资源简介

《振动报警器的安装与调试》教学设计
课题：振动报警器的安装与调试
课时：4课时
一、教材分析
本项目选自高等教育出版社，由崔陵老师主编的《电子产品安装与调试》项目七的内容。本书是中等职业教育电子技术应用专业课程改革成果教材，根据浙江省“中等职业学校电子技术应用专业教学指导方案与课程标准”编写而成，职教特色鲜明，学做结合，理实一体，坚持“做中学、做中教”。该书是电子专业核心课程。
本项目七通过对振动报警器的制作和调试让学生掌握电路制作、调试和测量等方法，既对前面简单项目电路的安装与调试及电路工作原理进行巩固，又将为后续项目的学习打下基础，起到承上启下的作用。
二、学情分析
本项目课所授对象为 高三电子班A组学生，共24人，学生已经学习了电子技术基础知识和基本技能，具有动手能力强、活泼好动，能团结互助的优点，但同时他们电路分析能力较弱，适合做中学。因此在教学中，结合学生情况，让学生先“会”后“懂”，先感性后理性，真正让学生手动、脑动，获得技能与理论知识的双丰收。而动手能力较强的学生经常在技能大赛中获奖，所以在教学过程中可以扮演“导生”的角色。
三、教学目标
根据教学大纲和教学内容，结合学生实际情况，特制定如下教学目标：
1．知识与技能：
（1）认识电路基本结构，理解其工作原理；
（2）学会电路安装与调试并能独立排故。
2．过程与方法：
（1）应用规范工艺流程在“做中学、学中做”；
（2）会选用正确的工艺进行电路安装和焊接。
3．情感态度、价值观：
（1）通过团队协作，培养合作精神，提升分析解决问题能力和自信心；
（2）通过7S管理提高职业素养。
四、重点、难点
重点：电路识读、安装与调试；
难点：原理分析及故障排除。
五、教学方法及策略
教法：任务驱动、引导启发、小步子教学
学法：任务引领、自主探究、合作学习
六、教学过程设计
课前准备：
1.学生准备：课前查阅电子技术应用网站丰富专业知识，也可以登录各类微课网进行知识预习。
2.教师准备: 实训室设备工具、PPT课件、教案设计、项目套件、任务指导书、调试报告、评分标准等，并将相关教学预设资料导入到ipad中，每组发放1个ipad供学生在电路制作过程中自主学习。
教学过程：
以任务驱动法为主线，具体实施过程如下：
创设情境
上课前，为了活跃课堂气氛，我采用创设情境的方式：让学生模拟某电子公司在招聘时，要求应聘者现场维修报警器的场景……这时老师问：如果你是应聘者，你能胜任该任务么？由此明确了本次任务。
任务确定
我采用微课引领结合实物展示方式，既直观、形象地展现任务内容，又能激发学生学习兴趣。而且该微课有助于学生在电路制作过程中，可反复观模，方便、快捷。
明确了本次项目任务——振动报警器的安装与调试，就进行如下分组和任务分工：
1、分组布置：将全班同学按3人一组编排，确认各小组组长名单；
2、任务分工：组内各成员进行任务分工，制作前的准备：如领取元器件、任务书、学习资源等。
任务实施
任务一：认识电路
学生拿到工作任务书后，按照工作任务书及工作页内容，进行识图。老师给出振动报警器电路原理图提问：结合原理图和元件实物，你认识哪些元件？又不认识哪些元件？通过提问，充分调动学生学习的主动性与积极性。而教材不可能面面俱到，这时他们会利用ipad等工具上网查找详细资料，培养学生自主探究能力，解决课堂教学生成问题，并与教学预设相互联系、相互补充、相互促进。
图1 振动报警器电路原理图
主要元件引脚排列及功能介绍：
（1）555单稳态触发器
NE555的高触发端TH（6脚）和放电端D（7脚）接RC定时电路，低触发端TL（2脚）外接触发信号。
图2 555芯片及引脚图 图3 水银开关
（2）水银开关
又称倾侧开关，是电路开关的一种，以一接着电极的小巧容器储存着一小滴水银，容器中多数为真空或注入惰性气体。因为重力的关系，水银水珠会随容器中较低的地方流去，如果同时接触到两个电极的话，开关便会将电路闭合，开启开关。注意：水银对人体及环境均有毒害，因此使用水银开关时，请务必小心谨慎，以免破出；在不再使用时，也应该妥善处理。
