沈 鈺

(華中科技大學(xué) 武昌分校，湖北 武漢430064)

“模擬電子線路”是電類專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，工程性和實(shí)踐性很強(qiáng)。為了改善教學(xué)效果，授課教師都會(huì)充分利用多媒體進(jìn)行教學(xué)，尤其注重使用Flash 和PPT［1，2］。

PPT 不僅具有文字編排功能，也能完成動(dòng)態(tài)顯示。筆者在“模擬電子線路”課程的教學(xué)實(shí)踐中，嘗試著引入了PPT 動(dòng)畫。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐體會(huì)到:PPT動(dòng)畫具有編輯容易，播放畫面流暢，播放進(jìn)度可控等特點(diǎn)，它集中了Flash 動(dòng)畫的播放流暢和板書教學(xué)的進(jìn)度可控等優(yōu)點(diǎn)。

1 物質(zhì)的微觀運(yùn)動(dòng)展示

在“模擬電子線路”教學(xué)中，筆者將PPT 動(dòng)畫成功地引入到了電子和空穴的擴(kuò)散及復(fù)合運(yùn)動(dòng)、PN 結(jié)的形成和導(dǎo)電特性和三極管的放大原理等有關(guān)物質(zhì)微觀運(yùn)動(dòng)的教學(xué)中，取得了良好的效果。

三極管放大原理的教學(xué)中，筆者設(shè)計(jì)的PPT 軟件按照如下動(dòng)畫步驟進(jìn)行。

(1)用不同顏色的實(shí)心圈和空心圈分別代表電子和空穴，用畫面展示三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以圖像形象地突出三極管發(fā)射極的高摻雜、基區(qū)很薄和發(fā)射結(jié)面積大的幾個(gè)特點(diǎn);

(2)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖上用動(dòng)畫加入外部電路，并強(qiáng)調(diào)外電路使發(fā)射結(jié)正偏和集電結(jié)反偏;

(3)在外加正偏電壓的作用下，用動(dòng)畫顯示電子由發(fā)射極向基區(qū)的運(yùn)動(dòng);發(fā)射極由于發(fā)射電子，在其連線旁就會(huì)動(dòng)態(tài)出現(xiàn)IE字樣，動(dòng)畫顯示的運(yùn)動(dòng)結(jié)果是基區(qū)出現(xiàn)了大量電子。

(4)用PPT 動(dòng)畫閃爍和退出功能表現(xiàn)少量電子在基區(qū)中和空穴的復(fù)合過(guò)程。復(fù)合過(guò)程結(jié)束后，又由基極補(bǔ)充空穴，運(yùn)動(dòng)到原來(lái)的空穴位置，而基極由于補(bǔ)充空穴，在其連線旁動(dòng)態(tài)顯示出IB字樣。

(5)在集電結(jié)反偏電壓作用下，動(dòng)畫顯示基區(qū)中大量電子向集電極聚集，這時(shí)PPT 演示如圖1所示。然后，聚集在集電極的電子用閃爍退出的動(dòng)畫方式消失，而在集電極連線旁動(dòng)態(tài)出現(xiàn)IC字樣。并用運(yùn)動(dòng)的箭頭表示集電極中的少子運(yùn)動(dòng)。

圖1 三極管放大原理的PPT 動(dòng)畫

(6)用動(dòng)態(tài)字幕遮蓋的方法，強(qiáng)調(diào)在基區(qū)中的電子分配情況:與空穴復(fù)合的電子和擴(kuò)散到集電區(qū)的電子的比例由三極管的結(jié)構(gòu)決定，從而引出三極管的電流放大及電流放大倍數(shù)的概念。

在展示器件微觀結(jié)構(gòu)原理的教學(xué)中，PPT 動(dòng)畫不僅能做出Flash 的效果，同時(shí)還能很方便地配以文字說(shuō)明，并能隨時(shí)控制其播放進(jìn)度。

2 電路結(jié)構(gòu)分層次展示

用PPT 動(dòng)畫分層次展示和分析電路，能加深學(xué)生對(duì)電路的正確理解。

例如在反饋放大器的教學(xué)中.其教學(xué)難點(diǎn)就是反饋信號(hào)對(duì)輸入和輸出信號(hào)的影響和反饋類型的判斷。教學(xué)中利用正弦波作為輸入信號(hào)，利用瞬時(shí)極性法來(lái)解釋電路的工作情況，這種教學(xué)方法既符合電路實(shí)際，又能將抽象思維變?yōu)樾蜗笏季S，容易被學(xué)生接受。

利用PPT 動(dòng)畫不僅可以將電流表現(xiàn)成電荷的流動(dòng)，將靜止的電流字符變?yōu)殡姾刹粩嗔鲃?dòng)的動(dòng)畫;還可以形象地演示瞬時(shí)極性及其對(duì)應(yīng)波形，并且動(dòng)畫進(jìn)度也可由教師控制。此外，還可演示在模擬信號(hào)形成時(shí)，反饋信號(hào)如何影響電路的輸出電壓和輸出電流，比較容易解決負(fù)反饋中的教學(xué)難點(diǎn)。

3 電路中的變量展示

用PPT 動(dòng)畫形象地展示電路中的一些變量，能使學(xué)生進(jìn)一步理解電路中的物理量及電路原理。

在本課程中的電路和波形圖、波特圖等都是靜止的，較難理解波形圖和波特圖的意義。如果在教學(xué)中將電路的流向和波形圖相結(jié)合，或者將頻率的大小和波特圖相結(jié)合，這樣組成的動(dòng)畫就能用動(dòng)態(tài)的方法顯示出波形圖或波特圖的特點(diǎn)，而在教學(xué)中又能按照講解的速度和學(xué)生的反應(yīng)情況來(lái)控制動(dòng)畫進(jìn)度，就可以使學(xué)生更好地掌握電路中這些變量的含義。

