第一篇:工程師電子制作故事:數字示波器DIY設計
工程師電子制作故事:數字示波器DIY設計
2012年03月19日 16:44 來源:本站整理 作者:電子大兵 我要評論(0)
隨著電子技術的發展和電路結構的變化,對電路測量的要求也變得更高,在電子制作中會發現對很多參數的測量已不是一塊萬用表所能勝任的了,比如單片機某I/O口的輸出波形或制作放大器測其頻率響應等等,所以示波器自然而然地和萬用表一樣變成了電子工程師和愛好者的必備工具。然而示波器動輒幾千上萬甚至數萬元的價格不是每個人都能接受的,如果你是一名電子愛好者或者和我一樣是一名電子專業的大學生,何不發揮自己的聰明才智自己制作一臺夠用的示波器,不僅省錢,更可以享受DIY帶來的獨特樂趣!
下面就示波器的基本原理簡要介紹一下,再就數字示波器與模擬示波器做一個簡要的比較。物理學理論可以證明,一端通過細繩固定的重物在作擺動時,與中心垂線的距離滿足正弦波規律。沙漏實驗可以清晰地顯示這個隨時間變化的波形:用沙漏充當重物,并且在沙漏底下的桌面上平鋪一張紙,當沙漏開始擺動時,讓紙勻速移動。這樣,沙漏中流出的細沙,就在紙上留下了一個正弦波痕跡,如圖1所示。利用這種設計思想,可以完成波形在平面上(對應于時間的流動)的展開。
這種設計思想在波形記錄、顯示中被廣泛采用,比如心電圖機,就是用原地擺動的電熱針,在勻速移動的記錄紙帶上描記出心電波形。
利用心電圖機的結構,雖可以記錄電壓信號,但是,示波器在大量的應用中,并不需要通過消耗紙張來記錄波形,而僅僅是觀察波形。因此,可以重復使用的CRT示波管被應用到示波器的設計中。模擬示波器把需觀測的兩個電信號加至示波管的X、Y 通道以控制電子束的偏移,從而獲得熒光屏上關于這兩個電信號關系的顯示波形。這種模擬示波器體積大、重量重、成本高、價格貴,并且不太適合用于對非周期的、單次信號的測量。數字示波器首先對模擬信號進行高速采樣獲得相應的數字數據并存儲。用數字信號處理技術對采樣得到的數字信號進行相關處理與運算,從而獲得所需的各種信號參數。根據得到的信號參數繪制信號波形,并可對被測信號進行實時的、瞬態的分析,以方便使用者了解信號質量,快速準確地進行故障的診斷。測量開始時,操作者可通過操作界面選定測量類型、測量參數及測量范圍(可選自動設置,由儀器自動設置最佳范圍);微處理器自動將測量設置解釋到采樣電路,并啟動數據采集;采集完成后,由微處理器對采樣數據按測量設置進行處理,提取所需要的測量參數,并將結果送顯示部件。
使用模擬示波器和數字示波器通常都能很好地觀察簡單重復性信號。但是兩者都有其優點和局限性,如圖2所示。對于模擬示波器來說,由于CRT的余輝時間很短,因而難于顯示頻率很低的信號。由于示波管上的掃描軌跡亮度和掃描速度成反比,所以具有快速上升、下降時間的低重復速率信號就很難看到。而數字示波器的掃描軌跡亮度和掃描速度與信號重復速率無關,故可以很好地反映出來。對于顯示具有較高重復速率的重復性信號的快速上升、下降沿來說,數字存儲示波器和模擬示波器的性能幾乎沒有什么區別,用兩種示波器都能很好地觀察信號波形。當要進行信號參量的測量時,數字存儲示波器的優點在于具有自動測量各種參數的能力。而使用模擬示波器時,則必須自己設置光標、分析理解顯示的波形才能得到測量的結果。但是如果要進行調整工作,那么一般最好使用模擬示波器。這是因為模擬示波器的實時顯示能力使它在每時每刻都能顯示出輸入的電壓。其波形更新速率(每秒鐘在屏幕上描畫掃描軌跡的次數)很高,所以信號的任何變化都會立即顯示出來。與模擬示波器相反,數字示波器所顯示的是用采集的波形數據重建的波形,所以其波形更新率遠低于模擬示波器,結果在信號發生變化和變化了的信號在屏幕上顯示出來之間就有了一定的時間延遲,這是數字示波器的重大缺點。
