萬用表一體化教學(xué)的實(shí)踐與思考

賴永鎮(zhèn)

（江門市新會機(jī)電高級職業(yè)技術(shù)學(xué)校廣東江門529100)

萬用表一體化教學(xué)的實(shí)踐與思考

賴永鎮(zhèn)

（江門市新會機(jī)電高級職業(yè)技術(shù)學(xué)校廣東江門529100)

在萬用表一體化教學(xué)中，教師按項(xiàng)目講授測量原理,然后指導(dǎo)學(xué)生按照項(xiàng)目進(jìn)行測試，一講一練，講完就練。講練結(jié)合，對教師的素質(zhì)也提出了更高的要求。

萬用表；項(xiàng)目教學(xué)；一體化教學(xué)；教學(xué)實(shí)踐

萬用表可以用來測量電壓、電流、電阻等參數(shù)，有不同的量程，功能比較多，所以才叫做萬用表或者多用表。萬用表有機(jī)械式和數(shù)字式兩種，因?yàn)闄C(jī)械式萬用表原理比較簡單、指針顯示比較直觀且價(jià)格低廉，所以職業(yè)學(xué)校都是教學(xué)生使用機(jī)械式萬用表（以下簡稱萬用表）。萬用表如果操作不當(dāng)，是極易損壞的。

項(xiàng)目一：萬用表的使用姿勢訓(xùn)練

剛開始進(jìn)行萬用表一體化教學(xué)的時(shí)候，我并沒有將萬用表的使用姿勢作為一個項(xiàng)目，但等我差不多結(jié)束萬用表一體化教學(xué)的時(shí)候，才發(fā)現(xiàn)有個別學(xué)生連表筆還不能正確拿握。后來我就將萬用表的使用姿勢作為萬用表一體化教學(xué)的第一個項(xiàng)目來教學(xué)，要求學(xué)生首先學(xué)會萬用表正確的使用姿勢。

使用萬用表的要點(diǎn)如下:（1）站立時(shí)左手手掌抓住萬用表（坐著時(shí)萬用表可以放在桌面上）；（2）右手拇指和無名指固定一支定表筆，右手拇指、食指和中指抓住一支動表筆；（3）動表筆的筆尖要能與定表筆的筆尖零接觸，又能打開5厘米以上的距離；（4）動表筆與定表筆可以右手單手交換。

經(jīng)過講解、示范，學(xué)生操作，學(xué)生很快就掌握了萬用表的正確使用姿勢，為以后的項(xiàng)目教學(xué)打下了基礎(chǔ)。

項(xiàng)目二：測量直流電壓并學(xué)會讀數(shù)

1.原理。圖1是萬用表測直流電壓的原理圖，圖中B是表頭，R是降壓限流電阻，不同擋位的電阻不同。

2.測試項(xiàng)目。如表1所示，是容易找到的物品。

圖1 萬用表測直流電壓原理圖

表1 直流電壓測試數(shù)據(jù)記錄表

3.學(xué)會讀數(shù)。筆者講授讀數(shù)的方法是先用黑板給學(xué)生講讀數(shù)的方法，即根據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置，選取恰當(dāng)?shù)囊恍锌潭取?shí)際值=指示值×量程/滿偏。然后用多媒體的形式進(jìn)行讀數(shù)訓(xùn)練，如圖2所示。在表格的“轉(zhuǎn)換開關(guān)位置”選擇不同位置的轉(zhuǎn)換開關(guān)，如DCV0.5V、DCV10V等。改變紅色的指針位置，要求學(xué)生快速算出讀數(shù)值。學(xué)生算出讀數(shù)值以后，筆者按一下鼠標(biāo)，正確答案就會出現(xiàn)在“讀數(shù)值”的下方。如果學(xué)生讀錯了，就進(jìn)行小小的懲罰，男生做10個俯臥撐，女生做10個上下蹲。實(shí)踐證明，這種模擬測試的方式很受學(xué)生歡迎。

圖2 萬用表測直流電壓的模擬顯示圖

項(xiàng)目三：測量交流電壓并學(xué)會讀數(shù)

教師上課時(shí)準(zhǔn)備一個小變壓器（初級電壓為220V,次級電壓為9V或12V）,按照圖3接好電路，H是小燈泡（3V），為了使小燈泡正常發(fā)光，R取33Ω或47Ω。

為了方便學(xué)生測試初級和次級的電壓，初級和次級都要用接線柱連接。

選取2015－2017年收治的慢性職業(yè)性鉛中毒患者248名，納入標(biāo)準(zhǔn):符合職業(yè)性慢性鉛中毒的診斷，血鉛值≥2.9 μmol/L，本次治療前未服用具有驅(qū)鉛作用的藥物及影響本研究的藥物，年齡＞18歲，自愿參加、簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):患有內(nèi)分泌、造血系統(tǒng)、肝腎等主要系統(tǒng)器質(zhì)性病變者，對依地酸鈣鈉、DMSA、水溶性維生素過敏者，妊娠期或哺乳期婦女，年齡＜18歲，患傳染性疾病、嚴(yán)重電解質(zhì)紊亂、腫瘤以及瓣膜病的患者，自身免疫系統(tǒng)缺陷、有相關(guān)疾病的患者。

