电磁积木简介

用电磁积木和电磁实验黑板解决电类教学实验难探究

作者：余永根

摘要：用电磁积木简化繁琐的线路板制作和焊接,元器件可反复通用,学生只需几分钱、几分钟做一个试验、在课本原理图上数字化对号入座组合威廉希尔官方网站 ,简化实验过程，大幅降低了技术门槛，和试验成本，从小学到中学，从中专到大专，上万个数模威廉希尔官方网站 都可用电磁积木完成。

把理论和实践紧密组合为一体,将威廉希尔官方网站 设计在课本原理图上,用摆积木方法简化试验过程，简易快捷几分钟装个威廉希尔官方网站 、全面兼容超越取代、数模试验箱（板）、电工电子试验台，实行实验实训家庭作业化。采用自助租借图书方式，利用学生勤工俭学，安装威廉希尔官方网站 模块，满足学生业余爱好，提高创新动手能力。

关键词：实验实训教学：电磁积木、电磁积木课本、电磁实验黑板

电子技术是一门实践性非常强的专业基础课，光靠理论教学学生根本不可能实质理解，尤其对于一些抽象的理论，借助实验实训可使其更加直观生动、形象。传统教学受试验方法落后和费用高的限制，使教师“巧媳妇难为无米之炊”，教师只能靠在课堂上滔滔不绝用枯燥的理论分析和复杂的公式推导，学生在教室似懂非懂听课越学越不耐烦、学习兴趣越来越低落, 学生越学越不想学、老师越教越难教、学校教育与社会需要越来越远，理论脱离实际使学生误入“有用的没有学”、“学了的没有用”高分低能的尴尬局面。诺贝尔获得者杨振宁多次强调：“科学95%是实验与现象。”可想而知学生动手实验是何等的重要，目前学生实验数量很少,是传统的试验成本高、费用大、耗时长、操作难、枯燥无味、与课堂教学不匹配拖了电类实验实训的后腿。现有的电类试验教学产品和方法需要进一步改进，使学生在节约大量的费用和时间前提下，做更多更好的电工电子实验。

现行电类教学实验实训存在的五个突出问题：

（一）学生常用威廉希尔官方网站 套件和万能焊接板做电子电工实验成本高，费时过长，技术难度大。试验过程一般要经过组织挑选元器件、设计威廉希尔官方网站 板、制作威廉希尔官方网站 板、安装或焊接元器件等费时较多的过程，其中，设计和制作威廉希尔官方网站 板费时最多，难度也较大，实验效率低、周期比较长。平均做一个试验费用十几元，时间短则几个小时，多则一二天，学生往往因操作麻烦时间过长，被消磨得毫无兴趣。尤其是焊接操作涉及220V高压电源，有安全隐患，需要较强的师资来辅导。

（二）学校购制的实验设备中，电子电工实验台、数模威廉希尔官方网站 试验箱、体积笨重、价格高、不实用。威廉希尔官方网站 板结构一般都是固定的，限制了教师选用威廉希尔官方网站 的灵活性，只能按步就搬做一些受到限制的实验，教师的随机变动性差，实验实习效果不尽如人意。尤其是这些设备昂贵，体积大，人多手杂，僧多粥少，很难管理。

（三）现有教科书实验课题过于严谨古板。原理性实验实训，在教材中相配的实验数量少，教师如要增加实验，首先受到设计制作焊接威廉希尔官方网站 板的条件限制，如果由学生动手制作威廉希尔官方网站 板，则在课时上不允许。所以，在教学中教师无法结合理论教学，及时地将有关实验和趣味性的小制作威廉希尔官方网站 引入课堂实验，不利于学生学习兴趣的提高，也导致教学的总体效率降低。

（四）传统试验套件零部件和实验模块威廉希尔官方网站 板不能循环使用、互换受限制，浪费大。由于元器件在威廉希尔官方网站 板上安装后，都是固定的，要想将使用过的元器件应用到别的威廉希尔官方网站 上必须拆卸下来，很麻烦，也很费时，并且容易损坏，互换性比较差，试验后的模块威廉希尔官方网站 板往往被废弃，限制了循环再用造成浪费，使试验成本大大增加，学生很难承受。

