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關鍵詞:教學改革;電子工藝與CAD;實踐教學;創新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)31-0100-02
一、引言
目前技術類本科的電子工藝與CAD教學內容,分為CAD設計部分和裝調工藝部分,以手工裝配小型電子產品為主,訓練學生裝配、焊接、調試能力,電阻、電容、電感、二極管、三極管、集成電路芯片等元器件識別及萬用表進行測試與識別,裝調工藝部分培養學生對產品工藝相關知識,是電子產品功能上的完善和外觀美化。通過多年的實訓總結,學生實踐動手能力得到了一定程度的提高,但電子裝調與CAD實訓課程教學中又出現了一些新的問題,主要有以下三點。
1.教學觀念陳舊,教學手段和方法單一,學生對實習的重要性認識不夠,態度不夠積極,學習興趣有所下降,主動性變差,甚至還有代做的現象發生,這都不利于學生實踐能力的培養。
2.教學設備落后等問題。
3.考核方式單一。考核方式采取單一的筆試和實習報告,抄襲現象嚴重,而且也無法區分學生的能力,也體現不出學生分析問題和解決問題的實踐能力。
為此我們改變培訓模式,改善實習設施,優化教學內容,改進教學方法和手段,加強教材建設等方面進行改革和與實踐,培養學生實踐能力和創新意識。
二、教學方法設置
(一)提出項目
項目的提出要以電子工藝裝調與CAD教學大綱為依據,既要與大綱緊密結合,又要有一定的實際生活空間,讓學生既能掌握本門的知識要點,又能在該項目上進行自主創新,項目的難易程度需要針對學生的實際水平來調整確定。因此我們在每一個項目中都設置了一級、二級要求。學生根據自身能力,在課堂規定時間內,完成不同要求,逐級提升自己的能力。
(二)分析項目
分析任務在教師指導下進行,采用討論、問答等方式把總任務分解成一些“階段任務”,逐步細化。從而培養學生細化項目的方法,并明確目標,樹立信心。
(三)自主學習
細化項目之后,學生需要到圖書館或網絡上查找相關技術資料,并分類學習,相互交流。最后討論形成解決“分項目”的方法。并可申請到開放的實驗室進行訓練,完成相關“分項目”。
(四)完成項目
完成項目是一個由完成“分項目”到“總項目”的過程,該過程是一個由技術理論到實踐驗證階段,許多學生會遇到很多意想不到的問題,指導教師除了利用課堂時間,還需要利用答疑與實驗室開放時間,對學生進行細化指導,站在學生的角度幫助學生解決在理論與實踐中遇到的困難,督促學生及時消化任務內容并按時完成項目。
(五)過程評價
任務完成后的總結評價是必不可少的重要環節。我們在該課程別提出課程評價機制。每個小項目完成后,都需要讓學生到課堂上來表達、分享自己在該項目中如何學習,并學會了什么。通過總結,使學生自己和其他同學找到自己理論和操作上的不足。教師在課堂上對學生完成的項目情況做出檢測和評價,提出該項目的創新處與改進意見,有助于學生的學習得到肯定并得以提高。
三、教學內容設置
1.基礎型主要有:“安全用電常識”、“電子元件識別與測量”、“常用儀器儀表的使用”、“手工焊接工具的使用”以及“拆焊與焊接訓練”等5個項目。重點讓學生掌握電子儀器的使用,并結合具體電路進行測試,或設計簡單電路并焊接驗證,為后續的項目打下基礎。
2.提高型主要有:“Altium Designer 6的使用”、“放大電路的設計”、“聲光控電路設計”、“基于單片機的數據采集系統的設計”等8個項目。采用總項目到分項目的方式,進行模塊設計,要求學生運用Altium Designer 6獨立完成電路仿真,PCB板的設計等環節,激發學生自主學習和創新設計的積極性。
3.技能操作類包括“聲光控電路的組裝與調試”、“9018-2收音機的組裝與調試”、“SMT表面貼裝技術及工藝”、“基本機械加工”、“印制電路板的制作”等5個項目。讓學生動手實踐,通過幾個項目的實際操作,學生的自信心和成就感大大增強。
4.創新型側重綜合設計性,學生可以根據興趣自擬題目,充分發揮其能力和想象力。譬如電子競賽類題目、電子畢業設計題目、“LED音樂屏的設計”、“光立方的設計”等。使學生在掌握基本技能的基礎上,強化綜合設計及產品研發能力,全面鍛煉學生,提高學生技能。
以上教學內容全部采用項目式教學,并且以個人為單位,進行單項目驗證,充分讓每個同學自己動手實踐,提高訓練的普及性。
四、評價機制
實訓項目設置的合理性很重要,但是如何真正了解學生對實訓項目掌握的程度呢?我們采取的方法是建立多元評價機制。該機制是激勵學生認真學習的一種手段,同時,也是教師衡量教學方法是否合適的重要依據。根據學生的出勤率、學習態度、相關理論知識、動手實踐能力、項目總結表述能力、項目創新能力等,設置以下電子工藝與CAD課程成績評定辦法。
1.通過固定座位,既可以起到出勤監督作用,而且把相應的儀器儀表責任具體到個人身上,學生在使用過程中,需要把該設備當成自己的設備來使用,并通過上課提問或項目驗收進行提問溝通,了解學生對相關理論知識的掌握程度,例如機械萬用表的測量、電阻的使用、三極管ebc的判定及電容串并聯電路設計等。該部分占課程總成績的15%。
2.在平時的教學或項目實訓或項目驗收中,觀察學生對該門課程的主動性和積極性,以及項目實訓過程中發現并解決問題的能力;該部分占課程總成績的15%。
3.項目驗收重點是檢驗學生的實際操作能力。如:儀器儀表的使用是否按照規范使用,并完成了項目。電子DIY(貼片型)的制作組裝與焊接是否美觀?焊接工藝是否達到標準?性能指標是否滿足要求?Altium Designer 6的電路DIY設計是否有創新部分?該部分占課程總成績的65%
4.項目分析報告,既考查學生的文字表達能力,又考查學生對信息分析處理的能力,以及項目總結能力。該部分占課程總成績的5%
以上評定辦法將學生項目實踐完成情況與學習過程的積極性相結合,教師在課堂上驗收項目,標準統一,各項目評價分數公開,就會使學生感到公平合理,既肯定成績,又認識不足,作為今后學習的啟迪。同時,教師在單個評價學生時,可以獲取每個學生多方面信息反饋,把握好大局,及時調整教學內容與方法,提高教學效果。
五、實訓平臺建設
1.建設高水平的電子工業實習室304,改善實驗條件。
已經購置了35臺20Mzh示波器;模擬示波器35臺,數據示波器5臺。其中包含1臺50Mhz的示波器。數字萬用表和機械萬用表,直流電源,拆焊平臺各50套。電腦機房1間,各類電阻、電容、電感、二極管及三級管等常用元器件分立元件和貼片元件較多。滿足學生進行全方位的電子工藝訓練。
2.以科研促教學。
從創新人才培養的目標出發,結合其他實驗室和平臺,不斷優化課程結構和內容,使教學內容保持先進性、常態化。盡可能多方位地提供新知識,開闊學生的視野,提高教學效果。如少量電路板的網絡工廠加工流程與技術和雕刻機制作電路板流程與技術。
3.開放實驗室資源,電子工藝與CAD實驗室面向全院學生開放,學生組長和教師共同管理。到達資源共享,使設備充分發揮作用,減少重復建設。
主要方式為:(1)成立項目小組,學生到實訓室有固定座位后,與旁邊同學組成小組,可以訓練環境的適應性,該小組除了上課時間完成規定的項目外,課余時間也可以分工合作完成項目。(2)除課程設置的項目外,教師可以選擇一些有代表性的電子DIY供學生選做或鼓勵學生自擬項目,但都需要在規定時間內完成;也可以鼓勵學生積極申報大學生創新訓練項目或校級訓練項目,并為其提供一定的經費支持。(3)開放實驗室和相應的儀器設備,學生可以去圖書館或上網查找相關芯片資料,并到就近的電子元器件市場或網絡上采購,設計印刷線路板,需要到開放實驗室制板也可以到外面去制作雙面板、焊接、安裝及調試。
六、教材建設
教學中目前使用的參考教材是李敬偉、段維蓮主編,電子工業出版社出版的《電子工藝訓練教程》。由于課程內容較為陳舊,已不能和現代電子裝調工藝匹配。因此總結這幾年的教學經驗、項目實訓經驗,并參照其他兄弟院校在電子工藝與CAD的教學成果,提升對該課程的理解與知識點的選取和把握,目前物電學院電子教研室已組織電子工藝與CAD課程教研組自編一部切合我院教學實踐的教材。目前作為實驗指導書在試用中。
七、結束語
電子工藝與CAD不僅培養了學生的動手能力,更是通過對產品的設計、制板、焊接和測試等來了解現代工業產品的生產全過程,鍛煉學生主動設計、主動探索的精神和創新意識,通過對課程進行較全面的教學設計與改革,優化教學內容,使其和先進技術和后續課程緊密聯系起來,為進一步的學習拓寬知識面,打好基礎。本文為今后的教學改革提供了一定的參考。期望電子工藝與CAD逐步實現產、學、研相結合,創造一定的經濟效益。
參考文獻:
[1]芬杏娟.高職院校課程改革初探[J].對外貿易,2012,(4).
