多媒體在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的運(yùn)用

摘要 本文全面探討了多媒體課件在模擬電子技術(shù)課程中的教學(xué)應(yīng)用，討論了利用多媒體技術(shù)教學(xué)和使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法在課堂教學(xué)中有何顯著變化，并表明其因?yàn)閷W(xué)習(xí)方式的改變而引起了怎樣的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 多媒體 課件 模擬仿真

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 多媒體概述

隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，我們進(jìn)入了一個(gè)信息化的時(shí)代，多媒體已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，尤其在教學(xué)領(lǐng)域更是如此。多媒體技術(shù)是指能夠同時(shí)采集、處理、編輯、存儲(chǔ)的技術(shù)，它能展示兩個(gè)或以上不同類(lèi)型信息媒體，這些信息媒體包括文字、聲音、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)和活動(dòng)影像等。通過(guò)多媒體可以非常形象直觀地表達(dá)過(guò)去很難描述的課程內(nèi)容，而且學(xué)生也可以更深刻地理解和掌握相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。多媒體的輔助參與有可能使教學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生一場(chǎng)新的變革。

2 多媒體的運(yùn)用

2.1 Flash課件

老師們講解或?qū)W生學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的元器件結(jié)構(gòu)和工作原理時(shí)，往往很難給學(xué)生構(gòu)建一個(gè)較完整清晰的框架。例如，半導(dǎo)體PN結(jié)的載流子移動(dòng)，二極管、三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)，場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理等等。這些元器件是后續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，學(xué)生一開(kāi)始學(xué)不好，將會(huì)影響后面的學(xué)習(xí)，也可能失去學(xué)習(xí)的熱情，到期末考試時(shí)他們的學(xué)習(xí)效果總能明顯體現(xiàn)出來(lái)。我們學(xué)校每次開(kāi)設(shè)這門(mén)課程都有數(shù)量可觀的學(xué)生加入選修行列，就能印證這一點(diǎn)。如何給學(xué)生講述完整的概念及提高學(xué)生的興趣，就是擺在我們教師面前的困難。

我們知道Flash課件在演示動(dòng)畫(huà)效果方面有一定優(yōu)勢(shì)，因此可以用其制作課件進(jìn)行輔助教學(xué)。我們用Flash制作P型半導(dǎo)體、N型半導(dǎo)體模型，先演示自由電子和空穴的產(chǎn)生，然后把兩者合在一起，在交界處形成PN結(jié)，加上不同電場(chǎng)可以顯示空間電荷區(qū)厚薄的變化，接著啟發(fā)學(xué)生理解PN結(jié)具有單向?qū)щ娦缘奶攸c(diǎn)，再用動(dòng)畫(huà)演示光敏二極管、穩(wěn)壓二極管、變?nèi)荻O管的載流子運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如此學(xué)生就能建立起PN結(jié)、二極管的概念。學(xué)習(xí)二極管后我們?cè)僖肴龢O管，通常我們給學(xué)生描述三極管結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)背靠背的PN結(jié)構(gòu)成，有學(xué)生就會(huì)理解為兩個(gè)孤立的PN結(jié)，能用兩個(gè)二極管簡(jiǎn)單組合獲得三極管，還有認(rèn)為發(fā)射極和集電極可以互換，學(xué)生這樣的理解偏差，老師們很難用三言?xún)烧Z(yǔ)說(shuō)清楚，就算是講清楚了，學(xué)生未必就能理解。我們換一下思維用Flash動(dòng)畫(huà)課件，一方面可以演示三極管內(nèi)部集電區(qū)、基區(qū)、發(fā)射區(qū)和對(duì)應(yīng)集電極、基極、發(fā)射極的結(jié)構(gòu)，另一方面可以動(dòng)態(tài)演示內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)情況，學(xué)生通過(guò)觀摩動(dòng)畫(huà)就初步了解三極管的結(jié)構(gòu)及工作原理，三極管不完全等同兩個(gè)二極管組合。

三極管屬于雙極型器件，當(dāng)我們過(guò)渡到場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，學(xué)生又將感到困惑，因?yàn)閳?chǎng)效應(yīng)管屬于單級(jí)型器件。場(chǎng)效應(yīng)管與三極管的工作機(jī)理完全不同，三極管屬于電流控制電流型器件，而場(chǎng)效應(yīng)管屬于電壓控制電流型器件。三極管工作時(shí)基極有微小的電流通過(guò)，而場(chǎng)效應(yīng)管柵集輸入端幾乎沒(méi)有電流。用語(yǔ)言向?qū)W生描述，學(xué)生很難想象出相應(yīng)模型，我們用Flash動(dòng)畫(huà)表現(xiàn)，效果就不一樣。Flash動(dòng)畫(huà)可以演示場(chǎng)效應(yīng)管截面模型，進(jìn)而溝道隨外電壓的變化，溝道的形象變化有助于學(xué)生理解電流的形成及變化。還可以演示金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管和結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)電機(jī)理的區(qū)別。所以，運(yùn)用Flash課件既可以通俗易懂地闡明元器件的結(jié)構(gòu)、工作原理，又能夠激起學(xué)生探討未知領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣。

