问题式教学法在差分放大电路教学中的应用
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摘 要 针对差分放大电路教学内容的特点，引入问题式教学法，旨在突破教学难点。实践表明，该方式符合初学者的认知规律，利于学生理解和掌握相关教学内容，提高学生的主观能动性，效果良好。
中图分类号：G642.4 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2013）21-0076-02
差分式放大器是模拟电子电路中的一个重点教学内容。由于其输入输出方式灵活，电路形式多样，给初学者带来一定的困难。为了培养学生的学习兴趣和探究能力，笔者在教学中改变了传统的教学方式，采用问题式教学法，收到一定的教学效果。
1 以疑引路，导出问题
问题是启发思维的源泉，是深入学习的动力。所谓问题式教学，就是指教学过程中教师和学生以问题为中心，进行发展性教学的一种思想方法。它以问题贯穿始终，通过师生共同发现问题、分析问题、解决问题来实现教学目标。问题式教学中问题的提出至关重要，问题的设计要具有启发性和针对性，层层推进，环环相扣，将教学的重点和难点由浅入深、由易到难、由表及里，形成波浪式的教学结构，把“问题”作为组织教学过程各环节的纽带。
差分放大电路在传统授课模式下一般先进行静态分析，再按照接入方式，研究其单端或双端输入、输出时的差模和共模特性，求其各参数；先分析基本差分电路，再分析带有电流源的差分电路。由于电路输入、输出方式较多，公式容易混淆，结果可能是学生感觉很难理出头绪，计算生搬硬套，无法掌握电路的本质特点。
采用问题式教学法，则首先设置疑难情境，提出一个实际的案例：在工业控制中，由传感器得到的温度、流量等变化缓慢的信号需经过直接耦合的放大电路进行放大，而直接耦合的放大电路不可避免会产生零点漂移现象，如何解决这个问题？学生会一般会反应出利用射极温度补偿电阻Re以稳定电路，但电路的增益也由原来的变为，增益随之降低。有没有更好的一种电路可以解决这个问题呢？该问题与所学相关，难度适当，激发了学生一探究竟的学习兴趣。
2 思疑议疑，解决问题
2.1 形成电路
学生要解决上述疑难情境，需要在教师的引导和启发下，调动自己的所有知识储备来分析问题，主动思考并学习重要知识点。要解决上述问题达到稳定静态电位抑制温漂，可将原共射极电路镜像，使得输出电压取两个集电极电位差，这样输出就只有动态变化分量，克服了零点漂移。然后可将电路进行简化，Re、直流源合并，为使输入输出都能从0开始变化，电路加入负电源，最终形成长尾式差分放大电路。
在电路成因及组成这部分，并没有直接将电路在PPT上打出来灌输给学生，而是一步步由已学的电路形式，逐渐演变为带有克服零漂能力的差分放大电路。在问题的解决过程中，变“授人以鱼”为“授人以渔”，以此为切入点能够在旧知识的基础上顺利导入新概念，并使学生对差分放大电路的特点建立鲜明的印象。
2.2 电路性能分析
在进行电路性能分析时，弱化以往对输入输出方式分类的介绍，而是沿着问题的思路逐步展开。在引入差模、共模概念进行分析时，以外界的环境变化和电压波动的因素为例，这种影响对差放两边来说为同一背景，则可用一对大小相等、极性相同的信号来描述，即共模信号。而把另一种极端情况即大小相等、极性相反的信号称为差模信号。而更多的实际情况则是两边输入信号没有任何的关系，称之为比较信号。
3 总结释疑，得出结论
总结是讨论式教法中不可或缺的极其重要的一环，它的意义在于引导学生从大量的讨论信息中归纳提炼出有价值的规律或结论，是透过信息表象对知识本质的升华与提高。教师的讲评要简练、准确，为学生留下一定的思考、归纳、总结的空间。为了能够圆满回答学生提出的问题，教师还有必要增加一些课外知识，使学生所学进一步提升。总结是对问题式教学的一个总的回顾，整个认识过程以问题的提出为始，问题的解决为终。
对于差分放大电路，可以总结为4点：
1）差分放大电路的输入信号都可分为差模信号和共模信号叠加的形式，单端输入和双端输入没有本质的区别；
2）差分放大电路能够放大两个输入信号的差值即差模分量，而抑制输入信号中的共模分量；
3）差分放大电路在双端输出时，利用双倍的器件换取了对共模干扰信号的抑制作用；
4）差分放大电路在双端输出时，对共模信号抑制的实现是其对称的电路结构。
4 自主质疑，扩展问题
在自主探究、解决问题的基础上，可尝试让学生把新知纳入已有的认知结构当中，继续扩展问题，使问题进一步升华。例如，对于差分电路，学生发现：发射极公共电阻Re的阻值增大是有限制的，辅助电源不能过大，从而提出“采用什么办法能实现既有较低的直流辅助电源，又能有较大的交流等效电阻”？学生从已获悉的知识中发现三极管工作在恒流区正好符合这个条件，所以用晶体管代替Re，于是得到带恒流源的差分电路，其抑制零漂的能力更强。
又如，在实际应用中，差分放大电路往往作为多级放大电路的第一级使用，要求其输入电阻越大越好，如何实现？上述对差分电路的分析是基于理想情况讨论的，即晶体管的参数是完全相同的，实际中两个晶体管不可能完全相同，如何增加相关电路，调整电路的对称性？在这一部分教学当中，教师应重视引导学生把问题的探索和发现延续到课尾，让学生再提问题，以便课后进一步去探究、去解决，从而培养学生的实践能力与创新意识。
5 总结
采用问题式教学法进行教学，改变了教师“以讲为主，以讲居先”的格局，调动了学生学习的积极性和主动性，注重了学生自学能力和积极探索精神的培养和锻炼，提高了学生运用知识的能力和水平。
参考文献
[1]贾元华，邹乃威.问题式教学方法的课堂教学模式研究与探讨[J].中国科教创新导刊，2010（26）：43.
[2]边芹.浅谈问题式教学法在C语言教学中的应用[J].新课程研究，2011（12）：103-104.