但是綜合起來數字示波器還是有很大優勢的。
自制示波器,做模擬示波器還是數字示波器?當然要做就做數字的!因為做數字示波器更簡單,請往下看:
1.模擬示波器需要與帶寬相適應的CRT示波管,隨著頻率的提高,對CRT示波管的工藝要求嚴格,成本增加,存在技術瓶頸。所以在電子市場上不好買,性能好的大多數是進口品牌,其價格昂貴且需要處理的問題也多,比如要產生陽極高壓、掃描鋸齒波,還要對示波管進行電磁屏蔽等等,而且做出來體積很大,便攜就更談不上了。而數字示波器只需要與帶寬相適應的高速A/D轉換器,其他存儲器和D/A轉換器以及顯示器都是較低速的部件,顯示器可用LCD顯示模塊,在電子市場很容易買到,價格也不貴而且應用簡單,只需考慮與微處理器的接口,體積小且功耗遠小于CRT示波管。使用LCD顯示模塊做示波器,做成便攜的很容易,做成示波表都沒問題!當然LCD顯示模塊也有其不足之處,比如亮度和對比度不如CRT示波管,但綜合考慮,LCD顯示模塊的優勢還是比較明顯的。
2.模擬示波器是一個完全的硬件結構,做好之后很難進行功能升級,而數字示波器不同,在保證基本硬件后它的控制以及其他功能的實現都是由軟件來實現的。這樣升級就變得非常容易,你甚至可以把它當成一塊開發板用來練習編程!做一個能當開發板用的示波器,你還猶豫嗎?
基于以上兩種原因,制作數字示波器當然是不二之選!
本文介紹的就是我制作的一臺便攜式數字示波器(如圖3所示)。
由于采用320×240分辨率的顯示器,所以顯示波形非常細致。圖4~圖11為該示波器測量不同頻率信號時的實拍照片。
5Hz的信號用一般的模擬示波器測量,只能看到一個亮點在屏幕上游動,根本看不出完整的波形,而我做的這個示波器可以顯示出完整的波形,在測量低頻率信號時這是一個很大的優勢。
該示波器由6部分電路構成,分別是:
1.輸入程控放大(衰減)電路2.高速AD轉換電路3.FIFO存儲電路4.顯示控制電路5.時鐘產生電路6.測頻與控制電路在這幾部分中,最重要的是程控放大電路和AD轉換電路,因為這兩個電路是這個數字示波器的咽喉,程控放大電路決定了示波器的輸入帶寬和垂直分辨率,AD轉換電路決定了示波器水平分辨率,這兩個分辨率直接決定著示波器性能的優劣。這兩部分電路將被測信號轉換成后面的處理電路所需的數據信號,慶幸的是這幾部分電路都可用高性能的集成電路加少量外圍器件構成,電路設計簡單,調試也很簡單。整個示波器我覺得最難的應該是程序,也就是軟件方面。
軟件承擔著該示波器的所有數據處理和控制任務,包括AD采樣控制、水平掃速控制、垂直靈敏度控制、顯示處理、峰峰值測量、頻率測量等任務。為了提高性能,這個示波器使用了兩片單片機,分別用于顯示和控制,所以程序的設計還要考慮兩個單片機之間的通信問題,這些在文章的各章節都會有詳細的描述和解釋。
通過這個示波器的制作,你將會了解很多東西,比如如何用運算放大器設計組合放大電路、高速AD轉換器的應用、FIFO存儲器的應用、AVR單片機SPI總線接口協議以及高分辨率點陣液晶顯示器的驅動等內容,這些內容對于別的電子設計也是非常有用的。
第二篇:簡易數字存儲示波器設計
合肥工業大學 課程設計實驗報告
題目:簡易數字存儲示波器設計 學院: 專業: 姓名: 學號: 指導老師:
目錄
一、概述---------------第二頁
1.課程設計題目及要求---------------
2.課程設計目的-----------------------
3.背景介紹-------------------------
二、設計方案與電路實現第四頁
1.工作原理----------------------------
2.利用Quartus軟件,編寫.v文件-------
3.modelsim及Quartus軟件仿真,描述電路性能的波形等參數