教學(xué)生讀數(shù)也是采用與直流電壓一樣的方法——先板書講解，然后以多媒體形式進(jìn)行讀數(shù)訓(xùn)練并記錄實(shí)測數(shù)據(jù)（見表2）。

圖3 電路圖

表2 交流電壓測試數(shù)據(jù)記錄表

教學(xué)生使用交流電壓檔測交流電壓時(shí)，還要特別強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn)。一是要將選擇開關(guān)的頭部對準(zhǔn)交流電壓檔。因?yàn)楝F(xiàn)在的萬用表選擇開關(guān)的頭尾一樣大，只是在頭部有個凹槽，學(xué)生若不小心將尾部對準(zhǔn)交流電壓檔進(jìn)行測試則會燒壞萬用表。二是萬用表不用時(shí)應(yīng)旋在交流電壓的最高檔或OFF檔。

項(xiàng)目四：測量電阻并學(xué)會讀數(shù)

用萬用表測電阻是最常用的，測量的原理如圖4所示，其中R1是調(diào)零電阻，R2是分流電阻，R3是表內(nèi)等效電阻，Rx是被測電阻。筆者選擇學(xué)生最常見的白熾燈、日光燈燈絲、電烙鐵發(fā)熱絲作為測試對象。教師講解后以多媒體形式進(jìn)行讀數(shù)訓(xùn)練（見圖5），并記錄實(shí)測數(shù)據(jù)（見表3）。

圖4 電路圖

圖5 萬用表測直流電阻的模擬顯示圖

表3 電阻測試數(shù)據(jù)記錄表

用萬用表測試電阻的時(shí)候，經(jīng)常會碰到學(xué)生問下面幾個問題，教師要先準(zhǔn)備好如何回答。

第一，為什么每次換擋測電阻都要調(diào)零？答:因?yàn)閺睦碚撋险f，電池每用一次電壓都會降低一點(diǎn)。

第二，為什么電阻檔的刻度值不均勻？答:萬用表的電阻檔是由電流表串聯(lián)一個電池和一個電阻組成的。若此電池的電壓為U，所串聯(lián)的電阻為Ro（即R1、R2、R3的等效電阻），被測電阻為Rx，那么接入電阻Rx后，流過電流表的電流大小為I，I=U/（Ro+Rx）,這個式子中，U、Ro為定值，Rx為自變量，I為隨這自變量而變化的函數(shù)。顯然，I和Rx的關(guān)系不是正比例關(guān)系，也不是反比例關(guān)系。由此關(guān)系而做出的刻度當(dāng)然也就不是線性關(guān)系，而不是線性關(guān)系，畫出的刻度也就不是均勻的了。

第三，為什么測量白熾燈的電阻時(shí)，電阻會越來越大？答:金屬導(dǎo)體是負(fù)溫度系數(shù)的，電壓一定時(shí)，溫度越高電流越小，也就電阻越大。在常溫下，白熾燈泡的燈絲電阻和在通電后燈絲被加熱了的電阻是完全不同的。白熾燈在常溫下只有幾百歐的阻值，而通電后的阻值會達(dá)到幾千歐。

項(xiàng)目五：測量直流電流并測量電池

圖6是萬用表測直流電流的原理圖，圖中B是表頭，R1是分流電阻，不同擋位的電阻不同。R2是降壓限流電阻。

圖7是實(shí)際測量直流電流的電路圖。我們最容易找到的就是兩節(jié)干電池，一個3V的小燈泡。這個項(xiàng)目我要求每個同學(xué)都要做一次。

萬用表上有個BATT檔，BATT是BATTery（電池）的縮寫，是電池容量的測試功能，常見的有1.5V和9V兩個量程。用1.5V量程時(shí)，是測量“電池”流過內(nèi)部的負(fù)載電阻75Ω時(shí)的電流，儀表上顯示的是電流值；用9V量程時(shí)，負(fù)載電阻換成200Ω。

圖6 電路圖

圖7 電路圖

講到這里，筆者告訴學(xué)生，如果你的手機(jī)電池壞了，到手機(jī)市場去選購電池。如果商家提供兩個同樣的電池，可以用9V電池測試檔判斷哪一個質(zhì)量更好一點(diǎn)。（手機(jī)電池的電壓均小于9V）

項(xiàng)目六：電感的測量

萬用表雖然不能測量出電感的數(shù)值，但是通過測量電感的直流電阻可以判斷電感的好壞。測220V/ 12V變壓器的初級和次級線圈的直流電阻，測日光燈鎮(zhèn)流器的直流電阻，測喇叭的直流電阻。

