摘要：運(yùn)用電子積木能提高動(dòng)手能力，開拓創(chuàng)新思維，點(diǎn)燃創(chuàng)造靈感，集教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、趣味性制作于一體，實(shí)現(xiàn)專業(yè)課實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的高效化。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)；電子積木

技工學(xué)校電類專業(yè)基礎(chǔ)課是實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，尤其對于一些抽象的理論，借助實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)可使其更加直觀、生動(dòng)、形象。如何提高專業(yè)理論課、專業(yè)技能課的教學(xué)效率，使之在一定的課時(shí)內(nèi)完成更多的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)任務(wù)，是值得探究的問題。在教學(xué)設(shè)備條件一定的情況下，需要專業(yè)課教師探索實(shí)際的、高效率的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)新方法，使學(xué)生在固定的課時(shí)中做更多的實(shí)驗(yàn)，獲得更多的技能，使實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)現(xiàn)高效化。

現(xiàn)行電類教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)存在的問題

效率低電子電工實(shí)驗(yàn)一般要經(jīng)過組織元器件、設(shè)計(jì)電路板、制作電路板、安裝或焊接元器件等費(fèi)時(shí)較多的過程，其中，設(shè)計(jì)和制作電路板費(fèi)時(shí)最多，難度也較大，實(shí)驗(yàn)效率低、周期比較長。

缺乏靈活性學(xué)校購置的實(shí)驗(yàn)設(shè)備中，電子、電工電路板結(jié)構(gòu)一般都是固定的，限制了教師選用電路的靈活性，只能按購入的器材做一些受到限制的實(shí)驗(yàn)，教師的隨機(jī)變動(dòng)性差，實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)效果不盡如人意。另外，原理性實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，在教材中相配的實(shí)驗(yàn)數(shù)量少，教師如要增加實(shí)驗(yàn)，受到設(shè)計(jì)、制作電路板的條件限制，如果由學(xué)生動(dòng)手制作電路板，則在課時(shí)上不允許。所以，在教學(xué)中，教師無法結(jié)合理論教學(xué)及時(shí)地將有關(guān)實(shí)驗(yàn)和趣味性的小制作電路引入課堂實(shí)驗(yàn)，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提高，也導(dǎo)致教學(xué)的總體效率降低。

循環(huán)使用、互換受限制由于元器件在電路板上安裝后，都是固定的，要想將使用過的元器件應(yīng)用到別的電路上必須拆卸下來，很麻煩，也很費(fèi)時(shí)，并且容易損壞，互換性比較差，限制了循環(huán)再用，造成浪費(fèi)。

直觀效果欠缺教材中給出的電路板，一般都打亂電路圖中的元器件排布順序，在電路板上調(diào)試與檢測和進(jìn)行講課，不能直觀地對應(yīng)到電路圖上，使學(xué)生從電路圖到電路板或從電路板到電路圖的識(shí)圖發(fā)生困難，不利于通過實(shí)驗(yàn)加深對電路圖的理解，元器件相互之間在對應(yīng)上直觀效果差。

電子積木由許多電子、電工元器件組成，將電子科技的強(qiáng)電概念進(jìn)行了弱電處理，集教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、智力趣味制作于一體，能克服上述弊端，大大提高實(shí)驗(yàn)效果，能在課時(shí)較少的情況下，完成理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的雙重任務(wù)。尤其是當(dāng)學(xué)校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件還未具備，而學(xué)生急需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)時(shí)，采用電子積木進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，是一種很好的應(yīng)急方法。其主要特點(diǎn)是方便、快捷、經(jīng)濟(jì)、簡單，能解燃眉之急。另外，電子積木電路板上元器件的位置，就是原理圖上元器件的位置。所以，在這種電路板上實(shí)驗(yàn)，更能加深學(xué)生對電路原理的理解，有利于學(xué)生對電路進(jìn)行分析，也能直觀地指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)中的調(diào)試和檢修，原理的理解、電路的分析、調(diào)試、檢修不再存在因元器件位置不對應(yīng)造成不夠直觀的問題，有利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對初學(xué)者來說效果更為明顯。

電子積木在教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中應(yīng)用的具體方法

根據(jù)電路圖的復(fù)雜程度和元器件的多少選擇大小相當(dāng)?shù)脑骷装宓装宓牟牧鲜怯袡C(jī)玻璃或塑料，保證絕緣安全，并有各種尺寸規(guī)格；底板上有用作固定的凸起圓柱體，能和元器件板上的紐扣孔配合安裝（見圖1）。