2.2 PPT課件

盡管Flash動(dòng)畫(huà)課件效果很好，可是有時(shí)僅需展示圖片文字或擴(kuò)大信息量，這時(shí)我們也可以采用PPT課件。例如，當(dāng)我們給學(xué)生講解PN結(jié)、二極管和三極管工作原理之后，學(xué)生對(duì)這些元器件有一定的了解，但是還想象不出實(shí)物的外形。直接拿實(shí)物給學(xué)生看，又因?yàn)閷?shí)物太小，大部分學(xué)生看不清楚，所以我們可以先用數(shù)碼相機(jī)拍好實(shí)物圖片，然后制作成PPT課件，那么不同型號(hào)、不同大小的實(shí)物照片就可以呈現(xiàn)給學(xué)生。學(xué)生認(rèn)識(shí)照片實(shí)物后，等到他們實(shí)際使用二極管或三極管時(shí)就有依據(jù)了。

在分析討論模擬電子技術(shù)電路時(shí)，離不開(kāi)電路原理圖，即電路圖。有些電路圖很簡(jiǎn)單，用粉筆就能很快地在黑板上畫(huà)出來(lái)，而有些由于元器件很多電路圖很復(fù)雜，這時(shí)用黑板表示就比較困難，且不說(shuō)耗時(shí)間，就是畫(huà)出電路圖也很難做到美觀大方。使用PPT課件制作就不一樣，我們可以先做完整的電路圖，展示時(shí)可以是局部放大圖，也可以是整體圖，老師操作和學(xué)生觀看都很便利。這種情況下老師可以在同樣時(shí)間內(nèi)傳達(dá)更多信息給學(xué)生。

2.3 模擬仿真軟件

以上所說(shuō)的兩種課件能夠形象直觀地展示元器件的結(jié)構(gòu)、原理和電路圖等，但是元器件的重要參數(shù)、電路性能的優(yōu)劣還很難顧及，這時(shí)我們就得采用相關(guān)軟件進(jìn)行模擬仿真。例如我們模擬一個(gè)單管放大電路，首先我們打開(kāi)軟件，在軟件上畫(huà)出電路圖，設(shè)計(jì)好參數(shù)，然后逐漸增大輸入信號(hào)，在輸出端我們將看到輸出信號(hào)也逐漸增大，到一定程度信號(hào)不能再大，而是變形即失真了。這說(shuō)明要保證輸出不失真，輸入要有相應(yīng)的限制。如果改變偏置電阻值，放大電路也可能出現(xiàn)飽和或截止想象，這說(shuō)明要讓放大器正常工作，還需要選好合適的工作點(diǎn)。

此外，學(xué)生學(xué)習(xí)三極管后，懂得它有放大的特性，但是他們對(duì)三極管的參數(shù)不太重視。有些學(xué)生認(rèn)為只要是三極管都可以相互代替，甚至PNP型和NPN型都可以直接替換。針對(duì)這種現(xiàn)象，我們也可以運(yùn)用軟件模擬仿真。例如我們?cè)谏鲜鲭娐分?，換上不同參數(shù)的三極管，或者把原來(lái)為NPN型的直接換成PNP型，再來(lái)觀察輸出信號(hào)情況，由信號(hào)變化可以說(shuō)明不同參數(shù)的三極管是有區(qū)別的，NPN型與PNP型不能直接替換。用模擬仿真的方法學(xué)生很容易接受我們傳給他們的知識(shí)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，多媒體在教學(xué)中的作用越來(lái)越重要，多媒體技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)手段具以下幾點(diǎn)明顯的優(yōu)勢(shì)：較容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)；促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，不再僅僅拘泥于傳統(tǒng)課堂教學(xué)的“全憑教師一張嘴”的單一教學(xué)的方式，使學(xué)生能夠更好地接受學(xué)習(xí)；多媒體課件更多地強(qiáng)調(diào)的是人機(jī)的交互，能夠更有利于學(xué)生對(duì)接受信息的意義構(gòu)建。當(dāng)然，多媒體教學(xué)如果使用不當(dāng)也存在很多的弊端，而且在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中我們也不可能把多媒體技術(shù)當(dāng)成唯一的教學(xué)手段，那樣也會(huì)變相地成為“滿(mǎn)堂灌”的課堂教學(xué)。所以，在實(shí)際的模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中，只有做到以“趣”為教學(xué)的突破口，以“用”為教學(xué)的實(shí)際目的，以增強(qiáng)師生之間的交互為手段，根據(jù)教學(xué)資源的需要和學(xué)生的特點(diǎn)，在教學(xué)中恰到好處地運(yùn)用多媒體技術(shù)這一教學(xué)手段才能起到錦上添花的效果。

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