电工电子基础课中的形象化教学

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  形象化教学法,是指用日常熟悉的、简单的、容易理解的现象解释陌生的、复杂的、抽象的、不易了解的事物和不易理解的概念。形象化教学能有效地加深学生对抽象概念和事物的理解。
  电工电子技术基础是中职学校工科类专业的一门重要专业基础课,但中职学校学生基础普遍较差,抽象思维和形象思维能力较弱,学习起来难度较大。笔者认为只有精心选择与新课有关的模型,让学生在看得见、摸得着的情况下获得初步印象,才有利于学生对新知识的理解和接受。在多年的教学中,笔者尝试将形象化教学运用到电工电子技术基础课程的教学中,收到了较好的效果。
  一、用水使电形象化
  电工技术基础第一节课就是“电的概念”,电看不见又不能摸,要想掌握它的特性,仅靠课本上的介绍和自己的想象,是难以理解的。而水是我们非常熟悉的事物,它不仅看得见,也能摸得着,所以我们对它的物理性质很了解。
  如果教师把电比喻成水,则电流、电压、电阻、欧姆定律等概念就很容易理解了。把电看成水,则电流相当于水的流量,电压相当于水的压力,电阻相当于水流的阻力。水管中水压越大水流也越大,水流受到的阻力越大水流就越小。利用水的这些现象学生就可以很容易理解欧姆定律,即电路中的电流与电阻两端的电压成正比,与电阻成反比。
  二、用饭桌使半导体材料硅形象化
  电子技术基础的第一章是讲半导体器件,它是学好二极管、三极管的基础。但是学生很难理解半导体材料硅或锗的导电特性。而对于饭桌,学生则很熟悉。学校的每张饭桌都有固定的四个座位,不能随便移动,这正好用来比喻硅或锗原子的结构,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电子。中午开饭时,假设刚好每个座位上都坐上了学生,这正如硅或锗原子的最外层电子结构。当某位学生离开座位到处走动时,该学生就成为了“自由电子”,而他坐的座位空了,就成了“空穴”;这时,其他座位上的学生走过来坐在这个空位上,填补了这个空座位(空穴),而他原本坐的座位则空了,形成新的空座位(空穴),然后又有别的学生过来坐在这个空座位(空穴)上……这一状态一直持续下去,所以空座位(空穴)和学生(自由电子)一样是可以移动的。当自由电子(离开座位的学生)都向某个固定方向移动时,就形成电子导电,而空穴(空座位)就以相反的方向移动,形成空穴导电,这就很好地解释了半导体的两种导电特性。当半导体材料硅中掺入磷杂质,此时自由电子数量多于空穴数量,相当于离开座位的学生人数多于空座位数量,这种半导体主要靠电子导电,称为电子型半导体或N型半导体;当半导体材料硅中掺入铝杂质,此时空穴数量多于自由电子数量,相当于食堂内空座位的数量多于离开座位的学生人数,这种半导体主要靠空穴导电,称为空穴型半导体或P型半导体。
  三、用水龙头使三极管形象化
  三极管是电子技术基础的核心内容,只有掌握了三极管的知识,才能学习后面的基本放大电路、负反馈放大电路、功率放大电路等知识。但是学生刚接触三极管时感觉难度较大,特别是对三极管三只脚的识别、三极管的电流放大作用、三极管的三种工作状态等知识点都无法理解。而水龙头谁都见到过,在讲解NPN型三极管电流放大电路时用水龙头来比喻再合适不过了。首先,NPN型三极管的符号就像水龙头的外形,三极管的发射极像水龙头的出水口,发射极上的箭头指示水流方向,水龙头上旋转的把手好比三极管的基极,水龙头的进水口则好比三极管的集电极。其次,它们的工作机理也相似,当我们不打开水龙头时就没有水流——正如NPN型三极管电流放大电路中基极不加电压时,三极管集电极没有电流,此时的三极管处于截止状态;当我们用手慢慢旋转水龙头的把手,水龙头就流出水来——正如我们慢慢增加基极电流,集电极就有电流;随着我们继续旋转把手,水流就会越来越大——正如我们继续增加基极电流,集电极的电流就会越来越大,水龙头的出水量是由对水龙头把手的旋转程度决定的,正如三极管集电极电流的大小是由基极电流的大小决定的,此时的三极管处于放大状态;而当水龙头的水流量已经达到最大时,我们再继续旋转水龙头的把手,此时水流量也不会再大——正如三极管集电极电流达到最大时,即使再加大基极电流集电极,电流也不会增大,此时的三极管处于饱和状态。
  总之,通过形象化教学,提高了学生的学习效率和学习热情。当然,要让学生能顺利学好电工电子技术基础,仅仅靠形象化教学还远远不够,教师还应善于根据具体情况,综合运用多种教学方法,大胆实践、勇于改革,追求最佳的教学效果。
  (作者单位:平阳职业中等专业学校)
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