[2]沈麗瓊.電子工藝實訓課教學6S管理模式研究與實踐[J].廈門教育學院學報,2011,(02).
關鍵詞: 電子電工; 理論; 實踐
中圖分類號: G712 文獻標識碼: A 文章編號: 1009-8631(2013)04-0107-01
技工院校的學生普遍存在一個思想意識,他們認為自己將來只是做一名普通的技術工人,學不學理論課對自己無關緊要,只要自己能動手操作就可以完成工作任務,這種思想意識導致他們平時對理論知識學習的積極性不高。作為老師,我們絕不能只滿足于培養學生簡單的動手能力而忽視基本理論課的教學,應該想辦法利用學生喜歡動手這一特點培養他們學習理論知識的興趣。
一、小實驗的大作用
用小實驗激發學習興趣,讓興趣成為最好的老師,讓學生自覺進入到理論課的學習過程中去。在魔術表演中,觀眾們會急切地想知道他要干什么、怎么做、結果是什么。魔術師通過他們的表演,激發了觀眾強烈的求知興趣。那么在教學中我們也可以借鑒這種方法,在課堂上先做與教學內容有關的小實驗,同時老師引導學生提出實驗的一些“為什么”,有意激發學生的學習興趣,使他們知道事情原因而積極地、全神貫注地投入到后面的理論課教學中。激發起學生濃厚的興趣,為接下來的教學起到事半功倍的效果。例如:在講半導體器件時,如按以往的教學模式是先講PN結的形成及其特點,再講二極管、三極管的結構及原理,最后再講其應用。而我在授課過程中,先做一個實驗,用一只二極管、一只燈泡和一些導線,首先讓燈泡正常通電發光,讓學生觀察燈泡現象,接著在電路中串聯一只二極管,這時讓學生再觀察燈泡的現象,燈泡明顯變暗并在閃爍。學生的思想里馬上會閃出“為什么?”趁著學生這種強烈的興趣老師再講解二極管的一些理論知識學生接受就要容易的多。這種教學模式,關鍵是要求老師要利用課余時間搜集電子方面的小實驗小制作,把它們巧妙應用到自己的教學中來。實驗的恰當選擇是這種教學方法的關鍵,通過實驗激發學生的興趣,調動學生的學習積極性,來達到提高課堂理論知識的教育教學效果。
比如:在講授二極管質量的判別時,首先強調二極管內部的結構,它是具有PN結的,而PN結是具有單向導電性能,也就是說,對PN結加正向電壓是導通,那么它的正向電阻就比較小;反之加反向電壓時,不導通,反向電阻就比較大的。那如何利用這一特點并借助于其他的電工儀表來判斷二極管質量的好壞呢?告訴他們利用萬用表,引導學生設計實驗方案如下:
1)先標明二極管兩端的序號;2)分別用紅黑表筆輪流接,填入表格;3)分別用萬用表不同的檔位測量。
R×100ΩR×1000Ω
二極管1二極管2二極管3二極管4
將萬用表換其它量程再做以上實驗,重復幾次。最后根據實驗現象,發現測的的兩個電阻的阻值一個比較小,一個為無窮大,這樣的話不僅能得出哪些二極管質量好,哪些質量不好,并且能找出不好的原因以及萬用表用哪個量程最好。
很多學生經過親自動手實驗,展開討論和分析,大家各抒己見,教師不要輕易否決,而是采取師生共同商討,分析對錯,肯定他們的成果。這樣的話他們就有很大學習興趣。
二、用實訓課幫助理論知識的消化
一味進行抽象、艱澀的理論學習,學生很容易產生厭倦感,從而失去學習的興趣。對此我們可以通過一些電子實訓課來加強學生生活實踐、科技發展相聯系的實訓,使課堂教學回歸生活的世界。讓學生組裝一些家用小電器,例如門鈴、收音機、功放機、電視機等。通過這些動手實踐,使課程教學生活化、實踐化,讓知識注入了活力。這樣一方面培養學生的動手能力,鞏固理論知識;另一方面,可以引導學生從自己的生活實踐出發,激發學習興趣,促使學生積極有效參與教學,在生活中學習、建構知識,讓學習成為學生生活的內在需要。
理論知識的掌握、實際動手技能的培養、知識的靈活運用能力提升這三者的關系,就像人體的肉、骨架、神經一樣。只有將這三者有機地結合起來,才能伸展自由的運動。所以,電子實訓課的作用就是通過加強培養學生的實際動手能力和理論知識靈活運用。把學到的理論知識應用到實踐中來解決實際社會的問題,這樣讓學生真真切切地感到理論知識對實踐的指導意義。從而大大提高他們學習理論知識的積極性。電子實訓課的教學要充分開發和利用課程資源,合理有效地利用有關設備為學生的發展服務。教學中所采用的有關設備均應服務于教學目標。在教學中,充分開發和利用我們學校現有的各種課程資源,如實驗室、多媒體、設備、教具等,開發和利用平時搜集和儲存的其它課程資源,如上屆學生完成的收錄機、印制板等,根據學生學習的需要,重組和優化課程內容,科學合理地進行取舍。
三、親其師才能信其道
無論搞什么教學,無論教學中采用何種方法,我覺得“親其師”才能“信其道”這是強實有效的基礎,每個學生在智力水平、興趣、愛好和個性方面是各不相同的。作為教師應尊重學生的個性差異,尊重學生的學習主體地位,建立良好的師生關系,只有這樣才能形成一個良好的學習氛圍。為此教師首先要熱愛學生,要關心了解學生,尊重信任學生,要有誨人不倦的精神;同時教師還應幫助學生樹立自信心,始終引導學生積極向上的精神品質;在任何情況下都要尊重學生的人格,切勿傷害學生的自尊心和自信心。作為教師應該牢記:學生永遠不是你埋怨的對象、譏諷的對象、嘲弄的對象,而應該是培養的對象、教育的對象、精心雕塑的對象。
關鍵詞 電子類 復合型人才 實踐教學
近幾年來,隨著市場經濟的進一步的發展,企業對勞動者技能的要求越來越高,用人單位特別歡迎既有一定的理論知識,又有熟練的操作技能的復合型人才,尤其是優秀的電子類復合型人才更是供不應求。如何適應社會需求。培養出更多優秀的電子專業人才,則成為每個職業教育工作者必須認真考慮的問題。實踐教學必將在職業教育的改革大潮中發揮越來越重要的作用。
實習課是職業學校的一門主干課,也是職業教育區別于普通教育的一個顯著特征。實習課教學的重要性越來越受到各個學校的高度重視。但是,目前面臨的主要問題是理論課和實習課的課時分配矛盾日益突出。如何使學生在有限的在校時間內,在基本學好理論課,具備一定的專業基礎知識的同時,加大切實可行的實踐教學環節,使學生通過實習課的學習,一方面加深對專業技術理論知識的理解,另一方面掌握本專業對應工種的基本操作技能、技巧,并達到一定的熟練程度,把學生真正培養成既具有一定的專業知識,又能夠從事生產、服務、管理等第一線需要的,德智體美諸方面全面發展的復合型應用人才。有更多的工作需要我們在實習教學中去做,有許多問題需要我們去解決。結合我校的實際,探索一條既適應當前職業教育特點,又適應電子工業長遠發展要求的辦學新模式,是本文的根本初衷。
