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電子電路設(shè)計是電類專業(yè)為繪制電子電路圖所必需掌握的一門計算機綜合性設(shè)計課程。然而,隨著課程改革在各高校逐漸開展,一些課程的課時量也相應(yīng)遞減,比如筆者所在學(xué)校電氣自動化專業(yè)的《電子電路設(shè)計》課程已由原36學(xué)時減至24學(xué)時。如何在減少的課時的課程中讓學(xué)生掌握同樣程度的技能水平以適應(yīng)社會的需求,考驗著每一位專業(yè)教師。以往傳統(tǒng)的電路設(shè)計教學(xué)的方式大多是由教師先講授知識點,然后將知識點所涉及到的圖例向?qū)W生繪制演示,最后讓學(xué)生依樣畫葫蘆。在整個教學(xué)過程中,教師為主導(dǎo),而學(xué)生僅限于單純的模仿與記憶,并沒有主動學(xué)習(xí),導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下。因此在教學(xué)中應(yīng)該有意識到加入興趣式教學(xué),調(diào)動他們的求知欲,激發(fā)學(xué)生更積極主動的思考,學(xué)習(xí)甚至創(chuàng)新,打造優(yōu)質(zhì)課堂,全面提高教學(xué)質(zhì)量與學(xué)習(xí)效率。
2任務(wù)驅(qū)動法
2.1任務(wù)驅(qū)動法原理
任務(wù)驅(qū)動法是近年來被廣為應(yīng)用的一種教學(xué)手法,它一改傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué),嘗試采用任務(wù)驅(qū)動式的教學(xué)方法。需要教師將課程學(xué)習(xí)內(nèi)容劃分為多個特定任務(wù),每個任務(wù)包含一定知識點,只要學(xué)生完成了課程中設(shè)定的任務(wù),就可以掌握課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容。任務(wù)驅(qū)動法的核心內(nèi)容就是由教師在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)任務(wù)情境,教學(xué)任務(wù)必須融合學(xué)生所需要掌握的技能點和相關(guān)的知識點,同時又具有一定的生活性、探究性和創(chuàng)造性,讓學(xué)生帶著解決問題完成任務(wù),激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生自主或協(xié)作性學(xué)習(xí),使他們真正了解知識點在實際工程中的應(yīng)用,學(xué)以致用。
2.2任務(wù)驅(qū)動法在電路設(shè)計實訓(xùn)中的應(yīng)用
電路設(shè)計實訓(xùn)課程的教學(xué)目的為電子電路圖形繪制,電路圖形僅為簡單的二維制版,因此在繪制電路原理圖時較為簡單易學(xué)。但無論多簡單的圖形,在繪制的過程中都要利用到基本繪圖工具、圖形編輯和圖層管理各知識點綜合才能完成。因而課程教授過程中不能簡單的按書本章節(jié)順序來講,而是應(yīng)該由教師將所有知識融會貫通后重新組織,將它們?nèi)谌氲揭粋€個工程任務(wù)中再向?qū)W生展示,如向?qū)W生展示電動小車電路設(shè)計圖紙,將其作為一個工程任務(wù),讓學(xué)生嘗試用學(xué)過的知識來繪制,或讓學(xué)生在繪制過程中遇到難題再提出并講解。這樣就更能增添學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和在完成任務(wù)后的成就感,形成良性循環(huán)。因此電路設(shè)計實訓(xùn)課程非常適合采用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法。
3微任務(wù)驅(qū)動法
3.1微任務(wù)驅(qū)動法原理
