搶答器製作除錯教學設計研究論文
摘要：該文闡述了電工與電子技術中的八路搶答器的製作與除錯內容，採用專案教學、任務驅動的教學設計，包括教材分析、學情分析、教學目標及重難點、教學方法、教學資源、教學過程、教學反思等內容。教學過程包括蒐集資訊、制訂計劃、專案實施、評價總結、任務拓展等五個環節。
關鍵詞：專案教學；電工與電子技術；八路搶答器製作與除錯；教學設計
專案教學是學生在教師的指導下親自處理一個專案的全過程，在這一過程中學習、掌握教學計劃內的教學內容，通過專案的形式進行教學。專案教學法的核心是不再把教師掌握的現成知識技能傳遞給學生作為追求的目標，或者說不是簡單地讓學生按照教師的安排和講授去得到一個結果，而是在教師的指導下，學生去尋找得到這個結果的途徑，最終得到這個結果，並進行展示和自我評價，學習的重點在學習過程而非學習結果，學生在這個過程中鍛鍊各種能力。教師不再居於教學中的主導地位，而是成為學生學習過程中的引導者、指導者和監督者。
一、教材分析
電工與電子技術是中等職業學校電類、機電類等專業必修的基礎課程。通過本課程的學習，學生掌握必備的電工、電子技術基礎知識和基本技能，具有分析和處理一般問題的基本能力，具備繼續學習後續專業課程的基本學習能力。三明工貿學校使用的教材是由彭佩烘、吳榮祥主編，科學出版社出版的中等職業教育“十二五”規劃課程改革創新教材《電工與電子技術》。該書的編寫以教育部2009年新頒佈的教學大綱為依據，本著必需、夠用、實用的原則。在結構上強化做中學、做中教的指導思想，針對課程性質，加入實踐專案和任務，在理論知識處理上設計了探究性操作等活動。內容安排上以技能實訓作為教學單元的總結與提高，將關鍵知識點、基本技能融合在專案教學過程中。該書圖文並茂，穿插閱讀材料、拓展延伸，以增加本書內容的知識性、趣味性，力求改變以往教材大多以文字敘述為主的風格，提高學生的閱讀興趣。“八路搶答器的製作與除錯”是本教材第八單元“數位電子技術基礎”中實訓8.2內容。該單元教學要求學生安裝一個八路搶答器，學生通過模擬訓練、自主探索、實操實訓，掌握八路搶答器安裝步驟和流程，熟悉元件的插裝工藝，具備焊接和安裝技能，瞭解裝接工崗位職責，增強規範意識，提升學生的職業素養。
二、學情分析
（一）專業培養目標分析
培養學生的專業技能、職業素質和關鍵能力，經過專業理論和技能的學習能夠適用工作崗位的需要。
（二）知識基礎、能力基礎分析
許多學生文化基礎薄弱，自主學習的能力亟須提高，學習習慣有待培養。知識基礎為完成電工與電子技術所有基礎內容的學習。能力基礎為能運用Protel進行42電子繪圖並生成PCB圖；能初步運用電子線路模擬軟體Multisim10對電路圖進行模擬；能識別電阻、三極體、整合塊等元件，能進行基本元器件的測試；具備一定的電子裝配能力；能熟練使用萬用表、正確使用示波器進行電路檢測。
（三）心理狀況分析和對策分析
學生通常對理論學習失去興趣，學習積極性不夠，自信心不強。他們注重直觀的看與做，善於實踐的學習，對於動手實踐積極性比較高。因此，可以以行動為導向，任務為驅動，加強實踐規範性的引導；精心設計教學，鼓勵學生積極參與；實行學中做，做中學，以學做一體為導向，激發學生的學習熱情，使學生想學、能學、易學，真正掌握實際、實用的技能，從而克服厭學情緒，恢復其學習的自信心。
三、教學目標及重、難點
（一）教學目標