例如在講解半導(dǎo)體二極管應(yīng)用中的半波整流時(shí)，筆者設(shè)計(jì)的PPT 界面如圖2所示。圖中先出現(xiàn)文字和電路圖，波形圖并未出現(xiàn)。此后會(huì)出現(xiàn)移動(dòng)的色框來(lái)分別介紹電路圖中的變壓器、二極管和電阻等元件。元件介紹完畢后色框消失，然后再出現(xiàn)波形圖。波形圖最初出現(xiàn)時(shí)只有淺色的輸入波形，輸出波形沒有立即顯示。介紹整流作用時(shí)，輸入波形顏色加深并隨時(shí)間的推進(jìn)而自左至右地改變顏色，隨之輸出波形也隨時(shí)間的推進(jìn)而自左至右地逐漸出現(xiàn)。這種既能受控，又能同步地顯示多幅動(dòng)畫效果的方法，是板書和Flash 所不能企及的。

圖2 PPT 動(dòng)畫演示半波整流電壓波形

4 靜止畫面上添加動(dòng)畫

在原來(lái)靜止的畫面上添加PPT 動(dòng)畫，可以強(qiáng)調(diào)某些重要的特點(diǎn)和規(guī)律，使學(xué)生在眾多材料中更快地找到規(guī)律，在教學(xué)中能給學(xué)生留下深刻印象。

例如，學(xué)生往往難以對(duì)“增益帶寬積”有定量的認(rèn)識(shí)。筆者將TI 公司μA741 運(yùn)放芯片的開環(huán)差模放大倍數(shù)的頻響曲線放到了PPT 中，并在此基礎(chǔ)上上添加了動(dòng)畫。PPT 畫面上先出現(xiàn)-3dB 帶寬fH和增益帶寬積fC的定義。教師在復(fù)習(xí)運(yùn)放這兩個(gè)指標(biāo)之后，再給出fH和fC的關(guān)系式fC=AodfH。完成復(fù)習(xí)后，PPT 畫面再導(dǎo)出μA741 的開環(huán)差模放大倍數(shù)的頻響曲線。

講解曲線時(shí)，首先用講解和紅色圈配合的方法，說(shuō)明此頻響曲線縱橫坐標(biāo)的意義。然后，在坐標(biāo)上用運(yùn)動(dòng)的紅線分別標(biāo)明fH和fC的縱橫坐標(biāo)及其坐標(biāo)值。而后PPT 動(dòng)畫再由查到的Aod分貝值算出其對(duì)應(yīng)的放大倍數(shù)，這時(shí)的PPT 界面如圖3所示。

圖3 給增益頻率曲線加上PPT 動(dòng)畫

根據(jù)該圖畫面，教學(xué)中很容易講解fC=AodfH的關(guān)系，學(xué)生也很容易明白這里的Aod是指放大倍數(shù)，不是指用分貝表示的增益。講解時(shí)，公式fC=AodfH產(chǎn)生的背景和外框線會(huì)發(fā)生變化，以提醒學(xué)生注意。

在靜止畫面上添加動(dòng)畫的最典型應(yīng)用是對(duì)學(xué)生作業(yè)的當(dāng)堂批改。我們用PPT 動(dòng)畫批改學(xué)生作業(yè)首先要有學(xué)生作業(yè)的電子文檔，這一般可以用照相或掃描的方法對(duì)學(xué)生的文字作業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后實(shí)現(xiàn)。一般照相或掃描得到的文檔往往存儲(chǔ)量過(guò)大，圖片內(nèi)容和范圍也不一定完全合適，需要用圖片編輯軟件加以編輯。筆者采用的方法是照相后的圖像用Photoshop 進(jìn)行處理。

得到合適的電子版學(xué)生作業(yè)后，就可以將其按需要插到PPT 畫面中，然后根據(jù)教學(xué)需要插入顏色框、移動(dòng)顏色框、批注、打鉤以及打叉等，對(duì)作業(yè)的各種批改都用動(dòng)畫的方法實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際教學(xué)中能收到很好的效果。

可見，只要有靜止圖像的電子文件，在原來(lái)靜止圖像上添加動(dòng)畫，是很容易在PPT 上完成的。

5 結(jié)語(yǔ)

一直以來(lái)，不少教師都注意到了動(dòng)畫演示和直觀教學(xué)能在“模擬電子線路”教學(xué)中發(fā)揮很好的作用。但如何更好地使用動(dòng)畫功能卻還需要我們?nèi)ミM(jìn)一步探討。筆者的以上實(shí)踐僅使用了PPT 動(dòng)畫的一些基本功能，要想更好地利用PPT 動(dòng)畫，必須花費(fèi)更多的工夫，也還需要繼續(xù)學(xué)習(xí)。這方面，參考文獻(xiàn)［3］為我們提供了更全面的經(jīng)驗(yàn)。

［1］ 張濤，陳和平，吳謹(jǐn).“模擬電子電路”課程的教學(xué)改革研究［J］.南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)2010年(5).pp14-15

［2］ 邢麗坤，李良光. FLASH 在《模擬電子技術(shù)》多媒體教學(xué)中的應(yīng)用［J］.北京:科技信息2010(8).pp87

［3］ 唐德海.增強(qiáng)PPT 課件交互功能的解決方案［J］.北京:中國(guó)信息技術(shù)教育2009(1).pp77 ～79