哈尔滨工程大学出版社说课稿2025年中职中职专业课电子信息类71 电子与信息大类

哈尔滨工程大学出版社说课稿2025年中职中职专业课电子信息类71电子与信息大类科目授课班级授课教师课时安排授课题目教学准备教学内容分析：一、教学内容分析本节课主要教学内容为哈尔滨工程大学出版社2025年版《电子技术基础》（电子信息类）第一章第一节“半导体二极管及其应用”，包括二极管的结构与符号、伏安特性曲线、主要参数及单相半波整流电路。学生已具备电路基础中基本电路元件、欧姆定律及简单直流电路分析能力，本节课通过引入二极管这一非线性元件，深化对电路元件特性的理解，为后续三极管及放大电路学习奠定基础。核心素养目标：二、核心素养目标本节课通过二极管伏安特性分析，培养工程思维与科学探究能力；通过单相半波整流电路设计与调试，提升实践操作与创新应用意识；结合电子元器件规范使用与参数计算，强化工匠精神与信息素养，为后续电子电路综合应用奠定职业素养基础。学习者分析： 学生已掌握电路基本概念、欧姆定律及简单直流电路分析方法，具备基础电路识图能力。中职学生对电子元件实物和操作实践兴趣浓厚，偏好直观演示和动手操作，逻辑推理能力较弱但模仿能力强。学习风格以视觉和动觉为主，理论讲解需配合实物观察。可能困难在于二极管非线性特性理解抽象，伏安特性曲线分析易混淆；单相半波整流电路调试时，参数计算与故障排查易出现操作失误，需强化规范操作意识和问题解决能力。教学资源：-硬件：电子实验箱、示波器、万用表、二极管元件包

-软件：Multisim电路仿真软件

-信息化资源：电子教材PPT、微课视频、在线习题库

-教学手段：多媒体演示、小组实验操作、故障排查练习教学过程：**环节一：情境导入（5分钟）**

同学们，请看教室前方展示的台灯电路板。当开关闭合时，灯泡发光；断开时熄灭。但若将普通电阻换成这个玻璃封装的小元件（手持二极管），现象会如何变化？请你们用实验箱连接简单电路，分别接入电阻和二极管，观察开关通断时灯泡状态变化。记录你们的发现，思考这个特殊元件的特性。

**环节二：新知探究（30分钟）**

1.**结构认知（10分钟）**

请你们观察桌面上的二极管实物，用放大镜查看内部结构，结合课本P3图1-1，标注出P型半导体、N型半导体和PN结位置。老师提问：为什么二极管有正负极？请结合PN结单向导电性原理回答。

2.**伏安特性分析（15分钟）**

打开Multisim软件，按照课本P5实验1-1搭建二极管测试电路。调节电源电压从0V到1V，记录电流表读数。请你们在坐标纸上绘制I-U曲线，标注死区电压、导通电压和正向导通区。思考：为什么曲线不是直线？这与欧姆定律有何区别？

3.**参数解读（5分钟）**

对照课本P4表1-1，解释最大正向电流IFM、反向击穿电压URWM的含义。请你们计算：若二极管实际工作电流为50mA，是否超过1N4007的IFM（1A）？为什么实际应用中需串联限流电阻？

**环节三：实践应用（40分钟）**

1.**单相半波整流电路搭建（20分钟）**

按照课本P6图1-5连接电路：变压器次级输出6V交流电，IN4007二极管接负载电阻RL（100Ω）。用示波器同时观测变压器次级电压U2和负载电压Uo波形。请你们描述波形差异，分析二极管在电路中的作用。

2.**故障排查训练（20分钟）**

老师预设三种故障：①二极管正负极接反；②二极管击穿短路；③负载开路。请你们分组测试，记录故障现象并排查原因。例如：当Uo波形为全波负半周时，应检查什么？

**环节四：深化拓展（10分钟）**

请你们设计一个简易手机充电电路：输入220V交流电，输出5V直流电。需包含哪些元件？各元件参数如何选择？结合课本P8知识，画出电路图并说明二极管在整流桥中的作用。

**环节五：总结评价（5分钟）**

请你们用思维导图梳理本节课核心知识：二极管特性→参数应用→整流原理。老师强调：电子电路设计必须严格遵循元件参数规范，这是工匠精神的体现。课后完成习题册P10第3、5题，预习三极管放大电路。知识点梳理：1.**半导体二极管基础**

