中等专业学校的《电子线路》学科具有知识点分散、理论知识比较抽象、分析方法较难掌握等特点,再加上学生基础普遍不好,教师在教学过程中如不思考并掌握好的教学方法,很难较好地完成教学任务。如何增强《电子线路》的教学效果,我根据多年的教学实践总结了以下几点:形象化的教学、善于总结和“三步法”。
《电子线路》对于初学者而言往往显得很抽象,如何把抽象的东西讲明白,需要动一番脑筋。在教学过程中,常会有一些枯燥的、难理解的概念,这时可运用生活中或自然现象中的类似现象来类比,不仅可以获得较好的教学效果,还可以创造一个轻松愉快的教学环境。
在数字电路的教学中,逻辑符号多不容易记忆,于是我进行了较为形象的讲授,如门逻辑符号的记忆,大于等于一个1出1。非门逻辑符号的记忆,1出0。同或门和异或的表达容易混淆,因此我研究同或门表达式的特点,从“同”出发,里面外面都是圆(里面的点也看成圆),这样可以区别同或门异或门。
又如半导体材料中存在两类载流子——电子和空穴,空穴的概念比较抽象,难理解。我们可以举这样一个例子:在一次演唱会上,将每个座位上的观众看成一个价电子,被束缚在座位上,突然,前排一位观众因某种原因离开座位跑出教室,这个观众就成了一个自由电子,并且他的座位就空了出来,而后排的观众为了更好地观看,依次向前移动一个座位,空的座位最终移到了最后排。因此观众向前排移动可以等价看成空的座位向后移动,利用这个比喻让学生更好地理解空穴真正的物理意义,另外我们还可以运用实验法和仿真形式来教学。
《电子线路》的知识点比较散,容易遗忘,梳理知识点并加以总结是非常必要的,对《电子线路》教学的基本要求是:理解和掌握有关基本理论、基本知识和基本方法及综合运用这些理论、知识、方法解决基本问题的能力。在教学过程中,较为关键的是要紧紧抓住书本上的各个知识点,不仅使学生了解各知识点的本意,还要让学生知道它的内涵和外延,深入理解,牢固掌握。
前一阵子,一位化学老师将一位著名歌手的曲子用一些化学概念重新写了词,非常好,对学生很有帮助。于是我在教学上也总结了一些规律,用朗朗上口的语言总结了一下,比如在反馈类型判别的教学上,我总结出:一点出为压,两点出为流。一点入为并,两点入为串。并入阻小,串入阻大。压出阻小,流出阻大。压稳压,流稳流。又如在三极管放大状态的判别上,我根据三极管放大状态时各级电位的特点总结出:发射结正偏,集电极反偏,各级电位顺着箭头愈来愈低。
《电子线路》的教学内容多而复杂,但是知识体系和内容又有联系。在教学过程中,可以把第一章晶体二极管和二极管整流电路与第八章直流稳压电源组合在一起,将第四章负反馈放大器与第六章正弦波振荡器组合在一起。
第二步:计算a、b点电位Ua、Ub,或者计算开路电压Uab。可以运用解简单直流电路或复杂直流电路的方法进行计算,如基尔霍夫定律、支路电流法、叠加定理等。
第三步:根据Ua、Ub或Uab进行判断,若二极管的正极电位高于负极电位则为导通,若二极管的正极电位低于负极电位则为截止。
第二步:计算a、b点电位Ua、Ub,或者计算开路电压Uab。可以运用解简单直流电路或复杂直流电路的方法进行计算,如基尔霍夫定律、支路电流法、叠加定理等。
第三步:根据Ua、Ub或Uab进行判断,若稳压二极管的反向电压Uab>
Uz(Uz稳压二极管稳压值),稳压二极管实现稳压作用,若稳压二极管的反向电-0.7V
第二步:计算a、b点电位Ua、Ub,或者计算开路电压Uab。可以运用解简单直流电路或复杂直流电路的方法进行计算,如基尔霍夫定律、支路电流法、叠加定理等。
第一步:确定同相端电位,运用虚断的概念和解直流电路的方法计算同相端电位电路知识。
第二步:得出反相端电位,运用集成运算放大器线性运用时虚短的概念:即U+=U-,得出反相端电位。
第二步:在时钟脉冲CP上升沿或时钟脉冲CP下降沿同一时刻找出JK或T或D的值。
第三步:根据触发器功能真值表及Q的初态值(或运用状态方程),确定脉冲作用后的Q值。
总之,《电子线路》的知识是抽象的,学生难以掌握,但只要我们在教学中善于探索、总结,则《电子线路》的教学质量一定会获得预期效果。