（五）传统电子试验技术门槛高，直观效果欠缺。教材中给出的威廉希尔官方网站 板，一般都打乱威廉希尔官方网站 图中的元器件排布顺序，在威廉希尔官方网站 板上调试与检测和进行讲课，不能直观地对应到威廉希尔官方网站 图上，使学生操作困难，致于思维混乱，不利于通过实验加深对威廉希尔官方网站 图的理解。元器件相互之间在对应上直观效果差。如此威廉希尔官方网站 结构大大增加了实验难度。使很多学生，很难把这种混乱的威廉希尔官方网站 和其中的电子零部件与威廉希尔官方网站 图理顺清楚。尤其是初学者和中小学生很难适应这种技术难度。

面对以上问题和现实，本人总结几十年试验教学经验，针对万能威廉希尔官方网站 板、面包板、套件、电工电子工作台，数模威廉希尔官方网站 试验箱，电子积木等九种电子试验器材进行了解剖分析，用一个全新的组合思路，直接把理论教学和实验实训紧密结合为一体,将九个传统试验设备的优点全部进行优化组合，完全打破了几十年不变的威廉希尔官方网站 组合方式，把组合板、威廉希尔官方网站 图、威廉希尔官方网站 模块和电子积木与课文进行优化组合，可以使原来复杂繁琐的威廉希尔官方网站 组装变得十分简单易行，价格便宜，体积小，学生随时随地可以动手操作，其中绝大部分试验可代替昂贵的试验台和实验箱，可取代操作繁琐的套件和万能焊接板，可不进实验室或不需实验教师指导。学生完全可在教室或家里利用课外很短的时间低成本完成这些实验，教师用电磁积木实验黑板可在课堂上同时讲原理，同步做实验，低成本组装威廉希尔官方网站 ，演示真实的试验过程讲解原理，学生用电磁积木课本跟随教师同步做试验写作业，大多数试验威廉希尔官方网站 可直接在书本原理图上对号入座组装。理论和实践紧密配合一举双得还可大量节约教学成本。可充分利用学生实验后的磁件模块、电子元器件变废为宝，循环通用。

以下为电磁积木试验方案和在教学实验实训中应用的具体方法相关操作技术介绍：

电磁积木功能：电磁积木可把若干个电子器件和电子模板块无焊接组合成威廉希尔官方网站 ，与普通纸张原理图组合，能将理论和实验紧密结合为一体,把真实的实验威廉希尔官方网站 组合于课本上，积木式组合出几千种电子威廉希尔官方网站 。特别适用于中学物理电类教学和电子技校电子电工实验教学，适宜组装各种电子基础威廉希尔官方网站 和复杂的数字威廉希尔官方网站 、单片机、电视机、工业自动化控制威廉希尔官方网站 。

电磁积木结构体型：电磁积木由电子元器件积木块、威廉希尔官方网站 模块、威廉希尔官方网站 图、电磁基板组成。

操作过程：一、打开活页本找出威廉希尔官方网站 图。

二、把电磁积木板放置于威廉希尔官方网站 图上（或直接在特制课本威廉希尔官方网站 图上摆设威廉希尔官方网站 ）。

三、摆设点、线、面威廉希尔官方网站 组合体，安装零件、威廉希尔官方网站 模块、接上电源。

电磁积木、课本、模块三合一用于电类试验教学，其主要特点是把理论和实验组合为一体,使实验实训简便快捷、。学生可以自己动手制作配件，充分利用各种废弃的威廉希尔官方网站 板做成积木模块。也可以在家里随时在课本上进行实验实训，大大增加了学生自己动手的学习兴趣，是取代传统实验产品的最佳创新产品。

以下针对上述实验教学难点而对应为产品特点详细介绍：

一、用电磁积木让学生可随时随地进行各种威廉希尔官方网站 实验实训，取材方便，几分钟，几分钱做一个试验。本专利组装威廉希尔官方网站 不需要设计制作威廉希尔官方网站 板。设计威廉希尔官方网站 只需用笔在普通的纸张威廉希尔官方网站 图上画写即可，图纸置于透明的电磁积木板下，对照原理图对号入座在电磁积木板上摆放各种电子元器件和模块组装威廉希尔官方网站 ，或直接在书本威廉希尔官方网站 图上摆威廉希尔官方网站 组装零件，其另配件无损耗可反复循环使用，可用拆机旧零件和旧威廉希尔官方网站 板，并可随意无焊接灵活拆装用螺钉固定，做一次试验只需几分钟、几分钱。

