項目教學實例

摘要：利用《炫彩小燈的制作》這一實踐項目將枯燥的理論教學，轉變成學生動手操作、自主探究的項目教學，將理論知識融于實踐操作中，以學生為主體，讓他們從“做中學”，可以充分調動學生學習的積極性，教師巡視指導，因材施教，在“做中教”，順利完成一次教學任務。

關鍵詞：項目教學；555定時器；炫彩小燈

一、 項目概述

本項目授課對象是高職院校電子專業三年級學生，他們活潑好動，喜歡動手操作，但和絕大部分職校學生一樣，他們的基礎不夠扎實，自主發現問題、分析問題、解決問題的能力比較薄弱，如果采用傳統授課模式，大部分學生的聽課效率都不高。在開始本項目學習之前，學生已學過電工基礎、電子裝配技術、模擬電子技術、數字電子技術、電子EDA技術（Multisim）等專業基礎課，具有一定的電路裝配、調試和仿真的能力。

本項目制定的教學目標如下：

1. 知識與技能目標：①掌握元器件的檢測焊接和儀器儀表的正確使用；②掌握555定時器電路的應用特性；③掌握故障的排查方法。

2. 過程與方法目標：以項目為載體，采用任務驅動法實施教學，在教學過程中注重學生自主探究、合作性學習，教師給予適當的引導。

3. 情感態度與價值觀目標：培養學生良好的溝通能力，團隊協作能力和良好的職業道德修養。

本次項目教學的重點：炫彩小燈的制作與調試。難點：掌握555定時器應用電路的特性和排查項目中的故障。為了激發學生積極主動參與學習的熱情，熟練掌握教學目標，攻克教學難點，授課時將教法和學法互相聯系，主要采用了情景導入法和任務驅動法，讓學生在輕松而又緊張的氣氛中，觀察分析、合作學習，加強團隊協作，發掘自身潛能。

二、 項目準備

為確保項目教學順利實施，課前教師精心備課，為學生準備好焊接套件和所需的儀器設備，精心設計好教案、學案和各項評價表，并將學案發放給每個學生以便學生提前預習，帶著問題進課堂。同時，教師要求學生查看相關數據手冊，準備好工具箱，三人一組，分組選好組長。教師對各個組長提前進行輔導，確保教學過程的有效實施。本次項目教學實施前，學生還要完成一項很重要的工作，就是繪制電路的裝配圖。這就需要學生能夠積極發揮主觀能動性，根據通用板布局布線的要求，完成電路裝配圖的繪制。經過小組討論，挑出布局最合理的確定為本次項目教學的裝配圖。

本次項目教學實施的場所有：流水線工作臺，學生進行電路的制作與調試；機房，學生進行電路仿真、分析電路特性；實訓教室，學生進行總結評價，教師講解相關知識點。

三、 項目實施

本次項目實施分為情景導入、任務布置、任務實施、總結評價、知識拓展這五個環節，總課時4學時。良好的開端是成功的一半。教師以555定時器的實際應用——呼吸燈的視頻導入教學，在視頻中，四盞小燈以人呼吸的頻率交替點亮、熄滅，教師提出問題“這是如何辦到的？”激發學生探究的興趣，引發學生積極思考。隨即，教師告知學生，本次項目要學習的555定時器就可以實現這種變化，調動起學生學習的熱情，便趁熱打鐵，布置任務。教師向學生發放焊接套件和任務書，學生領取任務書后，小組討論分配任務，由組長簽字確認。

任務實施環節共由四個部分組成：

（一） 任務一：炫彩小燈的制作

這一任務對學生提出的要求是：①掌握元器件檢測、焊接的方法；②掌握通用板布局布線的要領；③會使用萬用表檢測元器件好壞；④完成炫彩小燈電路的制作。具體步驟如下：

1. 裝前檢查

根據元器件清單表核對所用元器件規格、型號及數量。

2. 元器件測試

對照元器件清單表，找到相應的元器件進行檢測。

3. 裝配

將元器件正確整形，按原理圖和裝配圖進行裝配。

圖1炫彩小燈電路原理圖

4. 焊接

按照工藝要求進行焊接，做到：①焊接點大小均勻、有光澤、無毛刺、無虛焊搭焊現象；②走線方法可用埋線錫接法和細導線飛線法；③不允許出現交叉線，可設置跳線即雙面走線；④走線橫平豎直。

學生在操作時，教師巡視指導。這一任務順利完成，學生可以掌握知識技能目標：元器件的檢測與焊接。

（二） 任務二：炫彩小燈的調試

這一任務要求學生達到的目標是：①掌握儀器儀表的使用方法；②完成炫彩小燈的調試，觀察波形，記錄數據。具體步驟如下：

1. 將穩壓電源輸出調至9V接到電路板電源端，插上兩片555集成電路芯片。

2. 不按下按鈕AN，測量兩個555定時器芯片1腳、2腳、3腳、4腳、8腳電位，并記錄觀察現象。

3. 按下按鈕AN，重復上述步驟，記錄數據。

任務二順利完成，學生可以掌握知識技能目標：儀器儀表的正確使用。

（三） 任務三：排除故障實現電路功能

這一任務實施要求學生通過小組討論，共同探究，排查項目中出現的故障，教師給予適時的指導，幫助學生順利排除故障，實現電路功能。最后，要求學生認真填寫排故記錄表，分析故障原因，記錄解決方法。這一任務順利完成，學生可以掌握知識技能目標：掌握故障的排查方法。