-**结构与符号**（P3）：二极管由P型半导体和N型半导体结合形成PN结，符号为三角形箭头指向阴极，阳极接正电压时导通。

-**单向导电性**（P4）：正向偏置时导通（电压＞死区电压0.5-0.7V），反向偏置时截止，电流极小。

-**PN结形成原理**（P3）：P区空穴与N区电子扩散形成耗尽层，内电场阻止多数载流子继续移动。

2.**伏安特性曲线**（P5-P6）

-**正向特性**：死区电压以下电流近似为零；超过死区电压后电流指数增长。

-**反向特性**：反向饱和电流（μA级）基本恒定；反向击穿电压处电流剧增（稳压管利用此特性）。

-**非线性特征**：曲线非直线，欧姆定律不适用，动态电阻\(r_d=\DeltaU/\DeltaI\)随工作点变化。

3.**关键参数与选型**（P4-P5）

-**最大正向电流\(I_{FM}\)**：如1N4007为1A，超过则过热烧毁。

-**反向击穿电压\(U_{BR}\)**：1N4007为1000V，实际应用需留50%余量。

-**反向恢复时间\(t_{rr}\)**：开关电路需选用快恢复二极管（如FR107）。

-**参数计算**：限流电阻\(R=\frac{U_i-U_f}{I_f}\)，其中\(U_f\)为导通压降。

4.**单相半波整流电路**（P6-P8）

-**电路组成**：变压器、二极管、负载电阻\(R_L\)。

-**工作原理**：正半周二极管导通，\(U_o=U_2-U_f\)；负半周截止，\(U_o=0\)。

-**输出电压计算**：\(U_o=0.45U_2\)（\(U_2\)为变压器次级有效值）。

-**纹波系数**：理论值1.21，需滤波电容改善（\(C=\frac{I_L\cdott}{\DeltaU}\)，\(t\)为放电时间）。

5.**故障排查与规范操作**（P9-P10）

-**常见故障**：

-二极管极性接反→输出全波负半周或无输出。

-二极管击穿短路→输出电压接近\(U_2\)。

-负载开路→输出电压异常升高。

-**调试步骤**：

1.用万用表二极管档检测二极管好坏（正向导通0.5-0.7V，反向截止）。

2.示波器观测\(U_2\)与\(U_o\)波形，确认半波整流形态。

3.测量输出电压值，验证\(U_o\approx0.45U_2\)。

6.**工程应用拓展**

-**整流桥电路**（P8）：四只二极管组成全波整流，\(U_o=0.9U_2\)，纹波系数降至0.48。

-**保护电路**：

-反向并联二极管防止感性负载反电动势击穿元件。

-稳压二极管并联在负载两端实现电压钳位。

-**选型原则**：根据电源功率计算\(I_{FM}\)，电网波动幅度确定\(U_{BR}\)，高频场合关注\(t_{rr}\)。

7.**职业素养关联**

-**工匠精神**：焊接二极管时需控制温度（<260℃），避免热损伤。

-**安全规范**：测试高压电路时必须先断电，放电后再操作。

-**环保意识**：废弃二极管需分类回收，含铅元件不可随意丢弃。

8.**知识体系衔接**

-**前置基础**：欧姆定律、电路基本定理、正弦交流电特性（教材第一章）。

-**后续衔接**：三极管放大电路（需二极管偏置电路）、滤波电容设计、开关电源拓扑结构。

9.**易错点警示**

-**混淆概念**：死区电压与导通电压均为正向导通阈值，但后者指稳定导通时的压降。

-**计算陷阱**：半波整流电容滤波后，\(U_o\approx1.2U_2\)（空载时接近\(\sqrt{2}U_2\)），需区分滤波前后。

-**参数误用**：快恢复二极管\(t_{rr}\)可达纳秒级，不可用于工频整流（成本过高）。

10.**实践技能强化**

-**Multisim仿真**：搭建二极管伏安特性测试电路，扫描电压0-5V，记录数据并绘制曲线。

-**实物调试**：用220V/12V变压器、1N4007、100Ω电阻搭建半波整流，用示波器观测波形。

-**故障设置**：故意焊接错误极性，训练学生通过现象反推逻辑的能力。教学评价：1.课堂评价：通过提问"二极管单向导电性的原理"检验学生对PN结理论的理解；观察学生搭建半波整流电路时的操作规范性，重点检查二极管极性判断和限流电阻计算；采用随堂测试，包含伏安特性曲线分析题（如给定电压值判断电流状态）和电路故障诊断题（如输出波形异常的原因分析），即时反馈共性问题，如反向击穿电压参数误用、纹波系数计算错误等。

2.作业评价：批改电路设计作业时，重点核查整流桥二极管排列是否符合教材P8图示规范；对参数计算题（如限流电阻值、输出电压理论值）进行步骤化评分，标注公式应用错误点；点评故障排查报告，强调"二极管极性接反导致输出负半波"等典型问题，用红笔标注改进建议；在班级群展示优秀作业范例，针对普遍错误录制微课讲解，要求学生订正后提交反思说明。板书设计：①二极管基础

-结构：P型半导体+N型半导体→PN结（课本P3）

-符号：三角形箭头指向阴极，阳极接正电压导通

-单向导电性：正向偏置导通（U＞0.5-0.7V），反向偏置截止（电流≈0）

②伏安特性与参数

-伏安特性曲线（课本P5）：正向死区电压、导通区；反向饱和电流、击穿区

-关键参数：最大正向电流IFM（1N4007为1