4.模擬仿真、結論------------------
三、心得體會--------第九頁
四、參考文獻--------------第九頁
一、概述
(1)課程設計的題目及要求
1.課程設計的題目:簡易數字存儲示波器設計.2.課程設計的要求:
a.利用 FPGA 實現數字存儲示波器.b.由 FPGA 控制 ADC 對一路模擬信號采樣, 采樣數據暫存于 RAM 中.c.由 FPGA 將 RAM 中的數據讀出, 并控制 DAC 輸出給示波器顯示.d.由一個按鍵模擬觸發信號.e.選用 GW48-PK2 系統, 編寫程序在 FPGA 上實現并加以驗證.(2)課程設計目的
1.通過本次課程設計掌握Quartusm及modelsim軟件的運用 2.掌握數字信號處理的原理方法與實現的過程
3.通過本次課程設計學習解決問題的思路與方法,學習查找資料和運用所學知識解決實際問題的能力 4.學習與別人溝通和合作的能力 5.學會獨立思考
(3)背景介紹
數字存儲示波器有別于一般的模擬示波器,它是將采集到的模擬電壓信號轉換為數字信號,由內部微機進行分析、處理、存儲、顯示或打印等操作。這類示波器通常具有程控和遙控能力,通過GPIB接口還可將數據傳輸到計算機等外部設備進行分析處理。
數字存儲示波器的基本原理如圖所示,其工作過程一般分為存儲和顯示兩個階段。在存儲階段,首先對被測模擬信號進行采樣和量化,經 A/D轉換器轉換成數字信號后,依次存入RAM中,當采樣頻率足夠高時,就可以實現信號的不失真存儲。當需要觀察這些信息時,只要以合適的頻率把這些信息從存儲器RAM中按原順序取出,經D/A轉換和LPE濾波后送至示波器就可以觀察的還原后的波形。
普通模擬示波器 CRT 上的 P31 熒光物質的余輝時間小于 1ms。在有些情況下,使用 P7 熒光物質的 CRT 能給出大約 300ms 的余輝時間。只要有信號照射熒光物質,CRT 就將不斷顯示信號波形。而當信號去掉以后使用 P31 材料的 CRT 上的掃跡迅速變暗,而使用 P7 材料的 CRT 上的掃跡停留時間稍長一些。
那么,如果信號在一秒鐘內只有幾次,或者信號的周期僅為數秒,甚至信號只猝發一次,那又將會怎么樣呢?在這種情況下,使用我們上面介紹過的模擬示波器幾乎乃至于完全不能觀察到這些信號。
所謂數字存儲就是在示波器中以數字編碼的形式來貯存信號。當信號進入數字存儲示波器,或稱 DSO 以后,在信號到達CRT 的偏轉電路之前(圖1),示波器將按一定的時間間隔對信號電壓進行采樣。然后用一個模/數變換器(ADC)對這些采樣值進行變換從而生成代表每一個采樣電壓的二進制字。這個過程稱為數字化。
獲得的二進制數值貯存在存儲器中。對輸入信號進行采樣的速率稱為采樣速率。采樣速率由采樣時鐘控制。對于一般使用情況來說,采樣速率的范圍從每秒 20 兆次(20MS/s)到 200MS/s。存儲器中貯存的數據用來在示波器的屏幕上重建信號波形。所以,在DSO中的輸入信號接頭和示波器 CRT 之間的電路不只是僅有模擬電路。輸入信號的波形在 CRT 上獲得顯示之前先要存貯到存儲器中,我們在示波器屏幕上看到的波形總是由所采集到數據重建的波形,而不是輸入連接端上所加信號的直接波形顯示。
二、設計方案與電路實現
1.工作原理
數字存儲示波器與模擬示波器不同在于信號進入示波器后立刻通過高速A/D轉換器將模擬信號前端快速采樣,存儲其數字化信號。并利用數字信號處理技術對所存儲的數據進行實時快速處理,得到信號的波形及其參數,并由示波器顯示,從而實現模擬示波器功能,而且測量精度高。還可存儲信號,因而,數字存儲示波器可以存儲和調用顯示特定時刻信號。
計數器模塊采用和A/D同步時鐘,通過寫使能wren控制A/D采樣,當wren=1時,處于與采樣允許階段,每一個時鐘周期A/D采集一次數據,每經過一個采樣周期地址計數器加一,產生一次地址鎖存,并把數據鎖存到RAM中。
