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【關鍵詞】中職學校;電子電路設計;音響設計;創(chuàng)新教學
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)05(c)-0000-00
與中職學校的其他專業(yè)相比,電子專業(yè)對于學生的動手實踐能力要求更高。因此在進行電子電路設計課程的教學中,應當充分將理論與實踐結合起來進行教學。但是受教學資源和教學條件的限制,部分中職電子電路設計專業(yè)教學仍然以理論教學為主,只注重學生在CAD軟件上的操作是否熟練,而忽略了電子電路設計的實際應用。以下筆者就結合自己的教學實踐經(jīng)驗,來談談電子電路設計實用性項目的創(chuàng)新教學方法。
1、開展實用性項目教學的必要性
一般來講,電子電路設計工作都是在CAD軟件上制作完成的,因此現(xiàn)如今很多中職電子專業(yè)在教學中往往只將教學實踐的重心放在培養(yǎng)學生的CAD制圖能力上,也就是說,中職電子電路設計教學除了進行理論教學以外,就是對學生進行CAD軟件應用能力培訓,并認為這樣就能夠培養(yǎng)出優(yōu)秀的電子電路設計人才。然而事實上卻并非如此,很多學生在進入企業(yè)進行實際生產(chǎn)時,仍然不能在短期內(nèi)掌握生產(chǎn)設計要領,實踐能力很弱。
基于此,我們應當了解到,電子電路設計課程的教學內(nèi)容不但要包括理論、CAD軟件,還要包括一些實用性項目,也就是要培養(yǎng)學生對于PCB板的設計能力,包括對PCB板的布局和布線進行合理設計,從而使產(chǎn)品設計達到相關質(zhì)量認證要求。
2、開展實用性項目創(chuàng)新教學實踐的方法
通常在中職電子電路設計課程的項目式教學中,包含了繪制單管放大電路原理圖、制單片機系統(tǒng)層次原理圖、繪制元件原理圖、單管放大電路PCB板設計、單片機系統(tǒng)PCB板設計、U盤PCB板設計和PBC封裝設計幾大項目。在本文中,筆者提出可以在此基礎上增設一個新的項目,即音響電路PCB板的設計項目。
之所以要提出在電子電路設計項目中增設音響電路設計,是因為當前的電子產(chǎn)品基本上都會配備語音系統(tǒng),而電子產(chǎn)品的發(fā)展又是趨勢于輕巧、單薄的方向。也就是說,現(xiàn)代電子產(chǎn)品對電子電路板的密度要求越來越高,PCB板的密度大小、精度高低都直接決定著其性能好壞。而在PCB板的設計中,若布線過于緊湊,會出現(xiàn)嚴重的干擾,因此要增大密度,就必須要提高PCB板的抗干擾能力。為此,我們應當將音響電路PCBLAYOUT設計也作為電子電路板設計的一個重要項目內(nèi)容。
3、基于實用性的音響電路設計項目實踐
音響電路的PCBLAYOUT一般由集合數(shù)字電路、模擬電路和高頻電路組成,在對其進行設計時應當充分考慮到電路板的使用穩(wěn)定性。而影響其使用穩(wěn)定性的主要因素有電源、接地和信號線處理等,這些因素對電路板的抗干擾性影響也較大。為此以下我們重點對這三個因素的實踐處理方法進行探討。
3.1電源的處理
在組合音響的使用電源種,運用到很多降壓、穩(wěn)壓電路,所以在做線路圖時就應當把他們分開。但是在選用降壓呵穩(wěn)壓電路時,必須要考慮到承受工作的電流問題,在同一組電壓給不同模塊時應當將磁珠分開。
3.2地線的處理
在做組合音響的地線處理時,必須要考慮的就是電流問題。
我們都知道一個原理,那就是電源從哪里來,那么底線就要回哪里去。比如一個5v的電源,它給CD部分供電,那么CD部分的地也要回到5v電源的地上,如果這個5v電壓是經(jīng)過12V降下來的,那么它的地也就再回到12V電源的地線上,都是一級一級串起來的,最后到總電源輸入的地上。
DA解碼芯片的地線、FM音頻輸出的地、DECK的地、AUX輸入的地、LINE IN輸入的地都應該直接接入到功放的地線上。很多時候,我們畫功放電路都會想到單點接地,都想把所有地都接入到濾波電源的電容上,認為這個地方的地是最干凈的,其實還是有局限性。因為AUX輸入的是音頻信號,電壓的幅度起伏不定,功放的電流波動也很大,也就造成功放的地不穩(wěn)定。
喇叭的地要接到電源地上,不能放在功放的IC地上,眾所周知,功放的IC地上是存在一定電壓的,如果把喇叭的地接放到這里,不僅輸出功率降低了,還相當于是吧喇叭的地與功放IC的地接在了一起,這樣使得喇叭的地變得更加不穩(wěn)定,電壓相對也起伏加大了。
3.3信號線的處理
在模擬功放里信號線已經(jīng)很少,一般只有聲道。
在音頻輸入輸中間要用地線隔開,最好音頻線的兩邊要用地線包起來。
LR聲道線上的濾波電容要離開得遠些(在音頻信號幅度很大的時候,這點影響很明顯)。相隔太近,容易引起失真,串音。