复习课是对学生已学过的知识、技能、方法等进行回顾与再现、巩固与提升性教学的一种课型。复习课教学效果的高低,直接关系着学生整个物理学科的学习效果及物理能力的形成与发展。从某种意义上说,复习课的教学效果决定了物理教学的成败。因此,对物理复习课进行深入地研究是非常必要的。
1.教学目标不明确。不少教师的复习课没有明确的教学目标,或等同于新授课的教学目标,教学无新意,无提升,学生的知识与技能水平仍停留在新授课的层面上。
2.复习课上成“重复课”。教师或“旧课旧上”,或“旧课新上”,或“串讲教材”等,与新授课的不同只是加快了进度b体育。
3.复习课上成“习题课”。有些教师只是根据教材内容选择若干习题,学生做后教师再“逐题订正”,学生“重复练”、“机械练”现象严重。
4.对学情及课标要求分析不准,教学缺乏针对性。有些教师只是泛泛地“串教材”,对学生现有的知识基础不清楚,不能很好地把握课标及中考的要求。
5.学生不能充分参与教学过程。有些教师下大力讲解精心为学生总结的“知识要点”,然后讲例题,之后做习题,学生处于被动状态,学习积极性、创造性被扼杀。
1.重复性。复习活动是学生对已学过知识的重复和再现,但不是机械、简单的重复。
2.综合性。复习课关注知识的前后联系,注重综合运用各部分知识解决生产生活中的实际问题。
3.概括性。复习课注重对学生已学过知识的概括与总结,关注解决问题的思路与方法,注重解题规律的总结与解题策略的提升。
4.系统性。复习课注重知识体系的构建与形成,关注体系内知识、技能、方法的完善、联系与贯通。
5.大容量。复习课时间紧,任务大。复习课往往涉及较多的知识技能、思想方法、典型例题等,这些内容在教材中的跨度较大,从而使课堂内容增多。
6.快节奏。由于待复习的内容较多,教师就必须抓住并有效利用每节课有限的时间,指导学生复习更多的内容。同时,教师需紧紧围绕复习课的教学目标、结合具体问题精讲重点、难点、疑点、总结方法与规律等。故复习课追求“低投入,高产出”,快节奏,高效率。
1.主体性原则。复习课跟其它课型一样,学生仍是学习的主体。因此,教学中教师要善于设计“学生参与”环节,让学生充分参与教学过程。如课本让学生阅读,思路让学生分析,方法让学生总结,疑问让学生讨论,错误让学生指正,实验让学生操作,知识结构让学生归纳等。
2.基础性原则。夯实基础才能建起高楼大厦。物理复习要特别关注“五基”,即基本知识,基本技能,基本思想,基本方法,基本实验。实践证明,扎实的“五基”是提升学生物理综合能力的有力保障。
3.系统性原则。物理复习要注重构建知识体系,并善于将有关知识放在体系中理解与应用,这有利于沟通知识间的联系与知识的综合应用。
4.针对性原则。物理复习特别是结业时的总复习,要特别强调“两个针对”:一是针对《课程标准》及《中考文化考试说明》的要求。一般说来,中考要求是课程标准的具体体现,中考要求到什么程度,复习课教学就应该让学生掌握到什么程度;二是针对学生的实际情况。要摸准学情,弄清学生现有的知识基础、能力水平、薄弱环节、知识死角、思维障碍等,从而确定教学的起点和着力点。“学生实际”与“中考要求”的对接是搞好物理复习教学的重要原则。
5.重点性原则。复习课内容多,时间紧,不能面面俱到,教师必须突出重点,抓住关键,突破难点。重要概念及规律的辨析与应用、解题方法的总结与提炼、类型问题的解题规律、典型问题的思路与方法、典型实验的原理与操作等,要作为复习课教学的重点。
6.提高性原则。复习的目的在于巩固和提高,没有提高的“复习”不算成功的复习。因此,复习课一定要使学生深化理解概念和规律,构建知识体系,沟通知识联系,总结方法规律,强化综合应用,提升创新能力。
7.选择性原则。习题教学是复习课的重要组成部分,无论是教师要讲的例题,还是学生要做的习题,均需经过教师的精心选择,要选(组、编)那些能体现本单元知识的综合应用、承载方法和规律的典型题及类型题,使学生通过解题掌握必要的方法,会一题而能解一类题;重视“一题多解”与“多题归一”,做到“以一当十”,触类旁通。