項(xiàng)目七：電解電容和無極電容的測量

測量電容的漏電電阻以及充電后的直流電壓。測量前要強(qiáng)調(diào)將電容放電，然后再充電，當(dāng)筆者將電容充電后，再用直流電壓檔測量到電容兩端的電壓時(shí)，學(xué)生都理解了電容就是“裝電的容器”這一講法。為了使測試效果明顯，無極電容選334J或474J比較合適，電解電容就隨便都可以了。

項(xiàng)目八：二極管的測試

測試之前，筆者通過圖片、視頻給學(xué)生講述普通二極管的基本結(jié)構(gòu)、伏安特性和單向?qū)щ姷脑颍缓蟛贾脤W(xué)生分別用萬用表的×1、×10、×1000、×1K電阻檔，去測量二極管的正向電阻，結(jié)果每個檔測出來的數(shù)值都不同。學(xué)生都覺得很奇怪，我就告訴學(xué)生，正是由于二極管是由硅、鍺等半導(dǎo)體材料制成的，二極管的伏安特性是非線性的，才會有這樣的結(jié)果。通過這個項(xiàng)目，我還教學(xué)生測試了穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管、光電二極管。

項(xiàng)目九：三極管的B、C、E判別

三極管管腳判別的測量是萬用表一體化教學(xué)中最后一個項(xiàng)目，也是最難的一個項(xiàng)目。在進(jìn)行這個項(xiàng)目的時(shí)候，筆者給學(xué)生看了很多圖片和實(shí)物，讓學(xué)生知道三極管有很多種外形和型號，每一種型號都有不同的用途。也給學(xué)生看了網(wǎng)上給出的三極管報(bào)價(jià)，不同的型號價(jià)格相差很大，激起了學(xué)生了解三極管的興趣。

測量NPN三極管B極的時(shí)候，是將它當(dāng)作兩個二極管共陽極連接；測量NPN三極管C、E極的時(shí)候，要將手指當(dāng)作上偏流電阻，才能分辨出C、E極。

測量PNP三極管B極的時(shí)候，是將它當(dāng)作兩個二極管共陰極連接；測量PNP三極管C、E極的時(shí)候，要將手指當(dāng)作下偏流電阻，才能分辨出C、E極。

在進(jìn)行萬用表一體化教學(xué)的實(shí)踐中，筆者有如下體會:（1）為學(xué)生購買一塊實(shí)用價(jià)廉的萬用表是這門課良好的開端。購買學(xué)生萬用表的時(shí)候，考慮到要減輕學(xué)生的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，選擇中偏下檔次、能正常使用即可。筆者給學(xué)生購買的萬用表型號是YX-960,價(jià)格在25元人民幣左右，學(xué)生比較接受。另外，學(xué)生初學(xué)萬用表，統(tǒng)一配置兩節(jié)1.5V干電池即可，不必配置9V干電池。9V電池是用于測量10K以上的大電阻，以后用得多的時(shí)候再自行配置。（2）教師要提前準(zhǔn)備好給學(xué)生測試的物品。如電池、小燈泡、9V或12V的降壓變壓器、電感、電容、二極管、三極管等。按照項(xiàng)目發(fā)給學(xué)生測量，測完了不需要再測量的物品教師要即時(shí)收回，減少物品的損耗，降低學(xué)校的教學(xué)成本。（3）教會學(xué)生讀數(shù)是難點(diǎn)。進(jìn)行萬用表一體化教學(xué)，教會學(xué)生根據(jù)不同的測試項(xiàng)目、不同的量程及指針的不同位置進(jìn)行讀數(shù)是這門課的難點(diǎn)。一定要利用黑板講一下讀數(shù)的原理，特別是不同的擋位，不同的刻度，每一小格代表的數(shù)值是不同的。然后，利用多媒體、對照實(shí)際測試結(jié)果進(jìn)行多次講解，反復(fù)模擬訓(xùn)練。（4）收集一些萬用表的教學(xué)視頻，教師要結(jié)合教學(xué)的內(nèi)容，播放給學(xué)生看，拓寬學(xué)生的視野，使學(xué)生加深印象。（5）教師能進(jìn)行萬用表的簡單維修是這門課成功的保證。教學(xué)過程中，學(xué)生的萬用表不時(shí)會出現(xiàn)表筆尖與表線脫焊、表針卡住刻度盤和表內(nèi)電路脫焊等簡單故障，教師在這種情況下，一定要利用課余時(shí)間當(dāng)面給學(xué)生修理好，以增加學(xué)生對教師的信任度。

[1]朱余釗.電子材料與元件[M].北京：電子科技大學(xué)出版社，1995.

[2]陳其純.電子線路[M].北京：高等教育出版社，1998.

[3]王建，祁和義.電子制作實(shí)訓(xùn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[4]卜錫濱.電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能[M].北京：人民郵電出版社，2010.

賴永鎮(zhèn)（1965—)，江西龍南人，江門市新會機(jī)電高級職業(yè)技術(shù)學(xué)校講師，研究方向?yàn)闄C(jī)電技術(shù)應(yīng)用。

G712

A

1672-5727（2013）09-0141-03