认识和检测半导体器件的教学实践

摘要：基于教学内容与学情分析，阐述教学目标与教学重难点、教学策略选择与设计、教学环境及资源准备、教学实施、教学评价与教学反思，从而有效地进行课程设计与教学实践。

关键词：半导体器件，认知与检测，课程教学设计，教学反思。

中文引用格式：刘作鹏.半导体器件认知与检测的教学实践[J].集成电路应用,2021,38(04):170-171.

0引言

随着全国高职优质校建设的不断推进，教学诊断与改进工作不断加强，如何设计好一堂课，讲好一堂课，这一内涵建设就显得尤为重要，本人依据“半导体三极管认知与检测”这一章节与前后内容衔接特点及教学经验，进行分析。

1教学内容与学情分析

(1)教学内容分析。“半导体三极管认知与检测”《汽车单片机及局域网》这门课的第三章“汽车电脑基础知识”中的第5节“汽车电脑常用的电子元器”的重要组成部分。它是搭建汽车单片机外围放大电路的重要知识点，因此需学生对半导体三极管有一个系统认知，并掌握其相关应用与检测，为后续汽车单片机硬件电路检测打下基础，此内容的学习起到承上启下的作用。(2)学情分析。学习“半导体三极管认知与检测”为汽车电子高职二年级的学生，学生们已经学习过电力电子相关内容，对所学内容有个初步了解，并对此内容有一定畏难情绪，认为三极管内容众多，原理复杂，并且抽象、难理解，不易学，学生自身也不愿对其工作原理有过多思考。学生所需要的是能看见，能动手，一目了然，好理解的教学内容与教学方法。

2教学目标与教学重点

(1)教学目标。①知识目标：让学生了解并掌握本征半导体、杂质半导体，PN结的形成及其正向偏置与反向偏置，理解半导体三极管内部载流子的运动，知道三极管有PNP和NPN两种类型和具有放大、饱和、截止三种工作状态，以及其放大条件和工作原理。②技能目标：让学生了解并掌握三极管的认知与检测。在教学过程中，实现理论与实践相结合，将理论中三极管的结构与工作原理与检测结合，实现由表及里、兼顾内因和外因、化繁为简，培养学生认识事物的能力。通过实验、分析、总结的教学环节培养学生分析问题和解决问题的能力。

③素质目标：让学生了解三极管结构、制作工艺、分类与命名。通过实践掌握三极管放大电路，以此提升对电子技术的兴趣，主动进行探究和学习。

(2)教学重点和难点。①教学重点：如何对不同类型的三极管进行检测与判别。②教学难点：PN结的形成、正向偏置及反向偏置;不同类型三极管的工作原理。

3教学策略选择与设计

(1)课前调查。组织调查活动：通过对学生的调查与了解，知晓其对半导体三极管相关电子知识有无基础，以及学习状态与学习心理，同时引导学生做好学习准备。(2)课中组织。通过音响视频引发学生学习三极管的兴趣，并告之音响能将声音放大，源于半导体三极管的工作，以此激发学生学习兴趣。同时提出三极管是什么结构、工作原理是什么，如何放大这些问题，让学生带着问题学习，通过配有动画的理论讲授，解决学生“能看见”需求，通过课中对三极管检测实践，解决学生“能动手”需求。课间通过采用黑板、粉笔的板书、多媒体幻灯片、多媒体视频以及三极管实物辅助教学、情景教学法、实验教学法、引导思考教学法、讲解教学法等多种教学方法来实现学生对其结构、工作原理及检测内容的理解与掌握。(3)课后拓展。通过课后作业的布置，以因拓展学生进一步对各国各类三极管的进一步深入认识与了解，巩固其学习内容。