二、用形象符号电磁积木在课本原理图上数字化对号入座组合威廉希尔官方网站 ，采用七个优化措施，降低技术门槛、提高学生兴趣，组装一个威廉希尔官方网站 只须几分钟。为了提高学生学习兴趣，适应学生轻松地在游戏中看书学习同步快捷完成实验，可采用七个简化措施来降低技术门槛：1、采用七巧板电磁积木拼图组合法2、在课本上原理图上设制威廉希尔官方网站 3、用模块简化组合复杂威廉希尔官方网站 4、在书本原理威廉希尔官方网站 图上，数字化对号入座摆放零件和威廉希尔官方网站 5、用学习资料卡片组合导图辅导试验、6、用摆积木走象棋的方式无焊接摆设威廉希尔官方网站 。7、电子元器件用彩色符号标志与原理图同步摆设。将书本原理图与实验威廉希尔官方网站 对应排列为一体，学生能一目了然，直观形象，易教易学，在试验中一看就懂、一装就会，组装一个普通威廉希尔官方网站 方便快捷只须几分钟。电磁积木威廉希尔官方网站 板上元器件的位置，就是原理图上元器件的位置。所以，在这种威廉希尔官方网站 板上实验，更能加深学生对威廉希尔官方网站 原理的理解，有利于学生对威廉希尔官方网站 进行分析，也能直观地指导实验中的调试和检修，原理的理解、威廉希尔官方网站 的分析、调试、检修不再存在因元器件位置不对应造成不够直观的问题，有利于实验教学，对初学者来说效果更为明显。

三、在课本上直接安装威廉希尔官方网站 ，用组合导图“授之以渔”来达到“教是为了不教”帮助学生轻松自学。如果学校实验指导教师欠缺，为减轻教师负担，可利用大量的学习资料和电磁积木组合成课本，用图形表格组合成大图或活页本，导图把实验操作和理论知识的有效整合，使枯燥的理论和繁琐的实验图形化，在图书上直接组装威廉希尔官方网站 ，由浅入深引导学生在真实电子威廉希尔官方网站 与图文同页、理论和实践同步中学习。老师把实验中的学习资料制成学习卡，根据课题因地制宜拼成导图制作成书页课件，让学生－看就明白、一学就会用、一装就成功。通过大量的动手试验，快速拼装各种趣味威廉希尔官方网站 ，亲身体验声、光、电的实际效果，使原本枯燥的电学、光学、磁学原理在学生动手实验中轻易领悟。

四、用电磁积木教师在普通教室黑板上组装威廉希尔官方网站 用真实效果辅助理论教学，让学生一看就懂、一听就会、一做就成。在课堂上利用此专利技术可设计为活动折叠式大型威廉希尔官方网站 实验黑板，使用时可贴附在普通黑板上，老师可在实验黑板上随意用粉笔绘制威廉希尔官方网站 图，用摆积木走象棋的方式组装各种威廉希尔官方网站 ，在课堂上与学生用电磁积木板同步交流，以真实威廉希尔官方网站 生动的声、光、电、波形直接在黑板上为学生全面讲解原理。教师一边讲解，一边指导学生通过实验探索和验证，有利于激发学生学习兴趣，并提供更多动手动脑的机会。由于电磁积木实验课本方便易行，适宜教师、学生在课时上或课后进行实验实训，教学中可以随堂在实验课本上做作业，调试，维修时只要在课本上对着原理图测量分析，省略了查找原理图与威廉希尔官方网站 板上的对应过程，大大提高了实验效果和效率，能在有限的课时里做更多的威廉希尔官方网站 实验，也可以在威廉希尔官方网站 上随时随地制造人为故障，或更改元器件，观察和分析实验结果，设置问题让学生思考，然后验证，使实验实训高效化。

