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        電工電子基礎課中的形象化教學

        2012-04-29 00:00:00曹偉峰
        職業(yè)·下旬 2012年4期

        形象化教學法,是指用日常熟悉的、簡單的、容易理解的現(xiàn)象解釋陌生的、復雜的、抽象的、不易了解的事物和不易理解的概念。形象化教學能有效地加深學生對抽象概念和事物的理解。

        電工電子技術基礎是中職學校工科類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課,但中職學校學生基礎普遍較差,抽象思維和形象思維能力較弱,學習起來難度較大。筆者認為只有精心選擇與新課有關的模型,讓學生在看得見、摸得著的情況下獲得初步印象,才有利于學生對新知識的理解和接受。在多年的教學中,筆者嘗試將形象化教學運用到電工電子技術基礎課程的教學中,收到了較好的效果。

        一、用水使電形象化

        電工技術基礎第一節(jié)課就是“電的概念”,電看不見又不能摸,要想掌握它的特性,僅靠課本上的介紹和自己的想象,是難以理解的。而水是我們非常熟悉的事物,它不僅看得見,也能摸得著,所以我們對它的物理性質(zhì)很了解。

        如果教師把電比喻成水,則電流、電壓、電阻、歐姆定律等概念就很容易理解了。把電看成水,則電流相當于水的流量,電壓相當于水的壓力,電阻相當于水流的阻力。水管中水壓越大水流也越大,水流受到的阻力越大水流就越小。利用水的這些現(xiàn)象學生就可以很容易理解歐姆定律,即電路中的電流與電阻兩端的電壓成正比,與電阻成反比。

        二、用飯桌使半導體材料硅形象化

        電子技術基礎的第一章是講半導體器件,它是學好二極管、三極管的基礎。但是學生很難理解半導體材料硅或鍺的導電特性。而對于飯桌,學生則很熟悉。學校的每張飯桌都有固定的四個座位,不能隨便移動,這正好用來比喻硅或鍺原子的結構,把桌子比喻成原子核,把座位比喻成空穴,把座位上坐的人比喻成電子。中午開飯時,假設剛好每個座位上都坐上了學生,這正如硅或鍺原子的最外層電子結構。當某位學生離開座位到處走動時,該學生就成為了“自由電子”,而他坐的座位空了,就成了“空穴”;這時,其他座位上的學生走過來坐在這個空位上,填補了這個空座位(空穴),而他原本坐的座位則空了,形成新的空座位(空穴),然后又有別的學生過來坐在這個空座位(空穴)上……這一狀態(tài)一直持續(xù)下去,所以空座位(空穴)和學生(自由電子)一樣是可以移動的。當自由電子(離開座位的學生)都向某個固定方向移動時,就形成電子導電,而空穴(空座位)就以相反的方向移動,形成空穴導電,這就很好地解釋了半導體的兩種導電特性。當半導體材料硅中摻入磷雜質(zhì),此時自由電子數(shù)量多于空穴數(shù)量,相當于離開座位的學生人數(shù)多于空座位數(shù)量,這種半導體主要靠電子導電,稱為電子型半導體或N型半導體;當半導體材料硅中摻入鋁雜質(zhì),此時空穴數(shù)量多于自由電子數(shù)量,相當于食堂內(nèi)空座位的數(shù)量多于離開座位的學生人數(shù),這種半導體主要靠空穴導電,稱為空穴型半導體或P型半導體。

        三、用水龍頭使三極管形象化

        三極管是電子技術基礎的核心內(nèi)容,只有掌握了三極管的知識,才能學習后面的基本放大電路、負反饋放大電路、功率放大電路等知識。但是學生剛接觸三極管時感覺難度較大,特別是對三極管三只腳的識別、三極管的電流放大作用、三極管的三種工作狀態(tài)等知識點都無法理解。而水龍頭誰都見到過,在講解NPN型三極管電流放大電路時用水龍頭來比喻再合適不過了。首先,NPN型三極管的符號就像水龍頭的外形,三極管的發(fā)射極像水龍頭的出水口,發(fā)射極上的箭頭指示水流方向,水龍頭上旋轉(zhuǎn)的把手好比三極管的基極,水龍頭的進水口則好比三極管的集電極。其次,它們的工作機理也相似,當我們不打開水龍頭時就沒有水流——正如NPN型三極管電流放大電路中基極不加電壓時,三極管集電極沒有電流,此時的三極管處于截止狀態(tài);當我們用手慢慢旋轉(zhuǎn)水龍頭的把手,水龍頭就流出水來——正如我們慢慢增加基極電流,集電極就有電流;隨著我們繼續(xù)旋轉(zhuǎn)把手,水流就會越來越大——正如我們繼續(xù)增加基極電流,集電極的電流就會越來越大,水龍頭的出水量是由對水龍頭把手的旋轉(zhuǎn)程度決定的,正如三極管集電極電流的大小是由基極電流的大小決定的,此時的三極管處于放大狀態(tài);而當水龍頭的水流量已經(jīng)達到最大時,我們再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)水龍頭的把手,此時水流量也不會再大——正如三極管集電極電流達到最大時,即使再加大基極電流集電極,電流也不會增大,此時的三極管處于飽和狀態(tài)。

        總之,通過形象化教學,提高了學生的學習效率和學習熱情。當然,要讓學生能順利學好電工電子技術基礎,僅僅靠形象化教學還遠遠不夠,教師還應善于根據(jù)具體情況,綜合運用多種教學方法,大膽實踐、勇于改革,追求最佳的教學效果。

        (作者單位:平陽職業(yè)中等專業(yè)學校)

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