根據(jù)電路圖，準(zhǔn)備所需的元件板及連接所需的連接板、連接導(dǎo)線元器件固定在元件板上，每個(gè)元件板上都有元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)，易于辨別；元件板采用全銅紐扣連接，導(dǎo)通性極強(qiáng)。元件板由各種電子電工元器件做成，有電阻、電容、電感、可變電阻電容電感、二極管、三極管、可控硅、繼電器、揚(yáng)聲器、變壓器、數(shù)碼管、光簧管、開關(guān)、按鈕開關(guān)、電池盒、電機(jī)、電流電壓表、集成電路等等（見圖1）。

按照電路圖進(jìn)行拼裝由于元器件早已固定、焊接在元件板上，而元件板又有紐扣連接，只要按照電路圖像疊積木般拼接就可以了，小的電路只需1～2分鐘，大的電路也不用費(fèi)多少時(shí)間，整個(gè)電路在同一平面內(nèi)（見圖2），直觀、形象、連接速度快，而且結(jié)構(gòu)簡單、易制造、成本低、使用方便。對于高壓部分，可以加防護(hù)罩進(jìn)行保護(hù)。

電子積木在教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中應(yīng)用的實(shí)例

發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流演示將手搖發(fā)電機(jī)、演示用電流計(jì)拼裝在底板上如圖3a，當(dāng)連續(xù)3次轉(zhuǎn)動(dòng)手搖發(fā)電機(jī)，觀察到電流計(jì)指針連續(xù)左右擺動(dòng)3次。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流演示，可以讓學(xué)生直接觀察電流大小變化、方向變化，非常直觀。也可以將電流計(jì)換成小燈泡如圖3b，先快速轉(zhuǎn)動(dòng)手搖發(fā)電機(jī)手柄，再緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察小燈泡狀態(tài)——小燈泡一閃一亮的。通過演示實(shí)驗(yàn)，再進(jìn)行講課可以幫助學(xué)生理解。也可以讓學(xué)生自己做以上的實(shí)驗(yàn)，只需1～2分鐘就可以完成。

晶閘管特性實(shí)驗(yàn)電路圖4是晶閘管特性實(shí)驗(yàn)電路，按圖4a將晶閘管、小燈泡、電源、開關(guān)拼裝在底板上如圖4b所示。晶閘管加正向電壓，而控制極G不加正向電壓，這時(shí)，燈泡不亮，說明晶閘管不導(dǎo)通，處于正向阻斷狀態(tài)。如在控制極加正向電壓（S接通），這時(shí)燈泡亮了，說明晶閘管正向?qū)āＨ魧斷開，即去掉控制極正向電壓，燈泡仍然亮，說明晶閘管控制極的作用僅僅是觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，一旦晶閘管導(dǎo)通，控制極便失去作用。要使已導(dǎo)通的晶閘管重新關(guān)斷，必須把陽極電壓減小到一定值或零。如果晶閘管加反向電壓（將GB1極性改變），不管是否加控制電壓，晶閘管均不會(huì)導(dǎo)通。若在控制極加反向電壓（將GB2極性改變），則在晶閘管陽極與陰極之間無論加正向或反向電壓，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通。通過上述實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不難理解晶閘管導(dǎo)通必須具備的條件。這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以由學(xué)生分組完成，隨堂實(shí)驗(yàn)也只是幾分鐘時(shí)間，教師一邊講解，一邊指導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探索和驗(yàn)證，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣并提供更多動(dòng)手動(dòng)腦的機(jī)會(huì)。

模擬電機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制演示模擬點(diǎn)動(dòng)控制線路是用按鈕和接觸器控制電動(dòng)機(jī)的最簡單的控制線路，按圖5a將繼電器、開關(guān)、電機(jī)、電源拼裝好如圖5b所示。點(diǎn)動(dòng)控制線路動(dòng)作原理如下（合上開關(guān)S）：啟動(dòng)時(shí)按住按鈕SB→接觸器線圈KM通電→接觸器常開主觸頭KM閉合→主電路接通→電動(dòng)機(jī)通電啟動(dòng)；停止時(shí)松開按鈕SB→接觸器線圈KM斷電→接觸器常開主觸頭KM分?jǐn)唷麟娐贩謹(jǐn)唷妱?dòng)機(jī)斷電停轉(zhuǎn)。這里，將強(qiáng)電概念進(jìn)行了弱電處理，若要求電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)可改裝成接觸器自鎖控制線路如圖5c示。電路的演示和改裝只需10分鐘左右，相當(dāng)簡便?？梢宰寣W(xué)生參與，鼓勵(lì)學(xué)生自己做，學(xué)生會(huì)覺得知識(shí)獲得主要不是靠教師，而是靠自己學(xué)，是自己在實(shí)踐中摸索出來的。

