《一些元器件的原理和使用要點(diǎn)》名師教案

1/9一些元器件的原理和使用要點(diǎn)教學(xué)設(shè)計(jì)東遼縣第一高級(jí)中學(xué)趙培培1.核心素養(yǎng)通過《一些元器件的原理和使用要點(diǎn)》的學(xué)習(xí)過程，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理的好奇心，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析及動(dòng)手操作及表述能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)物理的興趣，關(guān)注實(shí)驗(yàn)及知識(shí)在生產(chǎn)生活中的實(shí)際應(yīng)用。2.教學(xué)目標(biāo)(1)知道二極管的單向?qū)щ娦院桶l(fā)光二極管的發(fā)光特性，了解三極管的放大特性(2)了解集成電路塊和集成電路實(shí)驗(yàn)板的有關(guān)知識(shí)和使用方法(3)知道集成電路塊74LS14的工作原理及使用方法、微型電位器、蜂鳴器的使用方法，會(huì)在集成電路實(shí)驗(yàn)板上連接簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)電路。3.學(xué)情分析高二理科學(xué)生雖然已經(jīng)學(xué)習(xí)了電路的有關(guān)知識(shí)以及傳感器的有關(guān)知識(shí)，但是本節(jié)課都是以前實(shí)驗(yàn)中未接觸過的元器件，所以學(xué)生一開始會(huì)很陌生，不太容易接受，需要老師對(duì)學(xué)生耐心指導(dǎo)和并給與鼓勵(lì)。本節(jié)課利用教具以及多媒體展示元器件的使用要點(diǎn)，學(xué)生可以通過認(rèn)真觀察和分析,能自然而然的進(jìn)入到物理情景當(dāng)中,順利掌握本節(jié)課的內(nèi)容。并能按照課本要求完成實(shí)驗(yàn)，從而達(dá)到提高能力的學(xué)習(xí)目的。4.重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：(1)二極管的工作原理(2)集成電路塊、電位器、蜂鳴器和集成電路實(shí)驗(yàn)板的使用要點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)：在集成電路實(shí)驗(yàn)板上連接簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)電路5.教學(xué)過程課前：登陸優(yōu)教平臺(tái)，發(fā)送預(yù)習(xí)任務(wù)。根據(jù)優(yōu)教平臺(tái)上學(xué)生反饋的預(yù)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)薄弱點(diǎn)，針對(duì)性教學(xué)。（優(yōu)教提示：請(qǐng)登陸優(yōu)教平臺(tái)，發(fā)送本節(jié)預(yù)習(xí)任務(wù)）活動(dòng)1【導(dǎo)入新課】使用兒童玩具電子琴為學(xué)生們彈奏簡(jiǎn)單的音樂，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象，然后展示手中面包板及上面的電路，可以讓二極管發(fā)光，可以讓蜂鳴器發(fā)出響聲，并且進(jìn)行調(diào)節(jié)。引起好奇心，激發(fā)學(xué)生的濃厚興趣【多媒體展示面包板圖片】師：我們看到電路板上有很多小元件他們都是干什么的呢？今天就先來一起學(xué)習(xí)一些元器件的原理和使用要點(diǎn)，為我們做傳感器的有關(guān)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。活動(dòng)2【復(fù)習(xí)提問】問題引領(lǐng)，合作探究師：拿起面包板為學(xué)生展示五顏六色的彩燈，我們先來學(xué)習(xí)晶體管，晶體管分為二極管和三極管，三極管具有放大特性，高中階段主要研究二極管，提問二極管的符號(hào)是什么樣的？生：學(xué)生上黑板畫出二極管的符號(hào)，提示學(xué)生標(biāo)出正負(fù)極。師：晶體二極管有什么特性?生：?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦?，二極管有正負(fù)極，電流由正極流向負(fù)極時(shí)導(dǎo)通。正向?qū)〞r(shí)電阻很小，反向電阻很大。師：我們生活中都有哪些利用了二極管？生：電飯鍋指示燈，遙控器指示燈，節(jié)日彩燈等師：中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中常用的晶體管有普通二極管、發(fā)光二極管，發(fā)光二極管除了具有單向?qū)щ娦酝?，?dǎo)電時(shí)還能發(fā)光。它小巧玲瓏、顏色鮮艷，又很省電。