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电子技术基础课程“五步教学法”探索

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摘要:根据电子技术基础课程特点及技校学生的现状,提出在电子技术基础课程教学过程中实施“五步教学法”,有助于教学质量的提高。

关键词:电子技术基础 五步教学法

电子技术基础是技校电子专业必修的专业基础课程,学生普遍反映很难学好。其原因是多方面的,首先是课程的理论性和实用性都很强,有些内容较为抽象;其次是电子技术发展迅速,元器件种类越来越多,电路灵活多变,需要扎实的理论基础和基本技能的同时,强调培养综合运用这些基础理论、技能来分析和解决问题的能力;再有是学生普遍基础较差,学习方法多为“你讲我听”的被动模式,不习惯开拓创新,不善于论证和分析问题,加上教学模式僵化,学生大多难以适应,影响了教学质量。因此探索如何做好电子技术基础课程的教学,具有十分重要的现实意义。

根据多年的教学实践和总结,笔者认为电子技术基础课程可以采用“电路基础知识教学、制作印制电路板、验证电路功能、突破理论难点、提高综合技能”这五个步骤开展教学,实践证明取得较好的教学效果。事实上,电子技术基础的教学内容主要是器件和电子电路两大部分,而这两大部分中常用到的基本概念,则是必须要掌握和灵活运用的。放大电路的理论分析是一个重点,对于技校的学生,主要是培养他们的电路分析能力,即给他们一个具体的电路,就能大致分析出该电路的功能及电路中各元器件的作用。因此在教学中,要抓住基本概念,重在理解公式的物理意义和应用特点,而不必关注公式严密的数学推导。电子电路繁多复杂,但最基本的电路就是三种组合形态电路,即共发射极电路、共集电极电路、共基极电路,掌握了这三种电路的分析方法,对其他电路的分析就可以融会贯通了。下面以共发射极放大电路教学为例,对“五步教学法”加以阐述。

一、电路基础知识教学

传统的教师讲,学生听;教师写,学生记及按部就班的教学模式,课堂教学往往投入较多时间讲授放大电路的组成、放大原理及电路的分析方法后,再进行单级放大电路的安装与调试。由于内容抽象,许多学生不理解放大的实质含义,加上公式难记,觉得学习枯燥无味,逐渐失去了学习的兴趣,到最后,甚至做实验也懒得动手了。要使学生学好电子技术基础,首先要培养他们的学习兴趣,因此学习共发射极放大电路,笔者抓住重点,化繁为简,先只是分析电路结构、元器件作用及电路功能,而其他的理论分析安排在实验之后。

二、制作印制电路板

实验的目的是为了激发学生的学习兴趣,提高动手能力,也是为了验证理论,因此实验的电路要简单、易做,具有代表性。教师在学生制作前讲授印刷电路板的制作工艺流程、技术要求和操作注意事项。学生用 protel自己设计实验电路,自己动手制作印制电路板。因为印刷电路板是电子产品的基本部件,学生通过制作印制电路板,了解印制导线、焊盘及印制电路等概念,掌握了它的制作技能,意义很大。教师根据扩图、描图、蚀刻、去膜、钻孔等项目评定成绩。由于电路简单、制作成功率高,提高了学生的学习积极性。

三、验证电路功能

实验选用的单级共发射极放大电路,具有稳定静态工作点的优点,如图1所示。实验目的是验证共射极放大电路的功能,使学生掌握常用仪器、仪表的使用方法及培养学生解决实际问题的能力。实验步骤设计如下。

