科教版八年级劳动技术教学设计 2.docx

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科教版八年级劳动技术教学设计2

死鱼一条

（科教版）八年级劳动技术教学设计

第3单元电子技术—控制电路应用

第一部分基础知识与实验制作

上海市奉贤区华亭学校王少军

一、【教学设计思路】

本设计的内容包括四个方面：

一是电子控制电路的基本组成；二是电子控制电路常用电子元器件的认识及测试；三是声控、光控控制电路的制作过程的体验；四是控制电路的实验和评价。

本设计的基本思路是：

具有控制电路的电子产品在同学们的身边是很多的，应该不会陌生，同学们通过探究可以归纳出控制电路的基本组成。

以实践和探究活动为基础，通过识图、实验制作、观察对比分析，优化改进，掌握控制电路的基本应用，得出控制电路的一般原理。

本设计要突出的重点是：

掌握控制电路的结构及各部分的作用和控制电路的制作。

方法是：

通过展示讲解和讨论，了解控制电路的结构和各部分的作用，通过控制电路的制作加深对控制电路原理的理解。

本设计要突破的难点是：

简易控制电路调试。

方法是：

在对声控、光控、时控电路的调试时，进一步对控制电路的结构、电路的连接、关键元件参数的调配等，更深的理解，并为以后的控制电路的设计打下良好的基础。

本设计通过探究、观察与分析、制作与实验、交流与优化、设计与评价等教学环节，培养了学生的观察探究的能力，分析解决问题的能力，提高学生设计创新与实践的能力。

本设计融入了技术思维与技术创新的素质教育理念。

完成本单元教学大约需要8课时。

二、[教学目标]

1、知识与技能

（1）掌握几个最常用传感元件的符号、特性及识别方法

（2）学会用万用表测量光敏电阻、光电三极管、热敏电阻、驻极体话筒和干黄管

（3）了解简易控制电路的基本结构及各部分的作用

（4）能识读简易的控制电路原理图和印刷电路图

（5）学会简易控制电路的安装和调试

2、过程与方法

（1）通过体验控制电路的工作状态，加深对控制电路原理的理解

（2）通过控制电路的探究性的学习，掌握控制电路的正确识图和制作方法

（3）通过控制电路的制作及评价活动，发现制作中的问题，并能改进原来的制作

3、情感态度与价值观

（1）通过学习，培养学生探究的兴趣，养成良好的技术思维方式

（2）培养学生勇于探究、勤于实践、团结合作的良好品德

三、[教学重点与难点]

1、教学重点

（1）掌握控制电路的结构及各部分的作用

（2）控制电路的制作

2、教学难点

控制电路的调试方法

四、[教学器材]

学具：

万用表、电烙铁、电子实验板、镊子、螺丝刀

教具：

万用表、控制电路演示模型

五、[教学流程图]

六、[教学过程]

（一）控制电路的组成

1、课时建议：

1课时。

2、准备知识：

收集有关控制电路的的资料及用途。

3、导入：

讲述事例，也可以展示或演示电路模型、图片、课件等，然后设问。

设问1：

你能举出身边比较熟悉的有控制电路的家用电器吗？

这些控制电路都有些什么共同特性?

启发学生思考，归纳控制电路的组成。

举例：

教师也可以放映一些录像资料介绍空调的自动控制原理，也可以展示一些简易的机器人及机器人内部的控制电路等等，用实例导入课题。

●活动1：

交流收集的有关资料。

学生可以四人一组，进行交流和讨论。

交流与讨论的重点：

（1）不同控制电路的工作原理；

（2）不同控制电路的组成部分。

●活动2：

探究控制电路各部分的作用。

（1）传感器

通过传感器演示和交流，了解传感器是信号转换元件，由于被转换对象不同，它可分为不同种类。

例如：

展示一些不同种类的传感器的实物，老师也可以带学生到工厂或实验室观摩各种类的传感器工作过程，扩大同学们的知识面。

（2）控制器

通过控制器的演示和交流，了解控制器是具有电信号放大、处理和传送功能的电路。

在这里可以结合同学们比较熟悉的计算机，举例说明计算机控制的工作原理，拓展该部分电路的知识面。

（3）执行器

通过执行器的演示和交流，了解执行器就是控制器的负载，他负责把控制器提供的电信号转换为物体的运动和声能等，所以，它实际上也是一个能量形式转换元件。

知道了执行器的概念，可以让同学们自己讲一讲身边比较熟悉的电器设备中哪些是执行器，这部分难度不大，同学们应该能做的很好。

说明：

通过对不同控制电路的工作原理及组成部分交流与与讨论活动，使学生了解传感器采集的各种非电量信号就是各种控制电路的控制对象，控制对象都要经过传感器转换成统一的电信号，最终经过执行器转换成各种非电能量的形式，以达到自动化、智能化控制的目的。