我們常說的實習課,內容包括試驗課和實踐課。傳統的試驗課,大部分的試驗內容都是一些驗證性的試驗,試驗的結果用來驗證理論課教學的一些基本定理、定律或者結論。這個環節雖然比較重要。但花費課時量不宜太大;而實踐課內容仍然簡單落后,通常為烙鐵加螺絲刀的舊面孔,都是買來套件讓學生組裝,學生不能親自參加諸如PCB、變壓器等單元零部件的制作,同時產品缺少聲、光、電、機的相互結合,不能調動學生學習的積極性。現在已經進入了集成電路和彩色電視機時代,如果一直停留在讓學生組裝有輸入、輸出變壓器的五管收音機和黑白電視機,顯得有點落伍,而且學生畢業后所從事的工作很難見到這類收音機和電視機。另外,現在是市場經濟時代。如果組織學生下廠實習,工廠一般只讓學生從事簡單勞動,所干工作和所學專業相差甚遠,結果是實習幾個月,學生的實際技能長進并不大。學生走上工作崗位后,實際操作能力仍然較差,遇到問題自己解決不了,一般不會受到社會的歡迎。因此,現有的實習課程教學有必要進行改革。
電子專業的實習就是為電子類專業學生掌握電子工藝及其操作技能而設置的必修課。我校在這方面已取得了可喜成績,但還是離社會及企業對應用型人才的要求有一定差距。有必要在以下幾方面進一步加強:
①培養和訓練學生熟練掌握電子元器件的識別方法和使用儀器儀表檢測元器件基本特性的操作方法;
②通過大量的實踐操作,培養學生掌握最新焊接技術并熟練掌握手工焊接技術;結合《電子線路CAD》課程教學,使學生了解PCB版的生產過程和工藝流程。
③采用從零部件的制作、簡單電子產品的裝配、調試的系統化訓練方式。到培養學生掌握簡單電子產品的整個生產過程和工藝流程:在裝配和調試過程中培養用已經學過的理論知識分析、解決實際問題的能力;熟練掌握常用及專用儀器儀表的使用方法。
1 培養學生熟練掌握常用電子元器件的識別、基本特性的檢測方法。
1.1 常用元器件的識別。建立常用元器件產品陳列室,該陳列室主要擺放一些常用的電子元器件。目的是讓學生從進入我們學校的第一天就有機會看到常用電子元器件的實物,為后續課程的學習打下堅實的感性認識基礎。陳列室應包括常用電子元件,例如電阻器、電位器、電容器、電感器和變壓器:常用電子器件,例如二極管、三極管、集成電路、教師和往屆學生在教學、科研、技能大賽、技能鑒定、畢業設計、課程設計中設計、制作的優秀小發明、小產品、小制作的印制電路板和電子整機等。
建立陳列室一方面可以在理論課的教學過程中,在講到有關對應章節的教學內容時,組織學生到產品陳列室參觀。進行現場直觀教學,通過對陳列產品的參觀和老師的講解。使學生從感觀上了解常用電子元器件的種類及用途、封裝和安裝形式、參數的標記方法。掌握什么是元器件的臥式
1.2 電子元件元器件的基本特性和檢測方法。涉及到元器件參數和電路指標的測試,離不開儀器儀表。我校為了使學生學會和掌握電子儀器儀表的工作原理和使用方法,在所有電類專業都開設了《電子測量儀器》課程,雖然這門課程開設很有必要,但是由于各方面的原因,該課程的學習效果總不盡人意。原因之一就是這門課程的開設在第三學年,這時學生即將面臨就業,人心惶惶,學習興趣不大,而且這時學生在校實習課程已經基本結束,學習過程中也沒有安排實踐操作,加之該課程理論性比較強,所講內容也比較深,好多東西在以前課程中都未講到,學生普遍反映聽不懂。建議把《電子測量》課的理論課教學去掉,把這部分的教學內容分解到實習教學環節。在實習的對應環節講授對應章節。且多講授操作、使用方法而少講電路原理,這樣學生學習的效果會更好一些。目的就是教會學生會使用常用儀器儀表測量元器件、電路的參數和性能指標,掌握常用儀器儀表的測量和使用方法。
在這個環節的實習中,講授《電子測量與儀器》課程中的模擬、數字電壓表、電流表、萬用表的使用方法,萬用電橋、Q表的測量方法等章節。讓學生對照所講的測量方法進行實際操作,反復練習,達到操作熟練快捷,測量準確無誤為目的。
2 培養學生熟練掌握電子產品的焊接技術。焊接技術是電予專業學生必須掌握的一門基本技能,以往的實習是讓學生在廢舊電路板上練習焊接技術,這一步是必須的。只有通過大量的練習才能掌握,但是單純而大量的練習容易使學生感到枯燥。建議成立印刷電路板(PCB)生產實習車間,讓學生有機會參與印刷電路制板的制作。在沒有PCB板生產車問的情況下,可采用最簡單的方法,如用特制刀具刻制等。這種方法只適合最簡單且電路元件很少的情況。對于較復雜的電路板,可在教師的指導下,選擇適當的課題利用計算機設計電原理圖后再生成印制板圖,激光打印機打印出印制板圖樣,然后粘貼在敷銅板上,通過制版機制版后,再放入三氧化鐵溶液中,經腐蝕即成。有目的的采用此法,可使學生了解電子工業生產的基本工藝,也可使學生熟悉計算機《電子線路CAD》軟件的應用。
我們學校在電子類專業都開設了《電子線路CAD》課程,學生在該門課的學習中已基本掌握了簡單PCB板的設計方法,也能畫出像模像樣的PCB板。可讓學生在《電子線路cAD》課的學習中畫一張可調穩壓電源的PCB板,然后組織學生到PCB板生產車間參與制作,把做好的PCB版作為練習焊接的對象,最后讓學生實際焊接一個可調穩壓電源電路板,留作后續整機裝配、調試使用。由于焊接好壞直接影響到最后的整機裝配質量,學生會認真完成。誰先完成且質量合格,就可進入我校的SMT生產流水線實際操作。表面組裝技術(SMT)足電子先進制造技術的重要組成部分,SMT的迅速發展和普及,為電子產品的微型化、輕量化創造了條件,成為制造現代電子產品必不可少的技術之一,目前我國急需大量掌握SMT知識的專業技術人才。通過SMT實訓,可以使學生了解表面組裝元器件、電路基板、組裝材料、組裝設計、組裝工藝、組裝質量檢驗與測試等最新焊接技術和焊接工藝。
3 實施項目教學。通過實施一定的項目,培養學生學會用已經學過的理論知識分析問題、判斷故障、排除故障等解決實際問題的能力,掌握常用電子儀器儀表的正確使用方法。
3.1 組裝可調穩壓電源。把學生在以前實習巾做好的變壓器、焊接成功的可調穩壓電源線路板通過組裝連線,使之成為一個簡單整機產品,然后讓學生自己調試和排除簡單故障,最后用儀器儀表檢測穩壓電源的輸出電壓、最大輸出電流、電壓調整率、電壓調整范圍、負載調整率、紋波電壓、電源內阻等指標。培養學生應用所學知識來分析問題、解決問題的能力,達到進一步熟練掌握電壓表、電流表、萬用表、示波器的使用方法。
最后由代課老師對學生裝配、調試合格的穩壓電源,從焊接的外觀、結構的合理性和工藝性、電氣性能指標各個方面進行綜合評價。對各個環節表現特別優秀的學生可給予適當獎勵,其制作的產品可擇優推薦到產品陳列室陳列。
3.2 組裝電子玩具。建議設立電子玩具裝配環節,因為目前電子玩具的市場前景非常廣闊,電子玩具生產廠家的員工需求也與日俱增,有的電子玩具的技術含量也非常高。一個看似簡單的玩具卻包括了聲、光、電、機的有機結合,特別是智能遙控型玩具更適合電子專業的學生。如果能讓學生在實習期間,親自組裝技術含量較高的電子玩具,則是對學生專業知識和操作技能的全方位訓練和提高。學生看到自己組裝的玩具會飛、會跑并且可無線遙控(包括聲控、光控、無線電波控制等),學習積極性的提高不言而喻。同樣對組裝合理、各項性能指標優秀的制作人給予表揚和適當獎勵,其制作的產品可擇優推薦到產品陳列室陳列。
