(一)活动目标
续表
(二)活动结构
本课程分为4个模块:电子制作工具的使用、常见电子元件的认识、传感器的认识、常见电路的设计。
电子制作工具的使用是课程的基础,学生通过常见电子制作工具的使用学习,掌握工具使用的基本方法,并熟练掌握电子焊接技能,形成工具的操作素养和安全素养。
常见电子元件的认识是让学生熟悉常见的电子元件结构以及在电路中的作用,充分掌握其在电路中的性能,为后边的电路设计打下基础。
传感器的认识是智能电路的前提,通过学习传感器的传感功能,熟悉智能电路中传感器的作用,并能准确灵活地运用传感器。
常见电路的设计是课程的主要部分,课程将从最基本的开关电路入手,让学生学会基本电路的组成,逐步探索智能控制电路的设计和制作,并用于解决生活中的实际问题,形成智能生活的习惯,培养创新素养。
(三)活动流程
1.课前准备
学生准备
教师准备
①资料准备:创意电子设计与制作相关资料。
②工具准备:增力类工具、夹持类工具、切割类工具、电动工具、电热工具、测量工具、清洁工具,每组各一套。
③电子元件准备:各种规格、类型的电阻、电容、电感、晶体管和电路元件若干。
④传感器准备:电阻传感器、电容传感器、电感传感器、磁电式传感器,以及温度、湿度、光感等传感器若干。
2.工具的认识及使用
(1)增力类工具的认识和使用
①螺丝刀的结构及使用方法、技巧。
②扳手的种类认识及使用方法。
③锤子的使用方法。
(2)夹持类工具的认识和使用
①钳类工具的认识及使用。
②夹具的认识和使用。
③焊台的使用。
(3)切割类工具的认识和使用
①刀、锯、钳的使用。
②各种钻的使用。
③各种锉刀、磨具的使用。
(4)电热工具的认识和使用
①电烙铁的结构认识和使用。
②熟练掌握五步焊接法。
③散热风枪、热熔枪的使用。
(5)量具及清洁工具的使用
(6)常见的电子加工工艺
3.电子元件的识别
(1)电阻、电容、电感的识别及性能
①电阻:电子学符号——R。
按电阻的封装形式:贴片电阻、手插电阻。
按电阻的功能特性:限流电阻、压敏电阻、温敏电阻。
按电阻的材料形式:碳膜电阻、金属膜电阻、金氧膜电阻、绕线电阻。
②电容:电子学符号——C。
按电容的封装形式:贴片电容、手插电容。
按电容的材料特性:瓷片电容、电解电容、钽电容、聚酯电容(膜电容)、云母电容、玻璃电容、独石电容等。
③电感:电子学符号——L。
按电感的封装形式:贴片电感、手插电感。
按电感的加工方式:绕线电感、叠层电感。
按电感的外观及功能:色环电感、空心线圈、铁芯线圈、瓷芯电感、滤波电感、滤波器、浪涌吸收器等。
(2)晶体管的识别及性能
①二极管:电子学符号——D。
按封装的形式:贴片二极管、手插二极管。
按封装的材料:玻璃二极管、塑封二极管。
按半导体材料:硅二极管、锗二极管。
按功能的特性:整流二极管、开关二极管、发光二极管、稳压二极管。
二极管的变形体:整流块电路、数码发光管、双色发光管。
②三极管:电子学符号——Q或TR。
按封装形式:贴片三极管、手插三极管。
按加工方式:普通三极管、MOS三极管。
按半导体结:PNP管、NPN管;N-Channel MOS管、P-Channel MOS管。(www.xing528.com)
③集成电路(IC):电子学符号——U。
按封装形式:DIP(双排直插)、SOT(双排贴片)、QFP(四方贴片)、BGA(底部引脚贴片)。
按封装材料:塑封IC、陶瓷IC。
(3)其余各类电子元件的识别
①开关:电子学符号——SW。
按功能特性:拨挡开关、按键开关、热敏开关。
②插座:电子学符号——J。
插座形式多样一般可分为插针式和插孔式,大多插座都为插孔式。
③晶振:电子学符号——X。
晶振是一类比较特殊的元件,性质上不类似其他的元件,在电子学特性上无法界定它的阻性、容性、感性,所以其电子学符号采用数学符号中自变量符号X。
④光电耦合器:它是一种使用电信号控制的通断型元件。
⑤变压器:它是一种通过耦合线圈对电压信号进行变换的元件。
按耦合方式:互耦式变压器、自耦式变压器。
⑥保险管:电子学符号——Fuse。
保险管是一类可快速熔断或阻值变化很大的电阻。在正常工作时电阻很小可近似为导线,在电路发生异常时快速熔断或电阻变得很大近似为断路。
4.传感器的识别
(1)压力传感器
工作原理:压力传感器主要利用弹性材料的形变和位移来检测外界信号的变化,并将其转换为电信号。
生活中最常见的压力传感器:电子秤。
(2)光敏传感器
工作原理:光敏电阻的阻值会随光照射程度的不同而产生变化,在一个闭合的电路中,电阻阻值的大小会影响电流的大小,从而将光这种外部信号转化为电信号。
最常见的光敏传感器:太阳能电池。
(3)气敏传感器
气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。最常用的是半导体气敏传感器。它的应用主要有:一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等。
它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号,根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息,从而可以进行检测、监控、报警;还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。
(4)湿敏传感器
工作原理:湿度是指空气中水蒸气的含量。通过湿敏元件,感知空气中湿度的变化,通过转换元件,将其转换为电信号。
常见的湿敏传感器:自动加湿器。
(5)温度传感器
工作原理:利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量。
常见的温度传感器:电子温度计、空调。
(6)声敏传感器
工作原理:将声音震动信号转化到声敏元件上,再转化为电流信号或是将震动转化为磁场信号,再转化为电信号。
常见的声敏传感器:电话、声控灯。
5.控制电路的设计与制作
①整流电路。
②滤波电路。
③放大电路。
④智能控制电路。
学生活动
①学习工具的使用。
②学习电路的设计与连接。
教师指导
①工具使用指导:工具使用方法的指导。
②设计指导:电子元件基本性能使用指导。
③制作指导:制作工艺指导。
④创新指导:发现生活中的问题,通过智能方式解决。
(四)所含实践安全环节
①工具的使用,指导学生安全使用的方法,强调操作规范。
②电器的使用,注意用电安全规范。
(五)课外习题及课程讨论
如何加强智能控制的设计。
(六)教学方法与手段
讲授法、实作法、实践探究法。
(七)各教学环节学时分配
(八)考核内容
①制作工艺。
②控制效果。
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