呂 寧

合作學習是20世紀70年代初率先興起于美國,并在70年代中期取得實質性進展的一種富有創(chuàng)意和實效的教學理論與策略。筆者結合數(shù)字電路中“555集成電路應用” 教學的實際情況,進行了小組合作學習教學探究。

《555集成電路應用》以合作學習的現(xiàn)代教學思想和任務驅動式教學方法為指導,以學生所熟悉的555集成電路基本功能相關知識為背景,結合學生已掌握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,要求學生采用小組合作學習的方法設計制作一個實用的555定時器電路。

一、布置任務

一周前,當講解完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,筆者就向全班同學布置了一個作業(yè),即課后請同學們采用小組合作學習的方法設計制作一個實用的555定時器電路。

為了促進學生進行小組合作學習,筆者首先根據(jù)全班學生的學業(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,以六人為一小組進行合作學習。

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

二、活動過程

在接下來一周時間了四個小組分別進行了活動:

一是到圖書館查找有關電壓監(jiān)視器的資料、到學校各個場所實地觀察哪些地方使用了門燈延時電路、找出現(xiàn)實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、電動車轉向燈工作過程。

二是上網(wǎng)查找、下載有關資料,請教老師。

三是小組討論,設計電路,和指導老師一起分析電路的工作原理,驗證電路的可行性。小組成員進行分工,分別完成繪制電原理圖、設計裝配圖、準備好要使用的儀器設備、購買元器件、安裝、焊接、調試,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習工作報告。

三、最后各小組匯報與交流合作學習成果

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計電路的思路、分析電路的工作過程以及電路設計制作中的困難,解決的方法。

(3)教師對第一小組的匯報進行評價,指出在實際應用中,可以采用像萬用表的檔位開關那樣,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此電路:通過增加換檔開關轉換,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行評價,提出課后對電路需要完善和改進的地方: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進行課外學習活動的錄像片在投影儀上播放。

(3)一位小組成員展示學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行評價,指出若將細銅絲轉換成磁鐵塊,可以增加報警電路的可靠性,課后考慮如何改進?

4.第四組:制作好轉向閃光電路

(1)用泡沫貼片在黑板上貼出轉向閃光電路原理圖。

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

(3)一位小組成員充當情景解說員。

(4)演示完畢后,一位小組成員介紹設計電路的思路:汽車、摩托車、電瓶車等轉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現(xiàn)轉向燈閃爍的,受溫度影響較大,閃爍頻率變化也較大,而用555多諧振蕩器設計的轉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)。

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

(作者單位:江蘇省常州技師學院)