白秋桂
摘要:筆者通過(guò)分析浙江省新高考以來(lái),通用技術(shù)學(xué)科選考電子控制電路模塊真題的特點(diǎn),從考題的延展性與難度遞增兩個(gè)角度加以詳析,并以此為出發(fā)點(diǎn),在核心素養(yǎng)大背景下,提出低起點(diǎn)、重基礎(chǔ),抓核心要點(diǎn)、不偏離主線(xiàn),重實(shí)踐操作等三個(gè)有效復(fù)習(xí)策略,為選考學(xué)生迎考與高三教師復(fù)習(xí)引導(dǎo)提供參考借鑒。
關(guān)鍵詞:通用技術(shù)選考;考題延展性;電控模塊;高考復(fù)習(xí)策略
一、浙江省選考《通用技術(shù)》電控部分考題特點(diǎn)分析
浙江省自2017屆施行新高考以來(lái),于2016年4月份施行了第一次學(xué)選考,自此每年兩次,至2019年4月共七次。對(duì)于技術(shù)學(xué)科(包含通用技術(shù)與信息技術(shù))而言,這是全國(guó)首次納入高考,作為高校招生選拔人才的依據(jù),亦將本省高中階段技術(shù)學(xué)科的教學(xué)重要性提升至前所未有的高度。
相對(duì)其他高考科目,技術(shù)學(xué)科高考?xì)v史較短。按照時(shí)間順序,七份真題卷試題的難度逐次提升,越發(fā)體現(xiàn)考試的選拔功能。同時(shí),考題緊扣考試說(shuō)明,有難度有信度,為高校招生選拔提供依據(jù)。本文筆者將七份真題卷的電控模塊考題進(jìn)行詳析,并以典型考點(diǎn)為例,總結(jié)規(guī)律并提出相應(yīng)復(fù)習(xí)策略,以期為學(xué)生迎考復(fù)習(xí)拋磚引玉。
1.核心考點(diǎn)的延展性
二極管、三極管是電控模塊的核心部件,亦是高頻考點(diǎn)。筆者首先對(duì)2014年與2017年考試說(shuō)明中與三極管相關(guān)的考點(diǎn)做了對(duì)比,如下圖。
考試說(shuō)明中考核要求的變化(從b理解提升到c應(yīng)用),對(duì)應(yīng)在考題中題目難度的提高。三極管的截止、放大、飽和三種狀態(tài)中,學(xué)生比較熟悉其作為開(kāi)關(guān)的兩種狀態(tài)(截止與飽和)。而自2017年4月份始,考題遞次延展出現(xiàn)對(duì)其放大狀態(tài)的考查,并有從定性過(guò)渡到定量考查的趨勢(shì)。
線(xiàn)路連接作為壓軸題型,亦體現(xiàn)出核心考點(diǎn)的延展性。201604T17第2小題與201610T17第3小題均考查二極管及其保護(hù)電阻接法。201604T17第3小題與201610T17第4小題均考查三極管與負(fù)載的連接,其中前者需要考生選擇三極管類(lèi)型并將其畫(huà)出。
綜上,三極管的放大態(tài),是從開(kāi)關(guān)態(tài)分析的延展;連線(xiàn)題是以三極管管型從選擇到換用三極管而保持功能不變的知識(shí)深度延展。
鑒于考題的延展性,電控模塊的學(xué)習(xí),“模仿”不失為一種好的方式,例如串聯(lián)電阻對(duì)發(fā)光二極管的限流保護(hù);繼電器并聯(lián)二極管,以避免自感電流對(duì)三極管破壞等知識(shí)點(diǎn)??忌鷱摹澳7隆睉?yīng)用開(kāi)始入手,有助于克服復(fù)習(xí)中的畏難情緒。
2.難度逐次遞增
由于選考的選拔功能,試題的難度有逐次遞增的趨勢(shì)。按照時(shí)間順序去看,每次的難度比上一次略有增加,但若直接對(duì)照2016年和2019年考題的電控模塊,其難度變化十分顯著??碱}的延展性為復(fù)習(xí)提供方向,題目的難度遞增又需要教師在復(fù)習(xí)引導(dǎo)時(shí)把握好尺度,不可在原有難度上停留,亦不可盲目超綱,或是偏離基礎(chǔ)主線(xiàn)。