在電流很大的信號線電源及地線上可增加露銅區(qū),在過波峰焊的時候露銅的地方會沾上錫,從而減少銅鉑上的阻抗,一般是在地線上,或者音頻輸出線上。
3.4音響產(chǎn)品的PCB工藝
貼片元器件基本上和MP3的工藝是一樣的。音響產(chǎn)品使用到插件的物料很多,所以在焊接上可能還會使用到波峰焊,因此在一些插件元器件中和貼片是不一樣的。
在一些大的焊腳上需要增加SOLDER缺口,以便過波峰焊的時候,不至于出現(xiàn)連錫,但是過波峰焊的方向一定要和缺口方向一致。
3.5認證
我們都知道,音響產(chǎn)品不比MP3和U盤,它還多了一個需要認真的安規(guī)UL。所以在選用器件時,一定要選擇過了UL認證的物料,還要選擇在認證時變壓器一定是沒有被浸漆的,在做安規(guī)測試時要有耐壓和過流保護作用的。如果選用好的變壓器,那么耐壓問題是不會出現(xiàn)的,在電路中增加保險絲,也是為了做過流的保護作用。
FCC,CE認證的處理方法基本上都是適用于音響產(chǎn)品的。此外就音響產(chǎn)品還有一種特殊的處理方法,就是在連接線上增加磁環(huán)。
4、結語
綜上所述,在中職電子電路設計的課程教學中進行實用性項目教學的創(chuàng)新和改進是非常有必要的,也是未來社會發(fā)展對中職學校人才培養(yǎng)提出的新的要求。作為電子專業(yè)的學生,不但要能夠充分掌握電子電路設計的理論知識和軟件設計方法,還要能夠與實際生產(chǎn)相結合,掌握生產(chǎn)中需要注意的設計要點。本文中提出在電子電路設計的項目教學中加設音響電路設計正是基于這種理論而提出的,希望能夠為廣大同行提供一些借鑒和參考,從而促進中職電子專業(yè)教學模式的改革和教學水平的提高。
參考文獻
[1] 趙永杰,郭英. 項目教學在電子線路CAD教學中的探索與實踐[J]. 吉林廣播電視大學學報. 2010(05)
關鍵詞 電子技術綜合設計;實踐能力;創(chuàng)新思維
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2017)02-0113-02
Reform and Practice of Integrated Design of Electronic Techno-logy//ZHOU Tao, ZHANG Ruimin, LIU Qiao, LI Shuanming, ZHONG Furu
Abstract This article introduces the curriculum reform and practice from the aspects of teaching goal, teaching content, teaching imple-mentation, teaching method, examination method and teaching effect. The reform of the integrated design course of electronic tech-nology will be beneficial to the improvement of students’ practical ability, and to cultivate the students’ innovative thinking.
Key words integrated design of electronic technology; practical ability; innovative thinking
1 引言
隨著石河子大學人才培養(yǎng)模式的不斷改革,以及社會對高等教育培養(yǎng)具備實踐能力、創(chuàng)新思維人才目標要求的提出,實踐教學環(huán)節(jié)作為工科專業(yè)人才培養(yǎng)體系中的重要組成部分[1],成為當下大學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。電子技術綜合設計是一門實踐性非常強的實訓類課程,是電子技術人才培養(yǎng)成長的必由之路。由學生自行設計、自行制作和自行調(diào)試電子電路,旨在培養(yǎng)學生掌握綜合模擬、數(shù)字、高頻電路知識,解決電子信息方面常見實際問題的能力,培養(yǎng)學生電子電路設計與EDA(Electronic Design Automation)調(diào)試工具的使用方法,以及開展項目管理的基本方法。
2 現(xiàn)狀
