《串联型稳压电源调试与维修》教学设计（电子技术基础与技能）

《串联型稳压电源调试与维修》教学设计（电子技术基础与技能）一、教学内容解析（一）课程标准对标分析本教学设计围绕《串联型稳压电源调试与维修》核心内容展开，聚焦电子技术领域实操能力与故障排查核心素养的培养。在知识与技能维度，明确核心概念体系，涵盖串联型稳压电源的工作机理、电路拓扑结构、标准化调试流程及精准维修技术，关键技能聚焦电路图识读、元器件选型与检测、专业调试仪器操作、故障诊断与修复等核心模块；认知水平按了解、理解、应用、综合四个梯度划分，通过结构化思维导图构建知识网络，助力学生形成系统化知识体系。在过程与方法维度，秉持“理论实践探究”一体化教学理念，倡导实践操作、合作探究、问题导向等学科思想方法，设计实验操作、小组协作、故障模拟排查等多元化学习活动，推动理论知识向实操能力转化，同步培养学生的创新思维与团队协作意识。在情感·态度·价值观与核心素养维度，突出严谨求实的工程科学态度、勇于探索的技术创新精神、高效协作的团队工作能力及终身学习的职业发展意识培养，构建“知识传授素养渗透价值引领”三位一体的育人路径，将学科核心素养与技术育人价值深度融入教学全过程。同时，严格对标对应学段的教学大纲、课程标准、考试要求及达标水平，明确基础达标底线与高阶能力发展目标，确保教学内容的深度、广度与学段要求精准匹配。（二）学情精准分析1.基础条件知识储备：学生已具备电子技术基础理论，掌握电路基本元器件特性、简单电路分析方法等前置知识，部分学生对电子设备供电系统有初步认知。技能水平：具备基础动手操作能力，能够完成简单元器件焊接、基础测量仪器使用等操作，但复杂电路组装与故障排查能力有待提升。认知特点：好奇心强、动手意愿浓厚，具象思维占优，抽象逻辑思维与理论联系实际的能力存在短板。兴趣倾向：对电子技术实操类内容兴趣较高，但部分学生对维修类任务存在潜在抵触心理，对复杂理论讲解易产生倦怠。2.学习难点预判抽象概念理解困难：对串联型稳压电源的反馈调节机制、元器件间协同工作原理等抽象内容理解不深入。实操技能短板：复杂电路调试流程不规范，故障诊断缺乏系统性思维，难以快速定位核心故障点。团队协作不足：部分学生存在个体操作偏好，缺乏有效沟通与任务分工意识，影响小组任务完成效率。3.教学应对策略理论具象化：通过动画演示、实物拆解、仿真模拟等方式，将抽象原理转化为直观认知。实操阶梯化：设计从基础组装到复杂故障排查的梯度化实操任务，逐步提升学生动手能力。协作结构化：明确小组分工（操作员、记录员、分析师、汇报员），建立小组互评机制，强化团队协作意识。辅导个性化：针对个体差异，建立课堂巡视指导与课后个别辅导相结合的帮扶体系，确保全员达标。二、教学目标（一）知识目标识记串联型稳压电源的核心概念，包括工作机理、电路拓扑结构、关键元器件功能、标准化调试流程及故障维修技术。能够准确阐述稳压电源的核心作用、完整工作流程，解释故障排查的底层逻辑，对比不同类型稳压电源的技术特性与应用场景。能够运用所学知识设计标准化稳压电源调试方案，解决实操中的典型电路问题。（二）能力目标具备独立、规范完成串联型稳压电源组装、调试与维修的实操能力，能够精准操作万用表、示波器等专业仪器。具备多维度评估调试效果的能力，能够针对复杂电路故障进行系统性诊断与修复，提出创新性解决方案。具备团队协作完成复杂任务的能力，能够通过实验报告、技术方案等形式规范呈现实践成果。（三）情感态度与价值观目标通过了解电子技术发展历程，感悟科学家的探索精神与工程伦理，养成如实记录实验数据、严谨规范操作的职业习惯。培养合作分享、互助共进的团队精神，树立将技术知识应用于实际生活的意识，形成环保节能的技术设计理念。