家用電器一般用它作指示燈。師：【聯(lián)系生活】普通的發(fā)光二極管是用磷化鎵或磷砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成的，直接將電能轉(zhuǎn)化為光能。所以應(yīng)用很廣泛，比如節(jié)日彩燈，同學(xué)們知道它們是怎么連的么？為什么有一個(gè)小彩燈不亮了，其他的彩燈還會(huì)繼續(xù)發(fā)光？生：串聯(lián)、并聯(lián)。師：【提出疑問】為什么有一個(gè)小彩燈不亮了，其他的彩燈還會(huì)繼續(xù)發(fā)光？其實(shí)每一個(gè)彩燈是與電阻稍大的導(dǎo)線并聯(lián)一起然后串接在一起的活動(dòng)3【實(shí)驗(yàn)】問題引領(lǐng)，合作探究探究活動(dòng)一：師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀檢測(cè)發(fā)光二極管的實(shí)驗(yàn)以小組為單位檢測(cè)發(fā)光二極管的特性，并解釋為什么檢側(cè)二極管時(shí)多用電表要串聯(lián)一節(jié)干電池。師：提問干電池與多用電表的表筆怎么連接？生：干電池的負(fù)極與多用電表的黑表筆連接。師：引導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。生：先做完的小組展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，回答書上問題。師：導(dǎo)通時(shí)與黑表筆相連的是二極管的正極。長(zhǎng)腳為二極管的正極。多媒體展示活動(dòng)4【多媒體及實(shí)物展示】師：電路板上還有一類很重要的元件，叫集成電路塊，這個(gè)實(shí)際上是若干個(gè)三極管和電阻組成的，它們常常制作在很小的硅片上，封裝后留出引腳，這就是集成電路塊，我們?cè)谶壿嬰娐分刑岬竭^，我們使用的型號(hào)為74LS14的集成塊。師：介紹引腳如何排序，并介紹7腳接地，14腳接電源正極，并找到各門電路輸入輸出端，讓學(xué)生閱讀它的工作原理。生：它里面有六個(gè)非門，實(shí)驗(yàn)時(shí)只是用其中的一個(gè)非門，這種非門性能特別，稱為斯密特觸發(fā)器。當(dāng)加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個(gè)值（1.6V）時(shí)，輸出端Y會(huì)突然從高電平調(diào)到低電平（0.25V）,而當(dāng)輸入端A的電壓下降到另一個(gè)值得時(shí)候（0.8V），Y會(huì)從低電平調(diào)到高電平（3.4V）.斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為突變的數(shù)字信號(hào)。師：總結(jié)集成塊使用要點(diǎn)?；顒?dòng)5【多媒體及實(shí)物展示】問題引領(lǐng)，合作探究師：拿起面包板提出問題：這種集成電路是把一些電子元件用集成電路板集合在一起進(jìn)行相應(yīng)的連接，我手中的比較簡(jiǎn)單，而有些實(shí)驗(yàn)電路比較復(fù)雜，使用的元件比較多。元件的組裝有兩種方法：一種組裝方法是把元件焊接在事先制作的印制電路板上，借助板上治好的各種條形銅箔，把元件連接成所需的電路。我們常見的兒童玩具，家用電器上都有這樣的電路板?；顒?dòng)6【實(shí)驗(yàn)】問題引領(lǐng)，合作探究師：另一種組裝方法是使用集成電路實(shí)驗(yàn)板，俗稱面包板，它由塑料制成，上下兩面的結(jié)構(gòu)（如圖）板的上面有許多整齊排列的小插孔，分布在凹槽的兩側(cè)。每個(gè)孔內(nèi)都有一個(gè)用來夾持元件引線的銅爪，他們由若干條形銅片按一定的規(guī)律連接起來。下面同學(xué)們就利用手中的元件來探究一下我們手中的面包板內(nèi)部是如何連接的。師：提示學(xué)生探究方法，在多媒體上展示探究電路，以小組為單位進(jìn)行探究。請(qǐng)同學(xué)回答并展示探究結(jié)果。生：展示探究結(jié)果，第一行和最后一行是整條銅片連接的，中間的部分是豎排每五個(gè)用一根銅片連接。師：是不是這樣連接的呢，揭曉答案。揭去板的下面的塑料膜，就能看清楚了。其中標(biāo)有X的一行小孔是用整條銅片連通的，通常用來連接電源的正極。標(biāo)有Y的一行小孔也是用整條銅片連通的，通常用來連接電源的負(fù)極（接地端）。其余的空則是每五個(gè)為一組縱向連通，例如第一列的A、B、C、D、E五個(gè)空連通，F(xiàn)、G、H、I、J五個(gè)空連通。師：使用實(shí)驗(yàn)板時(shí)，集成電路塊要夸在凹槽之上，讓它兩側(cè)的引腳分別插入E、F等空。其余的元件按照電路的結(jié)構(gòu)插入合適的空中，并且讓應(yīng)該連在一起的引腳插入同一組的五個(gè)空就可以了，不需要焊接，也不需要接線柱。就像老師連得這樣。引導(dǎo)學(xué)生看懂連接?