8.思练结合原则。“课堂训练”中“思”与“练”的结合是提高训练效果的有效途径。缺乏思维的训练不会收到应有的效果。因此,训练时要让学生的大脑动起来,做到以思为基,思练结合,以练促思,以思强练,力戒和避免没有思维含量或思维含量低下的机械训练与重复训练。
复习课教学目标的设计,要着眼于落实复习课“温故知新、查漏补缺、弥补不足、巩固提高”等功能,特别是要有所“提高”。
4.强化知识的应用性和实践性教学,训练思维的灵活性、发散性和创造性。培养学生的创新精神和实践能力。
每节课都要在上述总目标的引领下,依据课程标准与中考要求、命题改革趋势和学生实际等,设计好明确、具体、可测的具体目标。
1.教师明确本节课的学习目标与要求,并以一组基b体育础训练题引导学生复习巩固基本知识、基本技能、基本方法、基本思想等。题型以填空、选择题为主。
2.通过学生阅读课本电路知识、小组讨论、交流、相互补充等,将知识形成网络与结构,在此基础上完成基础训练题,学生按学习小组将自己总结的知识结构与训练题答案展示到黑板上,教师巡视辅导。
3.教师针对学生出现的问题重点提示与点拨,使学生掌握基本知识、基本技能与方法等。
4.典型例题提升性训练。教师所选例题要具有“典型性”和“代表性”,并能体现本单元知识的重点、难点、关键点、疑点、易混点、知识联系点等,并承载一定的方法与规律。学生通过自主思考、合作讨论、“兵教兵”等尝试解决。
5.教师对学生所做的题目进行讲评。学生通过讨论仍“不会做”的题目要作为教师讲评的重点。对例题的讲评要注重总结方法与规律,对类型题要形成答题策略。
6.达标训练。关注“目标达成”即关注课堂效果,它可以帮助我们及时发现问题、改进教学。选取训练题要兼顾基础题、中档题和综合题等。
“讲”与“练”是复习课的重要环节。教师“讲”要“精”,要结合具体问题讲到“点子”上,讲到“关键”处。“练”不是越多越好,“练”要体现“选择性”、“针对性”、“典型性”、“方法性”和“类型化”。
1.讲思路、讲方法、讲规律。复习中学生遇到“不会做”的“难题”,往往不是相关的知识点没掌握,而是对物理情景不清楚,解题思路不清晰,不会应用相应的方法等。教师讲解时不能“就题论题”,不能满足于学生会做“这道题”,而是透过具体问题讲思路,讲方法,讲规律。
案例1:如图1所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列判断正确的是( )
D.电压表V1示数变大,电压表V2示数变大,电流表示数变大 (北京市中考题)
对这道题,教师要用“大视野”的观点来处理,即将本题放在“大整体”中,指出这是“电表示数变化问题”的类型之一,先分析本题得出正确答案B,再适当补充几道或做适当变换,总结出解这类题的一般方法:(1)判断电路的连接方式;(2)判断电流表测通过“谁”的电流及电压表测“谁”两端的电压;(3)根据滑动变阻器滑片的移动,开关的通、断或连接方式的变化,判断电路中总电阻的变化;(4)根据欧姆定律和电源电压不变判断总电流的变化;(5)根据总电流的变化判断各部分电路电压、电流的变化。学生掌握了以上方法,此类问题就能顺利解答。
2.讲易混点、易错点、易忘点。物理学概念多、规律多b体育、方法多,相似、易混、易错、易忘的现象、概念、规律、方法亦多。复习时教师要结合具体事例,在学生交流、讨论的基础上采取“比较中辨异同”的方法为学生解疑释难,使学生透彻理解,牢固掌握。
3.练综合,练应用,明联系。强化知识间的联系,注重综合应用物理知识解决实际问题,是中考对学生的能力要求,应作为课堂训练的重点。
案例3:如图2甲所示是小华同学设计的一种测定油箱内油量的装置,其中R0为定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随所受压力变化的图像如图2乙所示。油量表由量程为0~3V的电压表改装而成。已知油箱重80N,压敏电阻R能够承受的最大压力为800N。电源电压保持6V不变(g取10N/kg)
(1)若压敏电阻与油箱的接触面积是4×10-4m2,则压敏电阻能承受的最大压强为多大?
