555多谐振荡器教学设计.docx
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555多谐振荡器教学设计
教学设计方案
课题：
555多谐振荡器的制作和调试
学校：
苏州高等职业技术学校
**********
2013年11月
教学设计方案
课题基本信息
课题名称
555多谐振荡器的制作和调试
---LED彩灯电路的制作
授课形式
理实一体化
授课对象
电子技术应用专业（二年级）
授课时数
6
授课时间
2012年11月
学生数
36
使用教具
多媒体设备、项目套件、仪器设备等
教学内容和对象
教材分析
课题来源：
本课题选自中等职业教育课程改革国家规划新教材，由全国中等职业教育教材审定委员会审定通过，张金华主编的《电子技术基础与技能（电类专业通用）》第十章第二节555时基电路与应用。
课题内容地位：
555时基电路是数模混合的集成电路只需结合少量外围器件就可构成各种功能电路，其在电子领域有广泛应用，因而是数字电路部分的重点章节。
课题内容作用：
掌握555集成芯片的使用，以及构成的多谐振荡器工作原理，为后续数字电路综合设计打下基础，起到承上启下的作用。
学情分析
对象：
11电子技术应用专业，中职二年级学生。
基础：
具有一定的电子装配能力；能操作常用仪器和仪表，
做过模电和数电实训项目，正在上装配课程。
特征：
学生对课程有一定的兴趣，好奇心强，但理论相对薄弱，对实际电路的分析能力较弱。
教材处理
贴近企业对接岗位：
把企业工作模式引入到课堂中，激发学生学习兴趣，培养学生职业素养。
任务引领小组合作：
使用任务书进行引领驱动，使学生明确已完成和未完成的内容，并引入合作互助模式培养学生合作意识有助项目完成。
边做边讲理实并进：
采用实践和理论相互融合的方式，用一个个启发性的问题让学生在实践中引起思考，在思考中掌握知识，再把知识用于实践。
教学目标设定
知识与技能
认识555构成的多谐振荡器电路基本结构；
理解其工作原理和振荡频率计算方法；
会制作、调试电路；
方法与过程
制作、调试电路体验企业工作模式,养成7S管理习惯；
教师引导分析，提升学生动手实践能力和理论水平；
情感态度和价值观
通过团队互助培养合作精神，提升分析解决问题能力和自信心,提高职业素养。
教学重点和难点
教学重点
1、555多谐振荡器的电路结构和振荡频率计算方法
2、电路的制作
教学难点
由555构成多谐振荡器原理的分析。
关键点
现象的思考、分析与验证
教学方法分析
教法选择
项目教学为核心，采用情境教学法、任务驱动、引导启发，示范操作。
学法指导
体验式学习法，自主探究、小组研讨、实训操作。
课前准备
教师准备
PPT课件、教案设计、项目套件、任务书、调试报告等。
学生准备
学生3人一组，并自己推选小组组长，根据实践能力采取互补方式进行搭配，并进行电子课程网站学习。
教学过程
教学
环节
教学内容
教师活动
学生活动
设计
意图
任务
来源
（5分钟）
任务内容
（20分钟）
任务实施
（225分钟）
任务评价
（20分钟）
一、任务引入
情境布置
联系生活实际，举生活中经常接触到的实例如彩灯电路，播放视频
图1实例图
并进行实物演示
图2电路图
二、任务布置
1、分组布置
确认各小组组长名单。
2、分配角色
教师分配质检员、制图员和技术员角色。
3、领取工作任务
布置工作内容，明确角色职责。
4、分发套件
组长领取项目套件，分发组员。
三、任务实施
（一）任务一知识准备（20分钟）
1、仪器使用方法
示波器、数字万用表
2、电阻、电容、二极管识读
色环电阻、可调电阻读法；电容、二极管正负极判断。
3、555时基电路
上网搜索相关芯片资料了解引脚排列
（1）引脚排列
（2）功能演示
①仿真电路
图3仿真电路图
②按表1改变R1、R2阻值
观察数字探针的状态（亮用1表示，灭用0表示，任意情况X表示）
表1
TH
⑥
②
④
OUT
③
D
⑦
>2/3Vcc
>1/3Vcc
1
<2/3Vcc
>1/3Vcc
1
<2/3Vcc
<1/3Vcc
1
X
X
0
4、CD4017集成计数器
上网搜索相关芯片资料了解引脚及功能
（二）任务二电路制作（教学重点）（100分钟）
1、检测
根据元器件清单核对所用元器件规格、型号及数量，清点校准所用仪器设备。