以往的教學安排中主要側(cè)重電子電路的設計和仿真,留給學生自己用于思考和設計的時間有限,設計基本停留在紙上和計算機上。因此,教學效果很難達到預期的教學目的。雖然W生在參加接下來的相關課程的課程設計、大學生訓練計劃、全國大學生電子設計大賽、畢業(yè)設計時理論分析能力得到提高,但實際設計和調(diào)試時卻出現(xiàn)大量問題很難得到快速解決的現(xiàn)象。所以,這種教學模式不再適應目前新的人才培養(yǎng)方案對于電子信息工程專業(yè)提出的要求以及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。
3 課程改革探索與實踐
電子技術綜合設計課程的改革與探索主要從課程教學目標、課程教學內(nèi)容、課程教學實施、教學方法、考核方法和教學效果等幾個方面進行。
課程目標 電子技術綜合設計將學生已學過的電路基礎、模擬電路、數(shù)字電路以及高頻電路等課程的知識綜合運用在該課程中[2],從而培養(yǎng)學生具備電子元器件的識別和選擇,電子電路仿真和電路設計軟件的使用,電子電路的分析和設計以及實際應用電路項目的開發(fā)、管理等綜合能力,使學生切實經(jīng)歷從原來課本上的電路到EDA軟件的仿真電路再到實際看得到、摸得著的電路的實現(xiàn)過程。該課程是對現(xiàn)有課程體系的完善和補充[3],幫助學生拓展視野,提升學生參加課外科技活動、校級SRP(Student Research Project)活動、國家大學生創(chuàng)新計劃以及全國電子設計競賽等專業(yè)競賽的興趣和畢業(yè)設計的質(zhì)量與水平。
教學內(nèi)容 課程的主要內(nèi)容按照基本知識驗證、專業(yè)知識綜合、創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)的原則進行安排,主要包括:常用電子元器件基礎知識;常用電子測量儀表的使用;電路仿真軟件的使用;印刷電路板的設計與實現(xiàn);電子電路系統(tǒng)設計方案提出、論證、設計、元件焊接、系統(tǒng)調(diào)試;撰寫總結報告、答辯等。
1)常用電子元器件基礎知識:主要講解電阻、電容、電感、電位器、變壓器等常用元件的區(qū)分,還包括一些電子常用術語,比如單面板、雙面板、焊盤、焊接面、虛焊、橋接等。
2)常用電子測量儀表的使用:包括萬用表、示波器、函數(shù)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源的基本使用方法。
3)電路仿真軟件的使用:主要講解電路仿真軟件Multisim的使用。
4)印刷電路板的設計與實現(xiàn):Altium Designer軟件中電路原理圖的繪制和PCB圖的繪制方法。
5)電子電路系統(tǒng)設計方案提出、論證、設計、元件焊接、系統(tǒng)調(diào)試:對全班學生進行分組,四個人一組,每組一個設計題目,每組經(jīng)過方案的提出、討論、修改、教師審核、論證后設計出電路仿真圖,仿真沒有問題后設計PCB圖,然后制成單面板進行元件焊接、調(diào)試。
6)撰寫總結報告、答辯:系統(tǒng)設計完成后,每組撰寫總結報告,提出系統(tǒng)的優(yōu)點和設計不足,以及設計過程中自己的心得體會,最后制作幻燈片進行課程匯報答辯。
教學實施 在完成各個教學內(nèi)容時,課程采用項目驅(qū)動的方式使學生在掌握理論知識的同時,實踐能力也得到不同程度的提高。整個教學過程分為4個項目進行,通過項目的完成,學生逐步完成課程的學習,綜合能力也在不知不覺中得到鍛煉。
1)基本元件及電路測試項目。教學內(nèi)容的前兩部分講解完成后,要求每個學生進行基本元件參數(shù)的測試、電路虛焊、雙面板線路測試等。通過該項目,學生掌握電子元件與電路測試的基本方法和常用測量儀器的使用方法。
2)電子電路設計和仿真項目。在該項目中,教師首先講解電路仿真軟件Multisim的使用方法,然后以實例設計一個兩級晶體管放大電路。在此過程中,教師從元件參數(shù)的選取、放大倍數(shù)的計算、系統(tǒng)測試和修改等方面給學生進行講解。講解完成后,學生參考實例設計一個放大倍數(shù)不同的晶體管放大電路作為練習。練習完成后,全體學生設計一個波形發(fā)生電路用來產(chǎn)生方波、三角波信號。學生設計過程中可相互交流,碰到問題可詢問教師,最終完成項目預期目標。該項目完成后,學生可以掌握電路仿真軟件的使用方法和電路設計的基本原則。
3)電子電路制板與焊接調(diào)試項目。前兩階段的項目完成后,教師講解電路制板軟件Altium Designer的使用方法和手工腐蝕法制作單面電路的流程,講解和制作過程以上一個項目中的兩級晶體管放大電路為例,講解的過程中學生如果有問題可隨時提出,教師進行解答。最終要求學生自己實現(xiàn)一個兩級晶體管放大電路的印刷電路板的繪制,以及電路的腐蝕、焊接、通電調(diào)試。通過該項目,學生掌握了電子電路從書本的理論知識到實物實現(xiàn)的過程。