3.3 成立電子興趣小組。目前,學生隊伍中喜歡小制作的人為數不少,我們應當把那些愛學習、會制作的學生組織起來,成立電子興趣小組,并指定專人負責,堅持定期活動。這樣做,一方面提高學生的學習積極性,豐富學生的業余文化生活;另一方面通過對性技術、新工藝的實踐操作,也開闊了教師的知識視野,不至于像現在這樣,教師的專業水平一直停留在收音機、萬用表上。
說教學資料
本課程選用教材為高職高專公共基礎課“十一五”規劃教材,由汪紅主編,電子工業出版社出版。該教材特點:體現“淡化理論、夠用為度、培養技能、重在應用”原則,采用模塊式編寫方式及“先數字、后模擬”的學習順序。但該書還是按照學科體系編排,難以體現“工學結合、項目引導、任務驅動、教學做一體化”的原則。因此,課程組教師自編學才及課件,有序整合課程內容。充分發揮多媒體課件信息量大、形象生動的優勢,提高教學效率。另外,向學生推薦《電子技術基礎》等其它版本教材、《數字電子技術習題與解析》、《模擬電子技術習題與解答》等參考資料,以加深學習深度,拓寬學習廣度,供學有余力、有志繼續深造的學生學習參考。此外,引導學生查閱中國知網、中國電子技術論壇等網上資源,拓寬學生收集整理資料的渠道及能力,擴寬學生知識面。
說教學內容
根據課程特點、學生的認知規律和,將工作任務按從易到難、從簡單到復雜原則,確定教學內容和教學順序,教學內容組織所遵循的教育理念是教學目標緊貼崗位職業能力要求,堅持重在應用,突出學生主體,踐行“教學做”合一的教學原則。通過對課程內容的整合序化,構建了五個項目,每個項目包含若干個任務的教學內容。體現了“項目導向、任務驅動”的教學模式。教學重點是基本概念、基本理論、基本計算、分析方法及電路分析設計、組裝調試。教學難點是理論知識的實際應用、電路的分析設計、組裝調試。解決教學難點的辦法即以項目導向,任務驅動,淡化理論,借助多媒體,實驗實訓設備,力求教學做一體,實現學生在做中學、學中做,理論與實踐融會貫通。整合后的《電子技術》教學內容見表1。
說教學方法
教學方法的采用基于對學情的分析和課程特點的分析。高職學生學習基礎大多不扎實,學習自主性不強,但相對來說思維活躍,喜歡動手。《電子技術》課程知識點多、散、碎,課程集知識與技能為一體,理論性和實踐性都很強。根據學生特點和課程特點,從實際出發,優化組合各種教法,引導學生積極思考、樂于實踐,“學、做”合一,既重視學生的專業能力提高,又重視方法能力和綜合素質的培養。采用主要教學方法有講授法、演示法、練習法、討論法、任務驅動法。以上教法學法不是單一運用,而是根據具體教學環節靈活地綜合運用。如項目一常用電子儀器儀表的使用,教師先通過邊講解邊操作萬用表,然后要求學生測量實驗臺的電壓、某標準電阻的電阻值,激勵學生大膽動手、自己操作、親身體驗,同時回答教師的設問,形成師生互動交流的活躍課堂氣氛。這樣既能觀察學生對新知識的接受程度,查缺補漏,又能培養學生的能力。
說教學組織
以5個項目為導向,每個項目采用任務驅動的教學模式實施教學。教學過程按照布置任務、計劃實施、講解演示、任務實施、總結提高、考核評價六步進行,充分體現了實踐性和開放性。具體的教學組織以二極管整流電路的組裝與調試為例,見表2。
教學評價
采取過程評價與終結評價相結合,學生自評、互評和教師評價相結合的方式。在課程考核中,過程性評價占60%,終結性評價占40%。過程性評價考核各項目的完成情況,根據項目的難易程度,分別占不同的比例。各項目考核評分表見表3。終結性評價考核電子技術綜合知識和技能。
教學效果
隨著信息技術的迅速發展發展,社會對大學生的“動手能力和工程綜合素質”要求越來越高,學生面臨的就業壓力也就越來越大,因此探索“電子設計綜合實訓”的實踐教學,培養具有復合型、應用型和創新意識人才,在電子信息工程的實踐性教學環節中尤為重要。電子設計綜合實訓是以工藝性和實踐性為主的實踐教學環節,是高等學校電子信息工程專業培養復合型人才的重要內容。它是指電子信息專業的學生在完成主要專業基礎和專業方向理論學習和實踐技能后,綜合運用本專業的基礎理論知識和實踐技能,基于“工程系統”的設計要求,進行綜合性系統化的訓練。[1]其目的是要求掌握本專業的核心技術和關鍵能力,提高學生的動手能力和工程綜合素質,以最大限度地適應社會的需求。
二、電子設計綜合實訓的現狀
教育部信息與電子科學教學指導委員會對電子信息科學與技術專業學生的四種技能要求是:(1)電子電路的安裝、調試與應用以及電子測量技術的應用與電路測試的能力;(2)綜合運用電路知識進行電路設計與實驗的能力;(3)利用系統環境CAD分析與設計的能力;(4)利用虛擬儀器的能力,[2]基于以上的四種要求,目前大部分學校電子信息工程在學生技能的培養過程中,重點放大第一項上,也就是是讓學生了解電子元器件的常識,熟悉儀器儀表的使用,通過手工焊接練習,學會組裝一個“簡單的電子系統”,如萬用表、穩壓電源、超外差收音機等。這種傳統的訓練模式內容單一,手段落后,主要是以工藝性和實踐性為主,極大的限制了對學生動手能力和創新意識的培養[3]。
三、電子設計綜合訓練改革與實踐
隨著電子技術和計算機技術的飛速發展,“電子設計綜合實訓”的內容產生了很大的變化基于教育部四種技能培養目標的要求,在充分調研和總結以往的實踐經驗的基礎上,對電子設計綜合訓練的內容進行了改革,初步構建了“一條主線,四個層次”的實踐教學體系,即在圍繞培養學生創新精神和實踐動手能力這一主線的基礎上,將實踐教學活動分為基礎、專業、綜合、創新四個層次。并且完善了“電子設計綜合實訓”培養計劃,擬定了相應的教學大綱,對于培養目標和綜合實訓的教學重點提出了明確要求,其中重要的一點是要面向社會和生產實際,其具體架構如圖1所示。
針對電子信息工程專業的培養目標,在原有硬件條件基礎上,對實踐教學必修內容的課程體系進行了改革。在實訓內容上設立了三個必修模塊,即印刷線路板設計、計算機仿真技術和電子工藝裝配等內容,在教學計劃的實施過程中,將內容分為“必選模塊”與“自選模塊”,對于“必選模塊”針對不同層次的學生提出不同要求,學生可以根據自己興趣來選擇實訓內容。在必選模塊的基礎上增加自選模塊,目的是滿足參加“電子競賽”和動手能力較強的學生,這一部分學生可以自行確定電子設計實訓方案,在設計中充分地發揮他們的想象力和創造力,完成對“電子小系統”的設計。這種把“必選”與“自選”內容結合起來,引入模塊化和層次化的教學理念,可以達到“以學生為主體,以教師為主導”因材施教的教學目的,同時也有利于學生基本技能和創新能力的提高[4]。
