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《555振动报警器的设计与制作》教学设计 教学反思
《555振动报警器的设计与制作》教学设计
教 学 分 析 教 学 分 析 教学课题 555振动报警器的设计与制作 课 时 2 课 时
授课对象 电子技术应用专业高二年级 所选教材 电子基本电路安装与测试（第2版）
教学理念
我基于产品导向的深度学习课堂构建的理念，借助云班课、微课、思维导图、自制学具等手段，围绕“一变二学四环”实施教学。“一变”是指改变知识传授型课堂为“产品导向”合作探究型课堂；“二学”是指“信息化促学、活动组互学”；“四环”是指情景在线引课题、深度学习探电路、理实一体装电路、直观数据明原理四个环节。通过“问题探究”激发学生学习兴趣，发挥学生的主体作用；依据小步子教学法设计学习任务单，利用知识树归纳理论知识、思维导图总结设计工作流程，使课堂从浅层走向深层，促进学生深度学习，有效培养学生的专业思维和工程意识，有效提升学生的职业能力和核心素养。
教材分析
本课题选自高教社出版的《电子基本电路安装与测试》项目十任务1。该课程是电子专业必修课程，555时基电路是在学习了前5个模拟电路和4个数字电路后，将模电和数电进行整合的一个小规模集成电路，在实际应用中十分广泛。教材从单稳态触发器安装入手，直接用示波器观察电路输出波形，学生对电路缺乏形象感知。为了让学生更好理解单稳态触发器的抽象原理，我将教学内容拓展为555振动报警器的设计与制作。
学情分析
我任课的学生来自电子技术应用专业高二年级，预科班的学生学习积极性高，凝聚力强，思维活跃。他们喜爱产品制作，但缺乏独立思考能力。通过前期学习，他们知道单稳态触发器的工作原理，有一定电子电路分析能力，能规范安装PCB电路板，但是他们不具备复杂电路分解能力，对于大电路的原理分析，多数学生表示束手无策。因此，在课堂中我会更加注重学生复杂电路分解能力的培养，让学生体会探究带来的乐趣，感受学到技术和知识的喜悦，为后续学习树立信心。
教学目标
知识目标： 1.会说出555振动报警器的工作过程； 2.知道555⑥脚所接复位按钮的作用。 能力目标： 1.能正确设计555振动报警器电路原理图； 2.能正确制作并测试555振动报警器。 素养目标： 1.在合作学习中，树立合作意识，培养探究能力，养成严谨的科学态度； 2.进一步体验电子专业学习乐趣，提升学习兴趣。
重点难点
教学重点：能设计并制作555振动报警器 教学难点：能分析555⑥脚所接复位按钮的作用
教法学法
教学方法：启发引导法、任务驱动法 学习方法：自主学习法、合作实践法
教 学 策 略 教 学 策略 信息化教学手段
1.微课 2.云班课
3.思维导图 4.自制学具
教学流程设计
《555振动报警器的设计与制作》教学设计 教学策略
教学过程
教学环节 活动安排
教师 学生
课 前 导 学 1.教师利用云班课推送相关视频和资料： ①《555单稳态触发器》、《水银开关介绍》、《TQ9561语音芯片模块》微课。 ②《555振动报警器的设计与制作》上课课件。 ③《555振动报警器的设计与制作》学习任务单。 2.教师组织课前测验并检查反馈学生测验结果。 1.学生在云班课上学习： ①学习相关微课视频。 ②浏览上课课件和学习任务单。 学生在云班课上完成课前测验。
【设计意图】 学生是教育的出发点和落脚点，我组织学生在云班课上学习555振动报警器的相关微课和资料，以精准把握学情。发布课前测验是为了让学生能够带着任务去观看微课和资料，以此培养学生的思考能力。根据课前测试反馈信息发现，多数学生不理解555单稳态触发器的“延时开关”功能，我适当微调教学进程，为实施精准教学打好基础。
教学环节 活动安排
教师 学生
环节一 “情景在线” 引课题 （3min） 教师播放视频： 引导学生讨论振动报警器在日常生产生活中的其他应用。 教师提出学习任务，明确本节课目标。 1.学生观看视频，激发学习兴趣： 思考教师的提问，学生回答问题。 2.学生明确学习任务。
【视频】
【设计意图】 我播放“情景剧·不敢偷的车”作为导入，并引导学生讨论振动报警器在日常生产生活中的其他应用，以此创设学习情境，将学生思维引向学习内容。同时，教育学生提高自身安全意识和自我保护意识，将课程思政意识渗透到专业学习中。
教学环节 活动安排
教师 学生