知識目標為知道74LS148、74LS279、74LS48、NE555等整合塊引腳功能和內部結構；知道數碼管種類與工作原理；掌握搶答器的結構與電路原理；掌握搶答器的裝配與電路除錯；掌握搶答器的典型電路故障分析、檢測與維修。能力目標為培養學生自主利用網路獲取資訊資源的能力；強化學生電腦繪圖的能力；強化學生利用電腦進行電路模擬、驗證的能力；培養學生自主探究能力；培養學生電子產品裝配與除錯能力；培養學生電子產品故障分析、檢測與維修能力。情感目標為激發學生學習專業興趣，體驗學習的快樂和成就感；培養學生團隊合作的意識；培養學生科技創新意識；激發學生探究科學的興趣，培養其科學素質。
（二）內容分析
教學重點為八路搶答器的結構與電路原理；八路搶答器的裝配與除錯。教學難點為八路搶答器故障分析、檢測與維修。關鍵點為調動每個學生學習的積極性，通過自主探究、動手實踐，達到學以致用的目的。充分發揮學生的個性特長，讓學生體驗成功感，變“要我學”為“我要學”。
四、教學方法
以專案教學法為主線貫穿整個過程，綜合運用任務驅動法、引導探究法等教學方法。採用小組合作法、實驗探究法、頭腦風暴法、系統分析法、卡片展示法、角色扮演法，在專案實施中相互評價，多方位、多角度提高學習興趣。採用資訊化技術手段，建構“理實一體、仿實一體、教學材料與教學媒體一體”的三位一體教學模式。充分運用網路、教學資源平臺、模擬軟體、QQ、微信等多種資訊化手段，採用多媒體“班班通”教學裝置、繪圖和模擬機房、課件、視訊、“理實一體化”的實訓室等教學資源，優化學習環境，加強校、企、師、生多重互動，延伸課堂。
五、教學資源
教學用具為“班班通”教學裝置、繪圖和模擬機房、電子裝配實訓室、多媒體課件、搶答器電路圖、專案任務書、評價表。學生用具為八路搶答器套件、Protel軟體、Multisim10電子線路模擬軟體、電腦、智慧手機、QQ軟體、微信軟體、數位電路開發板、萬用表、示波器、穩壓電源、焊接工具等。
六、教學過程
（一）蒐集資訊
在學生活動方面，應在課前在網路上搜索相關資料，包括搶答器工作原理；74LS148、74LS279、74LS48、NE555等整合塊引腳功能和內部結構；揚聲器種類與工作原理；數碼管種類與工作原理；TTL、CMOS數字積體電路的區別；電子產品裝配工藝與要求；搶答器典型電路故障分析。同時，完成八路搶答器電路圖手工繪製。在教師活動方面，教師應該給出八路搶答器電路圖及功能要求，讓學生根據“八路搶答器”“聲光型”“數碼顯示”“555”等詞條，利用百度、搜狗等蒐集相關資訊；利用QQ群、微信、校園網，指導學生手工繪製搶答器電路圖。此設計的`目的是利用網路資源，優化學生的學習過程，培養學生自主利用網路獲取資訊資源的能力；增強學生識圖、繪圖能力。
（二）制訂計劃
此環節佔1課時。在學生活動方面，首先是根據專案目標進行小組分組和角色分配。選出1名小組長，負責任務分配、協調任務實施，並進行過程記錄等。然後是小組合作探討八路搶答器學習和裝配計劃。在教師活動方面，首先對學生進行分組，每組3人。然後利用多媒體“班班通”裝置，採用頭腦風暴法、系統分析法、小組工作法、卡片展示法等手段，引導學生進行分組討論，形成學習和裝配計劃。最後根據學生計劃，形成統一的任務書。此設計的目的是培養學生分析問題、解決問題的能力，增強學生與人溝通及團隊合作意識。
（三）專案實施