2.A/D結構 ①內含S/H;
②為半閃爍結構(flash),兩個4bit并行A/D組合為8 bit,轉換速率20 Ms/s; ③輸入信號 +(0– 2)V; ④基準電壓 + 2V 等等 TLC5510內部電路結構
3.利用quartus軟件,編寫.v文件(1)頂層模塊
module reserve(clk, key1, trag, adin, dout);
input[7:0] adin;input clk,key1;
output[9:0] trag;output[9:0] dout;
wire[9:0] trag;wire[9:0] dout;wire[9:0] Q1;wire[7:0] md;wire[7:0] din;
reg[9:0] t;
assign dout={md[7:0],2'b00};assign trag=Q1;
count count(.q1(Q1),.clock(clk));ad ad(.ADIN(adin),.DIN(din),.CLK(clk));
dpram dpram(.data(din),.wren(key1),.q(md),.address(Q1),.inclock(clk));endmodule
(2)計數器模塊
module count(clock,q1);input clock; output[9:0] q1;
reg[9:0] t;
always @(posedge clock)begin t<=t+1;end
assign q1=t;endmodule
(3)A/D模塊
module ad(ADIN,CLK,DIN);input CLK;input[7:0] ADIN;output[7:0] DIN;
reg[7:0] m;
always@(posedge CLK)begin m<=ADIN;end
assign DIN=m;endmodule
描述電路
4.實驗結論
經過在modelsim上仿真得到的波形滿足預先設計的功能,在quartus上編譯的結果也是正確的。
三.心得體會
這次的實驗讓我收獲頗多,因為這次的課程設計需要用到單片機的知識,verilog的知識,還用到了數字集成電路的知識,是我對于本專業的認識有了更深的了解,也是我明白了現在市面上的電子產品大體的設計步驟。不但如此,我還通過這次試驗掌握了示波器的使用方法,協調了知識綜合應用的能力。這次試驗中還用到了數模模數芯片,讓我對其產生好奇,因為這就相當于電子世界里面的人類的聽覺。并且通過這次實驗還對于quartus和modelsim軟件仿真有了一些認識,知道了編程序不要怕從哪里下手,一定要多練,寫的多了,自然而然就會了,這次實驗讓我對于vrilog語言結構有更多了認識,并且我也熟悉了老師們經常在課堂上說的FPGA,而且還鍛煉和組員們的協調能力,合作能力,受益匪淺。
四.參考文獻
《EDA技術實用教程---VHDL》潘松、黃繼業編著;
《Verilog HDL高級數字設計》出版社: 電子工業出版社;第1版(2010年4月1日;
《Verilog數字系統設計教程》夏宇聞;
《數字信號處理的FPGA實現》(第2版)劉凌譯;
第三篇:數字電子時鐘設計
(電子技術課程)
設計說明書
數字電子時鐘
起止日期:
2016 年
11月23日 至
2016年 11月 27 日
學生姓名
班級 學號
成績
指導教師(簽字)
交通工程學院(部)2016年
11月
29日
數字電子鐘
設計一個數字電子鐘,具體要求:
1、以24小時為一個計數周期;具有“時”、“分”、“秒”數字數碼管顯示電路;
2、具有校時功能;
3、整點前10秒,數字鐘會自動報時,以示提醒;