(2)若油箱内油的密度为0.8×103kg/m3,则此油箱最多可装多少立方米的油?
(3)若压敏电阻受到最大压力时,电压表的示数达到最大值,则定值电阻R0的阻值为多大?
(4)为了判断此油量表的刻度是否均匀,需了解R0两端的电压U0与油量V的关系,请推导此关系式。(无锡市中考题)
此题涉及密度、压力与压强、质量与重力的关系、欧姆定律、串联电路的规律及数学中的图象、函数等知识,具有很强的综合性和应用性,教师讲解时要着重讲清装置的物理原理(物理过程)及知识间的内在联系。题目中油箱油量的变化导致油箱对压敏电阻压力的变化,进而引起压敏电阻阻值的变化,这一变化又使串联电路的电流变化,从而使定值电阻R0两端的电压变化。因此,用电压表测出R0两端的电压,即可测定油箱内的油量,解题时逆推回去即可。本题是“用电表测量力”类型中的一种,题目一般给出作用在“变阻器”上的力与其阻值的关系,这一关系往往以图像或表格形式给出,读懂图像含义是正确解题的关键之一。
4.练变式,练发散,求创新。中考命题创新是一个永恒的主题。“创新”离不开扎实的基本知识、技能与方法。实践证明,注重对新情景问题的分析,加强题型的变式与发散训练是提升学生创新精神与实践能力的有效途径。
案例4:图3是一个电路状态可调的基本电路,给出电源电压U,定值电阻R0及滑动变阻器连入电路的电阻值即可求出电压表的示数(具体数据略)。适当变换可演变为许多形式新颖、很具应用性的创新题。
变式1:将R改为压敏电阻(如案例3图2甲),给出压敏电阻的阻值随压力变化的关系(图像或表格),计算出压敏电阻的阻值即可知道压力的大小。此即为电子压力计(电子秤)的原理。案例3图2甲实际为基本可调电路的变式之一,其实质为一电子压力计,只是压力来自油箱及箱内的油。
变式2:PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它的发热效率较高,PTC有一人为设定的温度。当它的温度低于设定温度时,其电阻值随它的温度升高而变小;当它的温度高于设定温度时,其电阻值随它的温度升高而变大。如图4所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料。它的工作电路如图5所示,R0是定值电阻,其阻值不受温度的影响。RT是PTC的电阻,它的阻值与温度的关系如图6所示。该电热水壶在RT设定温度状态工作时,电路消耗的总功率为1100W。
(2)当RT的温度为130℃时,电路中RT的实际功率为多少?(山西省中考题)
这也是由基本可调电路演变而来的。PTC的电阻RT是一个可变电阻,题中给出了其阻值随温度变化的关系,根据题意和图象可知,RT设定的温度为100℃,且在设定温度时RT的阻值为34Ω。由于R0与RT串联,由P=■得,R总=■=44Ω,则R0=R总-RT=10Ω;
历届学生对《电子技术》课程都比较重视,本课程有较强的实用性,学生也颇有学习兴趣,这是搞好本课程教学的良好基础。但由于学生有关基础知识差,对本课程的内容和分析方法都很陌生,在学习中学生常常感到有较大的困难。比较突出的是觉得内容庞杂、繁多(电子器件种类多,电路类型多,概念符号多,分析方法多)、零散。既有单个元件,又有集成组件;既有交流电路,又有直流电路;既有模拟电路,又有数字电路,还有各种具体应用的单元电路,理不出个头绪。加之课时较紧,进度快,觉得很难记忆、巩固。印象不深,学了没底,甚至产生对本课程的畏惧情绪,对搞好教学极为不利。
经过较长时间的教学探索,笔者在教学实践中体会到必须遵循中职学生的认识规律和课程内容的编排上的规律。在教学方法上,引导学生掌握课程各部份内容安排的意图,发展规律和各部份之间的区别与联系,逐渐形成一个比较系统的、完整的、有机联系的知识体系。这对学生掌握本课程的教学内容非常重要。为此在《电子技术》教学中,自始至终抓住“联系推进,总结对比”能够收到良好的教学效果。
电子器件(包括其他章节部分中的有关内容);放大、振荡电路:包括交、直流(运算放大)电路和正弦波振荡电路;脉冲数字、逻辑电路;整流与逆变电路。