四、構建電子設計綜合實訓評價體系
構建電子設計綜合實訓評價體系是對學生整個實訓效果的檢驗,是整個實訓過程的重要環節,目的是對學生的實訓技能以及分析問題和解決問題能力的綜合評價,其主要考核內容是:開題報告(前言、序言)5%、方案設計5%、電路圖設計5%、軟件設計10%、電路仿真過程10%、印刷板設計10%、印刷板制作10%、元器件檢測5%、裝配工藝5%、通電前檢測5%、通電靜態調測5%、通電動態調試5%、整機調測5%、故障分析維修5%、綜合實驗報告10%。同時在電子設計綜合實訓過程中,教師要以極大的工作熱情加強各環節的指導工作[11]。
五、結束語
關鍵詞 家電維修 教學 改革 實踐教學
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
1 選擇教學內容與教材
1.1 選擇教學內容
由于家電維修專業屬于技能型專業,其教學內容應當側重于練習實際生活及工作,因此,該專業的教學內容設置應結合以下方面內容:首先,該專業的理論知識應當結合相關電路測量知識與電流表改裝測量知識,尤其應當注重萬用表的知識;其次,通過理論講授各類電流表的改裝測量技能,掌握裝配萬用表的技巧等,該專業的實踐操作訓練應當以熟悉各種電器元件及電路板為主,并注重訓練其焊接技能,適當引入實踐操作;最后,在教學過程中,應當聯系實際生活,為學生多創造實踐機會。例如,可以通過使用學校的制冷庫,向學生講解制冷系統。首先,教師可以通過從旁指導,引導學生結合制冷庫繪畫出該系統的原理構造圖。其次,通過熟悉、了解制冷系統構造,使學生更好地了解其具體的安裝結構與操作系統。最后,在學生了解制冷系統構造原理的基礎上,向學生講授相關知識,鞏固、加深其理解。
1.2 選擇教材
教材的選擇對于學生的學習具有重要意義,因此,通過設置合理、適當的教材,可以提高學生學習的興趣與主動性,從而有助于家電維修專業學生更好地理解、掌握相關知識,改善教學質量。
學校應當加大科研力度的投入,組織相關有教學經驗及實踐經驗豐富的專家教師編制適用性強的教材,通過收集大量與本專業教學目的與教學內容相適應的資料來編制教學用書。教師應當適當結合教材,自我調整,合理組織學生進行教學,在教學的過程中應當避免單純的理論知識講解,還應當適當結合實踐操作及示范演練,加深學生的記憶及理解。
由此可見,在探討、選擇組織該專業的所用教材方面,教師應當與教務處、教材科研處共同努力,聯系生活實際,盡量開發出更多的實訓教材,方便學生開展學習。
2 采用理論與實踐相結合的教學策略,注重技術訓練
2.1 設置理論與實踐相結合的課程
學校應當適當設置實訓基地與實訓操作室,例如,學習可以自行開創家電維修部,聘請數名維修專家擔任家電維修部的專業教師與技術指導。通過開設實踐與理論相結合的實訓課程,便于學生在學習理論知識的同時,觀摩、了解實踐操作技能與技巧,將理論與實踐相結合的教學策略真正落實下來。
為了培養學生興趣,可先從簡單的家電入手增強學生掌握這門技術的信心。例如向學生傳授一問、二拍、三觀察的檢修彩電的方法。一問,通過當面詢問機主彩電的故障現象,盡可能多地從機主口中獲得第一手資料,為自己的維修提供依據。二拍,將彩電電視機通電試機,用力在電視機的上面和左、右兩個側面拍打看故障現象是否改變,以判斷電視機有無虛焊或接插件接觸不良。三觀察,先觀察線路板正面各元件的表面,看一看是否有爆裂或燒焦變色或頂部突起的現象,按一按各個接插件是否有松動的地方,必要時可用放大鏡觀察。
2.2 方框圖教學
一方面,在理論教學上應采用“方框圖”法,由淺入深進行教學。采用方框圖的方法可以使學生對電器的結構有一個總體的認識。例如一般遙控彩電可以分為以下幾個方框:電源部分、遙控部分、高頻頭、公共通道、伴音通道、亮度通道、色度通道、掃描電路、矩陣電路等。講解時對各方框講清它的作用,各方框之間的聯系應從電源供給、信號流程、控制關系三方面講述,在此基礎上再將各部分電路分成更小的方框圖。
另一方面,利用方框圖便于故障定位,經過對故障現象進行觀察,對故障現象有了初步的認識后,下一步是如何分析和判斷故障故障可能產生的部位。例如:一般圖像方面的故障,只需考慮從高頻頭到圖像中放通道是否有故障。只有一條水平亮線說明場掃描電路工作不正常,只需在場掃描電路中尋找故障點。遇到無伴音但有圖像時,說明伴音通道電路有故障。
2.3 注重實踐教學
在家電維修專業的教學過程中,教師應當時刻以學生為中心,不斷引導學生開展自我學習,促進學生思維的開發,激發其求知欲與動手欲望,以便調動學生學習的主動性。首先,教師應當在理論知識講解后,進行親身示范,為學生示范操作技巧,并側重于實操重難點的講解,加深學生的注意力與理解力。其次,教師親身示范后,應當加強與學生的互動訓練,與學生一起參與操作、制作、討論、分析、總結,在培養學生動手能力的同時,培養其思考能力與解決問題的能力。最后,教師應當適當布置操作訓練任務,由學生分組完成,在提高學生團隊合作能力的同時,提高學生自主完成維修任務的能力,激發其動手欲望與思考能力。
2.4 引導學生做好維修要點記錄
指導學生寫好維修記錄,不斷總結經驗,提高維修水平當今電子技術的發展日新月異,教師應不斷地充實新知識、新科技才能開拓性、創造性地進行實踐教學,培養出適應展要求的家電維修人員。
3 專業基礎課與專業課相輔相成
專業基礎課通過采用集中教學法,在《電子線路》講完模擬電路后開設“收音機原理與組裝”課程。因收音機電路囊括了模擬部分的大多數單元電路,對收音機電路的講解,可以有效提高學生的學習興趣,使學生充分認識到學習專業基礎知識的重要性和實用性,也鞏固了學生對電子線路的理解和應用。通過收音機的組裝與維修,提高了學生的動手能力和分析解決問題能力。再總結模擬部分的重點、難點,為以后專業課的教學夯實了基礎,也使學生對數字電路部分重視起來。
集中講授數字電路,并把數字電路與“微處理器在家用電器中的應用”課程銜接起來。此課程的電路分析又要以專業教材中全自動洗衣機的控制電路和電視機的遙控電路等內容為主進行講解,真正體現專業基礎課服務專業課的特點。這樣通過學科間的滲透,互補教學,采用分段集中教學法,利用學科間的相互關聯,突出從理論到應用,循序漸進,達到事半功倍的效果。
4 結語
通過探討性教學及改革,在家電維修專業教學過程中,側重于培養學生的實踐操作與實踐經驗。由此可見,通過改革家電維修專業的教學模式及教學策略,使其更加適應當前我國市場化的經濟模式,增強學生的實踐技能,在培養其專業技能的同時,提高其綜合素質水平,培養出與我國社會相適應的技能型人才。
參考文獻
[1] 吳君蓮.淺談中職有機化學教學[J].科技信息,2007(2).