以555芯片的考查為例。在2016年10月、2017年11月以及2018年4月的考題中,555芯片的連接均采用學(xué)生較熟悉的1腳、8腳接電源,4腳接高電位,5腳接電容接地,2腳、6腳輸入,3腳輸出的接法,即3腳輸出信號(hào)完全由2腳、6腳的輸入信號(hào)決定,在201811T17題中,雖然用了兩只555芯片,其接法保持與前幾次考試相同。但在2019年4月份的考題中出現(xiàn)了555芯片使用5腳時(shí)的特性。這對(duì)很多學(xué)生是極大的考驗(yàn)(見(jiàn)下表所示)。雖然題目中給出了功能表,但是對(duì)于首次遇到此種接法的考生,不會(huì)分析者比比皆是,因此在2019年4月份的考試中,本題的得分率非常低。
由此可見(jiàn),在復(fù)習(xí)過(guò)程中,若一味被習(xí)題牽引,而忽略芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理,就很容易出現(xiàn)知識(shí)盲點(diǎn)。學(xué)生只有掌握了芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理,才能胸有成竹,知其所以然,遇到新題型不慌亂。另外學(xué)生還需要掌握常見(jiàn)集成門(mén)電路(74LS系列)的內(nèi)部連接,JN6201音樂(lè)芯片的輸入輸出關(guān)系,以及運(yùn)算放大器的工作原理。
再以電路局部功能的考查為例。在201811T13所示電路中,V3導(dǎo)通后,若閉合S,則V2導(dǎo)通。自此,V2導(dǎo)通為V3提供基極電流,V3導(dǎo)通為V2提供基極電流,V1失去對(duì)V3的控制作用,V2與V3彼此“鎖定”對(duì)方的導(dǎo)通狀態(tài)。再來(lái)看201904T17第(4)小題,題中要求“改用一個(gè)三極管和一個(gè)電阻來(lái)‘維持過(guò)載后負(fù)載電源的斷開(kāi)狀態(tài)”,此“維持”即201811T13中的“鎖定”。因此只要把201811T13電路中的V2與R5的接法復(fù)制過(guò)來(lái)即可實(shí)現(xiàn)“維持”題中所要求的狀態(tài)。
此兩道題所考查電路的功能可謂一致,但是難度上卻大相徑庭,對(duì)應(yīng)考核要求上從理解到應(yīng)用的提升,是典型的學(xué)習(xí)分析到設(shè)計(jì)分析的拓展,即學(xué)以致用。對(duì)于前者,題目給出完整電路,學(xué)生通過(guò)分析,可自行得出正確結(jié)論。但對(duì)于后者,同樣的功能實(shí)現(xiàn),需要學(xué)生設(shè)計(jì)此部分電路,三極管與電阻均需自己畫(huà)出,且需要與原電路正確連接方能實(shí)現(xiàn)“維持”功能。
二、復(fù)習(xí)策略
1.低起點(diǎn)、重基礎(chǔ)
鑒于選考科目與高校專(zhuān)業(yè)招生的相關(guān)性日益緊密,不少學(xué)生出于專(zhuān)業(yè)選擇更廣的層面,會(huì)選擇技術(shù)與另外兩門(mén)文科的組合。針對(duì)學(xué)生理科基礎(chǔ)較弱的特點(diǎn),電控部分復(fù)習(xí)宜從“低起點(diǎn)、重基礎(chǔ)”入手。在復(fù)習(xí)中,若把復(fù)雜電路分為輸入部分、控制部分與輸出部分,并分別從三部分加以分析,可以有效降低理解難度。例如在輸入部分電路中,先讓學(xué)生學(xué)會(huì)電路中電位高低的判斷(如下表所示)。
在以上電路基礎(chǔ)上,將R1(或者R2)用各類(lèi)敏感電阻(傳感器)代替,就形成基本電子控制電路的輸入部分,UA端電位即為控制端輸入信號(hào)。在此,學(xué)生需要掌握各種傳感器電阻變化特性,包括磁敏電阻(干簧管)、光敏電阻、熱敏電阻、濕敏電阻、駐極體話(huà)筒等。(光電管、紅外管、壓敏、氣敏等僅作拓展。)傳感器電阻隨外界條件變化,從而引起A點(diǎn)電位UA的變化,UA即為下一級(jí)控制電路的輸入信號(hào)。
電路的輸出部分主要是聲、光、電。發(fā)光二極管保護(hù)電阻的接法,繼電器的引腳連線(xiàn)(線(xiàn)圈及常開(kāi)常閉觸點(diǎn)的接法)及起保護(hù)作用的二極管的反接等是高頻考點(diǎn)。電路的輸入部分與輸出部分皆不構(gòu)成理解難點(diǎn)。
