将心向明月[3]， ---—细数随堂演示用的实验教具

陈少昌

安静的周末，把近十年来自制的和引用的课程教学教具梳理一下，配图配文配音，并纳入“将心向明月”系列文章，对自己是个总结，更多的希望能对同行老师有点参考价值。

两门课程随堂教具大体可以分为三大类，计35项之多。分别是：

1.元器件静态模型。主要是收集各类具有代表性的元件器件模块系统，随堂展示，让学生产生感性认知。

2.单元电子线路。学到哪，做到哪！做中学，学中做。简单电路随堂演示，复杂功能沉浸DIY。细分，有课堂演示用的，老师做，有综合提升用，学生课后做。这里展示的主要是本人制作的演示用小单元小系统。

3.综合电子微系统。强调知识综合运用，在最终期末考试中运用，并对接后续专业课程学习。

这是模电课程随堂实验需要用到的全部元器件组合。

课前动员使用的教具：等离子蓝牙音响。2016制作完成，如今依然可以完美工作。酷酷的外表，悠扬而不知出处的歌声，对一个电子小白的少年，是极具杀伤力的。毕竟跳动的火苗能发出优美的歌声，还有需要想象力的。

兴趣需要培养，教育首先是发现，其次是转变，再次是发展，终极是成长。

iPhone6的主板，AMD的CPU。就是让学生看一看摸一摸，这可是电子世界的天花板。

超大功率二极管三极管，英飞凌产。正向电流最大1500A。课程思政在这里可以充分震撼。

模电的真正的DIY项目：室温测量系统。一个光敏电阻（NTC/PTC）、一个运放、一个电压表头，做吧。足以让少年们兴趣盎然，还不至于做不出来。这就是所谓的“挑战度”，跳一跳能够得上。

把题目出难，不是老师的本事，出的合适，便于学生建构知识，学习增长，才是王道。

继续，智能灯光控制系统。师生合作。

一个光敏电阻、一个运放，配点收集的卡通玩意，很温馨的感觉。所谓：风雪夜归人，照映来时路。

延时熄灭灯光控制系统。

电阻、电容、运放、按钮、继电器，茶叶盒做个底座，总之一切都是DIY的。把220V交流电接入，为师得上，毕竟毛手毛脚的少年需要历练。安全是底线。😁

二极管特性演示电路。单向导电性，正向特性，反向导电性，不同功率不同型号的二极管特性，直至“毁伤性实验”，目睹一个小功率二极管“发烫”“冒烟”也是印象深刻的体验。讲解二极管型号参数，“目测+体验”最为有效。目测：五颜六色大小不同二极管；体验：工作中的二极管温升。

早期的教室没有电插座，就购买了这个“斯特林发动机”，带动直流发电机构成5V电源系统，可移动。一经点着，教室内机车轰鸣，悦耳动听，充满了科技感，也体现了高山海岛的工作特色。

早期的演示电路，二极管特性和三极管“饱和、截止、放大”三个状态演示电路，其实就是教材上的一个计算题。算完，立即演示，演示测量，然后再计算。眼见为实，就是这个意思吧。电压表头用来显示三极管的Vce特征参数。

模电课程六个DIY项目的集成。早期改革时期，都必须一一先做过，确认可以，才调整优化布置给学生。

DIY6:小功率调速电扇。PWM+开关功率放大组合。

这个项目多在六月期间完成，带到教室随手吹吹风，还是很酷的。

模电DIY子题目，三色光调和控制。三路PWM控制红蓝绿光源，构成不同的色彩。

典型线性稳压电源。

教材最后一章，具体，形象，可测，可量。

配合学习，做的音响。茶叶盒子改装，很费功夫的，锯子、电钻，锉刀，…都需要用到。

和15级张文举同学一起合作完成的所有模电课程DIY项目的组合。

2021年对模电演示项目进行了全面升级。

包括：单管蓝牙音频放大电路

放音电平指示电路

双声道甲乙类音频放大电路

集成音频放大电路

开关放大电路

制作的一个恒温智能焊台控制系统

数电课程全部的器材元件模块。

模电打基础，数电来赋能。有了很好的模电基础，数电课程就可以任意妄为。题目不断拓展，分类培养成为可能。优秀的跨几门课程综合学习，基础不太好的也能达到基本目标。

基本门功能演示电路。包括与非门、译码器、七段LED驱动电路三个部分。通常的安排是学生去实验室，在实验箱上完成两个学时的体验性实验。对我们的课堂，只需要几分钟的演示完成，这样的演示还常常都是在课前课间来完成。

2016年制作的两位BCD数加法器电路，具有二进制和十进制两种输出。线有点乱，但是功能正常。回想起来，制作时候并无完整电路，就是一边接一边调。

OC/OD门功能演示实验。非常基础。与其口干舌燥的比划，不如一个电路的显示。瞬间明白。时间腾挪出，去实现高阶目标。

五人投票表决系统，典型的组合逻辑电路。记得当时是和18级同学包容约好一起比赛的作品。他输了，我赢了。细想起来，为师者胜之不武的，毕竟我有自由的时间和充分的条件保障，我们的学生是没有的。

14级同学陈超一完成基本加法器，你看看，面包板的侧面固定还是用食堂的一次性筷子折断做的筋骨实现的。很结实。

在他的作品基础上，把结果取出来，加上适当的逻辑变化，驱动早期的情怀电子产品——辉光数码管显示。这些管子需要600V高压，需要三极管开关。

D触发器的功能演示模块。很小，但是功能完整，直观实用。学生体验电路的输出不仅和输入有关，而且和时间有关。这是一次思维的跃升，也是今天计算机的硬件基础。

8X8LED点阵的时序逻辑电路控制实现

8✘8LED点阵的程序控制实现

在19级郭小满同学作品的基础上制做了“按键防抖电路”，曾经出过专辑的美篇。很经典的电路。

数电ADDA DEMO系统。

ADC0809/DAC0832/555振荡电路，构成demo。早期数电课程的DIYfinal项目。我的作品自带示波器，用于对ADC时序的显示。后期都买了移动便携式的示波器。

无人机底层，做了两个。一个用了，一个留下来。

光控电子琴

51系列还是深度用过的。

想想从80年代Z80开始，到了研究生阶段的Z8000,再到8031/8051/8096/8098，直至今天的Arm系列，机器语言，汇编语言，今天的C，其实基础一直还在控制领域。

时钟。就是焊焊，没做啥技术工作

电子元器件立方。纯粹的摆件，看看以后送给哪一位学生？独一无二的礼物。但愿能得到珍藏。

1990年研制的控制系统核心板。实装😁😁😁

每一个细节都是DIY的，螺母、面板、电镀、环氧封装、上船调试……想想真的充实满满的。因为这个项目，才得以去过东海岱山县小长涂岛，也是迄今为止去过的祖国最东侧的领海。至于最东侧的海岛“浪岗东福山”，只是耳闻，愿以后有机会成行。

愿将我心向明月。