4)C合設計與總結項目。學生按學號進行隨機選題,題目內(nèi)容涵蓋模擬電路(如連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源)、數(shù)字電路(如循環(huán)彩燈控制器)、高頻電路(如小信號阻容耦合放大電路設計)。題目選定后,題目相同的學生分成一組,組建項目小組。項目組成員提出設計方案,經(jīng)過理論論證,設計完成仿真電路和PCB電路,然后采用手工腐蝕法實現(xiàn)電路系統(tǒng)的板面布線,最后進行元件焊接和調(diào)試。系統(tǒng)完成后,整個課程基本接近尾聲,每組學生要對自己的設計方案進行匯報答辯。通過該項目,學生掌握了復雜電路的設計與實現(xiàn),以及團隊合作完成項目設計、管理、總結的過程。
教學方法 課程的教學方法,打破傳統(tǒng)理論課程完全靠教師講授以及實驗課程以學生動手為主的模式,采用教師講授、項目訓練、學生參與設計和討論、分析講解和答辯的形式。學生有機會表達自己的觀點和設計思路,充分調(diào)動積極參與的興趣。
考核方法 課程的總評成績由5個部分組成:考勤10%+課程表現(xiàn)10%+項目完成情況30%+課程答辯情況20%+課程報告30%。新的考核標準打破原來課程總評成績主要由平時成績、設計成績兩部分組成的模式,主要以學生在教學實踐活動中的參與度和完成度作為考量,注重學生實踐能力和綜合能力的培養(yǎng)。
教學效果 經(jīng)過兩周的項目驅(qū)動訓練和實踐環(huán)節(jié)的總結,學生對于測量儀器的使用更加熟練,對常用電子元器件的選用和封裝了解得更為清楚,對電子電路的設計和實現(xiàn)更加有信心,分析問題、解決問題的能力得到了很大的提高。
4 結論
課程改革和實踐在石河子大學電子信息工程2012級、2013級和2014級為期兩周的電子技術綜合設計課程中進行,學生對于課程內(nèi)容安排和各個環(huán)節(jié)的設計比較歡迎,加大了學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課程實施的整個過程側(cè)重基礎能力培養(yǎng),將項目管理理念貫穿整個課程的始終,加大創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學生在后續(xù)的畢業(yè)設計和課外科技活動中凸顯了較強的實踐和創(chuàng)新能力。■
參考文獻
[1]吳大鵬,黃沛昱.“電子系統(tǒng)綜合設計”課程建設探索[J].電氣電子教學學報,2014,36(6):41-43.
[摘要]EDA仿真技術在教育領域的應用,帶來一場深刻的教學改革,這一技術的產(chǎn)生必將沖擊著傳統(tǒng)的實驗教學模式。本文闡述了EDA技術、MultiSim軟件,及其在電子技術實驗教學的應用。
[關鍵詞]EDA 電子技術 MultiSim 實驗教學應用
一、概述
EDA(Electronic Design Automation)是指以計算機為工作平臺,融合應用電子技術、計算機技術、智能化技術最新成果而研制成功的電子CAD通用軟件包。主要能輔助進行三方面的設計工作,既IC設計、電子電路設計和PCB設計。EDA技術經(jīng)過了三個階段的發(fā)展。從70年代的(CAD)階段和80年代的(CAE)階段,到90年代的電子系統(tǒng)設計自動化(EDA)階段。EDA技術代表了當今電子設計技術的最新發(fā)展方向。它不僅為電子技術設計人員提供了“自頂向下”的設計理念,同時也為教學提供了一個極為便捷的、科學的實驗教學平臺。電工電子類專業(yè)課程中的電工基礎、模擬電子技術、數(shù)字電子技術都可以通過EDA仿真軟件,進行電路圖的繪制、設計、仿真試驗和分析。應該說將EDA仿真軟件應用到電工、電子類專業(yè)的教學中是一種教學手段的創(chuàng)新,也是提高教學質(zhì)量的優(yōu)選方法。
隨著電子設計自動化(EDA)技術的發(fā)展,開創(chuàng)了利用“虛擬儀器”“虛擬器件”在計算機上進行電子電路設計和實驗的新方法。目前,在這類仿真軟件中,“虛擬電子實驗臺”——MultiSim較為優(yōu)秀,其應用逐步得到推廣。這種新型的虛擬電子實驗技術,在創(chuàng)建實驗電路時,元器件和測試儀器均可以直接從屏幕圖形中選取,而且軟件中的測試儀器的圖形與實物外形基本相似。利用MultiSim仿真軟件進行電工電子技術實驗教學,不僅可以彌補實驗儀器、元器件短缺以及規(guī)格不符合要求等因素,還能利用軟件中提供的各種分析方法,幫助學生更快、更好地掌握教學內(nèi)容,加深對概念、原理的理解,并能熟悉常用的電工電子儀器的測量方法,進一步培養(yǎng)學生的綜合能力和創(chuàng)新能力。