（二）常用电子元件及测试

1、课时建议：

1课时。

2、准备知识：

复习电阻、二极管、三极管的测量方法。

3、导入：

●活动1：

自学（内容：

课本P77认识光电三极管）

（1）认识光电三极管的符号、代号、型号。

（2）了解光电三极管的工作原理。

照射在三极管窗口上的光线变弱，就会在光电三极管的集电极形成一个较强的光电流的变化。

建议：

导入阶段，具体演示一个由光电三极管作为传感器设备的工作过程，或者展示一段光电三极管工作的录像也是可以的。

设问1：

注意观察光电三极管和与普通三极管有什么不同？

比较光电三极管与压电陶瓷片的结构又有什么不同？

启发学生思考，归纳光电三极管的特点（可以提供光电三极管实物给学生）。

●活动2：

讨论交流。

学生可以同桌一组，进行交流和讨论。

分发光电三极管元件，通过观察，了解光电三极管的外形结构，以及光电三极管窗口的作用。

●活动3：

测量光电三极管

步骤1：

做好测量前万用表的准备，选择量程开关置于R×1K挡------调零，除去光电三极管管脚的氧化层待用等。

步骤2：

用物体将光电三极管的光线遮住，这时万用表的两表笔不论怎样与光电三极管管脚接触，测得的阻值均应为无穷大;去掉遮光物体，并将光电三极管的窗口正方朝向光源，将红表笔接触光电三极管的发射极e,黑表笔接触集电极c,这时万电表的表针应向右偏转到10—30kΩ,表针的偏转越大说明其灵敏度越高。

●活动4：

自学（内容：

课本P78认识压电陶瓷片）

（1）认识压电陶瓷片的符号、代号、型号。

（2）了解压电陶瓷片的工作原理。

当压电陶瓷片受到压力时能产生电压，如果施加的是一个振动的压力就会在压电陶瓷片的两极产生一个波动的电压。

反过来当压电陶瓷片加上一个波动的电压信号时，压电陶瓷片就会发生形变，产生相应频率的振荡运动。

（3）展示不同种类的压电陶瓷片，并利用万用电表演示在压电陶瓷片变形时输出电压特殊现象。

通过观察，了解不同压电陶瓷片的外形结构，以及压电陶瓷片的用途。

用途：

利用压电陶瓷片可以做成声控开关电路；可以做成测量压力和声音的传感器；也可以做成一个类似扬声器的发音装置。

（三）电子技术基础电路实验一（简易声控电路）

1、课时建议：

2课时。

2、准备知识：

控制电路的结构及相关元件的知识。

3、准备材料和工具

9013型三极管2只，15兆欧电阻1只，压电陶瓷片1只，扬声器1只，电源一套，含518集成电路的印刷电路板一只，导线，电烙铁一只，镊子一只。

4、导入：

复习控制电路的结构及相关元件的知识。

要求展示一个完整的声控电路产品。

例如：

可以解剖一个大体积声控门铃，让学生分析和识别声控制电路结构及各部分对应的相关元件。

●活动1：

声控电路图的讨论交流（内容：

课本P80图3-8）

设问：

对照图3-8声控电路安装图，区分出传感器、控制器与执行器。

各部分由那几个元件组成？

将电路图中的元件和实验器材一一对应识别。

归纳：

由三极管V1、15兆欧的电阻和压电陶瓷片组成了声控电路，其中压电陶瓷片为传感器，V1三极管、518集成电路、V2三极管组成了控制器，扬声器为执行器。

●活动2：

测量元件。

用万用表判断三极管、电阻、压电陶瓷片扬声器的好坏，好的可以除去氧化层待用，不好的进行调换。

●活动3：

控制电路的安装与调试

步骤：

将已经除去氧化层元件的引脚，分别搪上锡，按照图3-8分别正确插入焊接孔，进行焊接并检查。

外接电源最后接入，注意正负极性。

最后通电实验，轻轻拍拍手，观察扬声器是否发出声音。

焊接时注意三极管引脚的识别，518集成电路五个引脚的辨别，同时要避免虚焊，造成电路的隐形故障。

●活动4：

交流与评价。

说明：

通过展示制作的作品，师生一起观察分析，从学生的成功中获得喜悦，从失败的作品中，找出原因，排除故障。

通过学生的互评优化，调试改进声控电路。

（四）电子技术基础电路实验二（简易光控电路）

1、课时建议：

4课时。

2、准备知识：

控制电路的结构及相关元件的知识。

3、准备材料和工具：

8056型三极管2只，10千欧、68千欧、360千欧电阻各1只，100千欧可变电阻一只，51pF电容一只，100uF电解电容一只，光电三极管1只，语音集成电路IC一块，扬声器1只，安装印刷电路板一只，电源一套，导线，电烙铁一只，镊子一只。