此環節佔8課時，包括繪製電路圖、模擬、驗證，實驗探究，電路裝配，除錯與故障排除四個部分的內容。繪製電路圖、模擬、驗證環節佔2課時。在學生活動方面，以小組為單位完成：利用Protel軟體繪製電路圖；生成PCB圖；以小組為單位在Multisim10電子線路模擬軟體上進行模擬、驗證。在教師活動方面，在機房中利用繪圖軟體和多媒體裝置，引導學生完成八路搶答器電路圖的繪製並生成PCB圖；利用Multisim10電子線路模擬軟體上進行模擬、驗證；在機房中巡視，隨時解決學生困難。此設計的目的是強化學生電腦繪圖的能力；強化學生利用電腦進行電路模擬、驗證的能力；激發學習興趣，體驗學習的快樂和成就感。實驗探究環節佔3課時。在學生活動方面，根據原理圖選擇、檢測元器件；在數位電路開發板上完成搶答器的組裝、除錯；在“數位電路開發板”上進行探究、分析包括探究74LS279的2、3和11、12引腳的連線方式，探究74LS148的優先編碼功能，探究74LS148的EI、GS端以及74LS48的LT、RBI、RBO端等各個引腳的功能，探究聲響電路聲音偏小的改進，例如揚聲器改接到三極體的集電極、不用三極體只要通過耦合電容把揚聲器直接接到555輸出端等。在教師活動方面，巡視學生測試元件的過程，檢查學生萬用表使用和元器件檢測情況，記錄學生存在的問題並加以指導。指導學生在數位電路開發板上進行組裝、除錯。指導學生在“數位電路開發板上”進行探究。此設計的目的是強化操作儀表的能力，培養學生電子產品裝配與除錯能力，培養學生自主探究能力，培養學生良好的科學態度、情感與價值觀。電路裝配環節佔2課時。在學生活動方面，根據PCB板準確規範裝配電路；小組長負責裝配後的檢驗；分小組探討如何除錯電路，討論除錯步驟及各測量點。在教師活動方面，藉助實物、Flash動畫講授演示電路裝配方法；巡視學生裝配過程，記錄存在的問題並進行個別指導和答疑解惑；提醒學生注意裝配的技術要領。此設計的目的是培養學生電子產品裝配能力，培養學生規範操作意識，充分發揮學生的課堂主體作用，培養學生思考、自主學習能力。除錯與故障排除環節佔1課時。在學生活動方面，根據除錯步驟，對產品進行通電除錯，準確對電路各測量點進行檢測，觀察電壓有效值、輸入或輸出波形，完成任務書中相應內容。根據觀察到的現象，小組討論，得出結論，分析故障原因並排除故障，把相應內容填入任務書。在教師活動方面，示範示波器正確的操作過程。強調注意事項，巡視學生實操過程，記錄學生存在的問題並加以指導，檢查各小組測量出的波形、電壓等資料，引導學生分析故障並加以排除，歸納各小組在搶答器製作中出現的問題，並總結出搶答器常見故障及排除方法。此設計的目的是培養學生電子產品除錯、故障分析、檢測與維修能力，學生參與問題的解決，增強其學習信心。
（四）評價總結
此環節佔1課時。在學生活動方面，各小組成果展示，展示在數位電路開發板上的組裝、探究成果；展示在電路板上的裝配成果；各小組對以上兩個專案情況，根據評價表充分利用角色扮演法、小組工作法、卡片展示法，進行自評和互評；各小組進行分析、交流、反思、提高，總結成功經驗，查詢不足之處。在教師活動方面，教師用任務書和評價表對各小組完成的兩個專案進行評價；教師總結搶答器實訓教學中存在的問題和注意事項；歸納各小組搶答器成品的故障並總結出搶答器常見故障及排除方法；對學生的實驗、探究、製作給予肯定，並指出不足和改進方向。此設計的目的是讓學生參與教學評價，幫助學生認知行業標準，明確自己的知識和技能水平；培養學生競爭意識和主動思考的探索精神。
參考文獻
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