4、設計+5V直流電源。(設計220V輸入,+5V輸出)
5、啟動電路。
6、用PROTEUS畫出電路原理圖仿真成功再用數字電子技術實驗箱驗證。;
設計步驟及內容:
一、首先對本次設計所需要用到的器件的引腳及功能進行詳細的了解 1、555定時器
“1”腳為公共接地端GND;“8”腳為正電源電壓VCC;“2”腳是觸發端;“4”腳為復位輸出端; “7”腳為放電端;“6”腳位閾值端;“5”腳為控制電壓輸入端;“3”腳是輸出端。2、74LS163
CEP、CET:計數使能輸入端,高電平有效;CLK:時鐘脈沖,上升沿觸發;
MR:清零端,低電平有效;LOAD:并行置數使能端,低電平有效;RCO:進位信號輸出端; D[0:3]:并行二進制數據輸入端;Q[3:0]:計數狀態輸出端。
二、實驗步驟
1、連接555定時器,產生1Hz方波。
首先將555定時器按照如圖所示的接法連接起來,并根據555定時器電容充放電時間的計算確定各元件的取值。
電容充電時間T=0.7(R1+R2)C1 為使555定時器輸入1Hz的方波,經計算各元件的取值為 R1=43K,R2=51K,C1=10u F,C2=0.01u F。3腳作為時鐘脈沖的輸出連接到各個計數器的CLK。
2、時鐘電路的連接
本次設計使用的是74LS163芯片,因為它是16進制計數器,所以需要在控制端加上適當的門電路使其構成十進制計數器,將計數器按照如圖所示的方式連接起來。
a、秒各位
將輸出端的Q3、Q1用與門(74LS08)連接起來并輸入到清零端MR,其目的是為了構成十進制,當計數器計數到9時,與門U1打開,經過非門U1A輸出低電平使得MR在下一個脈沖上升沿時清零。
b、秒十位
與秒各位不同的是,秒十位的使能端是由各位Q3、Q1相與的電平控制的,秒十位的進位的條件是當各位為9時,在下一個脈沖的上升沿來臨時進位。秒十位的清零需要等到個位為9且十位為5時,U2與U3經過U4輸出高電平再經過U3A輸出低電平,是的MR在下一個脈沖上升沿是清零。
c、分個位
分各位的構成原理與秒個位相似,不同的是控制端上的門電路換成了與非門U4(為了使之后方便連接門電路),分個位的使能信號由U3輸入,清零條件為分個位為9,秒為59時清零,清零信號由U5A輸出的低電平提供。
d、分十位
分十位的構成原理與秒十位相似,使能信號由U4輸出的高電平提供,清零條件為分為59,秒為59,清零信號由U7A輸出的低電平提供。
e、時
時個位的使能信號由U7提供,時十位的使能信號由U9提供。時個位有兩個清零信號,一個是當它自身為9時,等到下一個時鐘脈沖的上升沿時清零,另一個是當十位為2,個位為3時,十位和個位同時清零。用與非門U12將個位Q2和十位Q1相連,再將兩個清零信號相與,實現清零工作。
完整的時鐘電路如下圖所示
3、校準電路
校準電路連線圖如圖所示,當開關打在右邊時,U14B關閉不工作,U14C送出一個高電平信 6
號,等到秒對分的進位信號來臨時和進位信號通過U15A送出一個低電平,使得U15B打開,又因為U15B接入了分個位的使能端,所以相當于開關打在右邊時校準電路成為分個位的使能信號進位信號;開關打在左邊時,U14C關閉不工作,U14B送出一個高電平信號,然后與秒脈沖信號通過U14D送出一個低電平接入分個位的使能端,所以相當于開關打在左邊時,分個位接收了一個秒脈沖信號,使得它能像秒鐘一樣計時并且能向十位進位,就相當于校準功能,當分鐘跳到你想要的時間時把開關打到右邊(此時時鐘電路照常工作)從你調整好的時間繼續計數,達到校準的目的。(時的校準電路與分的校準電路一樣)
但是直接把校準電路這樣連入時鐘電路會出現一些問題,就是在校準的時候分會出現16進制,所以就需要在電路中加入反饋,將它控制到10進制,具體的反饋連接方式如圖所示(不能接在MR端,不然會使電路出現問題)時鐘電路與校準電路如圖所示 將開關打到左邊進行校準:
完成之后將開關打到右邊繼續計數:
4、報時電路
報時電路使用的是74HC30芯片,它是一個8輸入與非門芯片,只有當所有輸入都為1時輸出為0,使得喇叭能夠正常工作(喇叭一端接高電平一端接低電平),因為是整點報時,所以秒個位就不用接入芯片,只需在多余的兩個引腳接入電源就可以實現在59分50秒到59秒的報時,具體接法如下圖所示
整個可校準可報時的數字電路如圖所示
三、心得體會
本次數字電子課程設計是我覺得收獲非常大的一次實習,而這次課程設計給我們提供了一個應用自己所學知識來設計作品的平臺。
在本次課程設計中,我更加熟悉Proteus軟件的操作了,同時對74LS163、74LS161、74HC30、555等芯片加深了了解,和對它們的使用,對于數字、模擬電路的綜合運用有了更深一步理解,為以后的電路分析和設計奠定了一定的基礎。
本次課程設計很遺憾沒能選擇最有挑戰性的課題來做,因為基礎知識不夠扎實,做數字電子時鐘也是費了很大勁。
這次設計我主要覺得有兩個難點:
一、從一開始沒選擇十進制計數器來做,所以使設計的電路看起來很復雜,并且進位需要考慮的很周全,越高位必要條件越多,所以用了許多門電路;
二、校準電路直接連入電路會產生十六進制,所以需要加反饋,在最開始不太理解反饋的意思,又去翻了數電書還問了老師很多次,接了很多遍才將反饋接出來。
但是最后成功了看著自己能把理論知識運用到實際,心里還是非常開心的,在做課題的這幾天學會了很多,對仿真也產生了濃厚的興趣,想自己試著在課余時間再做做幾個課題。
第四篇:《制作電子賀卡》教學設計
《制作電子賀卡》教學設計
教學目標:
知識目標:能夠綜合運用所學過的PowerPoint2000的各種命令。
能力目標:培養學生對所學知識的綜合運用能力、創新能力、統籌安排和策劃的能力。
情感目標:激發學生學習興趣和創作熱情,在賀卡的創作過程中逐漸培養學生的審美能力和想像力,培養學生互幫互助的精神。教學重點:
是讓學生通過網絡資源和自己熟悉的軟件來制作個性賀卡。教學難點:
是培養學生的自主學習和創新能力。教學準備:
硬件:學校機房
軟件: powerpoint、windows畫圖工具 教學過程:
(一)激情導入,激發興趣
上課前教師展示自己用不同軟件做的賀卡和學生作品,通過作品多樣化來吸引學生的興趣,讓學生全身心地投入到教學活動中,引發學生的感知,激發求知欲,使學生在愉快和諧的教學氣氛中滿懷激情地學習,較好地實現教學目標。
(二)分組討論,明確主題
教師演示完課件后,和學生一起討論一張漂亮的賀卡有哪些主要因素,讓學生主動參與到課堂討論中來,各抒己見,充分發揮學生學習的主體作用;然后總結:一張好的賀卡有明確的主題,鮮明的色彩和真摯的祝福語,以便學生在制作賀卡的過程中有所注意。
(三)綜合運用,展示才能
在這個環節,通過分組形式來安排學生做賀卡,學生做賀卡可以通過多渠道來搜集資料,也可以自己設計圖片、文字等,培養學生搜集信息、信息加工和創新的能力。在這過程中,老師適當對學生點撥,對做得好的學生進行表揚鼓勵。
(四)評價總結,不斷進步
這個環節,老師和學生一起做評委,師生之間、生生之間互相交流,先從組中評選出優秀制作人,然后,再從選出的優秀制作人中選出最佳制作人,同時,頒發獎品(獎花)給得獎學生。最后,將一些成功的作品展示給全班同學看,使學生嘗到成功的喜悅,樹立他們的自信心和榮譽感。通過交流評價,每個人都成為了學習的主人,學習的興趣也隨之提高了,同時學生之間的感情也更深厚友好了,學生的學習充滿探究合作的快樂。
(五)作品展示
大多數學生設計完畢之后,展示學生的作品,學生互評,并請學生代表上臺介紹自己的作品。