（四）科学思维目标能够构建串联型稳压电源的物理模型与数学模型，运用模型进行逻辑推演与性能预测。具备基于实验证据评估结论可靠性的能力，能够运用设计思维流程提出技术原型解决方案，发展逻辑推理、实证研究与系统分析能力。（五）科学评价目标能够运用元认知策略对自身学习过程与效率进行复盘优化，形成自主学习能力。能够依据评价量规对同伴的实验报告、技术方案进行客观评价并提出具体改进建议。具备甄别信息来源可靠性与技术方案可行性的批判性思维能力。三、教学重点与难点（一）教学重点深度理解串联型稳压电源的工作机理，掌握核心电路拓扑结构及关键元器件（稳压二极管、调整管、采样电阻等）的功能特性。熟练掌握稳压电源的标准化调试流程与仪器操作方法，能够完成组装、参数测量与性能优化。具备电路图识读与解析能力，能够依据电路图进行简单稳压电源电路设计与优化。（二）教学难点突破复杂电路故障的系统性诊断与维修难点，理解电路中各模块间的协同作用机制，建立“故障现象原因分析解决方案”的逻辑链条。掌握故障排除的标准化步骤与方法，能够在实操中灵活运用多仪器联合检测技术定位故障点。克服复杂电路图的抽象理解障碍，具备无直观图示情况下的电路分析与逻辑推理能力。四、教学准备类别具体内容多媒体课件编制涵盖稳压电源工作原理、电路图深度解析、实操规范、故障案例分析的PPT课件教具稳压电源实物模型、电路拓扑结构图表、标准化故障排查流程图、关键元器件样品实验器材稳压电源套件、高精度万用表、双踪示波器、直流电源、焊接工具、故障模拟模块音视频资料原理动画演示视频、标准化调试操作视频、典型故障维修案例解析视频任务载体实验操作指导书、故障排查任务单、电路设计任务书评价工具实验报告评价量规、实操技能评分表、小组协作评价表学生预习发放预习讲义，要求掌握核心元器件特性，收集稳压电源应用案例资料学习用具绘图工具、计算器、实验记录本、电路分析手册教学环境分组式实验操作台布局，确保板书清晰可见，配备安全防护设施与应急设备五、教学过程（总时长：90分钟）第一环节：情境导入（10分钟）（一）真实情境创设展示智能手机、医疗监护仪、工业控制器等典型电子设备的供电模块图片，引导学生思考：“这些设备对供电系统的核心要求是什么？稳定供电如何影响设备性能与寿命？”组织小组讨论，分享生活中因电源不稳定导致设备故障的实例，建立“供电稳定性设备可靠性”的关联认知。（二）认知冲突激发播放电源波动导致电子设备死机、元器件烧毁的实验演示视频，直观呈现电源不稳定的危害。提出挑战性任务：“某工业控制模块需在输入电压1824V波动范围内稳定输出12V电压，如何通过技术方案实现这一需求？”引导讨论：“不同应用场景（家用电子、医疗设备、工业控制）对电源稳定性的要求差异是什么？”（三）学习目标明确提炼核心问题：“如何设计、调试与维修串联型稳压电源，实现精准稳压输出？”呈现学习路线图：“原理认知→电路解析→实操调试→故障维修→设计应用”，明确各环节核心任务。旧知链接：快速回顾电阻、电容、二极管的基本特性，电压放大、反馈调节的基础概念，为新知学习铺垫。（四）导入总结梳理情境核心要素与认知冲突焦点，强调本节课学习的实践价值与应用场景。以激励性语言收尾：“让我们共同探索串联型稳压电源的技术原理与实操方法，掌握电子设备稳定供电的核心技术！”第二环节：新知探究（45分钟）本环节设置五个梯度化任务，融合理论讲解与实操训练，同步落实知识、能力与素养目标。任务一：解析串联型稳压电源工作机理（10分钟）教师活动学生活动即时评价标准1.运用多媒体展示实物拆解图、电路原理图与工作过程动画，引导观察核心模块；<br>2.提出探究问题：“稳压电源如何实现输入电压波动时的输出稳定？稳压二极管的核心作用是什么？”<br>3.系统讲解工作原理，重点阐释采样、比较放大、调整、基准四个模块的协同机制；<br>4.