步骤一,用万用表检测元器件的质量,然后将元器件安装到印制电路板。

步骤二,调节电位器RP,使ICQ=2mA,然后测量VBE、VCE、VC、VE、VRe、VRc,将结果记录填入表1。

步骤三,将低频信号发生器的输出信号接到电路板的输入端Vi处,调节信号发生器的频率,使f=1kHz,调节信号幅度,使Vi=5mV,然后用毫伏表测量Vo,

用示波器观察Vo的波形,将结果记录填入表2。

步骤四,将Ce的正极改接到三极管的发射极,然后重复步骤三。

步骤五,将Ce断开,重复步骤三。

步骤六,将负载电阻RL断开,并重复步骤三、四、五,并做好实验记录。

实际操作采用分组教学法,小组长负责制。一般4套仪器为一组,2人共用一套仪器,学生每人自备一台万用表及一块印制电路板,教师分组讲述和演示,小组长负责本组学生按要求去完成实验,同学之间互相学习,会的教不会的。每次小组长把同学在操作过程中的疑问反馈给老师,老师就共同存在的问题给予解答,直到完全掌握为止。例如观察不到输出波形,如何判断是放大电路故障、还是仪器问题或是探头内部断线。再如,用万用表判断晶体管是否工作在放大状态,以此来判定放大电路的故障,以及检修方法。这些对培养学生在合作中的沟通能力,群体协调能力以及提高动手能力都有很大好处,而且学生非常愿意学,也能学得好。

对实验完成得又快又好的学生,老师可以要求他们把电位器RP的阻值分别调到最大值和最小值,其他条件不变,然后测量静态工作点、观察输出波形并做好记录。

四、突破理论难点

学生完成实验后,写出详细的实验报告。包括画出安装的电路图和标明元器件参数,整理有关实验的数据、波形,比较实验步骤三至六中的电压放大倍数Av及Vo波形。老师结合实验电路图及学生的实验结果讲解定性分析、定量估算、实验调整处理问题的方法。学生通过老师的讲解及对照实验结果较好地理解放大原理、计算公式及基本概念。如接上负载电阻RL电压放大倍数降低;Ce正极接发射极电压放大倍数最大,Ce断开电压放大倍数最低但输出波形失真最小,原因是前者没有引入交流负反馈。实验说明负反馈使电压放大倍数降低,且负反馈量越大,电压放大倍数越低,但输出波形的改善效果越好。这样的理论教学使学生对负反馈放大电路的基本概念和性能有了深刻的理解,较好地解决了因理论内容抽象带来的教学难题。

五、提高综合技能

技工学校培养的目标是技能型人才,不仅要求学生掌握基本的理论和技能,而且具有综合运用这些基础理论、技能来分析和解决问题的能力,因此要注重对学生的创新精神和实践能力的培养,使学生通过实践,丰富和扩展书本上得来的知识,从而达到学以致用。为此,在教学的后期,还应安排学生进行综合技能训练。

一种方法,是让每个学生安装与调试比较复杂的电子产品,其中包含课程中有代表性的电路,让学生自己设计电路和选择器件,然后进行焊接组装、实验调整,最后成为一件完整的电子产品。例如组装收音机,因为在收音机电路中,晶体三极管多用于放大电路,工作处在放大状态。当发生故障时,先用万用表检查它们是否工作在放大状态,然后理论分析及查找故障,进行修复。这些对培养学生的分析能力和解决问题能力都有很大帮助,教师在制作过程中对学生进行巡回检查和指导。根据焊接质量、工艺布局、收台数量及音质、音量进行成绩评定,作为考评操作成绩的一部分。

另一种方法,是举行电子产品装配与调试技能比赛,前期的电路制作可以让学生利用课余时间完成,最后统一安排时间组装与调试,决出名次。这可以培养学生的学习荣誉感及临场应变能力,做到知识学习与自身素质相结合。

电子技术基础的教学重点是共发射极放大电路,其他的电路如共集电极电路、共基极电路可以采取比较的方法顺利地开展教学,收到举一反三的效果。总而言之,笔者认为“五步教学法”适用于电子技术基础课程的教学,至少具有以下优点:一是教学突出技能训练,容易激发学生的学习兴趣,教学效果较好;二是学生不仅能比较好地理解基本理论知识,而且掌握了一定的技能,对提高学生的综合技能有很大帮助;三是对教师的综合素质要求高,促进教师业务水平的提高等等。当然,该教学法还有诸多不足之处,有待今后实践中不断改进与完善。

(作者单位:广西电子技工学校)