教師點評:從展示的作品可以看出,同學們在復習了以前所學知識的同時,學到了更多的新知識。比如在設計中如何選擇背景、圖片等。同時,同學之間也學會了互幫互學,共同提高。這說明在今后的學習中,我們不僅需要豐富的知識、創新的理念,更要有合作的精神和意識
(六)小結,鞏固知識,開發創造才能。
總結本節課所學:這節課主要學習了用多種軟件制作賀卡,同學們對制作賀卡也能得心應手,運作自如了,老師希望同學們能把所學運用到實際中來,每逢佳節時能送上自己制作的賀卡表達節日的祝福。這樣啟發學生把所學知識靈活運用到實際生活中,達到學以致用的目的。
第五篇:電子板報制作(教學設計)
“電子板報制作”教學設計
一、教學目標:
1、知識目標:通過學習和制作 “電子板報”,讓學生理解、掌握并熟練運用字處理軟件中的各知識點。
2、能力目標:通過制作 “電子板報”熟練運用WORD軟件進行復雜圖文排版
3、情感目標:
a、培養學生對信息技術的興趣和意識。
b、增強學生的審美意識、組織能力和團隊協作精神。
二、教學內容及重難點分析
教學重點:格式設置(文字、圖片)、表格制作 教學難點:版式設置(頁面、分欄、文本框)
三、教學指導思想(建構主義)
信息技術課是一門集知識和技能于一體、實踐性很強的課程,要求學生既要學好理論知識,又要掌握實際操作技能。同時信息技術課內容更新很快,又要求學生具有自主積極學習的能力。
建構主義學習理論認為,知識不是通過教師傳授得到的,而是學習者在一定的情境下,借助他人(教師、學習伙伴、網絡工具等)的幫助,利用必要的學習資料,通過意義建構方式獲得的。建構既是對新知識意義的建構,同時又包含對原有經驗的改造和重組。
建構主義教學設計原則強調:學生的學習活動必須與大的任務或問題相結合;以探索問題來激發和維持學習者學習的興趣和動機;創建寬松真實的教學環境,讓學生帶著任務和問題去學習;學生擁有學習的主動權,教師是引導者,不斷引導學生去發現問題,同時也是學生的學習伙伴。
四、教學模式(任務驅動)
用建構主義學習理論來指導信息技術課程的教學,我們會發現“任務驅動”教學模式,很適合這一課程的教與學。
1、“電子板報制作”任務設置
每組學生利用WORD制作一份漂亮的電子板報,要求:(1)電子板報有一個明確的主題“第二課堂”,但內容各組自定;(2)電子板報應含有圖片、藝術字及各種字體風格;(3)電子板報應含有制表;(4)電子板報制作版面至少有四張A4紙;(5)提供網上下載、掃描輸入、數碼輸入等技術條件;(6)評測的重要依據是“創新”、體現時代特色和個性張揚,內容沒有科學性錯誤。
2、版面欄目設置參考
校園新聞:報道學校“第二課堂”活動及學校的大事情。人物專訪:可采訪校長、教師和有代表性的同學等。校園情報:報道學生思想、學習和生活的最新情況和動態。指點江山:發表對某些事的看法,或抒寫自己的志向與抱負。開心往事:寫出難忘的經歷和令人高興的趣事。丑聞一瞥:對校園內不文明的人和事進行曝光。友情難忘:記同學或師生之間相互勉勵、共同進步的情誼。“我也談學校建設”、青春BBS、奇思妙想、教你一招、萬花筒、小幽默、小常識等。
五、教學過程設計(開放型、小組協作學習)
(一)、新課導入
教師:你們身邊有各種各樣的報紙和雜志,你們在吸取它們精彩知識的同時,有沒有想過這些知識是通過什么軟件、什么途徑和什么方法編排在一起的?(學生說沒想過)你們想不想看一些網上的電子板報和你們的師姐師哥們制作的電子板報?(學生興趣大增,急切地想看電子板報)
教師演示:網上學生制作的電子板報(進入新浪或搜狐網站,輸入關鍵詞“電子板報”,顯示搜索結果,進入相關網頁,演示); 高一其它班制作的電子板報
教師:這些電子板報整體如何?是用什么軟件編排的?
學生:設計得真好,內容真豐富,用WORD、WPS軟件制作的。教師:你們有沒有信心辦一份能和它們相媲美的報紙呢?