（1）按色环初步判断阻值大小，找出清单所列电阻，用万用表进行检测。
（2）用万用表检测拨码开关好坏并掌握轻触开关使用方法。
（3）用万用表检测电容，并判定正负极性。
（4）检测发光二极管判别极性及好坏
检测元件计时，作为评分的条件。
2、装配
（1）布局布线
如何合理布局和焊接？
知识点链接：
1、布局布线
①元器件安装要领
元器件正确整形，电阻、二极管采用卧式安装，电容采用立式安装，集成电路采用底座安装，正确识别集成电路引脚排列方式。
②合理布局要领
在通用印制电路板（洞洞板）上布局，注意分立元器件围绕集成电路，布局应先布电源和地，布线要横平竖直。
（按原理图和参考布局布线图（图4、图5），
图4参考布局图
图5参考电路布线图
完成电路布局布线后，推举小组优秀作品上传教师机，评阅。
2、焊接
焊接方法：
在通用印制电路板上焊接方法有细导线飞线走线法图6和锡接走线法图7。
图6飞线走线法图7锡接走线法
焊接技巧：
注意锡接走线法焊接时应先撤烙铁。
善于利用元器件引脚；善于设置跳线如图8。
图8设置跳线
图9焊接视频
学生按所设计的布局布线图完成焊接任务，
应符合工艺要求。
（三）任务三调试排故（60分钟）
a）清理工作区
b）将稳压电源输出调至+9V
c）检查电路:
结合原理图和布局布线图检查已装配焊接好的电路，元件有无插错、正负极有无装反、焊接是否符合要求，然后正确连接测试电路。
d）线路板不插集成块，接上9V电源电压，测集成电路555（IC1）的8脚、4脚、1脚电压是否符合要求，测集成电路CD4017（IC2）的16脚、8脚电压是否符合要求。
如不符合及时查线排故，完成后插上555（IC1）集成电路和CD4017（IC2）集成电路。
e）拨码开关全部拨成断开状态，应观察到LED1闪烁，LED2灭。
f）拨码开关全部拨成闭合状态，应观察到LED1闪烁，LED2亮。
完成调试排故，由组长担任质检员角色对小组的成品进行质量检查。
（四）任务四分析验证（45分钟）
555时基电路构成的多谐振荡器
（1）看一看
用一字起逆时针调节RP1到底，用示波器观察IC1的③脚波形和电容波形。
图10波形图
（2）学一学
这个波形从何而来又是如何产生的？
①波形来自
这个波形来自于555多谐振荡器，该电路结构有何特点？
知识点链接：
555多谐振荡电路电路结构（教学重点）
图11555多谐振荡电路电路结构
电路接法规则：
4、8高，1地，5容；6、2一起接RC，7接RR，无外加。
与单稳、施密特电路结构区别？
②波形如何产生
知识点链接：
555定时器构成多谐振荡器的工作原理。
（教学难点）
图12工作原理图
电源接通后，Vcc通过电阻R1、R2向电容C充电。
当电容电压VC上升到
时，此时输出电压Vo=0，同时三极管VT导通，电容C通过R2放电，使VC下降（一个暂稳态），当电容电压VC下降到
时,输出电压Vo=1。
三极管VT被截止，C放电终止，又重新开始充电（另一个暂稳态），周而复始，形成振荡。
输出波形周期与哪些元件有关？
知识点链接（教学重点）
振荡周期T的计算方法。
电容器放电所需时间为：
电容器充电所需时间为：
555多谐振荡器的振荡频率为：
555多谐振荡器的振荡周期：
（3）验一验
a）顺时针调节RP1，观察LED1闪烁速度_____。
逆时针调节RP1，观察LED1闪烁速度_____。
b）保持上述状态不变,用示波器观察IC1的③脚波形，此时周期_____，再把电路中C2电容换成2.2uF电容，用示波器观察IC1的③脚波形，此时周期_____。
c）保持上述状态不变，用一字起逆时针调节RP1，用示波器观察IC1的③脚波形规律，波形周期（变长、变短、不变），其高电平时间（变长、变短、不变），
低电平时间（变长、变短、不变）。
（4）用一用
要使红灯闪烁周期变为10HZ，需要改变哪些元件，选用什么型号？
完成调试分析后，要求学生整理工作台面，归放工具，整理工具箱。
作品展示
把自己作品用手机拍照上传微信朋友圈，接受网友评论
四、任务评价
1、总结
（1）知识总结
通过该项目的学习获得的新知识，对整体情况作总结。
（2）技能总结
通过该项目的学习，进一步训练和提高了包括分析电路、布局布线、装配、调试等基本技能。
更为重要的是，培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