4、导入

要求展示一个完整的光控电路产品。

例如：

可以解剖大体积光控门铃、报警器等。

分析和识别光控制电路结构及各部分对应的相关元件。

●活动1：

光控电路图的讨论交流（内容：

P81图3-10、图3-11）。

有了前面声控电路试验制作的基础和经验，同学们可以自己对比图3-10光控电路原理图和3-11光控制电路安装图。

观察光控制电路结构各部分的相对位置及元件的连接。

分析传感器的组成部分；控制器的组成部分；执行器的组成部分。

将电路图中各部分的元件与实验器材作对应识别。

教师加以引导，或解决同学们的疑惑。

归纳：

传感器部分，由光电三极管3DU11组成；控制器部分由8056型三极管2只，10千欧、68千欧、360千欧电阻各1只，100千欧可变电阻一只，51pF电容一只，100uF电解电容一只，语音集成电路IC一块组成；扬声器为执行器。

●活动2：

测量元件。

用万用表判断三极管、电阻、电容、扬声器的好坏，好的可以去除氧化层待用，不好的进行调换。

●活动3：

光控制电路的安装与调试。

步骤：

将已经去除氧化层元件的引脚，分别搪上锡，按照图3-11分别正确插入焊接孔，进行焊接并检查，最后通电实验。

重点关注：

通电后，将光电三极管的置于光线较暗处，调节RP阻值，使扬声器发出“光线太暗，请注意保护视力”的提示声音。

需要注意的是调节RP阻值使得光控电路处于临界工作状态，以提高光控电路对光线感应和控制的灵敏度。

注意，如果扬声器的声音失真，可以通过改变R3和C1的参数值，以改善扬声器的音质效果。

七、[教学参考]

1、声控电路的应用------声控音乐喷泉

如今，设置在城市广场等规模较大的音乐喷泉，就是采用声控制电路满足观众日益提高的文化艺术生活品位欣赏水平的一种产品。

声控音乐喷泉，能将水的灵性、音乐的美感和灯光的色彩完美结合在一起，给人以赏心悦目的感觉。

下面是音乐喷泉声控制电路的简易工作原理图

当然，生产生活中，声控电路的应用非常广泛，声控机器人声控玩具等比比皆是，希望同学们在平时加以观察。

2、光控电路的应用------防近视台灯

在看书学习时都需要一定的光源，这是一个为保护视力而设计的报警电路，用它来监测阅读环境的亮度，从而达到预防近视的目的。

智能防近视台灯电路图

电路图是由发光二极管、电阻、蜂鸣器组成的，当光线较暗时蜂鸣器会发出鸣叫，提醒人们开灯照明。

图中RP是可调电阻，通过调节RP可以控制报警光线的亮度。

电路的工作原理，是在原来台灯的基础上加装了一个光线亮度的报警器。

3、声光双控电路的应用------节能路灯

居民楼的楼道里，夜间只是偶尔有人通过，楼道的灯总是亮着，将造成很大的浪费。

同学们可以利用“光控”材料制成“光控开关”，它的作用是天黑时电路自动闭和，天亮时自动自动断开。

同时还可以利用“声控”材料制成“声控开关”，它的作用是有人发出声响时电路自动闭和，无人走动时自动断开。

由于光控开关和声控开关在电路中是串联的关系联结的，所以只有天黑，并且有人发出声响两个条件同时具备时，控制电路才能构成回路，使得路灯打开，否侧，路灯不能打开。

以下是简易声光双控电路原理图，

|￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣|

电源◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◎电灯

|______光敏开关____声敏开关__|

符号“◇”表示占位画图，不代表电路图。

该声光控路灯的优点是，首先它是一种节能设计的路灯，广泛应用于多层住宅和办公楼室外的走廊、门厅、楼梯间、过道等公共场所。

晚上当行人走近路灯时，脚步声或击掌声便使得电灯自动开启点亮，并延时一分钟，之后电灯自动关闭熄灭；白天有任何声音电灯都不会开启点亮。

从而实现了在夜晚人来灯亮，人走灯灭，既方便又实用。

不仅节约了电能，而且能延长灯泡使用寿命。

此控制器经济实用，即使一般的脚步声也能使灯泡发光照明。

设计思路：

电路由电源电路，声控电路，光控电路及延时电路等部分组成。