环节二 “深度学习” 探电路（30min） 环节二 “深度学习” 探电路（30min） 环节二 “深度学习” 探电路（30min） 环节二 “深度学习” 探电路（30min） 1.教师组织学生“头脑风暴画框图”： 问题①：报警器通过什么向人们发出警报？ 问题②：报警器何时能够报警，它采集的是什么信号？ 问题③：有“传感器”和“负载”就能实现自动报警，自动解除警报了吗？ 2.教师组织学生“实验探究定模块”： ①教师引导学生回忆555单稳态触发器电路原理图。之后，组织学生观看“555单稳态触发器”的微课，帮助学生复习该电路的工作原理。 ②教师组织学生观看“水银开关介绍”的微课，并布置学生测量： A.水银未碰到两电极时的电阻； B.水银碰到两电极时的电阻。 ③教师组织学生观看“TQ9561语音芯片模块”的微课，并布置学生识读语音芯片数据手册 3.教师组织学生“尝试错误改电路”： ①布置学生根据电路框图在任务单上连线，根据所连原理图对自制学具各模块进行连接 ②教师组织学生观察问题带来的现象 ③教师引导学生分析问题产生的原因 1.学生“头脑风暴”： 学生回答问题① 学生回答问题② 学生回答问题③ 2.学生“实验探究”： ①默画555单稳态触发器电路原理图，观看“555单稳态触发器”的微课，巩固该电路原理。 ②学生测量两次阻值 ③学生观看微课，识读语音芯片数据手册，确定选声端F1、F2均悬空时，扬声器发出警车声。 3.学生“尝试错误”： ①学生连线、连接 ②学生观察问题带来的现象 ③学生分析问题产生的原因
【电路框图】 【微课1】
【微课2】 【微课3】
【问题带来的现象】
【电路原理图】
【设计意图】 头脑风暴画框图我从三方面设置具体问题供学生头脑风暴，同学们各抒己见，最终确定由水银开关、单稳态触发器、警报声电路、直流电源组成的电路框图，思维在“七嘴八舌”中悄悄萌芽，充分体现分享学。 实验探究定模块上一步，学生已经设计出电路框图，但思维仍停留在感性层面。因此，我设计了步骤②“实验探究“定模块，在实践中启迪学生思维。 555单稳态触发器是报警器的核心，要求学生通过绘制电路图、观看微课，从而巩固该电路的原理，为下环节分析报警器工作原理做好铺垫。 水银开关对“振动”极为敏感，学生通过测量水银是否碰到两电极时的阻值，理解其“开关特性”。 通过识读语音芯片数据手册，最终确定选声端F1、F2均悬空时，扬声器发出警车声。 尝试错误改电路我首先让学生根据电路框图在任务单上大胆连线，学生根据所连原理图对自制学具各模块进行连接。在发现报警器不能正常工作时，学生的求知欲瞬间被激发。顺势，我让学生观察问题带来的现象，引导学生分析问题产生的原因，学生带着满满的求知欲展开激烈讨论，最终得出为了避免水银开关“闭合时”导致电源短路所以要放置R2；为了实现手动消除警报声所以要放置SB；为了使3脚能有效控制警报声电路的工作情况所以要放置警报声控制电路，学生在探究中激发思维。
教学环节 活动安排
教师 学生
环节三 “理实一体”装电路（30min） 环节三 “理实一体”装电路（30min） 教师组织学生领取元器件。 小组派代表作为元件申领员，申领员签收元件领取单。 教师组织关卡①：元件检测 教师组织学生完成本电路所用元器件的检测。 教师组织关卡②：电路安装 教师组织学生按照工艺标准和工具使用规范独立完成振动报警器的插装与焊接。 4.教师组织对电路进行工艺评价 1.学生完成本电路所用元器件的检测。 将结果填入学生任务单 2.学生按照工艺标准和工具使用规范独立完成振动报警器的插装与焊接。 3.焊接完成后，同组同学相互检查，确认电路安装情况。 确认无误后方可对电路功能进行测试、对数据进行记录，
【课堂剪影】
【设计意图】 为提高学生责任意识，我首先组织学生领取元件并签订申领单。为提高学生电路制作效率，继而展开闯关挑战装电路，分“元件检测、电路安装”两个步骤。 关卡1：元件检测是电路制作中必不可少的环节，学生根据任务单要求，独立完成555振动报警器所用元器件的检测。 关卡2：学生在PCB板上按工艺标准独立完成元件插装和焊接，焊接完成后，同组同学相互检查，确认安装无误后方可通电测试，有效落实规范严谨的工匠精神。 同时，对学生所做电路进行工艺评价，表扬成绩优秀和进步明显的学生，以此激励学生。
教学环节 活动安排
教师 学生