在教学中,为同学生的物理及其它有关知识衔接起来,一开始加强学习巩固半导体基本知识,引出电子器件共同的基本结构――PN结。之后,由简到繁步步推进、有机联系到二极管(利用反向击穿特性的稳压管),三极管,场效应管,可控硅,单结晶体管,以及管路结合的集成电路组件,即可把电子器件的内容系统的联系起来。为了加深印象,突出各种器件的特点,便于记忆巩固,避免内容的零散,向学生推荐一些小结表格,便于学生及时小结对比,便于学生对该部分内容的掌握、巩固。
在搞清楚电子器件的基础上,本着“管路结合,管为路用”的原则,把课程内容自然联系推进到各大部分,其关系可表示如下:
根据电路所处理信号的不同要求,可将三大电路有机联系起来,可用以下关系反映:
4.抓住电路的矛盾发展把教学内容步步深入,通过总结对比,让学生发现知识演绎的清晰脉络,从而找出所学知识的结构,理出知识的“头绪”。
以振荡、放大电路这部分为例:以基本放大(固定偏量)电路为典型,本着“能放大,不失真”基本要求,引出电路的基本组成,作用原理,分析内容和分析方法,特点、使用场合等,讲深讲透。在此基础上:
本部分内容最多,在教材安排上是重点之一,能否学好,可称是本门课程入门的标志之一。所谓“内容庞杂繁多,零散”,在本部分很明显。如果只把各部份孤立起来学习,就会学生给学生造成只见树木,不见森林,“理不出头绪”的困难,更说不上记忆、巩固。只要掌握了本部份内容系统性和连续性,各种不同电路结构,作用原理大体相同,而其区别和特点不多,但很突出,再加上及时小结对比,“头绪”自然出来了。只要学生经过一番认真努力的学习,这内容是不难掌握的。
5.根据电路的本质将各部份有机联系,利用其功能的演绎,使“繁杂”的知识单元形成简单知识结构主干,在教学中反复揭示这一结构主干,让学生有宏观的知识结构体系,也可有效克服学习中的“零散”感觉。
从数字信号的形成推进到矩形波形成电路;从数字信号的不同逻辑关系,推进到基本逻辑门电路,组合门电路;从数字信号的记忆、存储,推进到触发器和时序逻辑电路。
在详细介绍各单元电路结构、功能、应用过程中,给学生揭示如下知识结构体系:
这部分电路相对独立,也是本课程的一个重点之一。通过各单元电路的电路组成功能应用的详细介绍。利用表格小结和上述单元知识结构,引导学生有机联系,总结对比,从而将“零散”知识组合为一个有机的整体,提高学生对知识的系统掌握。
电路的其它部分,在分析内容和分析方法上都有一些明显的差别,可提倡由学生自己去小结对比,印象更加深刻。
此外,在整个教学过程中还必须不断启发学生的积极性和主动性。再好的教学方法也代替不了学生的主观努力。要鼓励学生根据自己的学习习惯和经验去不断创造和改进自己的学习方法,教学相长,师生密切配合,才能不断提高教学质量。
对于刚刚升入九年级的学生来说,九年级电学知识在近几年的中考中占有近40%的比例,只是2012年相应比例少点,八年级物理明显的不同点是:八年级物理各章相对独立些,特别是沪科版上册是声学、光学、物质的形态及其变化、物质的质量与密度,下册是力学知识:力与机械、运动与力、压强与浮力。所以某部分没学好,其他章节还能迎头赶上。我个人认为这是怕学生在学习的过程中枯燥乏味。而到九年级,开篇就是电学,大部分时间都在接触电学,电学的学习就像爬山一样,一开始如果就很累的话,那么越学到后面越吃力,到后来就根本爬不动,不可收拾,有的同学要补课还不知从何补起。所以,可以说,学好了电学就是学好了九年级物理。
课堂中的例题分析,考后试卷错题的讲解,只有真正听懂、理解了、消化了,课后是不需要死记硬背的。对于教师而言,学生实验自己做了,结论自己得出了,规律也会找了,但后面紧跟着的是大量的练习,来巩固对理论的理解。所以必须要有多种形式的教学手段来吸引学生上课认真听讲。有时连续几节课都是讲、练习题,必然会有些枯燥,这时教师除了运用多媒体手段教学,还可以进行学生编题比赛、学生纠错等多种教学手段,有时教师还可以故意设下陷进,让学生去犯错,然后让他们自己去“钻”出来,学生必定有一种释然的感觉。种种方式或手段目的都是为了调动同学们的积极性,让枯燥的习题课上得生动有趣。
