呂 寧

合作學(xué)習(xí)是20世紀(jì)70年代初率先興起于美國,并在70年代中期取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展的一種富有創(chuàng)意和實(shí)效的教學(xué)理論與策略。筆者結(jié)合數(shù)字電路中“555集成電路應(yīng)用” 教學(xué)的實(shí)際情況,進(jìn)行了小組合作學(xué)習(xí)教學(xué)探究。

《555集成電路應(yīng)用》以合作學(xué)習(xí)的現(xiàn)代教學(xué)思想和任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法為指導(dǎo),以學(xué)生所熟悉的555集成電路基本功能相關(guān)知識為背景,結(jié)合學(xué)生已掌握555集成電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及多諧振蕩器的工作原理,要求學(xué)生采用小組合作學(xué)習(xí)的方法設(shè)計制作一個實(shí)用的555定時器電路。

一、布置任務(wù)

一周前,當(dāng)講解完555集成電路的基本功能和由555集成電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及多諧振蕩器的工作原理后,筆者就向全班同學(xué)布置了一個作業(yè),即課后請同學(xué)們采用小組合作學(xué)習(xí)的方法設(shè)計制作一個實(shí)用的555定時器電路。

為了促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí),筆者首先根據(jù)全班學(xué)生的學(xué)業(yè)水平、興趣、性別、家庭背景、住校與否等幾個方面的因素將全班分為4個小組,以六人為一小組進(jìn)行合作學(xué)習(xí)。

其次,分別向四個小組布置任務(wù):第一組設(shè)計制作電壓監(jiān)視器(單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用),第二組設(shè)計制作門燈延時電路(單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用),第三組設(shè)計制作報警電路(多諧振蕩器的應(yīng)用),第四組設(shè)計制作轉(zhuǎn)向閃光電路(多諧振蕩器的應(yīng)用)。

二、活動過程

在接下來一周時間了四個小組分別進(jìn)行了活動:

一是到圖書館查找有關(guān)電壓監(jiān)視器的資料、到學(xué)校各個場所實(shí)地觀察哪些地方使用了門燈延時電路、找出現(xiàn)實(shí)生活中使用了報警電路的場所、到校外某摩托車、電動車修理店,向修理師傅請教摩托車、電動車轉(zhuǎn)向燈工作過程。

二是上網(wǎng)查找、下載有關(guān)資料,請教老師。

三是小組討論,設(shè)計電路,和指導(dǎo)老師一起分析電路的工作原理,驗(yàn)證電路的可行性。小組成員進(jìn)行分工,分別完成繪制電原理圖、設(shè)計裝配圖、準(zhǔn)備好要使用的儀器設(shè)備、購買元器件、安裝、焊接、調(diào)試,完成各自電路的制作。

四是分別撰寫制作電路的小組合作學(xué)習(xí)工作報告。

三、最后各小組匯報與交流合作學(xué)習(xí)成果

1.第一組:制作好電壓監(jiān)視器

(1)兩位小組成員將制作好的電壓監(jiān)視器現(xiàn)場操作。

(2)一位小組成員介紹設(shè)計電路的思路、分析電路的工作過程以及電路設(shè)計制作中的困難,解決的方法。

(3)教師對第一小組的匯報進(jìn)行評價,指出在實(shí)際應(yīng)用中,可以采用像萬用表的檔位開關(guān)那樣,通過換檔就可以測量不同的電壓值。要求該合作小組課后完善和改進(jìn)此電路:通過增加換檔開關(guān)轉(zhuǎn)換,制作成多檔電壓監(jiān)視器。

2.第二組:制作好門燈延時電路

(1)兩位小組成員將制作好的門燈延時電路安裝好。

(2)小組匯報,介紹設(shè)計電路的思路、分析電路的工作過程。

(3)教師對第二小組的匯報進(jìn)行評價,提出課后對電路需要完善和改進(jìn)的地方:①合并雙電源,②用可控硅取代繼電器。

3.第三組:制作好報警電路

(1)兩位小組成員將制作好報警電路安裝在教室的窗臺上并演示操作。

(2)一位小組成員將本組同學(xué)進(jìn)行課外學(xué)習(xí)活動的錄像片在投影儀上播放。

(3)一位小組成員展示學(xué)生制作的多媒體動畫,講解電路工作原理,演示工作過程。

(4)教師對第三小組的匯報進(jìn)行評價,指出若將細(xì)銅絲轉(zhuǎn)換成磁鐵塊,可以增加報警電路的可靠性,課后考慮如何改進(jìn)?

4.第四組:制作好轉(zhuǎn)向閃光電路

(1)用泡沫貼片在黑板上貼出轉(zhuǎn)向閃光電路原理圖。

(2)一位小組成員將制作好的轉(zhuǎn)向閃光電路安裝在一輛玩具電動車上,進(jìn)行轉(zhuǎn)向閃光操作。

(3)一位小組成員充當(dāng)情景解說員。

(4)演示完畢后,一位小組成員介紹設(shè)計電路的思路:汽車、摩托車、電瓶車等轉(zhuǎn)向燈的亮暗是按一定頻率閃爍的,原電路是通過簧片的變形來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向燈閃爍的,受溫度影響較大,閃爍頻率變化也較大,而用555多諧振蕩器設(shè)計的轉(zhuǎn)向閃光電路受溫度影響較小,振蕩頻率也較穩(wěn)定。

(5)教師對第四小組的匯報進(jìn)行評價,指出:此電路可以做到左右燈閃爍時間完全相等,只要改變一下輸出電路的接法(拼圖移動)。

本次小組合作學(xué)習(xí)是成功的,它符合“以學(xué)生發(fā)展為中心,注重合作學(xué)習(xí),重視學(xué)生的主體地位”的教學(xué)理念,教師真正成為了教學(xué)活動的組織者、引導(dǎo)者。教學(xué)中以“理論聯(lián)系實(shí)際”的思想為指導(dǎo),以“動手做一做”為主題,以學(xué)生能力發(fā)展為根本,以制作實(shí)用的555定時器應(yīng)用電路為主線,采用了多種形式的學(xué)生課外學(xué)習(xí)活動和課堂學(xué)習(xí)成果展示匯報,強(qiáng)化了學(xué)生的主體意識,激發(fā)了學(xué)生潛在的創(chuàng)造力,實(shí)現(xiàn)了在合作學(xué)習(xí)中人人參與學(xué)習(xí),個個互動補(bǔ)充,嘗試了共同成功的喜悅。

(作者單位:江蘇省常州技師學(xué)院)