环节四 “直观数据”明原理（17min） 环节四 “直观数据”明原理（17min） 环节四 “直观数据”明原理（17min） 1.教师组织学生“一看电路功能”： 组织学生给电路接入3V电源，检测电路功能。 2.教师组织学生“二测电压波形”： 教师组织学生用万用表分别测量水银开关断开、闭合时555②脚、③脚和⑥脚的电位变化，记录扬声器状态。 3.教师组织学生“三析工作原理”： 教师组织学生结合表中数据和单稳态触发器波形图分析报警器工作原理。 1.学生检测电路功能。 2.学生测量水银开关断开、闭合时555②脚、③脚和⑥脚的电位变化，记录扬声器状态。 3.学生结合表中数据和单稳态触发器波形图分析报警器工作原理。
【测量示意图】
【测量结果表】
【课堂剪影】
【设计意图】 【一看电路功能】为直观明确电路功能，我组织学生给电路接入3V电源，检测电路功能：无振动时，报警器不工作；有振动时，报警器发出响亮的警报声，且警报声可手动消除。 【二测电压波形】为将抽象原理数据化，我组织学生用万用表分别测量水银开关断开、闭合时555②脚、③脚和⑥脚的电位变化，记录扬声器状态，测量结果如表所示。为将抽象原理直观化，利用示波器观察水银开关从断开到闭合时③脚的波形并在任务单上绘制。 【三析工作原理】通过“数据说话”，引导学生结合表中数据和单稳态触发器波形图分析出水银开关闭合时，⑥脚电位缓慢升高，当升至2V左右，扬声器不报警。按下复位按钮，⑥脚电位迅速升高至3V，扬声器不报警，有效突破⑥脚复位按钮作用这一难点。明确了电路各部分作用，学生自然分析出555振动报警器的工作工程： ①当没有振动时，555芯片的3脚为低电平，警报声电路不工作，这是电路的稳定状态。 ②当有振动时，555芯片的3脚为高电平警报声电路工作。经过1.1R1C1的时间后电路重回稳定状态。也可直接按下手动复位按钮SB，使电路立即回到稳定状态。
教学环节 活动安排
教师 学生
总 结 评 价 总 结 评 价 1.教师组织学生展示自己的报警器。 2.教师组织学生使用思维导图对本课所学知识、能力进行总结。 3.教师在云班课上对学生所制作的电路进行综合评价并引导学生填写课堂“综合评价表”。 1.学生展示自己的报警器。 2.学生围绕本课所学要点利用思维导图进行总结，并进行自我评价，填写课堂“综合评价表”。 3.学生小结，提炼本节要点，并在云班课上完成学生自评和小导师评价。
【课堂剪影】
【设计意图】 本环节为学习小结和课堂评价：利用知识树归纳理论知识、思维导图梳理工作流程，学生自行小结，将抽象思维形象化。课堂评价是贯穿整个教学过程的。课中，利用互动平台即时点评；课后，进行自评，互评和师评，实现多元评价多维激励，促进学生深度学习。
教学环节 活动安排
教师 学生
课 后 延 学 1.教师布置课后练习，上传拓展资源。 云班课中课后测试、555单稳态触发器脉宽计算。 2.教师布置课后拓展作业。 （设计一个延时时间约10秒的振动报警器，并计算出所用电阻阻值、所用电容容量？） 3.教师组织学生开展实践活动： （设计具有触摸报警、振动报警、倾斜报警功能的防盗报警器，并将设计思路和电路图发到班课讨论区中） 学生完成课后练习。 学生完成拓展作业： 计算出延时时间约10秒的报警器所用的电阻阻值、所用的电容容量。 学生登录互动平台展开讨论： 通过查阅资料、网络搜索、咨询教师等途径展开拓展活动。
【课后剪影】
【设计意图】 课堂结束并不代表教学结束，课后除了完成本课作业，还需要登录云班课观看我上传的拓展资源、展开“多功能报警器设计”的讨论，为后续教学做好铺垫。实践作业，在校德育处布置的“防盗防骗进班级”系列活动中，将学生制作的报警器展出，由制作人向师生作讲解。
《555振动报警器的设计与制作》教学设计 教学过程
教 学 反 思 教学相长，相得益彰，反思，让课堂更丰满。我认为本课有3个亮点： （一）变结构：改变知识传授型课堂为产品导向合作探究型课堂，充分突显学生主体地位，用贴近生活实际的电子小产品，将“学”与“用”无缝连接。 （二）提效率：信息化促学、活动组互学，落实重点，突破难点，提升课堂效率。通过对比课前、课后两次测试结果，我们欣喜的看到，课堂预设和生成基本达成一致。 （三）重方法：通过头脑风暴画框图、实验探究定模块、尝试错误改电路、直观数据明原理，四学并进，促进学生深度学习，将学生电路设计与制作能力的培养在课堂中真正落地，促进学生专业思维的形成。
【板书设计】

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