積累實踐經驗 提高實驗效率

在實驗教學中經常會碰到一些有趣的實驗現象，如果對其加以分析研究，挖掘出與課堂教學相關的知識內容，就會對理論教學或實驗教學產生很大的促進和輔助作用。在解決實際問題中，有時會迸發奇思妙想，如果及時把握和運用，將會收到意想不到的效果。筆者在實驗教學中留心觀察和思考，總結積累了點滴實踐經驗，并且應用于實驗教學中，對提高實驗教學效率很有幫助。

1 檢測邏輯電平顯示器

在數字電路實驗中，經常使用由發光二極管（LED）組成的邏輯電平顯示器，有的實驗一次性用到16個之多。在實驗之前必須對將要用到的每個電平顯示器的功能進行檢測，否則可能會影響實驗結果。一般的檢測方法是：將連接線的一端接到高電平，另一端與電平顯示器的輸入端一個一個地接觸，觀察發光二極管是否發光，從而判斷電平顯示器的功能是否正常。這樣一個一個地檢測，費時費力。

筆者在實踐中摸索出檢測電平顯示器功能是否正常的一個好方法。筆者教授數字電路實驗使用的THD-2數字電路實驗箱，面板上并排有16個邏輯電平顯示器，每個電平顯示器對應一個電平輸入端，電平顯示器所在電路由+5 V電源供電。檢測時，接通實驗箱總電源和+5 V電源開關，用單個手指接觸電平輸入端，LED發光，表明電平顯示器功能正常；LED不發光，表明LED損壞或電平顯示器電路出故障。如果一只手接觸電平輸入端，而另一只手放在大理石實驗臺面上，LED發光效果就更加明亮。此法要注意其他手指不能接觸實驗箱及其他電器。

如圖1所示邏輯電平顯示器電路圖，穩壓管D給三極管T基極提供一個較高的發射極電位，使基極必須具有足夠高的電壓才能使T導通。當手指接觸邏輯電平顯示器電平輸入端時，人體感應電壓（電源引起的50 Hz工頻干擾信號，用示波器測得其有效值約為3.5 V）加到三極管T基極，使T導通，從而使LED發光。此法對其他電路構成的電平顯示器不一定適用。

2 檢測萬用表

在電子技術實驗中，尤其是在模擬電路實驗中經常用到指針式萬用表。由于指針式萬用表沒有自動保護功能，在使用時經常燒壞保險管或表內其他元件，所以實驗前應做萬用表檢測工作。一般指針式萬用表歐姆擋（或電流擋）的檢測方法是把萬用表功能鍵打到歐姆擋（或電流擋），短接兩表筆（或在路測電流），指針偏轉，說明保險管完好、表內電路基本正常；指針不動，就可能是以下幾種情況：表筆斷路、保險絲熔斷、無電池或電池接觸不良（檢測歐姆擋）、表內電路故障。針對前3種故障，學生在課堂上能自行解決。因此，檢測的重點是表內電路是否有故障。如果只檢測幾塊萬用表，用這樣的檢測方法還可行；如果要檢測大量的萬用表，用這樣的檢測方法就顯得效率太低。

在檢測大量萬用表歐姆擋和電流擋功能是否正常時，筆者采用的方法：如圖2所示，準備一塊完好的萬用表（以下簡稱樣表），功能鍵打到歐姆擋×100 Ω，待測表功能鍵打到歐姆擋×100 Ω；將樣表的黑表筆插到待測表“+”孔內，樣表的紅表筆插進待測表的“-”孔內，如果指針不偏轉而檢查電池和保險是好的，則表明待測表歐姆擋內部電路損壞；再將待測表功能鍵打到直流電流擋5 mA，表筆接法不變，如果指針不偏轉而檢查保險是好的，則表明待測表電流擋內部電路損壞。注意待測表作為電流表使用時，其內阻很小，樣表歐姆擋和待測表電流擋量程都不能太小，否則電流太大會造成待測表新故障。

3 巧用常開和常閉聯動開關

在數字電路實驗的智力競賽搶答器實驗中，選手搶答開關和主持人控制開關電路如圖3所示。搶答開關通常打到低電平，只有在搶答時才打到高電平，而搶答完畢到下一輪搶答開始前又必須回復到低電平。一般實驗教材中搶答開關多采用邏輯開關，每改變一次邏輯開關的高、低電平狀態必須動手操作一次，且將邏輯開關扳來扳去不很方便，難以達到“搶”的效果。一旦忘記將邏輯開關回復到低電平，一輪搶答結束，主持人將控制開關S打到低電平清除信號，再將控制開關S打到高電平使系統進入工作狀態但并未宣布下一輪搶答開始時，搶答開關處于高電平的就會造成違規搶答。

經過實踐比較，筆者用常開和常閉聯動開關取代邏輯開關，很好地解決了上述問題。如圖4所示，通常常閉開關S1接通，信號輸入端Ｄ接到低電平；按下按鈕時，常閉開關S1斷開，常開開關S2接通，信號輸入端Ｄ轉接到高電平，表示選手發出搶答信號；釋放按鈕時，信號輸入端Ｄ又自動轉接到低電平。在實驗中采用常開和常閉聯動開關來替代邏輯開關，既方便操作，又提高了搶答速度。在后續的檢測搶答器靈敏度的實驗步驟中，還可以用一小塊硬板（如面包板）放在一排常開和常閉聯動開關按鈕上，快速壓下硬板能很方便地模擬出各位選手一起搶答動作。主持人控制開關Ｓ亦可作類似改進。

實踐表明，靈活運用實驗設備，適當改進操作方案，使操作方便、快捷、省事，能收到更好的實驗效果。