關鍵詞:電子電路制作技術;教學創新;工程實踐能力
1課程特色與創新
《電子電路制作技術》以電子產品為載體,采用項目層次教學,產教融合為一體,讓學生“在學中做,在做中學”,通過原理圖設計、電路制作和調試,項目驗收等環節,使學生掌握電子電路制作技術相關技能,適應社會的需求,符合人才培養目標。本課程通過完成典型實訓項目(典型電子產品),達到培養學生實用電子線路設計與制作能力的目的。采用工學結合的教學模式、項目教學法,教學活動參照企業崗位的工作過程,總體流程:“(1)獲取信息、明確任務。(2)制定計劃、安排進度。(3)選擇方案、做出決策。(4)任務實施、完成工作。(5)對照要求、檢查控制。(6)總結評估、提出改進。”六個教學步驟來設計。電子電路制作技術是電子信息類各專業必不可少的重要實踐環節,它包括設計方案的選擇、設計方案的論證、方案的電路原理圖設計、印制板電路(即PCB)設計、元器件的選型、元器件在PCB板上的安裝與焊接,電路的調試,撰寫設計報告等實踐內容。電子電路制作技術的全過程是以實踐操作為主,教師的講授、指導、討論和研究相結合為輔的方式進行。根據實訓項目的要求,對設計思路、設計方案等展開討論。
2課程建設與改革探索
2.1課程沿革
電子電路制作技術是電子信息類相關專業實踐課程體系核心課程之一,積累十余年實踐經驗,已成為學院課程建設的亮點。本課程至2006開始設置,課程名為電子實習,以收音機組裝為載體培養學生的電子工裝技能,系統集成和調試技能;2017年至今,課程名為電子電路制作技術,運用OBE教育理念,通過對行業企業需求調研分析后,充實了課程內涵,學生可結合理論學習提出不同的設計任務;改進了教學方法,采用探究式、翻轉教學等方法發揮學生主體作用,激發學習興趣。
2.2課程與教學改革要解決的重點問題
本課程是學生進入大學后受到系統實驗方法和實驗技能訓練的開端,是對理工科專業學生進行科學實驗訓練的重要基礎。訓練學生理論聯系實際,培養學生初步的實驗能力,良好的實驗習慣以及嚴謹的科學作風,使學生具有良好的實驗素質,同時又為后繼的課程打好基礎。
2.3課程內容與資源建設及應用情況
本課程要求使AltiumDesigner為設計工具,完成原理圖、PCB板的設計、布局;依托新一代信息技術綜合訓練中心,對PCB電路進行熱轉印、蝕刻、打孔、焊接、調試檢測等提高學生電子電路制作設計能力。課程項目內容多樣化,課程內容包括:幸運轉盤,無線收發話筒,小音響,多彩搖搖棒等。與學生興趣相結合,加入實用元素,學生對制作產品感興趣,能驅動其進行更深入的學習,并能使學生在完成任務的過程中,提高動手能力和綜合能力。課后作品可以在生活中使用,一舉多得。
2.4課程教學內容及組織實施情況
本課程以任務為主線,學生為主體,將學生的學習活動與任務相結合,圍繞任務展開學習,以任務的完成情況作為檢驗的重要依據,使學生主動探究、實踐、思考后,運用相關知識解決問題的綜合能力。在項目任務實施過程中,注重培養學生的自主創新意識,引導學生進行自主性的電子產品單元電路設計和規劃。在學生自主創意設計的過程中,充分發揮學生的創新思維,豐富學生制作以及設計的多樣性,提升學生設計制作的興趣和積極性。通過創新思考、設計、電路規劃及實訓報告思考中,體現學生的學習效果。評價采用分階段分評價的模式,重點評價學生的綜合職業能力。
2.5課程成績評定方式
本課程的考核方法采用五級制,包括平時考勤(占20%)、階段考查(占40%)、功能考核(占20%)和設計報告(占20%)四個環節。平時考勤考核學生到課與遵守課堂紀律情況;階段考查檢查學生對每個任務的完成情況,以及階段性成果,功能考核主要檢查學生作品完成情況以及功能實現情況。通過平時考勤,確保學生都能積極參與課堂,通過任務考核和階段性考查驅動學生去學習,并完成任務,最后功能考核是對學生最后成績的肯定,也是學生對自己工作的認定,通過設計報告,鍛煉學生撰寫設計文案的能力,也是學生對整個設計工作的總結。
3課程開發原則
本課程通過充分的社會企業調研,以“走出去,引進來”原則完成課程開發,大致分五個環節。圖1電子電路制作流程圖根據項目要求,完成元器件的選用。(2)完成原理圖、PCB板圖設計。(3)根據工程模式完成電路的焊接工作,達到良好的電氣性能與機械強度。(4)通過電路調試與測試,掌握常用儀器儀表的使用。(5)項目答辯驗收。
4課程設計方案
4.1課程設計理念
《電子電路制作技術》通過理能聯系實際,產教融合,對電路進行合理設計、制作、調試、驗收為前提,綜合提升學生工程實踐能力。
4.2項目任務設計
本課程通過完成典型項目,達到培養學生工程應用能力的提升。在開發典型項目任務時,既要考慮工作過程的真實性,也要考慮與教學規律相結合,考慮教學的適用性。因此,我們選擇以下典型的項目任務:項目1:NE555多諧振蕩器設計與制作;項目2:計數器設計與制作;項目3:LED顯示設計與制作;項目4:對前面項目進行級聯調試。
4.3學習活動的設計
本課程采用工學結合的教學模式,采用項目教學法,學習活動參照企業崗位的工作過程,大體按照“信息、計劃、決策、實施、檢查、評估”六步工作法來設計。對每一個項目,具體的教學過程如圖2所示。(1)明確任務,制定計劃:根椐項目,采用從上而下的方法分析任務要求,明確系統的設計任務要求,制定明確完整的計劃,對方案進行選擇(2)設計電路:在理論基礎上,充分查閱相關文獻,根據設計要求和已選定的總體方案的原理框圖,確定對各單元電路的設計要求,必要時應詳細擬定主要單元電路的性能指標。注意各單元電路之間的相互配合,但要盡量少用或不用電平轉換之類的接口電路,以簡化電路結構、降低成本。擬定出各單元電路的要求后進行全面檢查,無誤后按順序設計各單元電路。(3)制作、調試電路:電子電路的安裝與調試在電子電路實踐和電子工程技術中都占有非常重要的地位。它是把理論付諸于實踐的階段,也是將理論電路轉換為實際電路和電子設備的過程。同時,這一過程也是對理論設計的檢驗、修改和完善。調試過程是利用符合指標要求的各種電子測量儀器,如示波器、萬用表、信號發生器等。對安裝好的電路或電子裝置進行調整和測量,以保證電路或裝置正常工作;同時,判別其性能的好壞,各項指標是否符合要求等。因此,調試必須按一定的方法和步驟進行。(4)驗收:學生獨立測試,教師對項目輸出結果,電路制作工藝等方面進行評分(5)答辯:項目驗收結束后,學生進行答辯,闡述項目設計方案,制作方法以及整個過程中的問題解決思路。(6)提出改進意見:教師對學生的工作有針對性的提出意見,便于后期整改。(7)撰寫報告:寫項目報告的寫作,要求包含方案論證,設計原理,制作過程,輸出數據參數等,誤差分析。
5教學效果
(1)學生的學習積極性和學習興趣有了很大程度的提高。多數同學利用課余時間到實訓室制作電路的情況。(2)學生的學習能力和動手能力有了較大的提高。多數學生基本能夠看懂電路圖,并能夠按照電路圖和設計要求制作和調試電路,能夠撰寫比較完整的項目設計報告。(3)從一開始遇到問題不知如何是好,到現在能分析問題,解決問題。(4)學生參加各種競賽獲得佳獎。由此看出,我們的教學改革已初見成效。
6課程建設計劃
能正確識別、檢測和選用常用電子元器件。能對典型電子電路進行分析和計算。能讀懂實用電子電路原理圖。能對照不同電路方案分析選擇電路。能夠根據電路原理圖完成PCB的設計制作。能夠按照電路原理圖焊接實用電路。熟練使用萬用表、信號發生器、示波器等常用儀器儀表。能夠對制作完成的電路進行調試以滿足設計要求。結合生產生活實際,培養對電子產品制作技術的學習興趣和愛好,養成自主學習與探究學習的良好習慣;通過參加電子產品制作的教學活動,培養運用電工電子技術知識和工程應用方法解決電子產品生產過程中相關的實際問題的能力;強化安全生產、節能環保和產品質量等職業意識,養成良好的工作方法、工作作風和職業道德。
參考文獻
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[2]畢滿清.電子技術實驗與課程設計[M].機械工業出版社,2011.
[3]梁青.Multisim11電路仿真與實踐[M].清華大學出版社,2012.
