梁文顺
广东实验中学 广东省广州市 510000
摘要:针对学校的实际情况,在学期末考试结束后设置维持一个星期的综合实践小课程活动,根据初二初三学生的学情分析与特点,在初二学生可以开展校园综合实践无线电测向活动,初三学生可以开展无线电测向中的电子制作项目,在小课程中融入STEM教育模式,使得课程变得有意义,学生学有所获。
关键词:无线电测向,电子制作,物理,小课程
一、课程介绍
(一)无线电测向(Amateur Radio Direction Finding,缩写:ARDF, 业余无线电测向)运动是竞技项目之一,也是业余无线电活动的主要内容。主要用到的器材是一个无线电莫尔斯码接收机(测向机),莫尔斯码无线电信号发射机(信号源),根据信号源发出的莫尔斯码长短音的组合设置12个电台,用0号到9号代表数字电台,MO为终点电台,每个电台都有它固定的频率。活动过程先由老师将电台隐藏起来,分散到校园的隐蔽地方,在电台旁边放置一个记录时间和电台的打卡器(点签),然后规划一个稍微隐蔽的地方作为学生的起点,按批次出发,带着测向机和指卡,通过调频率,测哑线,按单向开关,找大音面等操作,按照指定的电台一一寻找出来。这个活动能很好的融入了科技性和趣味性。
(二)无线电测向包含电子制作项目,即通过比如灯泡、可调电阻、发光二极管、稳压二极管、定值电阻、电容、3v电池盒、6v电池盒、三极管、555芯片、电路板等常见电子元件根据电路图焊接出实物图,并实现相关功能(调节灯泡的亮暗,二极管闪烁,流水灯等)。器材的选择方面考虑到安全为先,焊接用的电烙铁为无线电烙铁,不提供220v电源,细节方面选择的电路板应该是质量较好的,这样对于新手不容易焊坏电路板,不至于温度过高使得铜圈掉落。另焊锡的选择应该选含锡量较高的(达到百分之六十三以上的),这样焊接的时候上锡较容易,成功率高。这个项目适合初三的学生,因初三的学生已经学习了电学的基础知识,这样将理论与实践很好地结合起来,STEM教育模式得到很好的应用。
二、课程的开展与设计
(一)校园无线电测向综合实践活动的开展,针对新学的同学,按照教学进度可以设置以下内同:
1、第一课时,介绍无线电测向活动,熟悉测向机的应用(以80m波段测向机为例),握机器正确方法(垂直地面)、调台、调音量、磁棒、天线、大音面,找台步骤(调音量、调频率、测哑点线、沿着哑点线测大音面、寻找信号源)。另熟悉每个电台的的莫尔斯码,为了快速掌握,可以打印一张贴于机器上,反复练习听每个台号的莫尔斯码,可通过分好组进行调台听台比赛,以提高效率和增加趣味性。
2、第二课时,掌握找台的实际操作,先在一个空旷的地方在左边、正前方、右边三个方位相隔一定的距离摆放三个不同的信号源,在远离三个信号源的位置拉一条警戒带,指导学生有序地在警戒带的外面用机器测准相应的电台的哑点线与大音面,然后记住,放下机器,用指卡去将相应的电台打卡回来。可以循序渐进,由找一个台到找三个台。通过这个过程,不断强化熟悉自己的机器、测哑点、测大音面基本功,而且这个过程完全是依靠自己的测向机测准之后找到信号源,所一这个环节能促使学生能高效地掌握找台三步骤,使得活动变得更加具有挑战与趣味性。
3、第三课时,寻找信号源的一些注意事项讲解。
根据省级和国家级的锦标赛规则,会在距离真台附近(一般相隔2米左右)布置一个假台(不发信号或者不是要找的信号源),所以跟学生解释假台概念,并掌握辨别技巧:第一种方法是在不远的地方确定两个点,在这两个点确定需要找的信号源的哑点线相交是否就是台的位置。第二种方法是将音量适当调小,将机器平拿,对准电台进行扫动,看音量的变化明不明显。另一个是关于信号反射,因为信号源为无线电波,波长为2m和80m,当遇到较大的障碍物的时候(山体、建筑物等),无线电波绕射不过去,被反射到某一个方向,这时用测向机听到的大音面就在那个反射的方向,以为信号源在那里。遇到这种情况的处理办法只能是在空旷的高处测出的方向为准,用交叉定点的方法确定。信号覆盖:当调台调不出需要寻找的电台时,可能存在以下几种情况:一是可能电台离的位置较远,接受不到信号,二是机器的指向为反向,三是离其他电台较近,信号被其他电台覆盖。
4、第四课时,练习使用指卡进行打卡,并按照规定的台序与在规定的时间内完成找台。
在训练的过程中可以练习不同的专项,使得针对性更强。
(二)电子制作
1、第一课时,根据初三的同学已经有相关的电学的基本知识,但是初中的物理没有学习一些基础的电子元件,和认知相关的符号,所以第一节课应该教会学生认识相关的电子元件的符号、用法、特性等。可以通过制作一份学案,将电子元件实物图和对于的符号,说明参数等制作成一份表格供学生学习。以做到随时随地都能够学习,快速掌握。另侧重将解工具箱的相关工具的使用方法和注意事项,包括焊接注意事项:1、环境必须为通风 2、防止烫伤,要有电烙铁架子 3、焊点要光亮圆润,防止虚焊4、适当控制焊接头的温度和焊接的时间,防止焊坏电子元件和电路板5、焊路为横平竖直,电子元件布局合理整齐。另需要讲解各电子元件的插件的注意事项
2、第二课时,焊接电路前,应该先多次练习插件与焊接。
熟练之后,焊接电路由简单到复杂,可以先焊接简单的串联电路、并联电路开始,增加电动机等。再到由可调电阻调节灯泡亮暗程度到两个发光二极管交替闪烁电路,到555芯片的应用,增加一些芯片CD4017,制作流水灯。为了增加拓展性学习,应该鼓励有能力的学生学习单片机,结合单片机制作更高层次的电路。
结束语:
通过无线电测向综合实践这个活动,将物理融入到体育锻炼中,了解无线电波,莫尔斯吗等相关知识,培养独立思考和分析判断能力,促进学生的德智体美劳全面发展,为素质教育提供一个很好的平台。开展电子制作项目,为学生提供一个初步接触电子知识的平台,真正实现做中学,学中做,由理论到实践,提升自学能力,扩展知识面。
参考文献
(1) 全汉炎,张军鹏,李德安.《高中物理微型实验》《高中物理课程实验设计》.广州:广东教育出版社.2013.05
(2)赵端旭.《初中物理实验集锦》.电子工业出版社2017.06
(3)扶健华. 《无线电测向运动教学与训练》.华南理工大学出版社 2012.01
作者信息表(按顺序)
作者 姓名 工作单位 职称
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第一作者 梁文顺 广东实验中学 物理实验师 广州市越秀区中山四路51号 280214856@qq.com 18925198362
作者简介:梁文顺(1986.10-),男,本科,籍贯:广东广州,职称:物理实验师(中级)
研究方向:初中物理实验