结合典型电路图，逐一解析关键元器件功能与参数要求。1.观察实物、原理图与动画，记录核心模块组成；<br>2.积极参与问题讨论，表达初步认知与疑问；<br>3.认真聆听讲解，梳理工作原理逻辑链条；<br>4.小组内互述工作过程，强化理解记忆。1.能够准确描述稳压电源的核心作用与完整工作流程；<br>2.能够识别电路图中关键元器件并阐述其功能；<br>3.能够用自己的语言解释反馈调节的稳压机制。任务二：掌握标准化调试方法与仪器操作（10分钟）教师活动学生活动即时评价标准1.讲解调试核心原则、标准化步骤（断电检查→通电预热→参数测量→参数调整→性能验证）与安全注意事项；<br>2.演示万用表、示波器的精准操作方法，强调测量点选择与数据读取规范；<br>3.现场演示调试过程，展示输入电压波动时如何通过调整采样电阻实现输出电压稳定；<br>4.组织小组讨论调试关键控制点与常见误差来源。1.记录调试步骤、注意事项与仪器操作要点；<br>2.观察演示过程，提问澄清操作疑惑；<br>3.小组内模拟仪器操作流程，相互纠正不规范动作；<br>4.尝试独立完成基础调试操作，记录测量数据。1.能够严格按照标准化步骤开展调试操作；<br>2.能够熟练、规范使用万用表与示波器；<br>3.能够通过调整电路参数实现预期稳压效果。任务三：系统分析典型故障与排查方法（10分钟）教师活动学生活动即时评价标准1.分类讲解典型故障类型（输出电压过高/过低、输出纹波过大、无输出等）及成因机制；<br>2.展示故障现象实物演示与波形图，引导观察故障特征；<br>3.讲解故障排查的系统性方法（感官检查法、电压测量法、替换法、短路/开路法）；<br>4.提供故障案例，引导小组分析排查思路。1.记录故障类型、特征与成因对应关系；<br>2.观察故障演示，识别关键故障特征；<br>3.小组讨论故障排查流程，制定初步排查方案；<br>4.针对案例进行故障原因分析，提出排查步骤与解决方案。1.能够准确识别典型故障类型与特征；<br>2.能够基于故障现象分析可能成因，逻辑清晰；<br>3.能够选择合适的排查方法，制定合理排查流程。任务四：开展简易稳压电源电路设计（10分钟）教师活动学生活动即时评价标准1.讲解电路设计核心原则（可靠性、稳定性、经济性、可维护性）；<br>2.提供23个典型设计案例，解析设计思路与参数选择依据；<br>3.明确设计任务（如“设计输出电压5V、最大输出电流1A的串联型稳压电源”），提供设计约束条件；<br>4.巡视指导小组设计，解答技术疑问。1.学习设计原则与案例，提炼设计核心要点；<br>2.小组讨论设计方案，确定电路拓扑与元器件参数；<br>3.绘制电路图，标注关键参数与选型依据；<br>4.小组间初步交流设计方案，接收反馈并优化。1.设计方案符合任务要求与约束条件；<br>2.元器件选型合理，参数匹配；<br>3.能够清晰阐述设计思路与理论依据。任务五：学习电路性能评估方法（5分钟）教师活动学生活动即时评价标准1.讲解核心性能指标（输出电压精度、负载调整率、纹波系数、效率等）的定义与测试方法；<br>2.引导学生明确性能评估的标准与流程；<br>3.组织学生初步制定自身设计方案的评估计划。1.识记性能指标定义与测试方法；<br>2.制定个性化性能评估计划，明确测试点与判断标准；<br>3.小组间交流评估计划，相互补充完善。1.能够准确表述核心性能指标的含义；<br>2.评估计划科学合理，可操作性强。第三环节：巩固训练（25分钟）（一）基础巩固模块（8分钟）布置与课堂核心知识点匹配的基础练习题（电路图解析、工作原理问答、调试步骤排序等）；学生独立完成后，教师即时批改并反馈共性问题；组织学生小组内交流解题思路，教师巡视指导，强化知识薄弱点。