本文介紹《流水燈電路的組裝與調試》項目的由來、設計思路、電路原理圖、工作原理、組裝所需的元器件清單、實際組裝和調試的過程等。展現了一個完整的一體化教學項目,適用于有一定理論知識與技能操作基礎的學生。
關鍵詞:流水燈;NE555;CD4017;組裝與調試
【分類號】TP368.1
前言
我們學校歷來非常重視教學模式的改革和創新。我們教研組的老師也經常進行集體備課,教學模式的探索和教學資源的優化。我們這次的教學任務《流水燈電路的組裝與調試》就進行了新的探索和嘗試。首先,我介紹一下這次任務的由來,我們在進行疏散演習的時候,同學就會發現樓道里的指示燈并不很明顯,處在中間的同學不容易找到出口,同學就提出了一個想法,我們能不能自己設計一個動態的流水燈,輔助這個疏散燈,這樣使同學更容易找到安全出口。于是,我們就有了這次的項目。一般的一體化教學任務是由企業的生產實踐中的典型工作任務提煉而來的。雖然他有針對性和實踐性,但是缺少了學生的參與在里面。而我們這次,就進行了二者有機的集合,廣泛征求了學生的意見和想法,由教研組老師進行討論,最后確定了基本方案,由老師帶領學生進行了電路的設計。我們將這次任務設計成引導型,開發型的。在電路的設計當中我們預留了許多可以改進的地方,給同學一個發揮的空間,讓他們對電路進行改進。這樣讓他們覺得設計電路并不難,引發他們對電路設計的興趣,從而,引起他們對專業課深入學習的興趣。
一、設計思路
1. 十個LED燈相繼被點亮,形成流水燈。
2. 要做雙面印制電路板,電路元件要兼顧貼片式的和通孔的。(為了增加一定的組裝難度,也為了讓學生發現它的不完美,從而進行改進)
3.可以一塊電路板單獨使用,也可以級聯起來多個一起使用。
4.不需要程序設計,只用硬件電路實現。(適用于職校二年級的學生,還沒有學到程序設計,也為后面的繼續學習打下伏筆)
二、電路原理圖
由NE555、CD4017和三極管控制的流水燈電路原理圖如下圖所示,該電路圖由專業老師帶領興趣小組的同學進行設計,用Protel DXP 2004 軟件畫出來的。
三、電路工作原理
1.CD4017的用途和引腳功能
1)CD4017的用途
CD4017集成電路是十進制計數/時序譯碼器,又稱十進制計數/脈沖分頻器。它是4000系列CMOS數字集成電路中應用最廣泛的電路之一,其結構簡單,造價低廉,性能穩定可靠,工藝成熟,使用方便。目前世界各大通用數字集成電路廠家都生產4017,在國外的.產品典型型號為CD4017,在我國,早期產品的型號為C217、C187、CC4017等。
2)CD4017C管腳功能
CMOS CD4017采用標準的雙列直插式16腳塑封,如下圖。
其引腳功能如下:①腳(Y5):第5輸出端;②腳(Y1):第1輸出端,③腳(Y0):第0輸出端,電路清零時,該端為高電平;④腳(Y2):第2輸出端;⑤腳(Y6):第6輸出端;⑥腳(Y7):第7輸出瑞;⑦腳(Y3):第3輸出端;⑧腳(Vss):電源負端;⑨腳(Y8):第8輸出端,⑩腳(Y4):第4輸出端; 11腳(Y9):第9輸出端,12腳(Qco):級聯進位輸出瑞,每輸入10個時鐘脈沖,就可得一個進位輸出脈沖。因此,進位輸出信號可作為下一級計數器的時鐘信號,13腳(EN):時鐘輸入端,脈沖下降沿有效;l4腳(CP):時鐘輸入端,脈沖上升沿有效;(15)腳:清零輸入端,在“R”端加高電平或正脈沖時,CD407計數器中各計數單元輸出低電平“0”,在譯碼器中只有對應“0”狀態的輸出端YO為高電平,16腳(VDD):電源正端,3―18V直流電壓。
CP端在輸入時鐘脈沖的上升沿計數,時鐘允許端EN為0時允許時鐘脈沖輸入,為“1”時,禁止時鐘脈沖輸入。在輸入時鐘脈沖的作用下,Q0―Q9的十個輸出端依次為高電平。 R為復位端, 當R=1時, 計數器清零,Q0為1,其余Q1―Q9均為0。CO為進位輸出端,CD4017計滿10個數后,C0端輸出一個正的進位脈沖。
2.NE555引腳功能
NE555是一種應用特別廣泛作用很大的集成電路,屬于小規模集成電路,在很多電子產品中都有應用。NE555的作用是用內部的定時器來構成時基電路,給其他的電路提供時序脈沖。NE555時基電路有兩種封裝形式有,一是DIP雙列直插8腳封裝,另一種是sop-8小型(smd)封裝形式。
Pin 1 (接地) -地線(或共同接地) ,通常被連接到電路共同接地點。
Pin 2 (觸發點) -這個腳位是觸發NE555使其啟動它的時間周期。觸發信號上緣電壓須大于2/3 VCC,下緣須低于1/3 VCC 。
Pin 3 (輸出) -當時間周期開始555的輸出腳位,移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結束輸出回到O伏左右的低電位。于高電位時的最大輸出電流大約200 mA 。
Pin 4 (重置) - 一個低邏輯電位送至這個腳位時會重置定時器和使輸出回到一個低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。
Pin 5 (控制) -這個接腳準許由外部電壓改變觸發和閘限電壓。當計時器經營在穩定或振蕩的運作方式下,這輸入能用來改變或調整輸出頻率。
Pin 6 (重置i定) - Pin 6重置鎖定并使輸出呈低態。當這個接腳的電壓從1/3 VCC電壓以下移至2/3 VCC以上時啟動這個動作。
Pin 7 (放電) -這個接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力,當輸出為ON時為LOW,對地為低阻抗,當輸出為OFF時為HIGH,對地為高阻抗。
Pin 8 (VDD) -這是555個計時器IC的正電源電壓端。供應電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。
3.電路工作原理
本流水燈電路由振蕩電路、譯碼電路和光源電路三部分組成。本文選用的脈沖發生器是由NE555與R21、R22、W1及電容器C2組成的多諧振蕩器組成。主要是為燈光流動控制器提供流動控制的脈沖,燈光的流動速度可以通過電位器W1進行調節。由于W1的阻值較大,所以有較大的速度調節范圍。
燈光流動控制器由一個十進制計數脈沖分配器CD4017和若干電阻組成。CD4017的CP端受脈沖發生器輸出脈沖的控制,其輸出端(Q0~Q9)將輸入脈沖按輸入順序依次分配。輸出控制的脈沖,其輸出控制脈沖的速度由脈沖發生器輸出的脈沖頻率決定。10個電阻與CD4017的10個輸出端Q0~Q9相連,當Q0~Q9依次輸出控制脈沖時10個發光二極管按照接通回路的順序依次發光,形成流動發光狀態,即實現正向流水和逆向流水的功能。電源電路所采用的電源為6V。
四、PCB板圖
用Protel DXP 2004 軟件設計的雙面PCB板圖,正面是十個發光二極管,其余元器件都在反面。發光二極管、電容器、電位器采用通孔的,其余元器件都采用貼片式的。
五、元器件清單
六、電路的組裝與調試
1.電路的組裝方法和步驟
1)按照電路圖明細表的型號及規格對所有的元器件進行編號,將所有元器件按先小后大、先低后高、先一般后特殊的順序依據圖示方向裝接到件1(印制板)對應位置上,靜電敏感器件最后要在防靜電工作臺上進行操作裝接(圖中IC1、IC2為靜電敏感器件)。
2)貼焊電阻器R1--R22。
3)貼焊貼片三極管VT1-VT10。
4)將電容器C1-C2、電位器W1、插座J1、發光二極管VD1-VD10元器件的引線浸錫。
5)電容器C1、C2引線腿成型。
6)插焊電容C1-C2、電位器W1、插座J1元器件,插裝時應注意電位器中心頭方向,并將電位器W1、插座J1緊貼印制板放正、放平。
7)在防靜電工作區臺上貼焊IC1、IC2靜電敏感器件,按圖示方向貼裝后,采取對角焊接原則,即先焊接一個引腳,調整器件使之所有的引腳與印制板上所對應焊盤對齊后,再焊接另一個引腳,然后再逐個焊接,
8)將VD1-VD10發光二極管插焊在印制板的背面,插裝時將二極管短引線腿插入印制板標志圓缺的一側,并確保發光二極管高度一致。
9)嚴格按照圖紙技術要求施工。
10)所有元器件焊接位置應確保正確,焊點光滑、平整、牢固。
2.電路調試與故障排除