二、EDA仿真軟件
電工、電子類專業(yè)的教學目的就是要求學生掌握各類電工、電子器件的類型、電路圖的讀圖和繪制以及電路的工作原理,并能掌握分析電路的方法。EDA仿真軟件恰到好處的適合電工、電子類專業(yè)的教學環(huán)節(jié)和目的。其功能如下:
1.EDA仿真軟件建立了各類元件設計數(shù)據(jù)庫模塊。它包括:電源庫、基本元器件庫、二極管庫、晶體管庫、模擬集成器件庫、TTL數(shù)字器件庫、CMOS器件庫、其它數(shù)字器件庫,混合器件庫、指示器件庫、混雜器件庫、射頻器件庫、機電類器件庫等。豐富的元器件庫為學生了解各類電工、電子元器件鋪墊了堅實的基礎,也可以通過元器件庫了解到各種器件的性能及參數(shù),并能為創(chuàng)新設計提供了用之不盡且無任何經(jīng)濟負擔的試驗元件。
2.EDA仿真軟件能夠進行元器件創(chuàng)建和編輯。可以對自主研發(fā)的新器件編輯、修改和創(chuàng)建新的元器件。這一功能為學生的獨立創(chuàng)新提供了較好的技術平臺。因此充分利用EDA技術教學,是提高學生創(chuàng)新思維教學的好手段。
3.EDA仿真軟件具有電路原理圖的設計輸入子模塊。通過這一功能可以完成各類元器件構成的電路原理圖。通過原理圖的設計可以幫助學生理解原理圖的結構及各級電路之間的關系,對學生讀圖和識圖起到事半功倍的作用。
4.EDA仿真軟件的綜合仿真模塊配置了如萬用表、電流表、電壓表、函數(shù)信號發(fā)生器、示波器、功率表、掃頻儀、字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀、失真分析儀、頻譜分析儀等儀器儀表。它們?yōu)楦黝惸M電路提供仿真的動態(tài)電壓、電流參數(shù)及波形分析圖。對數(shù)字邏輯電路可以測試門電路的真值表及分析門電路的時間波形圖。
MultiSIM是一種形象化的EDA仿真軟件。利用MultiSIM仿真軟件制作的多媒體教學資料,不僅有利于提高電子專業(yè)的教學效果,更有利于學生對電子專業(yè)技能的掌握。充分利用MultiSIM等軟件平臺豐富的現(xiàn)有資源,直接在計算機上構建電路,是進行仿真實驗最方便快捷和富有成效的路徑。大大提高了課堂教學的效率,使課堂教學內(nèi)容變得更加充實,把課堂教學以教師講授為主的模式,改為了師生互動,使學生從被動接受轉(zhuǎn)變成了主動學習。
Multisim可以進行直流工作點分析、交流分析、瞬態(tài)分析、傅里葉分析、噪聲分析、失真分析、直流掃描分析、溫度掃描分析、參數(shù)掃描分析、靈敏度分析、傳輸函數(shù)分析、極點—零點分析等。分析結果以數(shù)值或波形直觀地顯示出來,為學生對電路的分析提供了豐富直觀的逼真數(shù)據(jù),使其得出的結論更加滿足理論值論證和接近實踐性。
三、EDA仿真軟件在實驗教學中的應用舉例
1.RLC串聯(lián)電路的響應與狀態(tài)軌跡觀測(電工電路仿真實驗)
二階RLC串聯(lián)電路在電工電路中較為常見,但用傳統(tǒng)的方法講授、觀測該電路的響應過程是比較抽象、復雜的,而使用Multisim對其過渡過程進行仿真分析,就可以很方便地研究其過阻尼、臨界阻尼和欠阻尼三種狀態(tài)下的響應曲線和狀態(tài)軌跡。
2.晶體管輸出特性曲線測試(電子電路仿真實驗)
晶體管輸出特性曲線是描述晶體管各極電流與各極電壓關系的曲線,對于了解晶體管性能和晶體管電路分析是非常有用的。傳統(tǒng)的晶體管輸出特性曲線測試實驗,比較繁瑣,現(xiàn)利用MultiSim強大的仿真分析、數(shù)據(jù)后期處理功能,則可以方便、快捷地測繪出晶體管輸出特性曲線。
四、總結
EDA技術是將計算機技術應用于電子電路設計過程的一門嶄新技術,它在教學領域的應用必將給電子專業(yè)課程的教學帶來革命性的變化。無論從教學還是從實用的角度去考慮,它都是一個最體現(xiàn)以人為本、體現(xiàn)能力本位的新型的教學技術。無論從課堂教學還是從實驗教學去應用,它都將更好地激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和探索精神。通過EDA仿真軟件的應用,可以幫助學生了解電子儀器的作用,深入理解電子測量的方法,掌握測量的技術要領。MultiSIM仿真軟件不同于其他仿真軟件,儀器和元件基本上不需要設置參數(shù),軟件本身也不提供設置參數(shù)功能,屬于理想的模型。這樣的設計降低了作為一個高級仿真軟件的部分功能,同時帶來了使用方便,使得實驗教學更加形象和豐富。
參考文獻:
[1]Interactive Image Technology Ltd,Multisim V7 User Guide [M].Canada.
