多媒体技术在高职《模拟电子技术》课程教学中的应用
摘要：多媒体技术具有直观、形象、生动、新颖等优点。在《模拟电子技术》课程教学中，发挥多媒体技术的优势，使抽象的理论形象化，复杂的问题简单化，能丰富教学内容，提高教学效率，激发学生的学习兴趣。
关键词：多媒体技术；高职；模拟电子技术；课程教学
随着计算机信息处理技术、网络通讯技术、多媒体数字化技术的快速发展，传统的教育观念、教育思想、教学内容、教学模式、教学环境、教学方法、教学手段和教学管理等正在发生深刻的变革，其中对现代信息化教学技术的应用是诸多教育教学改革的重要组成部分。《模拟电子技术》作为高职院校电类专业的一门重要基础课程，主要研究各种半导体器件的性能、电路及应用，是后续电类课程的理论和实践基础。然而，《模拟电子技术》课程概念抽象、非线性特性多、电子器件参数分散性大、工程应用性强，在传统教学中，往往是教师讲得通学生却听不懂，或学生听懂了却想不通。学海网(www.xuehai.net)将现代信息化教学技术——多媒体技术应用到《模拟电子技术》课程教学，具有非常重要的现实意义。
高职《模拟电子技术》课程教学的特点
（一）概念抽象
该课程的概念和理论比较抽象，给教学带来了较大困难。如PN结单向导电性、正弦波振荡电路起振过程等，学生对这些概念和理论很难理解。为了使学生能够较好地接受这些单调、枯燥的理论，课程教学中教师多采用启发式、互动式、引例式、演练式等教学方法来加深学生的理解，但教学效果并不显著。
（二）非线性特性多
模拟电路是由半导体二极管、三极管为主要器件组成的。二极管、三极管均具有非线性特性，因此，线性电路理论对于分析和设计模拟电路不适用，必须采用非线性电路的分析方法。传统教学在这方面收效甚微。
（三）电子器件特性分散性大
电子器件的参数是特性的定量描述，也是实际工作中根据要求选用器件的主要依据。然而电子器件参数分散性较大，相应的特性分散性也较大，往往需要通过手册查得，在实际电路中往往难以或是不需要精确计算输出值。
要准确选取具有分散性的电子元器件，除了需要扎实的理论，还需要丰富的经验。
（四）工程应用性强
在科学技术飞速发展的今天，模拟电子技术几乎在所有的领域——科学研究、生产实践、日常生活中无处不在。模拟电子技术工程应用十分广泛，设计、应用一个模拟电路，即便是一个小型的应用电路，也是一项系统工程。
多媒体技术在教学中的优势
（一）多媒体技术形象生动，容易激发学生的学习兴趣
多媒体教学手段以灵活多变的教学方式，给学生提供鲜明、生动、清晰的感受，使学生感兴趣。多媒体教学手段以大量视听信息和高科技手段来冲击学生的思维兴奋点，可以极大地激发学生学习《模拟电子技术》课程的兴趣，从而调动起学生的学习积极性。
（二）多媒体技术丰富课堂信息量，能大大提高教学效率
《模拟电子技术》课程的主要特点是合理利用视图及表达方法表达各种元件及电路图的结构及有关国家标准。为了收到较好的教学效果，教师往往在课堂上手绘各种电路图。这个过程要占用许多授课时间，如果刻意减少绘图，势必会影响教学效果。而将多媒体技术应用到《模拟电子技术》课程教学中，制作电子教案、绘制电路、解答习题、做虚拟实验、进行仿真应用，能极大地丰富课堂教学信息，从而提高课堂教学效率。
（三）多媒体技术便于理论联系实际，有助于培养学生的动手能力
处于工作状态的模拟电路看似平静，实则正在发生量和质的深刻变化。这样的过程，传统教学手段根本无法在学生面前展示，学生的兴趣点往往只停留在电路的输出结果上，而忽视电路的实际工作原理和工作过程，不利于学生动手能力的培养。多媒体技术教学最大的优势是可以将复杂模拟电路的工作过程形象化，使理论联系实际。这对于促进学生实际操作、设计、应用模拟电路具有十分重要的意义。
多媒体技术在高职《模拟电子技术》课程教学中的应用
（一）使微观世界和抽象概念直观化
由于半导体内部的载流子是微观粒子，看不见、摸不着，因此，在传统教学中，学生对PN结形成过程的理解全靠想象，学生感到太抽象、难以接受，在短时间内很难透彻理解。
采用多媒体动画教学，可将P型半导体与N型半导体内部的空穴与电子用不同的标识符形象地描绘出来，生动地演示PN结内部微观粒子的运动。这样，将学生带入微观世界，就可以让学生去观察和发现“奥秘”：扩散运动→内建电场→漂移运动→扩散与漂移达到动态平衡，从而理解PN结的形成过程。
通过在PN结两端加不同极性的电压来破坏PN结原有的动态平衡，会使它呈现单向导电性。可利用多媒体动画演示PN结加正向电压处于导通状态时，外加电压的方向与内电场方向相反，使P区的多子空穴和N区的多子电子都推向空间电荷区→PN结厚度变窄→内电场削弱→PN结原有的平衡被打破→扩散运动大于漂移运动→在外电源作用下，P区空穴不断扩散到N区，N区的自由电子不断地扩散到P区，从而形成了从P区流入N区的正向电流→PN结正向导通。PN结反偏时的动态过程正好相反，少子漂移运动形成极小的反相饱和电流。这样，就能使学生真切感受PN结的单向导电性，“亲眼见到”在微观世界里PN结如何正偏导电与反偏截止。