2.抓核心要點(diǎn),不偏離主線(xiàn)
以2018年4月份第17題為例(下圖)。此題為暗室報(bào)警電路,涉及光敏電阻特性,繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)J-2在電路中的作用,蜂鳴器不響的可能原因(電路故障分析),不同光照強(qiáng)度時(shí)工作的調(diào)試,以及555芯片損壞如何用三極管代替實(shí)現(xiàn)同種功能等項(xiàng)目的考查。
與多數(shù)復(fù)習(xí)用書(shū)相比,高考真題顯得“中規(guī)中矩”,指向明確地考查學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的掌握及基本元器件的應(yīng)用。在復(fù)習(xí)階段引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯推理時(shí),將高考原題進(jìn)行變式拓展不失為一種有效方法,難度上亦可循序漸進(jìn)。例如,在輸入部分將Rg由上偏置改為下偏置,將A腳與B腳位置調(diào)換;在控制部分,555芯片如何用三極管(PNP型或NPN型)代替,在改用三極管控制的時(shí)候應(yīng)注意哪些問(wèn)題,芯片是否也可以用邏輯門(mén)替代;在輸出部分,J-1的常開(kāi)觸點(diǎn)能否改成常閉,如何改。如何將暗室報(bào)警電路改裝成大棚溫度控制,濕度控制,或者水箱水位控制電路;如何實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、水位的區(qū)間控制,如何調(diào)試區(qū)間,以及可能故障的排查。通過(guò)變式,各種元器件及芯片的工作原理及要點(diǎn)等基礎(chǔ)知識(shí)亦可得到復(fù)習(xí)鞏固。
選考應(yīng)考復(fù)習(xí)資料鋪天蓋地,而現(xiàn)成的復(fù)習(xí)資料難免偏離高考主線(xiàn),教師在引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)時(shí),需要加以甄別,避免將寶貴的復(fù)習(xí)時(shí)間浪費(fèi)在偏題怪題上。高校招生選拔注重學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí),及涵蓋邏輯推理能力等核心素養(yǎng)。
3.重實(shí)踐操作,提高復(fù)習(xí)效率
在復(fù)習(xí)迎考階段,教師通常會(huì)忽視電路的實(shí)踐操練。事實(shí)上,常見(jiàn)元器件的識(shí)別及芯片的接法、輸入部分傳感器的上下偏置、三極管的類(lèi)型變換、繼電器的常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)的選擇使用、定量的溫度(或濕度等)區(qū)間的變化調(diào)試、以及電路的相反功能實(shí)現(xiàn)等均是需要?jiǎng)邮謱?shí)踐的領(lǐng)域。在實(shí)驗(yàn)室中將學(xué)生的困惑解決,將會(huì)使復(fù)習(xí)起到事半功倍的效果。同時(shí),實(shí)踐操作才是真正提升學(xué)生工程素養(yǎng)的有效手段,使學(xué)生得以學(xué)以致用。
三、拓展與反思
學(xué)習(xí)貴在“舉一反三”。筆者以為,深入分析挖掘真題卷的考題特點(diǎn)與規(guī)律趨勢(shì),對(duì)于引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)的夯實(shí)與邏輯思維能力的訓(xùn)練與提高并在高考中取勝有莫大幫助。同時(shí),有策略的高效復(fù)習(xí),將電控模塊所學(xué)理論知識(shí)加以應(yīng)用,使學(xué)生真正學(xué)有所得,學(xué)以致用,亦是提高其核心素養(yǎng)的有效途徑。
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