[2]鄭步生,吳渭.Multisim2001電路設計及仿真入門與應用[M].電子工業(yè)出版社.
[3]康光華.電子技術基礎(模擬部分).高等教育出版社.
針對上述問題,我們以參加技能競賽為切入點,對電子信息工程專業(yè)的實踐教學體系及內(nèi)容進行了整合與重構,設置了5門獨立于理論課程之外的綜合性實踐課程及畢業(yè)設計這6個教學環(huán)節(jié)(如表1所示),按學制分為基礎、進階、提高三個層次。實踐課程既依托于整個專業(yè)課程體系,又具有相對的獨立性,使學生在全學程中實踐訓練不斷線。
1.1基礎層次
以電路分析、模擬電路、數(shù)字電路三門課程為依托,開設兩門實踐課程,訓練學生的基本技能,強化理論知識的實際應用。(1)電子技能訓練。這是電子信息工程專業(yè)學生最基本的技能,主要涉及焊接與拆焊工藝、基本工具與儀器的使用、元器件的識別與檢測等。其中手工焊接與拆焊要求學生掌握電烙鐵和熱風槍的使用,能夠順利地將元器件從電路板上拆下來,并具有較為熟練的手工焊接技術。基本工具儀器使用要求能熟練地使用萬用表,基本掌握示波器、信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源等常用電子儀器設備的使用。元器件的識別與檢測要求能夠認識電阻、電容、二極管、三極管、開關、按鍵等常用元器件并會識別或測量參數(shù)、檢測好壞。手工焊接技術最能體現(xiàn)電子專業(yè)學生的基本功,以往電子產(chǎn)品裝配或技能競賽過程中,往往有學生的焊接質(zhì)量不過關,影響了產(chǎn)品的性能甚至不能正常工作。因此在具體教學過程中,讓學生先拆卸舊電路板上元器件(可以是上屆學生實訓的產(chǎn)品),再通過用各種規(guī)格導線焊接不同造型(如自行車)來練習焊接工藝,最后通過萬用表或收音機的裝配來學習元器件的識別檢測與焊接綜合訓練。(2)電路仿真與調(diào)試。以電子電路的實際應用為主,由淺入深設計、焊接一些簡單、實用、趣味的模塊電路(具有完整功能),如音樂門鈴、聲光控制報警器、手機充電器、信號發(fā)生器等。與電子電路實驗中連接電路、測量驗證不同,學生先根據(jù)所學知識設計電路并通過Proteus仿真,然后再用實際器件搭建電路驗證調(diào)試,通過后在萬能板上裝配焊接并測試。
1.2進階層次
依托單片機應用、EDA技術以及傳感器應用、嵌入式技術等課程,開設電子產(chǎn)品設計及電子產(chǎn)品制作兩門實踐課程,訓練學生的綜合應用能力和工程實踐能力。(1)電子產(chǎn)品設計。分別以單片機和FPGA為核心,設計一個簡單、完整而實用的電子產(chǎn)品或控制系統(tǒng),通過實踐學習理解軟硬件協(xié)同工作的思想,同時延續(xù)電子電路的知識。教學中主要采用任務驅(qū)動的模式,其中單片機測控系統(tǒng)要求學生動手設計制作PCB并焊接調(diào)試,同時要求學生初步樹立產(chǎn)品的理念,除考慮實現(xiàn)功能之外,還應考慮可靠性等。(2)電子產(chǎn)品制作。一個電子產(chǎn)品,除與電子技術有關之外,還涉及其他學科,如機械、自動化等,以前競賽中經(jīng)常出現(xiàn)學生將各部分單元電路或模塊制作好之后,相互之間不會連接固定,沒有一個整體產(chǎn)品的理念,導致系統(tǒng)不能可靠地工作。因此該課程從歷年全國大學生電子設計競賽中選擇幾個典型的題目,如小車蹺蹺板、智能路燈控制、信號發(fā)生器等,按競賽要求和流程設計制作一個完整的電子產(chǎn)品或測控系統(tǒng)。其中有些知識如DSP、Matlab等學生可能沒有接觸過,有些新器件學生可能沒有使用過,要訓練學生在有限的時間內(nèi)盡快掌握關鍵知識與技能,學會查閱資料手冊、分析解決問題、撰寫設計報告等。同時還要求學生在完成功能與性能指標之外盡量考慮功耗、成本、體積等因素。
1.3提高層次