三极管与场效应管内部载流子的运动都可以用多媒体动画形象生动地演示，将肉眼看不见的微观世界载流子传输过程非常形象和直观地展现出来，学生的学习效果会非常好。
（二）使非线性特性形象化
非线性电压放大电路对低频信号的放大作用是本课程的重点，是学生学习后续各章节的基础，同时也是难点。许多学生很难在脑海中建立交直流共存的概念，尤其是对于非线性电路。为了使学生更好地理解交直流如何共存于一个非线性电路，最直观的方法就是图解法。
这种方法通过波形图与非线性元器件的特性曲线来动态展示电路的电压放大特性。先画出只有直流信号作用下的共射极放大电路的直流通路，带领学生分析仅在直流信号作用下流过三极管的静态基级电流与静态集电极电流的波形图。然后在直流通路的基础上，输入与输出端加上耦合电容，由输入耦合电容将低频交流小信号加在放大电路的输入端。最后利用动画效应给出输入端交流小信号随着时间的推移电压ui波形的动态变动情况。此时，在交流信号的作用下，基级电流ib，集电极电流ic，集电极与发射极之间的电压uce以及输出电压u0的波形，随着ui的动态变化就生动形象地显现在各支路与输出端。动画演示可采用慢放方式，使学生在波形的缓慢变化中看到输入与输出信号之间的动态关系与变动过程，以及ube与ib和uce与ic的非线性关系，由此即可形象展示交直流的共存现象。动画展示时，信号波形的变化快慢以及信号的周期可以根据具体情况调整，启发学生从中观察输入信号频率变化对输出信号的影响。
（三）使电子器件参数分散性带来的不必要复杂计算简单化
电子器件的参数是特性的定量描述，也是实际工作中根据要求选用器件的主要依据。二极管参数分散性较大，在实际电路中难以精确计算输出值。利用多媒体技术可以简化因电子器件参数分散性带来的不必要的复杂计算（有时复杂精确的计算对于电路分析也没必要，只需知道局部电路的输出值即可反映电路设计的有效性），从而直观演示模拟电路的工作过程。
教师在讲授直流稳压电源内容时，传统的教学方法是先介绍整流、滤波与稳压的理论，然后再通过复杂数学计算与理论推导来求解负载上的输出电压值以及电压脉动系数，最后通过实验演示或实施分组实验教学来验证理论以提高教学效果。如果在这部分教学中辅以多媒体教学，对半波整流电路与桥式整流电路的整流效果、电容滤波与电感滤波的区别，电容C以及负载RL对滤波效果的影响（如图1所示），均可以通过视频动态镜头来展示。可通过慢放展现各种情况下的输出电压波形，引导学生对比波形的不同之处，让学生根据过程演示推导出正确的结论，从而使学生自然而然地得出结论。这要比通过繁杂的数学理论推导得出结论更有说服力，更容易使学生牢记结论。
尤其是在实验条件没办法满足教学要求时，通过多媒体技术进行实验演示，可以使学生通过观察实验过程和现象总结出规律或得出结论，有助于提高学生的学习积极性，提高学生的动手能力。不过要注意的是，多媒体课件所演示的实验难以替代学生亲自动手进行的真实实验，若完全代替真实实验，有可能会扼制学生活跃的思维和丰富的想象力。
（四）虚拟化工程应用实践
对于振荡电路的起振过程，传统教学全靠学生想象，由于学生的知识水平和阅历有限，对起振情景想象不出或想象不全，从而限制了他们对相关知识点的理解。多媒体技术在正弦波振荡电路课堂教学中的应用却能很好地解决这一难题。利用电路仿真软件EWB或PROTEL先搭建振荡电路，接通电源后由虚拟示波器来测试振荡信号的波形（如图2所示），来模拟实现振荡电路的起振与振荡过程，不仅可以使学生深刻体会和理解振荡的抽象理论，而且还可以间接地教会学生如何利用虚拟仿真软件进行电路仿真，可谓一举两得。
正弦波振荡电路的理论讲授完成后，为了使学生能够将所学理论知识运用到实践中，加深对专业理论知识的理解，应带领学生做一个信号发生器。但由于教学资源与教学条件受限，实现起来比较困难。在这种情况下，可以考虑利用虚拟技术来实现，带领学生运用计算机技术与多媒体技术做一个虚拟信号发生器。在制作虚拟信号发生器的过程中，加深学生对振荡电路的理解，从而掌握振荡频率与谐振电路元器件及谐振频率之间的关系。
将多媒体技术应用于教学不仅可弥补有关理论教学、实践教学环节的不足，而且可使仿真软件与虚拟仪器的强大功能在教学领域获得进一步应用。
多媒体辅助教学引入高职模拟电子技术课堂教学后，弥补了传统教学的不足，优化了教学效果，不仅使枯燥乏味的理论变得形象生动，提高了学生的学习主观能动性，也使得学生不再惧怕实验与实训，学会在实践中去思考问题，从而提高动手能力。但多媒体技术的运用要恰到好处，不能取代教师的主导地位与学生的主体地位。巧用与妙用多媒体技术，才能使学生消除对本课程的畏难心理，真正激发学生学习电类专业课的兴趣。
参考文献：
[1]陈吉利，黄克斌，杨斌.多媒体技术在《模拟电子技术》课程教学中的应用[J].软件导刊（教育技术），2009，（5）：32-33.
[2]杨洋，胡继明，林梅.多媒体技术在《模拟电子技术》课程教学中的应用研究[J].中国现代教育装备，2007，（10）：44-45.
[3]俞梁英.多媒体技术在模拟电子技术课程中的整合[J].高职论丛，2007，（2）：60-62. 学海网(www.xuehai.net)