（四） 任務四：555定時器功能測試及分析

這一任務要求學生：①掌握555定時器構成的多諧振蕩器電路的組成及特性；②掌握555定時器構成的單穩態觸發器電路的組成及特性；③會利用Multisim軟件進行電路仿真；④會根據仿真現象分析555定時器應用電路的特性。具體步驟如下：

1. 芯片介紹

555定時器也稱為555時基電路，是一種將模擬功能和邏輯功能巧妙地集成在同一硅片上的新穎的線性集成電路芯片。它價格低廉、功能強大、使用靈活，被廣泛應用于電子控制、電子檢測、儀器儀表、家用電器、音響報警、電子玩具等方面。endprint

本項目使用的是NE555芯片，這是一個雙列直插式封裝8引腳的集成電路芯片。

圖2555定時器芯片引腳圖

引腳名稱：

1腳：接地端5腳：控制電壓端

2腳：觸發輸入端6腳：閾值輸入端

3腳：輸出端7腳：放電端

4腳：復位端8腳：電源端

2. 功能測試

（1）多諧振蕩器的測試

學生打開Multisim軟件，搭建好555定時器構成的多諧振蕩器電路，使用示波器觀察輸出波形，測量輸出波形中高電平持續時間、低電平持續時間，計算波形的周期、頻率和占空比。根據學案的具體要求改變電路元件參數的值，觀察輸出波形的變化，思考影響輸出波形周期和占空比的因素。

學生積極思考，小組討論，探求結果，最后教師講解多諧振蕩器電路的原理和特性：電源接通后，Vcc通過電阻R1、R2向電容C充電。當電容電壓UC上升到2/3Vcc時，輸出電壓UO=UL，同時放電三極管VT導通，電容C通過R2放電，UC下降（一個暫穩態），當電容電壓UC下降到1/3Vcc時，輸出電壓UO=UH。三極管VT截止，C放電終止，又重新開始充電（另一個暫穩態），周而復始，形成振蕩。參數計算公式如下：

①電容器充電時間：

tPH=（R1+R2）C1·ln2≈0.7（R1+R2）C1

②電容器放電時間：

tPL=R2Cln2≈0.7R2C

③多諧振蕩器的振蕩周期：

T=tPL+tPH≈0.7（R1+2R2）C1

圖3多諧振蕩器仿真電路

④多諧振蕩器的振蕩頻率：

f=1tPL+tPH≈1.43（R1+2R2）C1

（2）單穩態觸發器的測試

學生搭建好555定時器構成的單穩態觸發器電路，使用示波器觀察輸出波形，測量高電平持續時間，并根據學案要求改變電路元件參數的值，觀察輸出波形的變化，思考輸出高電平時間，也就是定時時間跟哪些因素有關。

教師講解單穩態觸發器電路的原理和特性：

當555芯片的2腳無觸發信號輸入時，2腳電位小于 1/3Vcc，555輸出高電平，放電管截止。Vcc通過電阻R2向電容C1充電，待電容兩端電壓大于2/3Vcc時，內部觸發器翻轉，555輸出低電平，放電管導通，C1開始放電，其端電壓趨于0，電路恢復到初始狀態。當2腳輸入負脈沖，其電位低于1/3Vcc，電路觸發，555在一定時間內輸出高電平，待定時時間結束，555輸出恢復為低電平。

圖4單穩態觸發器仿真電路

定時時間計算公式為：t=1.1R2C1。

學生通過軟件仿真，直觀地看到了輸出波形的變化，體會到了合作探究、收獲成果的樂趣，在輕松而又愉快的氛圍中，將枯燥的理論知識傳授給學生，攻克了傳統課堂教學的難題。

任務實施環節完成后，教師選出優秀的學生作品進行集中展示，并請優秀學員進行總結發言，談談成功的經驗，以及參與本次項目的心得體會。教師和學生分別填寫自評、互評和教師點評表格。通過自評，學生了解到自己的收獲與不足，從而鞏固知識與技能的掌握；通過組員互評，加強同組學生之間的溝通，學生知道了團隊協作的重要性。教師根據每組完成的具體情況進行點評，鼓勵學生刻苦鉆研，持續創新，不斷探索，勇攀高峰。

結束了總結評價的環節，教師提出“如何改變電路結構使兩盞小燈的點亮時間發生變化”這個問題來拓展知識，并告訴學生將會在下次課中交流與實踐。

四、 項目反思

本次項目教學取得了一定的成效：首先，采用情景導入、任務驅動的方法，充分調動了學生的積極性，在“做中學，做中教”的教學模式中順利地完成了教學任務。同時，采用小組合作學習模式，實現了學生間的優勢互補，同組學生相互幫助，共同探究，最終順利地完成任務。但也存在一些不足：由于生源素質不同，部分學生不能很好地實施項目任務。

參考文獻：

[1]周良全.數字電子技術基礎[M].2版.北京：高等教育出版社，2002.

[2]孫麗霞.數字電子技術[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]劉訓非等.電子EDA技術（Multisim）[M].北京：北京大學出版社，2011.

作者簡介：

吳迪，江蘇省蘇州市，蘇州高等職業技術學校。endprint