目前高職學生最后一學期基本都要外出頂崗實習,學生在校內(nèi)實踐與工廠實際生產(chǎn)還是有很大區(qū)別。為了使學生畢業(yè)后能夠盡快適應工作崗位,學院開設了與工程實際比較接近的電子產(chǎn)品制造和畢業(yè)設計兩個實踐教學環(huán)節(jié)。(1)電子產(chǎn)品制造。通過在校內(nèi)工廠或附近校外實訓基地實際參加電子產(chǎn)品的設計、制造、裝配、檢修來掌握實際生產(chǎn)工藝,了解新工藝、新技術、新設備。(2)畢業(yè)設計。學生運用所學知識和掌握技能并結合自己的實習崗位,自主選題,設計一個實用的電子產(chǎn)品或測控系統(tǒng),具有一定的創(chuàng)新性和發(fā)揮余地。一般要求學生要通過仿真調(diào)試,有條件的學生可將設計進行測試驗證或制作成實物。
2實踐教學的條件保障
教學改革是一項復雜的系統(tǒng)工程,要想順利實施,除規(guī)章制度、教學文件等軟件環(huán)境之外,還涉及到師資隊伍和實訓設備等硬件條件。以往教師大多數(shù)都是從學校畢業(yè),就到學校任教,實踐經(jīng)驗比較欠缺。因此近幾年學院一方面利用帶學生頂崗實習機會安排專業(yè)教師到企業(yè)實習,與學生同吃、同住、同勞動,與企業(yè)技術、管理人員一同工作,與車間工人一同生產(chǎn),提高專業(yè)教師的工程實踐能力;另一方面,從企業(yè)引進了一批工程技術人員,充實了教師隊伍。在實訓條件方面,學院利用示范建設機會建設了一條SMT生產(chǎn)線和電子工藝、電子裝配、電子設計、電子創(chuàng)新等幾個綜合性實訓室,為開設實踐課及競賽、學生業(yè)余科技活動創(chuàng)造了條件。同時利用得天獨厚的區(qū)位優(yōu)勢與重慶西永微電園緊密合作,引進了富士康公司的一條生產(chǎn)線,并與微電園幾家企業(yè)合作建設了校外實訓基地,初步實現(xiàn)了校中廠、廠中校,保障了實踐教學的順利進行。
3結語
關鍵詞: 電子技術應用專業(yè) 高端服務業(yè) 專業(yè)建設
隨著經(jīng)濟建設的日新月異發(fā)展,各種行業(yè)急需優(yōu)秀的技能型人才,所以中職電子技術應用專業(yè)建設必須與時俱進,樹立教學新理念,更新教學理念,改進教學方法及手段。
一、結合我校實際,把握專業(yè)發(fā)展概況
我校是一所全日制公辦普通職校,位于城區(qū),具有先天的地理區(qū)位優(yōu)勢。“立足城區(qū)、面向全縣,輻射廈漳泉三角,配套先進制、高端服務業(yè)的發(fā)展成新型專業(yè)群”是我校的發(fā)展定位。
電子技術應用專業(yè)是我校的品牌專業(yè)。在《畢業(yè)生就業(yè)追蹤調(diào)查問卷》中獲悉,隨科技迅猛發(fā)展,計算機軟件控制技術無不滲透到電子應用的每一行業(yè)中。因此,我校隨之新增了計算機控制技術、數(shù)字電路EDA設計等相應的課程,使電子技術應用和計算機控制技術緊密結合是發(fā)展趨勢。
二、結合中職特性,確定人才培養(yǎng)目標
在對于廈漳泉乃至全國的電子行業(yè)對專業(yè)人才需求調(diào)研分析中,我校以“提高學生素質(zhì)及電子技術應用能力”為培養(yǎng)目標,力求學生掌握其基本原理及其方法,能夠勝任電子類產(chǎn)品設備的研發(fā)、生產(chǎn)、維護等專業(yè)性強的工作,從而使學生成為面向生產(chǎn)、管理等崗位能夠“留得住、用得上”的高素質(zhì)高技能型人才。
因此,要促使學生具備能適應相關具體工作崗位的綜合能力,其中包括專業(yè)知識、職業(yè)技能等。其能力培養(yǎng)的要求主要有以下幾個方面:1.知識結構上的要求:(1)理解并掌握基本單元的電子電路的定性及其定量分析,能夠準確讀電路圖和定性分析知識;(2)把握電子產(chǎn)品的基本維修方法技巧,及時了解電子專業(yè)新領域、新技術、新設備等;(3)掌握PLC控制系統(tǒng)等基本結構及其運行原理;(4)掌握計算機應用及其網(wǎng)絡的相關基本知識。2.操作技能上的要求:(1)具備熟練操作、應用常見電子儀器、儀表的能力;(2)具有閱讀電子線路圖的能力;對產(chǎn)品進行裝配、調(diào)試、檢修等能力;(3)能夠進行電子電路進行識別、設計的能力;(4)能夠進行安裝、操作與維護相對復雜的電子設備或電子系統(tǒng)工程的實踐能力;(5)可進行編程控制器設計及具備軟件編程能力;(6)具有銷售、售后服務及技術指導或培訓的能力。3.職業(yè)素質(zhì)上的要求。根據(jù)社會發(fā)展要求,中職畢業(yè)生應該有較強的知會能力、正確的職業(yè)態(tài)度和較高的職業(yè)素養(yǎng)。