采用任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)所提供的任務(wù)由于綜合性較強所以工程量較大且難度較高,學(xué)生在一節(jié)課中難以完成,即使有些基礎(chǔ)好,動手能力強的學(xué)生完成了任務(wù),也會因為知識點過多過雜而難以消化。因此需要由教師把握學(xué)生素質(zhì)和能力,將大任務(wù)進行科學(xué)性的分解,將之細化為中任務(wù),小任務(wù)甚至微任務(wù)。讓具有不同層次知識能力的學(xué)生都能被激發(fā)興趣,在任務(wù)量合適的微任務(wù)環(huán)境中嘗試和實踐。以上所述即為微任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法,它就是以任務(wù)驅(qū)動法為基礎(chǔ),將總?cè)蝿?wù)依靠知識的內(nèi)在邏輯或采取分類的方式進行具體化,以微任務(wù)的形呈現(xiàn)。較之任務(wù)驅(qū)動法,其目標更為明確,導(dǎo)向性更強,教師使用這種方法教學(xué)也更容易控制課堂教學(xué)的節(jié)奏,保證能在規(guī)定時間內(nèi)完成教學(xué)進度。
3.2微任務(wù)教學(xué)設(shè)計
微任務(wù)驅(qū)動法的實施過程是:教師先依據(jù)教學(xué)目標設(shè)計一個總?cè)蝿?wù),引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再引導(dǎo)學(xué)生分析總?cè)蝿?wù)的解決方法并將總?cè)蝿?wù)拆分為一個個的微任務(wù),各微任務(wù)之間可以是從屬或并列關(guān)系。拆分出來的微任務(wù)不能太難或任務(wù)量太大,應(yīng)設(shè)計為學(xué)生較易完成的程度,以便于將學(xué)生的理解逐步引向深入。通過一個個的微任務(wù)引導(dǎo)和推動學(xué)生一步步上升,一層層提高,不斷接近并最終達到復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)的頂點。微任務(wù)法的核心是如何科學(xué)合理的設(shè)計微任務(wù)。首先,任務(wù)必須要有明確的目的性,教師提出的每一個微任務(wù),原則上都是為了完成總?cè)蝿?wù)而設(shè)計的,盡量不設(shè)置多余任務(wù),不能本末倒置。其次,教師選擇微任務(wù)時應(yīng)考慮到大多數(shù)學(xué)生的水平,注意難易適度。并且在教學(xué)過程中,根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)與掌握程度以及課程進度隨時調(diào)整微任務(wù),不能任務(wù)教條化僵化。第三,微任務(wù)還應(yīng)遵循完整性原則。教師所設(shè)計的微任務(wù)必須連貫,不能有斷續(xù)感,讓學(xué)生知道自己要做什么,可以解決什么問題,使他們獲取的知識完整且有條理。最后,微任務(wù)的設(shè)計要適當(dāng)增添趣味性,可以在教學(xué)過程中加上圖片插畫,視頻音頻等數(shù)字教學(xué)資源,讓學(xué)生在完成任務(wù)的同時體會到學(xué)習(xí)的樂趣。
3.3微任務(wù)驅(qū)動法在電路設(shè)計實訓(xùn)課程中的應(yīng)用
AltiumDesigner軟件的工具欄較多,常用工具欄中的各命令參數(shù)也較雜,若逐個講解,則顯得各知識點雜亂無章,學(xué)生記的多忘得快,但在實際繪圖時還是束手無策,不知該用哪個工具來繪制。例如,在介紹AD軟件常用繪圖工具欄中的直線、多邊形、橢圓弧線、文字和文本框等,若單純講述這些知識點,難免枯燥乏味,且容易與布線工具欄的功能弄混。圍繞這些教學(xué)內(nèi)容,可設(shè)計對應(yīng)電路制圖微任務(wù),圍繞一個小目標,教師可以設(shè)計多個由簡單到復(fù)雜的小任務(wù),布置學(xué)生循序漸進地完成任務(wù),在練習(xí)中熟悉各種命令的操作。例如,基本繪圖訓(xùn)練可將學(xué)生已在模擬電路和數(shù)字電路課程中學(xué)過的常用電子元件符號如:變壓器、運算放大器(如圖1(a)、(b)所示)融入其中,將它們設(shè)計為一個個需要完成的微任務(wù)。