（3）职业素质的总结
通过分组学习和讨论的方式，加强学生的沟通能力、团队协作精神。
在教学实施的过程中渗透7S管理理念，从而培养学生的职业素养和职业精神。
2、评价
学生自评（依据任务书要求）
组员互评（组员合作态度，贡献情况）
教师评（由过程记录和成品完成情况）
3、拓展提升
巩固：
结合555多谐振荡器工作原理和CD4017计数器功能分析完整电路工作原理。
拓展：
设计一个彩灯电路原理图，要求彩灯闪烁周期为0.5s,闪烁10s后自动停止。
创新：
请设计用10只LED彩灯实现巡回点亮的功能。
教师展示视频
提问两段视频有什么共同之处？
分配角色
扮演仓库管理员
教师演示
多媒体信息技术辅助
教师巡回查看
教师提问
教师引导
事先在元器件中参入多余的元器件
引导启发
要领提点
巡回指导
教师批阅，找不不足之处
讲解注意点和技巧
提供参考图
播放视频示范操作
巡回指导
巡视检查
巡视辅导
教师对学生成品随机抽检
展示现象
引起学生思考
引导法提问
分析电路结构
总结特点
提问
引导法提问
讲解知识点
提问引起思考
讲解知识点
巡视辅导
提问引起思考
巡视
总结
教师评
布置课后任务，注意分层兼顾
听讲、观察并思考
明确工作内容
组长清点领取签字
分发组员
回顾
学生搜索信息
multisim仿真软件进行芯片功能仿真
学生回答
学生搜索信息
学生根据元器件清单和元件检测方法进行检测
尝试布局
听讲、思考、记忆
LochMaster软件进行布局布线
学生改进
仔细听讲
观察
学生观摩
学生观看
实践操作
组长考核工作区情况
自主探究
小组讨论
排除故障
填写排故报告
组长在各组情况统计表里填写质检结果，统计成品合格率
观察，思考
自主探究
小组讨论
学生听讲
读图识记
学生记忆
思考，回答
学生思考
学生听讲
自主探究
小组讨论
学生听讲
动手操作记录现象，填写调试报告
小组讨论
电路修改
学生整理
拍照上传
回顾
学生
自评互评
学生记录
使学生对所要学的东西有了直观认识，解决为什么学有什么用的疑问，激发学习欲望
培养团队协作精神
培养学生责任心和良好职业素养
用生动可视仿真现象帮助学生复习旧知
回顾555功能
使用信息技术，由被动学变主动学
巩固元器件检测知识
小组研讨
巩固布局技术
锻炼布局布线能力
合理的布局布线对提高焊接成功率和效率至关重要
帮助学生巩固焊接方法
学习焊接技巧
直观的视频演示使学生更容易掌握到焊接要领
通过实践掌握技巧
养成整理习惯
小组讨论培养交流沟通力
实践操作
丰富实践经验
模拟企业工作模式
掌握学生完成情况
引起学生兴趣
启发学生思考
引出教学重点
根据电路图引导学生读图记555多谐振荡电路特点
简洁语言帮助记忆
通过比较加深记忆
引出教学难点
阐述工作原理
既考核学生是否认真听讲又引出教学重点
阐述T的计算
回到实践加深理论知识的理解
由实践到会应用，真正掌握课堂所学知识
养培7S习惯
把课堂延伸到课外，交流分享学习成果，提高学习成就感
总结项目收获
评出优秀小组和优秀个人
进一步提高学生分析电路以及综合应用能力
板书设计
555多谐振荡器的制作和调试—LED彩灯电路的制作
一、电路制作
1、检测
2、装配
二、调试排故
三、555多谐振荡电路的分析
1、555多谐振荡器的电路结构
2、555多谐振荡器的工作原理
3、555多谐振荡器的振荡周期计算
T=0.7
4、实践验证
5、电路改动
要求红灯闪烁频率为10HZ
四、小结
五、作业
按要求设计彩灯电路
教学效果的反思
1、理论溶于项目：
采用项目教学法，在项目中融入555多谐振荡器，进行教和学，体现“做中教，做中学”的教学理念。
2、情境融与过程：
模仿企业工作模式，设置仓库管理员和质检员的角色，让学生体会企业生产过程，激发学生学习兴趣。
3、重点难点融与实践：
使知识在现象中引出，回归与现象验证，在应用中得以升华，击破重点攻克难点。
4、计算机辅助融于制作：
改变传统手绘布局方案模式，借助布局软件设计电路布局，提高电路制作效率和成功率。
5、信息化融与教学：
使用网络搜索，微博微信发帖等信息化手段，提高学生参与热情和学习成就感，教师也可以更方便的了解学生的反馈信息。
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