三、依據(jù)市場需求,進行合理教學改革
以市場需求為依據(jù),相應調(diào)整課程結構,改進教學技法,從而增強教學改革的實效性。
1.構建合適體系,注重內(nèi)容選擇。
社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展,電子信息技術日新月異,職業(yè)結構必然得進行相應的變化。因此,構建科學的、合理的實踐教學體系具有無比的重要性。
對于教學內(nèi)容,應注重其先進性、時代性的特征,進而選擇出優(yōu)質(zhì)的中職教材,并使理論知識和社會實踐緊密地結合在一起。在基礎課程教學革新中,改變過去純粹以知識傳授為主途徑的方式,注重學生人文精神、職業(yè)道德、法制觀念的培養(yǎng),努力使之成為人格健全,具有較高文化素質(zhì)的有用人才。
同時,應該進一步把理論教學與實踐教學結合起來,使之融為一體,從而促進教學一體化。比如基本技能訓練與電子材料與元器件等課程的巧妙結合。當然,課程與實踐的教學及訓練應同步進行,從淺到深、由易而難,逐步進行。
2.注重實踐教學,合理改進教學方法。
實踐教學不僅僅能夠使所學的理論知識深化鞏固,更重要的是把所學知識運用到實踐中,并完成具體性任務。相比于其他專業(yè),電子技術應用專業(yè)的實踐能力范圍無疑寬泛多了,除儀表使用、電路分析、設備維修、簡單的設計研發(fā)等能力外,還應該掌握一些實質(zhì)性的管理能力,諸如質(zhì)量管理、現(xiàn)場管理等。
因此,在教學中,我們改變過去“斷章取義”的教學方式,遵循由淺入深、從易到難、循序漸進的原則。在基本技能訓練到專業(yè)能力訓練及應用能力訓練上,進行階梯性的教學模式。如(1)進行識別元器件、使用儀表、分析簡單電路等“基本技能”訓練,從而形成基本實踐能力。(2)進行諸如電路、單片機、EDA工業(yè)PC機控制技術等專業(yè)基礎課的實驗,進而提高專業(yè)技術的應用能力。(3)進行巧妙設計、簡單制作及調(diào)試等專業(yè)課自主實驗,以促使學生的創(chuàng)新設計能力得到實質(zhì)性的提高。(4)以前三個階梯訓練為基礎,把所學的專業(yè)知識系統(tǒng)化,并完成較相應的課題設計,并到生產(chǎn)實習基地進行實踐,從而使學生的應用創(chuàng)新設計能力大幅度提高。
由于中職的學習側(cè)重點應在于職業(yè)技能及動手能力的培養(yǎng),因此,在教學方法上和義務教育階段有所不同,主要應采取“單項培訓”、“綜合實訓”、“一體化教學”等方式,以“仿真實訓”為載體,實行“教、學、做”三合一教學模式。在教學中充分利用多媒體的演示功能,使講、看、練,實驗、實訓有機相結合,從而促進理論驗證與技能訓練緊密結合,改變過去“理論與實踐相脫節(jié)”的教學方式。
四、正視存在困難,力求突破發(fā)展瓶頸
誠然,電子專業(yè)應用技術的專業(yè)建設內(nèi)容還有很多,實際操作過程山重水復,困難多多,比如實訓的耗材、費用的支出等問題無不使該專業(yè)的建設之難如蜀道。
針對如此諸多方面的問題,我校積極通過多種渠道努力解決,如進行校企合作。與企業(yè)聯(lián)手,努力創(chuàng)造實踐機會,我校一直與多家企業(yè)建立穩(wěn)定而持久的合作伙伴關系。如此一來,在實習期間,每個學生都有較多的機會到企業(yè)的部分主要崗位上實踐學習,或調(diào)試、或返修、或成本核算等。這不僅僅使學生增長了新知識、增強了實踐能力,而且為其畢業(yè)后能夠提前順利上崗創(chuàng)造了有利的條件。
其實,在當前就業(yè)形勢“壓力山大”的同時,企業(yè)同樣處于招工難的困境,要招聘到“能上、能留”的員工,同樣無異于之上青天。這無疑有諸多因素,但是學校培養(yǎng)的技術人才的規(guī)格及能力與企業(yè)市場的需求相相脫節(jié)是一個重要的因素。因此,中職應以就業(yè)為導向,合理加大應用電子專業(yè)的建設與改革,進而培養(yǎng)出優(yōu)秀技能型人才,促進社會的發(fā)展。
參考文獻:
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