每個任務(wù)都考慮到學(xué)習(xí)課程的前后連貫和趣味性,讓學(xué)生繪制自己所熟悉的事物。隨著學(xué)習(xí)的深入,可以布置學(xué)生完成如圖1(c)所示的七段數(shù)碼管等稍復(fù)雜的繪制任務(wù)。完成任務(wù)后的喜悅感和成就感會更加強烈,也為以后的學(xué)習(xí)增添了動力。微任務(wù)驅(qū)動法在教學(xué)過程中將知識點分解到一些小任務(wù)中進行,學(xué)生頭腦中的知識是零散的,有時會降低知識的系統(tǒng)性和完整性。因此,這樣的設(shè)計任務(wù)和完成過程是十分必要的,教師可以通過一個較為完整的任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生將已完成的微任務(wù)中的知識點進行歸納總結(jié),加深對所學(xué)知識和技能的記憶和理解,完成真正意義上的知識建構(gòu)。例如,上完第三次課后,教師即可布置學(xué)生完成如圖2所示“八路彩燈控制電路圖”大任務(wù)。從創(chuàng)建元器件、調(diào)用常用元件開始,直至綜合運用各種繪圖指令及編輯工具完成繪圖。讓學(xué)生在本次課中復(fù)習(xí)鞏固了前面微任務(wù)中所學(xué)的小知識并將其融合,初步完成了一張簡單的電子電路設(shè)計原理圖樣,并總體上掌握了一張較完整電子電路工程圖的繪制過程,具有綜合應(yīng)用性。
3.4電路設(shè)計課程與其余課程的前后融合
電路設(shè)計課程在介紹一般電路繪圖技巧與制版規(guī)則時,還會涉及到數(shù)字電路、模擬電路、單片機技術(shù)應(yīng)用等課程的接續(xù)關(guān)系。將本課程繪制圖中所涉及到的器件類原理基礎(chǔ)前移到數(shù)字電路和模擬電路等課程中解決,諸如實際譯碼電路、三態(tài)電路與緩沖器芯片等知識點不再占用本課程學(xué)時。本課程把握好銜接關(guān)系,主講等電路板制版規(guī)范、電路設(shè)計的仿真方法等要點主題,把以往重復(fù)性內(nèi)容節(jié)省的學(xué)時用于應(yīng)用層面。在重點講述電子電路圖繪制方式的時候,還應(yīng)適當(dāng)向?qū)W生加強常用接口電路的連接方法知識點,并向?qū)W生擴展對嵌入式處理器及新技術(shù)的了解,為后續(xù)單片機原理課以及傳感與檢測技術(shù)中各種傳感器與微處理器的連接使用,智能傳感器、數(shù)字式一體傳感器等內(nèi)容的講授打下基礎(chǔ)。
4總結(jié)
關(guān)鍵詞:職業(yè)技能課程;電路仿真軟件;Multisim
1概述
1)Multisim仿真軟件簡介Multisim是美國InteractiveImageTechnologies(IIT)公司在20世紀末推出的一種以Windows為平臺的虛擬仿真平臺,其最大的優(yōu)點是軟件界面操作方便、直觀形象、易學(xué)易懂、學(xué)生可以很快地掌握它的基本操作[1,2],所以,Multisim仿真軟件在電子信息類的相關(guān)課程教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。Multisim仿真軟件可以對模擬電路、數(shù)字電路和模擬數(shù)字混合電路進行設(shè)計和仿真。它提供的元器件庫非常豐富,而且還有部分三維實物,對于初學(xué)者來說,非常逼真和形象。虛擬儀器儀表非常齊全,提供的儀器儀表有:萬用表、信號發(fā)生器、瓦特表、示波器、波特圖儀、字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀等。電路分析功能和作圖功能非常強大,可以應(yīng)用Multi⁃sim對模擬電路進行靜態(tài)分析、動態(tài)分析和瞬態(tài)分析等十幾種分析。同時,應(yīng)用邏輯轉(zhuǎn)換儀可以實現(xiàn)數(shù)字電路中的真值表、邏輯電路圖和邏輯函數(shù)表達式兩兩之間的互換。為學(xué)生的學(xué)習(xí)和老師的教學(xué)帶來了非常直觀的視覺效果。而且,相對于其它的EDA軟件,它更加形象和直觀,而且,它能進行模數(shù)混合電路的仿真,幾乎能夠100%地仿真出真實電路的結(jié)果[3,4],為廣大的電子電路的學(xué)習(xí)者提供了非常方便和實用的電路設(shè)計平臺。