電子積木在電子電工理論教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用

馬濃柯

摘 要：通過在電子電工理論教學(xué)中引入電子積木，化靜態(tài)的電路結(jié)構(gòu)為動(dòng)態(tài)的拼搭過程，化抽象的電路功能為具體的體驗(yàn)過程，以活動(dòng)的形式滲透理論知識(shí)，讓學(xué)生學(xué)得主動(dòng)，學(xué)得輕松，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂的教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：電子積木 理論教學(xué) 課堂效率 專業(yè)素養(yǎng)

作為一名專業(yè)教師，也是學(xué)生的專業(yè)啟蒙人，我認(rèn)為學(xué)生的專業(yè)之路應(yīng)該從讀懂電路開始。作為未來有可能從事電子行業(yè)的他們，了解并掌握電路的構(gòu)建與分析尤為重要。而一張電路圖，通常有幾十乃至幾百個(gè)元器件，它們的連線縱橫交叉，形式變化多端，對(duì)于這些形象思維強(qiáng)于邏輯思維的學(xué)生來說，他們往往不知道該如何著手。因此，在理論課堂上通過怎樣的教學(xué)方式和教學(xué)手段來提高我們學(xué)生的課堂抬頭率和參與率是筆者一直在思考和實(shí)踐的一個(gè)問題。^[1]

為此，筆者在理論課堂中嘗試引入電子積木，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)電子電工專業(yè)理論知識(shí)。電子積木，是指將導(dǎo)線、燈泡 、二極管、電阻、電容、各種開關(guān)、電表、電機(jī)、喇叭、集成塊等電子元器件固定在塑料片（塊）上，用獨(dú)特的子母扣做成獨(dú)立可拼裝的配件，在產(chǎn)品配置的安裝底板上像拼積木一樣拼裝電路組合。^[2]

下面，筆者就結(jié)合實(shí)例談?wù)勲娮臃e木在數(shù)字電路理論教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用。

一、現(xiàn)有理論課堂存在的問題

電子電工專業(yè)理論課是理論性、實(shí)踐性和邏輯性較強(qiáng)的學(xué)科，我們提倡理實(shí)一體化的課堂教學(xué)模式，在理論課堂中，對(duì)于一些抽象的理論概念，我們讓學(xué)生在動(dòng)手操作中讓知識(shí)變得直觀、形象和生動(dòng)。用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證結(jié)論，往往需要我們?cè)谡n前做許多的準(zhǔn)備工作，比如教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容自行畫圖、設(shè)計(jì)和制作電路板，再讓學(xué)生在課前焊接好電路板。如果不在課前制作好課堂所需要的實(shí)驗(yàn)電路板，我們也可以采用面包板進(jìn)行電路的搭接，但存在的問題是實(shí)物連線比較混亂，電路搭接的成功率會(huì)隨著電路的復(fù)雜程度而下降，特別是涉及到數(shù)字電路中的一些芯片，連線將更加復(fù)雜和費(fèi)時(shí)，課堂的教學(xué)效果會(huì)大打折扣。

二、電子積木的優(yōu)點(diǎn)

電子積木可以隨時(shí)隨地進(jìn)行各種電路的實(shí)驗(yàn)，取材方便，不需要設(shè)計(jì)和制作電路板，只要按照電路圖像疊積木般拼接就可以了，小的電路1-2分鐘就可以完成，大的電路也只需要5-6分鐘就能完成。也不像自行設(shè)計(jì)的電路板只能針對(duì)性的進(jìn)行某一個(gè)電路的實(shí)驗(yàn)，電子積木電路中的所有元器件都可以反復(fù)循環(huán)使用，下一個(gè)實(shí)驗(yàn)可以拆下上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的元器件重新再用。電子積木就好象孩子們玩的積木，雖然只有十來種或二三十種元件，可是在學(xué)生們手中卻可以拼裝出幾千種的實(shí)用電路。而且每拼裝一種電路，都能馬上聽到或者看到聲、光、電的效果，電子積木把復(fù)雜的電子電路知識(shí)通過積木這種簡(jiǎn)單的形式，用形象化的手段，讓學(xué)生能夠體會(huì)到電子世界變化萬(wàn)千的樂趣！

三、電子積木在555多諧振蕩器中的實(shí)踐應(yīng)用

555時(shí)基電路是高職考中的重要內(nèi)容之一，由555時(shí)基電路所構(gòu)成的多諧振蕩器在專業(yè)理論和專業(yè)技能中占據(jù)了重要的地位。為了能夠讓學(xué)生更好的掌握555多諧振蕩器的工作原理及其應(yīng)用，我在理論課堂中嘗試引入電子積木，讓學(xué)生通過拼搭555多諧振蕩器，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在實(shí)驗(yàn)中滲透理論知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

為了讓實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋又庇^、形象，我在原有電路原理圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，增加了3腳輸出端的發(fā)光二極管指示電路，用發(fā)光二極管指示電路來表示輸出高、低電平，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果一目了然。

以小組為單位，根據(jù)圖1多諧振蕩器的原理圖，讓學(xué)生用電子積木進(jìn)行電路的拼搭，拼搭完成后，合上開關(guān)，學(xué)生可以觀察到紅、綠兩只發(fā)光二極管交替閃爍。通過小組討論，歸納得出結(jié)論：當(dāng)紅燈亮綠燈滅時(shí)，3腳輸出低電平;當(dāng)紅燈滅綠燈亮?xí)r，3腳輸出高電平。

在小試牛刀后，讓同學(xué)們將電阻的值由原來的10kΩ變?yōu)?KΩ，觀察發(fā)光二極管的亮滅情況。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)光二極管的亮滅時(shí)間變短了，說明減小電阻，可以減小電路中C的充電時(shí)間和放電時(shí)間，使振蕩周期變短，頻率變高。

緊接著再讓學(xué)生在原有電路的基礎(chǔ)上，將電容C改至470，看看又發(fā)生了什么樣的變化。學(xué)生發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管的亮滅時(shí)間變長(zhǎng)了，說明增大電容C，可以延長(zhǎng)電路中電容的充電時(shí)間和放電時(shí)間，使得振蕩周期變長(zhǎng)，頻率變低。^[3]

這兩個(gè)變參數(shù)的實(shí)驗(yàn)，都只需將原來的電阻和電容卸下，換上所需阻值和容量的電阻和電容即可，拼搭過程方便、簡(jiǎn)單、快速。通過這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在動(dòng)手中理解了R和C對(duì)555多諧振蕩器的影響。

教學(xué)實(shí)踐證明，將電子積木引入到電子電工理論課堂教學(xué)，可以提高實(shí)驗(yàn)演示的效率，激發(fā)學(xué)生積極探究的愿望，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂動(dòng)手能力，提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]嚴(yán)美臻.運(yùn)用電子積木實(shí)現(xiàn)電類專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)高效化的探究[J].職業(yè)教育研究2008（7）.

[2]鄭琳.電子積木用于電子與電工技術(shù)教學(xué)的實(shí)踐與體會(huì)[J].廣東職業(yè)技術(shù)教育與研究.2012（6）.

[3]趙丹紅.電子積木在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器2014（9）.