一組趣味的實(shí)用電路如圖2的幾款電路，只需1～2分鐘時(shí)間就可以完成制作，如用印刷電路板制作，至少需1天時(shí)間。此類實(shí)驗(yàn)和制作，學(xué)生的興趣相當(dāng)濃。還有許多趣味性和實(shí)用性電路的制作，這里不再一一贅述。

電子積木的優(yōu)點(diǎn)

一年多的教學(xué)實(shí)踐證明，電子積木電路適用于各種簡單或中等復(fù)雜電子電工電路的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，其主要優(yōu)點(diǎn)是：可以隨時(shí)隨地進(jìn)行各種電路實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，取材方便，不需要設(shè)計(jì)和制作電路板，只要根據(jù)原理圖拼裝就可以了，簡單、直觀、靈活、方便、及時(shí)。常規(guī)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，都是根據(jù)電路原理圖，在黑板上分析講解后，讓學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室，用實(shí)際印刷電路板或電工電路板進(jìn)行安裝調(diào)試、分析、檢測。這樣既費(fèi)時(shí)，教學(xué)效果又差，并且電路板上元器件位置、布線方向與電路圖上位置走線是不對應(yīng)的，所以，原理對實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)作用不能很好地體現(xiàn)。采用電子積木實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)電路，元器件底板上的元器件與原理圖上的元器件位置基本一樣，將原理圖與實(shí)驗(yàn)電路板合為一體，學(xué)生能一目了然，直觀形象，易教易學(xué)。

電子積木電路中所有的元器件可以反復(fù)循環(huán)再用，下一個(gè)實(shí)驗(yàn)可以拆下上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的元器件重新再用。以往實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中使用過的元器件由于安裝或焊接原因，要重新使用很麻煩，電子積木沒有安裝或焊接所以拆卸相當(dāng)方便，可循環(huán)使用，可以節(jié)約很多實(shí)驗(yàn)材料，有利于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的高效化。

由于電子積木實(shí)驗(yàn)方便易行，適宜教師、學(xué)生課堂上或課后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，教學(xué)中可以隨堂布置作業(yè)，調(diào)試、維修時(shí)，只要在正面板上對著原理圖測量分析，省略了查找原理圖與電路板上的對應(yīng)點(diǎn)過程，大大提高了實(shí)驗(yàn)效果和效率，能在有限的課時(shí)里做更多的電路實(shí)驗(yàn)，也可以在電路上隨時(shí)設(shè)計(jì)人為故障或更改元器件，觀察和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)置問題讓學(xué)生思考，然后驗(yàn)證相當(dāng)方便靈活，達(dá)到實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)高效化。

電子積木價(jià)格便宜、體積小便于攜帶，學(xué)生甚至可以自己動(dòng)手制作，只要備足常用元件就能滿足實(shí)驗(yàn)需要，學(xué)生在家里也可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，大大增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這是以往用學(xué)校設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)時(shí)無法做到的，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)家庭作業(yè)化，大大增加了學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)，訓(xùn)練了技能技巧，可使實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)高效化。

可能有人會(huì)擔(dān)心，實(shí)際電路中元件位置與原理圖并不一一對應(yīng)，電子積木電路會(huì)影響學(xué)生實(shí)際操作技能的形成。實(shí)踐證明，電子積木電路實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)并沒有削弱學(xué)生技能技巧訓(xùn)練，反而增強(qiáng)了技能訓(xùn)練。由于電子積木電路制作方便，教學(xué)中隨想隨做，學(xué)生自主動(dòng)手機(jī)會(huì)增加，學(xué)生在課余時(shí)間也能經(jīng)常使用電子積木進(jìn)行興趣小制作，使實(shí)際動(dòng)手能力得到提高。

必須指出，電子積木電路實(shí)驗(yàn)并不能取代傳統(tǒng)的電子印刷板實(shí)際電路和電工實(shí)際電路板。電子積木主要用于教師教學(xué)與初學(xué)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)。如果要真正提高還需要在印刷副板和電工實(shí)際電路權(quán)上進(jìn)行一定量的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，才能真正提高學(xué)生的綜合技能。

作者簡介：

嚴(yán)美臻（1963—），廣東省肇慶市高級(jí)技工學(xué)校電工實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，維修電工技師，研究方向?yàn)槁殬I(yè)教育。