（二）综合应用模块（8分钟）设计情境化综合问题（如“某串联型稳压电源输出电压偏低，结合所学知识分析可能原因并给出排查流程”）；学生分组讨论解决方案，形成书面排查方案与操作步骤；每组派代表展示方案，教师与其他小组共同评价，聚焦方案的逻辑性与可操作性。（三）拓展挑战模块（9分钟）提出开放性探究问题（如“如何优化串联型稳压电源的纹波系数？不同滤波电路对性能的影响有何差异？”）；学生小组开展短时探究，结合已有知识与预习内容形成初步研究结论；小组汇报探究成果，其他小组提问答辩，教师总结点评，拓展知识深度。（四）变式训练与即时反馈设计基础题的变式题目，保留核心逻辑，改变参数或情境，强化方法迁移；学生独立完成变式题，教师快速反馈；开展学生互评，展示优秀作答与典型错误案例，共同分析错误原因与改进方法。第四环节：课堂小结（10分钟）（一）知识体系建构引导学生以思维导图形式梳理本节课核心知识（原理电路调试故障设计评估）；展示优秀思维导图范例，强化知识间的逻辑关联；要求学生用一句话概括本节课核心收获，巩固关键认知。（二）方法提炼与元认知培养回顾本节课运用的科学思维方法（模型建构、逻辑推理、实证分析、系统思维等）；提出反思性问题：“本节课你最有效的学习方法是什么？在故障排查/电路设计中遇到的最大挑战是什么？如何解决的？”引导学生总结自身学习过程中的优势与不足，形成自主学习改进思路。（三）悬念设置与作业布置设置悬念问题：“串联型稳压电源与开关型稳压电源在性能与应用场景上有何本质差异？下节课我们将通过对比实验揭开答案。”布置分层作业：必做作业：巩固基础知识点，完成实验报告初稿；选做作业：结合生活实际，分析一款电子设备的供电系统可能采用的稳压方案。提供作业完成路径指导（参考资料、操作规范等），确保作业与教学目标一致。（四）小结展示与反思随机抽取学生展示个人小结与思维导图，分享学习体会；教师依据学生展示内容，评估其对课程内容的整体把握程度与知识体系构建质量；总结本节课学习重点与核心能力要求，强化学习效果。六、作业设计（一）基础性作业核心知识点串联型稳压电源的工作机理、标准化调试流程、典型故障分析。作业内容解析给定串联型稳压电源电路图，详细说明各元器件的功能及电路整体工作过程；已知某串联型稳压电源的输入电压范围为1520V，采样电阻R1=2kΩ、R2=3kΩ，稳压二极管稳压值为5V，计算其输出电压理论值；列出串联型稳压电源“无输出”“输出电压过高”两种故障的至少3种可能成因，并对应给出维修建议。作业要求内容与课堂核心知识点直接对应，答案具有明确评判标准；书写规范，逻辑清晰，标注关键计算步骤与分析依据；作业量控制在1520分钟独立完成范围内；教师全批全改，重点反馈答案准确性，对共性错误进行集中点评与讲解。（二）拓展性作业核心知识点串联型稳压电源知识的实际情境应用与多知识点整合。作业内容设计一款输出电压12V、最大输出电流0.5A的串联型稳压电源电路，绘制电路图并说明元器件选型依据与应用场景；分析家庭常用电子设备（如路由器、机顶盒）可能存在的电源不稳定问题，结合本节课知识提出23条切实可行的解决方案；撰写一篇不少于500字的短文，分析串联型稳压电源在智能家居设备中的应用价值与技术要求。作业要求将知识点嵌入与生活经验相关的微型情境，体现知识的实践应用价值；设计需整合多个知识点的开放性任务，鼓励灵活运用所学知识；采用评价量规从知识应用准确性、逻辑清晰度、内容完整性、创新性四个维度进行等级评价，并给出具体改进建议。（三）探究性/创造性作业核心知识点批判性思维、创造性思维与深度探究能力培养。