（3）TQ9561音乐芯片引脚排列及功能
图4 TQ9561引脚排列及功能图
任务二：电路制作
根据学生基础薄弱这一特点，采用小步子教学法，又将电路制作分成4个分任务：元件检测、引脚处理、焊接工艺、整机装配。
元件检测
根据元器件清单核对所用元器件规格、型号及数量，清点校准所用仪器设备。
（1）按色环初步判断阻值大小，找出清单所列电阻，用万用表进行检测；
（2）用万用表检测水银开关好坏并掌握水银开关使用方法；
（3）用万用表检测电容，并判定正负极性；
（4）检测三极管并判别极性及好坏；
（5）检测扬声器及按钮质量好坏。
检测元件计时，作为评分的条件，检测完毕填写工作页中相应元件检测表：
元件检测表
序号 标称 名称 规格 检测结果 序号 标称 名称 规格 检测结果
1 R1 电阻 300K 　 7 C2 瓷介电容 0.01uF 　
2 R2 电阻 270K 　 8 VT1 三极管 8050 　
3 R3 电阻 200K 　 9 VT2 三极管 8050 　
4 R4 电阻 100Ω 　 10 SW 水银开关 　 　
5 R5 电阻 100K 　 11 SPK 扬声器 8Ω/0.5W 　
6 C1 电解电容 100uF 　 12 SB 按钮 　 　
引脚处理
学生在电路制作过程中，教师在多媒体上投影引脚处理等工艺流程方面视频，给工艺方面有困难的同学加以帮助和引导，而动手能力强的同学可以独立完成该项任务。
焊接工艺
对焊接工艺方面有困难的学生，也是采取多媒体演示方式，让学生边做边看视频演示，实现“做中学”（多媒体演示根据学生需要可重复播放，学生也可以通过ipad上网查找焊接工艺等视频内容进行自主学习，也可以有选择性的观看老师课前导入的微课视频）。同时，老师巡视指导，及时纠正学生不正确的工艺。
整机装配
在振动报警器整机装配过程中，学生根据老师下发的安装工艺卡要求进行装接。同时，老师巡视指导、学生自主探究并合作学习，充分利用互联网资源进行信息化网络学习等，从而在整个教学过程中实现“做、学、教”一体化。学生可利用媒体在课中自主学习，也可以在课前预习及课后巩固。
任务三：调试排故
根据学生能力水平高低，装配速度较快的同学若完成电路安装任务后，则进行电路调试环节。此过程中老师必须严格把关，确保用电安安全，同时让学生根据任务书，熟悉调试步骤并对电路检查无误后，方可通电调试。学生调试过程中，教师巡视指导，学生小组合作探究，遇到故障问题独立解决或小组研讨，充分利用所学知识排除故障。
1.电路功能调试步骤如下：
（1）电路制作完毕，自检无误，交组长把关，教师审核，通过方可通电调试；
（2）将直流电源调至3V，并接入电路，注意极性，开启3V电源，查看有无冒烟、有无异味、元器件是否烫手、电源有无短路等现象，完全正常后进行下一步调试；
（3）振动电路板或触动水银开关，使扬声器发出报警声，电路工作正常；
（4）按下复位键，扬声器停止发出警报声，电路功能正常。
若调试过程中，遇到如下故障：如接通电源，振动后喇叭不响或报警一直响，复位按钮按下去无效等问题，则鼓励学生通过上网找资料，并用万用表及示波器检测各单元电路的输入输出信号是否正常等方法进行排故训练，同时让学生通过小组合作、自主探究等手段，注重团队协作意识，养成良好的职业素养，老师也可以回答学生的提问或引导学生通过上网查找相关资料来解决问题。
故障排除后，电路功能调试正常，此刻学生心情会非常激动，他们会把调试成功的电路用照片或视频拍摄下来，分享到QQ群或微信中，同时也激励了其他未完成的同学，使他们更有信心地去完成任务。
电路功能调试完成后，则要求学生进行参数测量，并熟练掌握仪器仪表使用方法及数据处理能力。
2.电路参数测试步骤如下：
在通电情况下对VT1、VT2及集成芯片的指定引脚进行测试：
