面包板在电子技术教学中的应用

陈紫晗

摘 要：本文通过剖析传统中职电子技术教学存在的不足，以面包板在“三极管作为开关功能元件”的教学中的应用为例，探讨借助面包板将“教师讲”与“学生练”有效结合的教学方法的重要作用。

关键词：电子技术 面包板 三极管

课 题：本文系福建省教育科学“十三五”规划2016年度课题——“中国制造2025”背景下的闽台合作电子专业技能提升研究（编号：FJJK16-121）研究成果。

电子技术课程的内容较为抽象枯燥，理论性较强，这不仅增加了中职学生的学习难度，也对教师的教学发起了挑战。一般情况，通过一整学期的电子技术课程的学习，大部分学生仍然无法熟练掌握常用电子元器件的基本知识，如电阻器、电容器、二极管、三极管等元器件的性能，有些学生甚至无法正确区分二极管、三极管。万丈高楼从地起，电子技术课程是中职学生专业素质的地基，如若地基未打牢，就不利于中职学生后期专业课程的学习。因此，在电子技术课程的教学中探索新型的教学方式，引入适当的教学器材极其必要，而面包板在电子技术课程中的应用就是其中的一种。

一、传统中职电子技术教学存在的不足

一方面，传统教学的理论授课时间与实践授课时间比重失衡，因为电子技术教学为理论性较强的特点，大多数教师习惯性地采用信息化手段，如PPT单向“强制性”地灌输学生理论知识和基础概念，大多学生在强行记忆的过程可能已经丧失学习的兴趣。

另一方面，传统教学的理论教学与实践教学没有相互渗透、互促互进。大多数教师的教学分为两个阶段，即前期的单纯讲授理论知识和后期的引导学生实验操作。然而，由于大部分学生在前期没有扎实的理论基础，在后期只会按部就班的接线，无法深入地理解实验的原理和方法，也不会主动思考为什么要这样做或者是否有别的方法，有些学生甚至在理论学习阶段已经对课程学习失去了兴趣，后期的动手操作也只是流于形式。

二、面包板在中职电子技术教学中应用的必要性

兴趣是最好的教师。学生对学习一旦有了兴趣，就会产生学习的动力。讲授《电子技术基础》这门课程时，教师可以针对理论知识枯燥抽象难懂的特点，在学生刚刚接触这门课程时，通过一些需要动手的小实验激发学生的学习兴趣。例如引导学生使用面包板制作一个让发光二极管点亮的简单电路（图1），学习基础较好的学生还可以进一步思考，如何在刚才搭接的电路基础上增加按钮，按下按钮发光二极管亮，松开按钮发光二极管熄灭（图2）。学生通过自己搭建电路，不仅能加深电子技术基础课程理论知识和基础概念的认识，打牢专业知识体系的基础，还能增加对电子技术基础及其他与之相关课程的学习兴趣。

面包板是专为电子电路的无焊接实验设计制作的。在电子技术教学中应用面包板具有以下四大优势。第一，各种电子元器件无需焊接，可根据需要随意插入或拔出，不怕漏电、不会烫手、不会烫坏元件。第二，节省了电路的组装时间和教学资源，元件可以重复使用，如果电路实验失败可重新组装，电路实验成功亦可实验下一个新方案。第三，面包板方便携带，可带入非实验室课堂，学生用面包板进行电路的简单搭接，加上教师的随堂讲解，可以透过实验现象看到电路原理，加深学生对电子元器件、电路原理的理解和记忆。第四，面包板给了学生一个宽松的电路实习环境，有助于学生创新思维的培养。

因此，教师在对整个课程的教学过程中都可以借助面板包进行教学，让学生自己动手搭建更多的电子电路，用“教师讲”“学生练”有效结合的教学方法，让学生从感性的基本认识自然过渡到理性的深层次的认识。同时，教师将理论教学和动手实验二者穿插结合，在淡化了理论课这个概念的同时提高了学生的动手能力。

三、面包板在电子技术教学中的应用

三极管被认为是现代最伟大的发明之一，它的出现是“电子技术之树上绽开的一朵绚丽多彩的奇葩”。这是因为三极管具有不可思议的电流控制作用，并且具有能够大规模生产和集成的特点。熟练掌握三极管相关知识是电子技术课程学习必不可少的基本功。但是，学习三极管的相关知识要求学生理解消化繁杂的带英文的公式参数和非线性函數曲线，对理论知识较为薄弱的中职学生而言，学习难度不言而喻。

笔者将以面包板在“三极管作为开关功能元件”的教学中的应用为例，探讨面包板在电子技术整个课程教学中的应用。以下便是作者借助面包板搭接电路，促进学生了解三极管作为开关功能的教学步骤。