作业内容设计一个基于串联型稳压电源的创新性电子项目（如便携式应急电源、智能照明控制模块），撰写详细的项目方案（含设计思路、电路图、性能指标、应用前景）；探究串联型稳压电源与开关型稳压电源的技术特性（效率、纹波、体积、成本等）差异，通过查阅文献、模拟分析等方式形成不少于800字的研究报告；创作一个时长35分钟的科普短视频，以通俗易懂的方式讲解串联型稳压电源的工作原理与生活应用。作业要求任务基于课程内容但超越课本知识，具有开放性与挑战性；强调探究过程记录，需呈现问题分析、方案设计、实践验证、结论总结的完整流程；鼓励创新与跨界融合，支持采用电路图、研究报告、短视频、实物模型等多元化成果形式；教师进行个性化点评，重点关注探究过程、创新思路与实践能力。七、知识清单与拓展稳压电源定义与作用：串联型稳压电源是通过调整管与反馈调节机制实现输出电压稳定的电子电路，核心作用是在输入电压波动、负载变化等情况下，为电子设备提供稳定的直流电源，避免设备损坏或性能劣化。核心工作原理：基于“采样比较放大调整”的闭环反馈机制，通过稳压二极管提供基准电压，采样电路检测输出电压变化，放大电路将误差信号放大后控制调整管压降，实现输出电压稳定。稳压二极管特性：反向击穿后两端电压保持稳定，具有稳定的基准电压特性，工作在反向击穿区，是基准电压模块的核心元件。滤波电路设计：用于抑制电源中的纹波与干扰信号，常见类型包括电容滤波、电感滤波、π型滤波等，需根据输出纹波要求与电路成本合理选择。电路图识读技巧：掌握电路拓扑结构分析方法，识别核心功能模块（整流、滤波、稳压、采样放大等），理解元器件间的连接关系与信号流向。标准化调试流程：断电检查（元器件焊接、线路连接）→通电预热→基准电压测量→输出电压粗调→负载测试→参数细调→性能验证。故障诊断与维修：遵循“先外观后测量、先静态后动态、先电源后负载”的排查原则，运用感官检查法、电压测量法、替换法等定位故障点，常见故障包括元器件损坏、焊接虚焊、参数配置不当等。核心性能指标：输出电压精度、负载调整率、电压调整率、纹波系数、最大输出电流、效率等，是评估稳压电源性能的关键参数。电路设计原则：遵循可靠性优先、性能达标、经济性合理、体积适配、可维护性强的设计原则，综合考虑元器件选型、参数匹配、散热设计等因素。安全操作规范：严格遵守电工安全操作规范，通电操作前检查设备接地与绝缘情况，避免带电插拔元器件，使用仪器时遵循操作手册要求，防止触电、火灾等安全事故。实验技能培养：重点培养元器件检测、电路焊接、仪器操作、数据记录与分析、故障排查等核心实验技能，养成规范操作与科学记录的职业习惯。科学思维方法：在学习过程中运用模型建构、逻辑推理、实证验证、系统分析、优化设计等科学思维方法，提升问题解决能力。电路分析能力：能够基于电路图分析电路工作原理，预测电路工作状态，通过理论计算与实验测量验证分析结论。系统化思维能力：将串联型稳压电源知识与整流电路、放大电路、滤波电路等其他电子电路知识整合，形成系统化的电子技术知识体系。创新意识培养：在电路设计、故障解决方案优化等环节，鼓励提出差异化、创新性的技术方案，培养技术创新思维。工程实践能力：通过梯度化实操任务，提升理论知识向工程实践转化的能力，培养符合工程应用要求的实操技能与问题解决能力。团队协作能力：在小组任务中，培养有效沟通、任务分工、优势互补、协作共赢的团队协作能力，适应工程实践中的团队工作模式。社会责任感：认识电子技术在现代社会中的核心作用，树立技术服务社会的理念，理解电子工程师在产品可靠性、安全性、环保性等方面的社会责任。环保意识：在电路设计与实验过程中，注重节能减排，选择环保型元器件，减少电子垃圾产生，践行绿色技术理念。终身学习理念：电子技术发展迅速，鼓励学生持续关注技术前沿动态，培养自主学习能力，树立终身学习的职业发展理念。八、教学反思（一）教学目标达成度通过课堂即时检测数据、学生实操作