；顒?dòng)7【實(shí)驗(yàn)】問題引領(lǐng)，合作探究師：這種集成電路板上都是電子元件，電路板都不是很大，但是實(shí)際應(yīng)用時(shí)電路都很復(fù)雜，那么上面的元件也就很小，比如小電阻，還有小的可調(diào)電阻，也叫微型電位器，它可以插在面包板上使用，他有三個(gè)引腳。請(qǐng)同學(xué)探究怎樣使用，提示螺絲刀。師：找小組展示探究結(jié)果生：學(xué)生合作展示師：同學(xué)向想一想這個(gè)微型電位器與以前我們學(xué)過的那個(gè)電學(xué)儀器很相似？生：滑動(dòng)變阻器師：兩側(cè)的引腳接到電阻體（附著在絕緣物上的圓弧形碳膜）的兩端，中央的引腳接到滑動(dòng)片上，用小螺絲刀旋動(dòng)圓形金屬片中間的一字形窄孔，就可以改變滑動(dòng)片在電阻體上接觸的位置，從而改變中央與任一側(cè)這兩個(gè)引腳之間的電阻值。并多媒體展示形形色色的電位器師：電路板上還有蜂鳴器供報(bào)警裝置使用，蜂鳴器教科書的實(shí)驗(yàn)中使用的蜂鳴器其實(shí)是一種微型直流音響器。它的塑料外殼很小巧，直徑只有十幾毫米左右。頂部開圓孔使聲音傳出，底部有兩根引腳連接電源，其中長(zhǎng)腳要接電源的正極。我們使用的是YMD-12095-I型，價(jià)格在一元以下。它自帶音源，接通電源時(shí)，就會(huì)發(fā)出連續(xù)的聲音，頻率約2000Hz。它的發(fā)聲器相當(dāng)一個(gè)動(dòng)圈式耳機(jī)，由裝在音響器內(nèi)部的集成音頻振蕩和放大電路來驅(qū)動(dòng)。它的工作電壓分為1.5、3、6、9、12V五種，本實(shí)驗(yàn)可以選用3V或6V的。師：找學(xué)生閱讀課件上它的工作原理。生：學(xué)生閱讀。加深理解活動(dòng)8【展示簡(jiǎn)單的溫度報(bào)警器】師：就用我們學(xué)過的器件來做這樣的實(shí)驗(yàn)。多媒體展示?；顒?dòng)9【講授】課堂小結(jié)、課堂訓(xùn)練師：本節(jié)課同學(xué)們都學(xué)到了什么？生：二極管單向?qū)щ娦?、微型電位器、蜂鳴器、集成電路快、面包板工作原理及使用方法。能夠按照使用要點(diǎn)連接簡(jiǎn)單的電路。師：給出元件口訣：發(fā)光發(fā)聲找長(zhǎng)腳，集成芯片找凹槽，微型電位找頂角，面包板上玄機(jī)高，上下橫排一條線，凹槽兩側(cè)五連好。課堂訓(xùn)練（優(yōu)教提示：打開優(yōu)教配套習(xí)題，使用互動(dòng)答題卡，更快更便捷地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況）活動(dòng)10【板書設(shè)計(jì)】一些元器件的原理和使用要點(diǎn)一、晶體管普通二極管發(fā)光二極管，發(fā)光二極管長(zhǎng)腳為正極二、邏輯集成電路塊三、集成電路實(shí)驗(yàn)板四、微型電位器五、蜂鳴器：長(zhǎng)腳接正極活動(dòng)11【作業(yè)】布置作業(yè)觀察生活中傳感器的應(yīng)用實(shí)例，并試畫原理圖活動(dòng)12【課后反思】本節(jié)課是為傳感器的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的內(nèi)容，對(duì)于前面?zhèn)鞲衅鞯膽?yīng)用理解起到了很好的輔助作用。內(nèi)容貼近學(xué)生生活，體現(xiàn)了物理來源于生活，服務(wù)于社會(huì)的課程理念。因此本節(jié)課以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，分別展示了二極管單向?qū)щ娦?、微型電位器、蜂鳴器、集成電路塊、面包板工作原理及使用方法。使學(xué)生能夠按照使用說明連接簡(jiǎn)單的電路，得到了良好的預(yù)期效果。以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為事實(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析產(chǎn)生這一效果的理論原因，用學(xué)過的理論知識(shí)解釋生活中一些簡(jiǎn)單邏輯電路的原理，能較好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。但本節(jié)課學(xué)習(xí)的有關(guān)電工電子技術(shù)的知識(shí)還比較膚淺，學(xué)生想要進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，可以通過上網(wǎng)查閱有關(guān)資料豐富自己。并在以后的大學(xué)學(xué)習(xí)中進(jìn)行深一步探究。本節(jié)課的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：整堂課的教學(xué)思路清晰，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，對(duì)實(shí)驗(yàn)的講解比較到位，