本電路無需多少調試,只要檢查電路有無插錯元器件,檢查元器件的極性有無接錯,電路連接是否正確,焊接是否良好,無虛焊等缺陷,然后接通電源+6V, 觀察燈閃是否按照從第1組到第10組燈順序依次點亮成流水狀即可。如有問題,先用萬用表電壓檔測量IC (CD4017)的(14)腳的時鐘信號是否正常。如正常,則是CD4017及其后面的電路問題,需檢查元器件是否插錯,電路連接是否正確,焊接是否到位等。如不正常,則是該振蕩器沒有產生振蕩,說明IC(555)及其電路有問題,需檢查相應元器件及其電路。
七、成品圖片展示
這是學生完成的作品,95%以上的學生都能一次性組裝調試成功,有個別學生的有點小問題,經過修復,最后也都調試成功,同學們對這次實訓項目都很滿意。
八、總結
通過這次教學項目,鍛煉了學生綜合運用所學知識,發現,提出,分析和解決實際問題的能力。這次課設在老師的指導下以及各個小組人員的共同努力下,順利地完成,這次項目,不僅提高了學生的動手能力,更培養了團隊精神,讓學生在獨立思考解決問題的同時,又相互配合,順利完成項目。
同時很多同學也提出了改進意見:
(1)所有元器件都用貼片式的
(2)用不同顏色的發光二極管
(3)用5伏電壓,帶USB接口
(4)印制板的尺寸和形狀進行改變
經過同學們的實驗,有些方面已經實現。
參考文獻:
[1] 康華光主編. 電子技術基礎(模擬部分第五版).高等教育出版社, 1999.6
【關鍵詞】工作過程;電子技能;任務驅動
1.引言
工作過程有廣義和狹義之分,廣義的工作過程指的是旨在實現確定目標的生產活動和服務活動的順序,狹義的工作過程則是指物質產品生產。根據不萊梅大學技術與教育研究所以Felix Rauner教授為首的職業教育專家的研究,所謂工作過程是指在企業里為完成一件工作任務并獲得工作成果而進行的一個完整的工作程序,是一個綜合的、多元的、時刻處于運動狀態但結構相對固定的系統。所以工作過程的意義在于“一個職業之所以成為一個職業,是因為它具有特殊的工作過程,即工作的方式、內容、方法、組織以及工具的歷史發展方面其獨到之處”。
職業教育的最基本目標就是使學習者具備能夠勝任工作崗位的能力并順利就業,這決定了職業教育專業教學應該打破傳統學科體系教學模式,以工作過程為導向。基于工作過程教學就是充分體現工學結合的特點,以真實的工作任務或產品為載體來實現專業教學。打破以知識傳授為主要特征的傳統學科課程模式,將教學轉變為以工作任務為中心,讓學生在完成具體項目來構建相關理論知識,并融合相關職業資格證書對知識、技能和態度的要求來發展相應的職業能力。
2.與傳統教學模式區別
基于工作過程從形式上講,是教學方式由理論推導向情景式實景教學的轉變,目的是通過場景的刺激,避開職高學生理論推導能力不足的弱點,激發學生學習效率的提高。其實質是搭建一種新的更接近工作崗位需要的教學體制。它能有效地解決特定對象學生的學習困難,盡快滿足工作崗位需求。
傳統的教學模式以理論知識的形式來引領課堂,教師上課以傳授理論知識為主,并按“組織教學—復習過渡—講授新課—鞏固練習—布置作業”進行課堂教學。這種教學模式枯燥乏味,對學習理論本就不感興趣的職高學生,更是一種災難,教學效果可想而知。
基于工作過程正好解決了這一問題,尤其對于職高學生來說,通過工作實踐對其產生一種強烈沖擊,使其對學習產生一種新的認識,并產生濃厚的專業學習興趣,學習信心明顯增強。
3.基于工作過程教學組織框架
基于工作過程教學將教學過程與工作過程有機結合,學習過程與學習成果相統一,融教、學、做為一體,通過精心創設的學習情境把理論知識學習和工作過程合二為一,真正實現做中學、學中做的教學理念。
結合電子企業工作過程和職校電子技能專業教學特點,教學組織框架設計如下:
4.教學設計與實施
本文以調幅收音機制作生產作為項目載體展開教學設計如下:
1)教學情景設計
根據企業實際生產流程,在學校理實一體教室創設六個功能區如下圖所示。同時在教師的指導下,按照企業生產線,把全班分成五個小組,每個小組約6人,選其中一個作為線長負責一個生產環節的組織協調工作。
2)教學方法設計
整個教學活動要體現做中學、學中做的職業教學特色,以任務驅動為主要教學法穿插角色扮演及企業現場視頻觀摩等教學方法,實現以學生為主體,教師為引導。
任務驅動教學主要通過任務布置、相關知識與技能培訓、按工作過程任務實施、成果評估幾個階段進行。在任務布置上可以參考德國職業培訓中采用的任務引導文的方式,以講義的形式下發,并展示產品實物與功能演示。在相關知識與技能培訓中可以結合PPT播放企業現場視頻和技能操作培訓視頻,并引導和幫助學生解決各種相關問題。為了增加趣味性和體現工學結合的特點,在教學過程中,可采用角色扮演教學,如讓學生以企業采購員角色到采購區采購項目相關元器件,在產品組裝質檢完成后讓學生作為推銷員去銷售自己的產品等等。
3)教學實施具體步驟
第一步:展示產品實物和原理圖。
通過展示產品實物和原理圖,讓學生明確生產任務,激發學生學習興趣,產生生產動力。同時教師通過原理圖,進行必要知識和技能點培訓,幫助學生弄懂各元器件符號及它們之間的連接關系,讓學生在動手制作前對所要制作電路的結構有初步的認識和了解。
第二步:元器件采購
根據產品原理圖和說明書,讓學生到采購區,以企業采購員的身份采購產品所需元器件,以培養學生表達能力和人際處理能力,并了解元器件市場等信息。
第三步:元器件的識別與檢測
元器件的識別與檢測是電子技能教學中的一個重要環節,在指定元器件識別與檢測功能區讓學生學會萬用表等儀器儀表的使用,并填寫《元器件識別與檢測表》。
第四步:電路的安裝與焊接
電子裝配工藝過程卡,是用于產品電裝工藝全過程的工藝文件,是組織生產管理的基本文件,是各類工藝資料的集中反映,是指導工人和驗收的依據之一,與產品的設計文件具有同等作用,所以電路安裝與焊接這一重點環節必須要求學生嚴格按照企業電子裝配工藝規程操作和驗收。
在學生“生產”過程中,教師應不斷檢查巡視,分別指導,真正起咨詢者、指導者的作用。出現問題時,教師應及時引導學生自行解決問題,以達到學生對知識自主建構的目的。
第五步:電路測試與故障排除
這一環節是電子技能教學的難點。開始時可先由教師指導部分優秀學生做,等部分優秀學生基本掌握以后,再指導其他同學。
電路正常后,根據產品檢測報告要求進行項目測試,測試結果填入實驗報告。
如果電路出現故障,則需要進行排故,教師可以有意識地請小組內動手能力強、完成速度快的學生指導未完成的同學,這樣做不僅可以增強動手能力強學生的自信心和學習的主動性,而且可以帶動稍落后的學生一起進步,有利于培養學生合作精神。
第六步:產品組裝
電子設備整機的組裝,就是將組成整機的各部分裝配件,經檢驗合格后,連接合成完整的電子設備的過程。
電子整機組裝是生產過程中極為重要的環節,如果組裝工藝、工序不正確,就可能達不到產品的功能要求或預定的技術指標。
調幅收音機組裝步驟包括以下七個方面:
(1)天線組件的安裝
(2)電源連接線的連接與安裝
(3)調諧盤與音量調節盤的安裝
(4)前蓋標牌與喇叭防塵罩的安裝
(5)喇叭與成品電路板的安裝
(6)成品電路板與附件的連接
(7)整機檢查
整機總裝完成后,按質量檢查的內容進行檢驗,檢驗工作要始終堅持自檢、互檢和專職檢驗的制度。
第七步:評估總結
產品完成以后,先讓每位學生分享生產加工的體會和收獲,,然后教師根據學生焊接工藝、能力鑒定與電子產品裝配考核標準等方面進行綜合評價。
最后,每小組各自評選出一致認為比較有代表性的2~3件產品,并進行展示與交流,說明其產品的特點,以達到組與組之間進行交流、同學之間互相學習及共同提高的目的。教師要對典型產品進行講解,肯定成績,同時指出存在的問題。最后在討論的基礎上,師生共同評選出全班優秀產品放入展示柜臺。
5.結語
基于工作過程的教學理念,將課程的理論邏輯由明線變成了暗線。離散的、珍珠般的教學情景替代了理論章節。但這并不是否定理論教學,而是將理論變成了連接教學情景的紐帶。同時準確的選擇教學情景,完整地表達出各教學情景間的理論邏輯關系則體現了教師取舍能力和宏觀把握能力。
基于工作過程教學,把生產過程與教學過程相融合,學生身份與企業員工角色置換,專業技能與生產綜合技能同步提高,使學生畢業后能更快更好地融合到企業中去,這也正是職業教育發展方向和目標。同時在筆者電子技能教學中的幾年實踐中,發現以工作過程為導向的確為學生學習興趣、動手操作能力和教學效率的提高帶來了較大的促進。但我們要避免過份的弱化和刪減理論知識,這會導致理論對學生后期發展失去強力的支撐。
參考文獻
[1]陳雅萍.電子技能與實訓練—項目式教學[M].北京:高等教育出版社,2007,8.
[2]戴士弘.職業教育課程教學改革[M].北京:清華大學出版社,2007,6.