PPT动画在“模拟电子线路”教学中的应用

沈 钰

(华中科技大学 武昌分校，湖北 武汉430064)

“模拟电子线路”是电类专业的一门重要基础课程，工程性和实践性很强。为了改善教学效果，授课教师都会充分利用多媒体进行教学，尤其注重使用Flash 和PPT［1，2］。

PPT 不仅具有文字编排功能，也能完成动态显示。笔者在“模拟电子线路”课程的教学实践中，尝试着引入了PPT 动画。通过教学实践体会到:PPT动画具有编辑容易，播放画面流畅，播放进度可控等特点，它集中了Flash 动画的播放流畅和板书教学的进度可控等优点。

1 物质的微观运动展示

在“模拟电子线路”教学中，笔者将PPT 动画成功地引入到了电子和空穴的扩散及复合运动、PN 结的形成和导电特性和三极管的放大原理等有关物质微观运动的教学中，取得了良好的效果。

三极管放大原理的教学中，笔者设计的PPT 软件按照如下动画步骤进行。

(1)用不同颜色的实心圈和空心圈分别代表电子和空穴，用画面展示三极管的内部结构，以图像形象地突出三极管发射极的高掺杂、基区很薄和发射结面积大的几个特点;

(2)在内部结构图上用动画加入外部电路，并强调外电路使发射结正偏和集电结反偏;

(3)在外加正偏电压的作用下，用动画显示电子由发射极向基区的运动;发射极由于发射电子，在其连线旁就会动态出现IE字样，动画显示的运动结果是基区出现了大量电子。

(4)用PPT 动画闪烁和退出功能表现少量电子在基区中和空穴的复合过程。复合过程结束后，又由基极补充空穴，运动到原来的空穴位置，而基极由于补充空穴，在其连线旁动态显示出IB字样。

(5)在集电结反偏电压作用下，动画显示基区中大量电子向集电极聚集，这时PPT 演示如图1所示。然后，聚集在集电极的电子用闪烁退出的动画方式消失，而在集电极连线旁动态出现IC字样。并用运动的箭头表示集电极中的少子运动。

图1 三极管放大原理的PPT 动画

(6)用动态字幕遮盖的方法，强调在基区中的电子分配情况:与空穴复合的电子和扩散到集电区的电子的比例由三极管的结构决定，从而引出三极管的电流放大及电流放大倍数的概念。

在展示器件微观结构原理的教学中，PPT 动画不仅能做出Flash 的效果，同时还能很方便地配以文字说明，并能随时控制其播放进度。

2 电路结构分层次展示

用PPT 动画分层次展示和分析电路，能加深学生对电路的正确理解。

例如在反馈放大器的教学中.其教学难点就是反馈信号对输入和输出信号的影响和反馈类型的判断。教学中利用正弦波作为输入信号，利用瞬时极性法来解释电路的工作情况，这种教学方法既符合电路实际，又能将抽象思维变为形象思维，容易被学生接受。

利用PPT 动画不仅可以将电流表现成电荷的流动，将静止的电流字符变为电荷不断流动的动画;还可以形象地演示瞬时极性及其对应波形，并且动画进度也可由教师控制。此外，还可演示在模拟信号形成时，反馈信号如何影响电路的输出电压和输出电流，比较容易解决负反馈中的教学难点。

3 电路中的变量展示

用PPT 动画形象地展示电路中的一些变量，能使学生进一步理解电路中的物理量及电路原理。

在本课程中的电路和波形图、波特图等都是静止的，较难理解波形图和波特图的意义。如果在教学中将电路的流向和波形图相结合，或者将频率的大小和波特图相结合，这样组成的动画就能用动态的方法显示出波形图或波特图的特点，而在教学中又能按照讲解的速度和学生的反应情况来控制动画进度，就可以使学生更好地掌握电路中这些变量的含义。

例如在讲解半导体二极管应用中的半波整流时，笔者设计的PPT 界面如图2所示。图中先出现文字和电路图，波形图并未出现。此后会出现移动的色框来分别介绍电路图中的变压器、二极管和电阻等元件。元件介绍完毕后色框消失，然后再出现波形图。波形图最初出现时只有浅色的输入波形，输出波形没有立即显示。介绍整流作用时，输入波形颜色加深并随时间的推进而自左至右地改变颜色，随之输出波形也随时间的推进而自左至右地逐渐出现。这种既能受控，又能同步地显示多幅动画效果的方法，是板书和Flash 所不能企及的。

图2 PPT 动画演示半波整流电压波形

4 静止画面上添加动画

在原来静止的画面上添加PPT 动画，可以强调某些重要的特点和规律，使学生在众多材料中更快地找到规律，在教学中能给学生留下深刻印象。

例如，学生往往难以对“增益带宽积”有定量的认识。笔者将TI 公司μA741 运放芯片的开环差模放大倍数的频响曲线放到了PPT 中，并在此基础上上添加了动画。PPT 画面上先出现-3dB 带宽fH和增益带宽积fC的定义。教师在复习运放这两个指标之后，再给出fH和fC的关系式fC=AodfH。完成复习后，PPT 画面再导出μA741 的开环差模放大倍数的频响曲线。

讲解曲线时，首先用讲解和红色圈配合的方法，说明此频响曲线纵横坐标的意义。然后，在坐标上用运动的红线分别标明fH和fC的纵横坐标及其坐标值。而后PPT 动画再由查到的Aod分贝值算出其对应的放大倍数，这时的PPT 界面如图3所示。

图3 给增益频率曲线加上PPT 动画

根据该图画面，教学中很容易讲解fC=AodfH的关系，学生也很容易明白这里的Aod是指放大倍数，不是指用分贝表示的增益。讲解时，公式fC=AodfH产生的背景和外框线会发生变化，以提醒学生注意。

在静止画面上添加动画的最典型应用是对学生作业的当堂批改。我们用PPT 动画批改学生作业首先要有学生作业的电子文档，这一般可以用照相或扫描的方法对学生的文字作业进行转换后实现。一般照相或扫描得到的文档往往存储量过大，图片内容和范围也不一定完全合适，需要用图片编辑软件加以编辑。笔者采用的方法是照相后的图像用Photoshop 进行处理。

得到合适的电子版学生作业后，就可以将其按需要插到PPT 画面中，然后根据教学需要插入颜色框、移动颜色框、批注、打钩以及打叉等，对作业的各种批改都用动画的方法实现，在实际教学中能收到很好的效果。

可见，只要有静止图像的电子文件，在原来静止图像上添加动画，是很容易在PPT 上完成的。

5 结语

一直以来，不少教师都注意到了动画演示和直观教学能在“模拟电子线路”教学中发挥很好的作用。但如何更好地使用动画功能却还需要我们去进一步探讨。笔者的以上实践仅使用了PPT 动画的一些基本功能，要想更好地利用PPT 动画，必须花费更多的工夫，也还需要继续学习。这方面，参考文献［3］为我们提供了更全面的经验。

［1］ 张涛，陈和平，吴谨.“模拟电子电路”课程的教学改革研究［J］.南京:电气电子教学学报2010年(5).pp14-15

［2］ 邢丽坤，李良光. FLASH 在《模拟电子技术》多媒体教学中的应用［J］.北京:科技信息2010(8).pp87

［3］ 唐德海.增强PPT 课件交互功能的解决方案［J］.北京:中国信息技术教育2009(1).pp77 ～79