（1）通电后，分别测试扬声器不鸣叫与鸣叫时，集成电路555的2脚、3脚、6脚和三极管VT2基极的电位，并观察万用表读数变化情况；
测量项目 电位（或电位变化情况）
NE555引脚、VT2引脚 2脚 6脚 3脚 VT2的基极
扬声器不报警时 　 　 　 　
扬声器报警时 低电平 高电平 低电平 高电平 　 　
　 　 　 　 　 　
（2）测量扬声器开始报警时集成电路555的6脚、3脚波形；
555的6脚波形 频率 幅度
f = VP-P =
时间档位 幅度档位
/div /div
555的3脚波形 频率 幅度
f = VP-P =
时间档位 幅度档位
/div /div
任务四：原理分析
在电路原理分析前，确保多数同学已经完成调试及参数测试任务。
首先，老师不直接分析整个电路的工作原理，否则会超越学生学习能力。而针对TQ9561音乐芯片，提问：怎样让你的报警器发出不一样的声音呢？同时，提示学生可以改变F1、F2两端电平状态来实现，既激发了学生学习热情，又培养了学生探索能力。顺藤摸瓜，让学生从工作过程中理解工作原理，从而突破教学难点（分析结果如图4所示）。
同样，对于555单稳态电路，该内容只是作为复习内容，老师只要引导学生会用示波器测试相应波形，并提问：报警声时间长短取决于哪些元件？从而来巩固555电路的工作原理。
图5 555单稳态电路工作波形图
而水银开关是新的知识点，老师也只要引导学生用万用表检测其晃动时阻值变化情况，从而轻松了解它的原理，并提醒学生在使用过程中注意安全，防止水银中毒。
综合以上各个模块分析，顺水推舟，就完成了整个电路的原理分析，既激发学生学习兴趣，又让学生巩固操作技能，体现“做中学”。
任务评价
1、总结
（1）知识总结：通过该项目的学习获得的新知识，对整体情况作总结。
（2）技能总结：通过该项目的学习，进一步训练和提高了包括分析电路、焊接工艺、装配工艺、调试排故等基本技能。更重要的是，培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
（3）职业素养的总结：通过分组学习和讨论的方式，加强学生的沟通能力、团队协作精神。在教学实施的过程中渗透7S管理理念，从而培养学生的职业素养和职业精神。
2、评价（采用“餐垫式”小组活动）
评价分为自评、互评和教师评。在自评和互评时，采用“餐垫式”小组活动方式，各区域旋转一周后，每组推荐一个最佳作品及参数结果进行展示并小组间互评。最后老师总评，选出技能之星和进步之星若干名，并请学生代表总结发言，分享成功经验，同时锻炼学生语言表达能力。此外，结合我校学分制管理，给予获奖者学分奖励。
评价记录表
评价分类 A B C D
仪器选择
量程范围选择
波形记录
数据记录
拓展延伸
巩固：回顾振动报警器工作原理；掌握焊接调试过程；
拓展：试着画出改装后四种报警器声音的电路原理图；
创新：请用已学知识设计一个声光控制的报警器电路。
板书设计
7S管理：
我校实训室全部实行企业化7S管理，对“整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全、节约”有较高要求，每次实训课前集中所有学生进行上次的7S反馈并再次强调注意事项，课后上课实训教师严格按照7S规范要求，进行清理整顿，让学生养成良好职业素养，对于7S管理方面表现突出者进行拍照表彰。
图6 7S管理内容及管理看板
七、教学反思
本次项目的教学反思从三个方面来总结：
1.效果：全班89%的同学能顺利完成本次任务，总体教学效果良好；
2.优点：本项目倡导教师“做中教”、学生“做中学”，实现“做、学、教”一体化，真正体现以学生为主体、教师为主导的教学理念；
3.亮点：将信息技术融于教学，充分利用现代网络、媒体、微资源等技术手段，让学生学会主动学习。
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