向晶闸管有三个PN结, 分别为J1、J2、J3。根据PN结的单向导电性, 当单向晶闸管阳极与阴极间加正向电压, 即阳极加正电压、阴极加负电压时, 由于PN结J2截止, 虽然PN结J1、J3有导通的趋势, 但单向晶闸管阳极与阴极间加正向电压时截止;若加反向电压, 即阳极加负电压、阴极加正电压时, 由于PN结J1、J3截止, 虽然PN结J2有导通的趋势, 但单向晶闸管阳极与阴极间加反向电压时截止。同理, 单向晶闸管阳极与门极间不管加正向电压还是反向电压, 总有一个PN结截止, 所以单向晶闸管阳极与门极间截止。而单向晶闸管门极与阴极间只有一个PN结J3, 所以单向晶闸管门极与阴极间加正向电压, 即门极加正电压、阴极加负电压时导通, 反之, 截止。由此可知, 若用数字万用表判测所示的单向晶闸管, 将数字万用表的档位置于二极管档, 用红、黑表笔将三个管脚中的两个正反向相测量, 观察数字万用表的显示情况, 可判断其中两管脚的导通或截止情况。在这六次测量中五次数字万用表均显示为数字“1”表示这五次中的每一次所测的两管脚间截止, 只有一次的显示数字“.5XX”为PN结的导通压降, 仅这一次就判断出单向晶闸管的三个管脚所对应的三个极:红表笔所接触的管脚为门极, 黑表笔所接触的管脚为阴极, 另外的管脚为阳极。

3 触摸延时开关电路制作、调试

学生将电子元器件安装且焊接后, 通220V单相交流电调试电路。用数字万用表直流电压档测得A点电压为205V、B点电压为16.4V, 用双踪示波器测得A、B两点的电压波形中波形 (1) 、波形 (2) 所示。然后, 学生装配成品, 连接电路, 通220V单相交流电测试触摸延时开关成品。若手触摸触摸片后, 白炽灯亮片刻后熄灭, 即为触摸延时开关电路制作成功。

4 电路的工作原理

学生们用示波器测触摸延时开关电路中A、B测试点波形时, 有学生用手捏着示波器的探头, 发现示波器的显示的波形, 这说明人体有生物电且是交流电。220V单相交流电经由四个整流二极管D1---D4组成的单相桥式整流电路整流, 整流输出电压波形波形 (1) 所示;R7和LED构成指示电路, R7起限流作用, 保护发光二极管LED;再经R1、R2分压得B点电压:UB=UA×R2/ (R1+R2) , 电容C1滤波后得平滑的直流电, 其波形波形所示, 给集成电路U1提供所需要的电压。当人手触摸触摸片, 由于人体的生物电是交流电, 人体交流电正半周到来时, 经R6、R3分压, 与非门U1A的输入端即管脚1、管脚2为高电平, 经与非门U1A后输出为低电平, 又经与非门U1B输出高电平, 二极管D5导通并向电容C2充电, 再经与非门U1C输出低电平, 经与非门U1D输出高电平, 经R5触发单向晶闸管, 单向晶闸管导通, 通过白炽灯有较大电流流过, 白炽灯亮。当人手离开触摸片, 由于电容C2储存电荷, 电容C2的端电压为高电平, 故与非门U1C的输入端保持高电平, 输出保持为低电平, 经与非门U1D输出保持高电平, 单向晶闸管门极保持触发状态, 所以单向晶闸管的阳极与阴极间有正向电压时导通, 白炽灯亮。此时, 电容C2通过电阻R4放电, 当电容C2的端电压被放电至低电平时, 即与非门U1C的输入端为低电平, 输出高电平, 经与非门U1D输出低电平, 单向晶闸管门极无触发电压, 当单向晶闸管的阳极与阴极间电压过零点时截止, 白炽灯灭。电容C2与电阻R4组成延时电路, 时间常数τ=RC, 为延时时间即白炽灯亮的时间。

5 课题考核

笔者安排8---12学时进行课题考核, 之所以安排如此长的时间, 是因为笔者借课题考核之名, 主要想让学生真正掌握电子技术的基础知识和基本技能。课题考核除考核产品的制作工艺外, 重点让学生到讲台上讲触摸延时开关电路的工作原理。学生以先组长后组员的顺序讲解, 教师坐在学生中间听学生的讲解情况, 并不失时机地提示。经多次实践, 笔者认为, 它充分体现了以学生为主体、教师为主导的教学原则, 充分使学生做到知行合一, 而且融洽了师生关系, 培养了学生的勇气、自学、表达和自我管理等能力。

摘要：笔者以课题《触摸延时开关的制作》为例谈电子技术课的一体化教学探索, 笔者认为, 进行电子技术课之初以教师先讲、学生后练, 随后以学生先做、教师后讲的方式进行一体化教学符合学生对该课程的认知规律, 教学实践证明能够培养学生的学习兴趣、勇气、自学及语言表达等能力。

关键词：一体化教学,探索,兴趣,能力