4教学环境及资源准备

(1)前期软件准备。实施本次教学任务时，课前需装有office、flash、快剪辑、EV录屏等软件、可上网电脑一台，以确保教学资料的收集、视频剪辑，电子课件的制作。(2)课中设施准备。课中，需多媒体教室一间，如是理实一体化教室更优(理实一体化教室还可准备示波器、信号发生器、直流电源，及模电实验箱的准备。便学生观察三极管放大时电压波形)。所需要教学器具有：指针式万用表、数字式万用表，不同类型三极管每组10个。(3)后续平台使用。课后，需要配备可上网电脑一台，利用校园网数字平台，对课后学生的习题的阅改，以及解决学生课后的一些知识疑问，同时也需了解学生对其课程的评价，以便对后续课程内容的教授进行及时调整与改进。

5教学实践

课堂全程以弄清半导体三极管是何物有何作用为主线，所有教学内容由此组织展开。(1)导入新课。通过多媒体播放一段车载音响视频引出扩音设备，引发学生对新学习课程的兴趣。通过一个设问三极管是什么结构、工作原理是什么，如何放大引出这堂课的教学内容半导体三极管。(2)讲授新课。接着给学生讲解什么是本征半导体，为了解决本征半导体载流子少这一问题，由此又引出了杂质半导体P型、N型。讲解杂质半导体P型、N型，主要为PN结形成做好铺垫，将杂质半导体P型、N型接在一起，接触面的载流子会进行扩散与漂移，PN结的形成。通过讲解三极管的制作工艺，因制作工艺的特殊性，由此引出三极管放大工作原理及其放大电路。三极管进行放大除了内部结构工艺这一内因外，还必须满足一定的外部条件。让学生认识事物需从内因和外因多方位思考。同时引导学生体会三极管内部电流的分配关系，而此正是三极管电流放大作用的体现。(3)实践检测。通过演示常用的三极管实物。让学生观看其外观与引脚排列，进一步引发学生的学习兴趣。培养学生理论联系实际的能力。根据认识事物由表及里的规律，认识了三极管的外形，下一步给学生演示三极管的工作原理与检测。(4)思考与讨论。在实测前，通过板书，讲授三极管的基极的测定，三极管有三个极，而万用表只有两测试笔，如何进行两两测试，为什么能这样测，让学生明白，这样测定基极主要源于三极管的结构及PN结能在大于门槛电压的正偏情况下导通，同时还能得出通过万用表的电源正极定基的是NPN型三极管，通过万用表的电源负极定基的是PNP型三极管。在实测判断发射极与集电极主要源于三极管工作在放大区时是导通的，NPN型三极管工作在放大区时三个极电压满足Vc>Vb>Ve，PNP型三极管工作在放大区时三个极电压满足Ve>Vb>Vc，通过手为电阻，就能搭建电路，表动电阻小，说明假设成立，集电极与发射极到验证。(5)教学小结。通过小结本次课的内容，让学生清楚此节课的重难点，通过实测三极管，加深学生学习印象。

6教学评估

(1)教学评价：①该次课堂学习目标明确、具体、可行。同时重视学生的技能、思想方法、行为方式和价值观念的培养。②在教学设计上，以学生为中心进行教学方案设计，通过视频引导，提升学生探知兴趣，其课程讲授方法也比较适合于学生的经历、兴趣、知识水平、理解能力，通过多媒体动画促进学生对所学内容的理解，同时强化的学生的实践能力。③在教学效果方面，学生乐学，主动，教学效果良好，教学计划完成，达到了教学目的。

(2)教学反思：①教学成效。课堂中通过一段车载音响视频引出扩音系统进而引出新课程三极管的学习，有效地激发了学生的学习兴趣。②用直观动态的多媒体视频演示三极管内部载流子的运动过程加强学生的理解，同时也活跃了课程气氛。③通过实践检测三极管，强化学生对三极管结构与工作原理的思考，以及实践动手能力。④教学过程中体现了由表及里，兼顾内因和外因，注重学生对所讲课程的学习，更注重学生认识事物能力的培养。

7结语

本课程打破了原半导体三极管在讲授时只讲三极管的工作原理及认识这传统的教学方式，改进增加了三极管为什么会这么工作的前因后果，讲授之时配上相关动画，让学生对其成因一目了然。同时在课堂上增加了实测环境，适应了高职学生的学习特色点，增强了学生实践动手技能。

参考文献

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