另一方面,由于学生学得好坏有差异,学生的成绩也就有差别,所以整堂课的例题选择要顾及到绝大多数学生。
第一,重视电学实验的探究,不再是依赖老师的演示实验,而是同学们依靠自己与同伴的协作,连接电路图、测出实验数据、发现实验规律、得出实验结论。实验探究的学习方法,电学中有几个重要的定律,贯穿在整个电学中。同学们在认真完成课内规定实验的基础上,还可以自己设计实验,来判断自己设计的实验方案在实践中是否可行,因为大量的物理规律是在实验的基础上总结出来的。例如,设计楼道口开关电路、医院为病号设计电路,或设计在缺少电流表或缺少电压表的条件下测量未知电阻的实验。这些都需要学生自己独立思考、探索,不断提高自己的观察、判断、发散思维等能力,使自己对电学知识的理解更深刻,分析、解决问题更全面。
第二,电学要重视画图和识图的思维方法,刚学电学探究电路和探究欧姆定律离不开图形,复杂电路设计,都是主要依靠“图形语言”来表述的。画图能够变抽象思维为形象思维,更精确地掌握物理过程。有了图就能作状态分析和动态分析,明确欧姆定律应用于某一电阻还是整个电路;特别是班班通电子白板的应用,另外还必须根据现成的图形学会识图,要学会在复杂的图形中看出基本图形。例如,在计算有关电路的习题时,已给出的电路图往往很难分析出来是串联或是并联,如果能熟练地将所给出的电路图画成等效电路图,就会很容易地看出电路的连接特点,使有关问题迎刃而解。
在学习完欧姆定律后,有大量的习题,很多题目都有重复性,但很多同学就是不停地犯错。因为不善于总结、思考,所以成绩一直不理想。总结中不难发现,在整个电学知识体系中,欧姆定律是精髓,电流、电压、电阻、电功、电热以及电功率的计算,都要在对欧姆定律深刻的理解基础上才能解答得熟练而准确。所以,对一阶段的学习及时做一下总结,既是承上做一个复习又是启下的一个预习。
对于归类而言,其实把问题分一下类,就不难发现后面计算题的电路图与刚开始电路分析的电路图相差无几,只是多了条件,多了要求。而计算的熟练与否是来自于前面扎实的电路分析。比如开关类型的题目可以归为一类,刚开始学习时,主要是分析开关断开或闭合时,有哪些用电器工作并属于什么连接方式,或者要求用电器串联或并联,开关应如何动作,在分析电路时,短路现象的分析是难点;在学习了欧姆定律后,就出现了大量的计算题。有了前面会分析电路的基础,结合公式I=U/R以及两个变形公式,解题时注意短路现象和欧姆定律针对的是同一部分电路,经过一定量的练习,那么考试时计算题基本是得分题。故障分析的可以归为一类。只要做个有心人,把后面与前面所学的知识点互相联系起来,则整个电学就会逐渐在头脑中构成一个完整的知识网,任何题目隐藏的就是这张网中的一个或多个知识点的结合。
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。
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。
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。
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。
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。
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;
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。
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。
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