五、用电磁积木课本三合一自助租借全天开放实验室，满足学生一年做几百个电子实验、用通用威廉希尔官方网站 模块让学生完成高深复杂试验课题、组装单片机、电视机、遥控航模。由于本专利可以把各种比较复杂的高深电子实验课件做成组合导图或活页书本式，用租借图书方式来开放试验室全天制提供实验，满足学生一天二三个一年几百个实验。也可以由学校统一规划管理采购各种电子元器件，设计成标准通用模板，由学生练习焊接组装后交回试验室，使实验室源源不断补充新鲜血液进入良性循环，用威廉希尔官方网站 模块组合可完成一些高难度试验。利用学生练习焊接废弃的套件路板，统一标准制作通用威廉希尔官方网站 模块，充分利用模块和试验室自助租借用滚雪球形式进入良性循环，扩大试验规模节约大量经费。用套件威廉希尔官方网站 板制作威廉希尔官方网站 是电子专业的主要课程，其威廉希尔官方网站 板经试验后往往被废弃，本专利可以变废利用，改制成各种标准通用模块和零件标准块。模块威廉希尔官方网站 生产工艺简单学生可独立完成，模块威廉希尔官方网站 中的零配件和单元威廉希尔官方网站 可在一些废旧电器上和实验威廉希尔官方网站 板上拆卸，也可以直接在废旧威廉希尔官方网站 板上切割分解，[学校可组织学生勤工俭学拆卸废旧威廉希尔官方网站 板],把学生实验后的威廉希尔官方网站 套件统一规划标准为各种基础威廉希尔官方网站 模块，然后由实验室统一管理，用于租借。学生自助模块租借模式是；1、试验室首先为学生提供散件标准模块套件，（例：收音、录音、定时、电源、音响、遥控威廉希尔官方网站 、信号发生器、基础威廉希尔官方网站 板）2、学生组装威廉希尔官方网站 模块，学生利用此散件模块可练习焊接技术和组装技能，模块为统一标准接口通用型。 3、实验室把学生所做的各种实验模块统一收回管理，改造成标准模块积木，4.用借租方式来提供给学生共享使用。模块积木主要用于复杂的实验威廉希尔官方网站 组装，由零碎的个体散件组合上升到标准威廉希尔官方网站 模板高级组合。

六、把验证性实验提高到综合性、设计性、趣味性、用智力七巧板和电磁积木提高学生动手实验能力和发明创新设计能力。利用电磁积木还可以由用户自由设计，组装一些生活用小家电产品、智力七巧板和电子积木玩具。可拼装各种声、光、电、效果十分奇特有趣的电子小制作，来达到磁、电、声、光、触摸、红外线、无线遥控之效果。可组装成音乐门铃、太空大战、飞碟、汽车、卡通动物、变形金刚、机器人等玩具游戏威廉希尔官方网站 ，家用小电器例：稳压电源、充电器、遥控开关、收音机、录音机、卡拉0K音响，防盗报警、电话遥控等各种小家电，满足学生自主创新设计威廉希尔官方网站 ，提高学生学习兴趣。

七、电磁积木和七巧板威廉希尔官方网站 模块组合电器市场发展前景广阔，学校可组织学生可利用自己的专业技术在校业余时间设计生产，在网上销售各种通用模块参与市场竞争。电磁积木组装各种威廉希尔官方网站 模块简单可行,适宜个人设计生产，可组装少年儿童益智助学的七巧板和电子积木玩具，用模块组合可组装更复杂的电子威廉希尔官方网站 ，包括一些实用的电子威廉希尔官方网站 ，进入中专大学用于学生完成各种复杂的电工电子试验课程，进入家庭组装日常生活小家电电器，也是广大的电子爱好者的发烧试验玩品。用模块和电磁积木生产各种小家电简便实用价廉物美，适宜学校组织学生勤工俭学，通过互联网参与市场销售竞争。尤其是适宜电子职业学校办厂勤工俭学生产电子积木和七巧板电子玩具进入市场。

作者长期佮家电维修教学二十所，在试验教学仪器上拥有多项专利技术，电磁积木、电磁积木黑板、电磁积木试验课本已小批量生产多次交付于学校老师学生试验使用，得到了有关专家意见，发明者请求有关领导和学校老师推广和指导，恳切希望得到专业教师的指导和批评，特别是在电子试验课件设计，本人在此公布本发明方案产品结构，希望引起社会重视得到关心支持，本人在网上发表电磁积木教学方案，心有余而力不足，希望引起社会重视得到关心支持，本人有意向与有关学校、试验教学厂、教学设备厂合作生产开发。寻求推广合作。

作者简介：

余永根（1954—）江西省吉安县永阳电子科技部电工电子实习指导教师，家电维修高级技师，多项国家专利发明人，研究方向：电工电子职业教育、学校实验教学设备设计，家电维修思维导图、电磁积木课本、电磁积木实验黑板、组合电器，并在此方面曾获五项国家发明专利。

发明人：余永根

电话：13907069551

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