學生:有,比他們做的更好!(學生一個個摩拳擦掌,躍躍欲試。)教師:現在各小組根據給定的主題,運用WORD軟件完成任務。
(二)教與學的過程
各小組成員聚集在一起,很嚴肅又很熱烈地討論著,討論一段時間分配好任務后,有的小組各成員回到自己的座位,翻開書,打開WORD軟件,一步一步地自學,并不時地和同組其它同學討論著;有的小組成員聚集在一起,一個同學在講解,其它同學在聽講,并不時地記筆記和提問,能者為師,互相學習,氣氛融洽活潑又嚴肅。
教師在巡視輔導過程中,密切注意各組對各知識點在理解和運用上存在的共性問題,并及時在學生自學過程中穿插講解。如“如何使分成兩欄的左右兩欄文字行數相等”“如何在正文隨意定位插入的圖片”“怎樣改變文本框的形狀”等等。對于這章中的重點和難點:格式設置(文字、圖片)、表格制作;版式設置(頁面、分欄、文本框),教師要根據全班同學掌握知識的程度和進度,及時講解這些,學生反而很愿意聽,有一種恍然大悟的表情。
教師在教室內走動,融入到學生中,隨時點撥他們在完成電子板報過程中遇到的全組都不能解決的新問題。有時候,教師發現學生提出的問題,連教師都沒有遇到過。此時,教師學生共同去查資料或互聯網解決,真可謂教學相長,又增強了師生間的朋友伙伴關系。
整個過程是開放的,隨時有同學請假到圖書館查資料(互聯網上查不到時),有同學去采訪校長、教師及社會人士,有同學借數碼像機去拍圖片,有同學在忙著掃描資料,有同學在網上咨詢查找信息。
各小組有強烈的團隊合作精神,遇到不懂的問題,互相討論;有的同學想貪玩,其它同學就提醒監督。這樣極大地提高了學生學習的自主性和積極性。
六、資源整合、素質整合(美學、文化知識、計算機網絡技術、社交能力等)
電子板報制作運用的是WORD一章的知識,但整個過程涉及并整合了美學、文化知識、計算機網絡技術、社交能力、組織能力和自學能力等等。如:在版面布局設計上既要注意視覺習慣,但又要打破常規、設計新穎,有的同學提出:在A4紙的黃金分割處,設置頭版頭條。有的小組設計好自己的版面后,還要去請教美術教師。
要制作一份內容詳實的電子板報,就要找資料,網絡技術提供了極大的便利。各組同學能熟練從網上下載文字、圖片、動畫等,特別值得一提的是:看到別人的作品,能極大地刺激學生的創作靈感和欲望,所以許多學生在“PHOTOSHOP”“畫圖”等軟件里制作和處理有自己個性的作品,有的學生揮毫作畫,通過掃描儀輸入電腦,經過處理修飾后,把它們放到電子板報中。
有個小組的一個小板塊叫“小愛迪生”,他們把收集到的同學小發明,一個個請教相關的物理化學老師,并親自試驗一遍,論證它們的可行性后,才放到電子板報上。他們先列出了訪問提綱,然后到學校電教室借有關“采訪”的錄像片,學習和模仿記者的提問,并要求在我面前模擬一遍。
在電子板報制作過程中,也出現過學生沒有預料到的許多問題,如有的小組已完成近一半的任務時,因計算機病毒的入侵而造成數據全部丟失,全班同學為之惋惜,也由此認識到“網絡需要文明,文明就在你的一舉一動中”,有的小組在采訪中,因遇到拒絕而喪氣,不過最終因自己的誠懇和鍥而不舍的精神使采訪成功。
正是在這一系列的學習、追求、嘗試、失敗中,學生不僅學到了書本上的知識,而且也學到了書本以外的知識。
七、教學成果評價(成果展示并評價、評述)
在規定的時間內,每個小組完成了任務。作品風格各異,布局、審美、制作無不體現了各小組成員的智慧和汗水。作品統一在多媒體教室展示。請了一些相關科目的教師來評價、指導。每個小組派一名同學,講述自己小組電子板報制作過程,介紹如何學習WORD這一章的重點難點的方法,并對教師和其它同學現場提問給予回答,(若回答不出,同組同學可以補充)。從學生的介紹和回答中,我了解了各組已掌握WORD這一章節知識點,基本已熟練運用WORD綜合排版。
最后由同學選出從內容到版面都優秀的作品,推薦到報刊或網站發表。所有作品在學校的網站發表,極大地鼓舞了學生學習信息技術這門課的興趣。
八、教師總結
“同學們做的電子板報都非常好,每個同學在制作電子板報過程中,肯定或多或少都學到了課堂上的或課堂外的知識。(學生都發出會心的微笑)下面我們一起把WORD這一章的重點和難點再簡單回顧一下,我還要講解你們各小組在完成任務過程中遇到的關于WORD的小難題。”
九、教學延伸:(自選“研究性學習”課題)
通過WORD這一章的學習,學生已較熟練地運用各種資源,希望能通過這種方法,聯系身邊的事、景、情、自然界等等,選一研究性學習的課題。
電子版報制作教學設計
學校:牡丹江市朝鮮族中學學科:信息技術姓名:王
磊