1.三极管的外观认识

引导学生如何在实际的元器件中辨别出三极管的三个极以及如何分辨出NPN和PNP型的三极管。

2.三极管的作用

可作为“开关”和“放大”两大功能使用。通常在单片机电路中，也就是一般驱动电路中作开关作用，可以用小电流驱动大电流的设备。开关和放大只是和三极管外围的一些电容电阻的差异，起到不同的作用。

3.三极管作为开关功能的原理介绍

NPN型三极管：给基极一个微弱的电流，集电极和发射极就能连接，电流从集电极到发射极才能流通，反向不可流通。

PNP型三极管：给基极一个微弱的电流，集电极和发射极就断开。

4.制作最简单的开关控制电路，再次介绍三极管的作用与运用原理

根据给出的电路原理图（图3），选择电路所需的元器件并对其引脚进行相应处理后，用导线将这些元器件按照电路图连接起来。90%的学生按照要求可以完成电路的搭建实现电路的功能，只要断开或接通电源正极到基极端的导线就可控制电路中LED灯的亮暗，即可控制开关。

在上面的电路中，让学生把电路中NPN型三极管换成PNP型三极管，其他电路不变，经过更换大家会发现只是更改了三极管的型号，LED灯就不亮，符合前面讲解的对于PNP型三极管，给基极一个微弱的电流，集电极和发射极就断开。此时，让学生思考采用PNP型三极管如何改造电路使电路中LED灯点亮。经过讨论可以得到，将三极管的基极接地LED就可以点亮，接地就相当于电流的取消，电路如图4所示。

通过以上两个简单的开关控制电路，让学生明白NPN型三极管相当于常闭型水龙头，在没有用力打开水闸时，水龙头是关着的。NPN型三极管在基极没有电压或接地时，集电极到发射极间没有电流通过。

PNP型三极管则相当于常开水龙头，平时水一直流出，只要用力旋转水闸才会关闭。PNP型三极管的基极没有电压或接地时，集电极和发射极就是导通的，只有当基极有一定电压（或电流）时，集电极和发射极才会断开。

在电路制作中，两种类型的三极管同等重要，两种开关的设计可以应用到各种电路当中，下面通过两个实验证明给大家看。

5.制作一个有趣的延时灯电路（图5），帮助学生深化理解三极管的作用和应用原理

结合前面讲过的电容具有储存和释放电能的特性，利用电容充放电特性来控制三极管的开关。如果只是简单的按键控制，LED灯只会在按下按键时点亮，松开时熄灭。加上电容之后，按下按键时电池正、负极恰好接到电容正、负极，电容开始充电。松开按键后电容里储存的电能仍然通过电阻输入到基极，因为基极是控制端，消耗的电流小。电容里的电能会一点一点释放，LED灯则持续点亮。随着电容量的电量越来越少，LED灯也越来越暗，最终熄灭。这一慢放电过程会持续一段时间，实现延长时间的点亮效果（简称延时）。

6.制作光敏小夜灯，引导学生充分运用三极管的作用和应用原理

光敏电阻是通过光线强弱来改变其自身电阻值的传感器。与按键不同，光敏电阻不是只能感知有光和无光，而是能把光线的强弱变成不同的电阻值。光线强时，电阻值变小，光线弱时，电阻值变大。有光时光敏电阻的阻值变小，三極管基极为高电平，三极管处于截止状态，LED灯不亮。无光时光敏电阻值变大，三极管基极为低电平，三极管处于导通状态，LED灯亮。

读懂原理图是进行面包板制作的先决条件，只有在了解整个电路所具备的功能和在装调过程中可能出现的情况后，才能有的放矢地进行电子电路的制作与调试。因此，85%的学生为了能更好地搭接出电路，在教师讲解电子元器件的基本知识和基本电路原理会比以往更加的认真听讲，学习效果会更好。

学生通过在面包板上搭建不同的三极管控制电路，掌握三极管引脚的识别、分析三极管的工作原理，了解三极管作为开关功能在电路中应用。此外学生还可以搭建一些有趣的电路，增加对这门课程的学习兴趣。在教学过程中，先借助面包板让学生掌握三极管开关的功能，为接下来更好的学习三极管的放大特性做铺垫。

四、小结

教师利用面包板进行教学，有利于学生掌握电子制作的操作技能、强化学生的动手能力、提高学生分析和解决问题能力，并能够帮助学生积累实践经验。借助面包板教学，充分利用“教师讲”与“学生练”有效结合的教学方法，通过丰富的实验项目、直观的电路工作状态展示、制作成功后的成就感激发学生的学习热情，在动手实践中逐步提高学生自身的理论水平和技能水平。

参考文献：

[1]李莹.面包板电子制作实训课程教学设计[J].天津职业院校联合学报，2014（2）.

[2]周纬.中职课堂如何上好三极管课程[J].科教导刊，2015（16）.