2)電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)根據(jù)應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)和電子信息工程技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標可知,《電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》是電子信息類專業(yè)的職業(yè)技能課程,是一門實踐性和綜合性都很強的課程,對于學(xué)生以前所學(xué)知識有著更高的要求,但是,這門課程對于學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計、頂崗實習(xí)以及將來出去工作都有著非常重要的作用,所以,在電子信息類專業(yè)中占有非常重要的地位[5]。為了提高教學(xué)效果,我們采用“教、學(xué)、做”合一的模式,將理論教學(xué)和實踐教學(xué)融合為一體中,這樣處理即可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,同時,又可以將復(fù)雜的知識點以簡單明了的形式展示給學(xué)生,學(xué)生可以在實訓(xùn)室邊教、邊學(xué)、邊演示、邊實踐,可以大大提高教學(xué)的效果。由于直接用實物操作進行設(shè)計和實訓(xùn),有可能會造成大量實訓(xùn)耗材的浪費,同時,也存在一定的安全隱患[6],所以,這門課程采取了一種虛擬和實踐相結(jié)合的方式,非常實用。在教學(xué)過程中引入Multisim等仿真軟件,使學(xué)生在學(xué)習(xí)硬件的同時,學(xué)會仿真軟件驗證相關(guān)原理及電路,從而豐富教學(xué)內(nèi)容,更新課程的教學(xué)思路,提高課程的實踐性與應(yīng)用性。將學(xué)生置身于一個“提出問題——解決問題——實踐驗證”的情景之中,使教學(xué)方式由“知識傳授”向“知識發(fā)現(xiàn)和知識創(chuàng)造型”轉(zhuǎn)變[7,8],大大提高了學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)的積極性。
2Multisim在《電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》課程中的應(yīng)用
在《電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》課程學(xué)習(xí)的初期,特別是小型電子產(chǎn)品設(shè)計的初期,先用Multisim仿真軟件進行分析和設(shè)計,設(shè)計好合適的思路,選取好合適的元件和參數(shù),并且在仿真軟件上調(diào)試出較好的實驗現(xiàn)象以后再進行實物制作。這樣不僅大大節(jié)約了實訓(xùn)耗材的浪費,更重要的是可以讓學(xué)生們大膽地進行嘗試設(shè)計電路,不用擔(dān)心安全事故的發(fā)生。而且,學(xué)生進行設(shè)計和探索的積極性也大大提高?!峨娮赢a(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》是學(xué)生們學(xué)習(xí)了模電、數(shù)電、電子設(shè)計自動化、單片機等主體課程之后所開設(shè)的一門綜合性很強的課程,對于學(xué)生來說,這也是前段整個學(xué)習(xí)過程的一個總結(jié),是檢驗學(xué)生兩年的學(xué)習(xí)過程中所掌握專業(yè)知識的真實情況。對于本門課程,主要是采用“教、學(xué)、做”一體化的模式,以項目任務(wù)為載體,讓學(xué)生們在學(xué)中做,做中學(xué)。主要是要制作一個小型電子產(chǎn)品,在整個的教學(xué)過程中,以學(xué)生為主體,重點在于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,讓每一個學(xué)生都親手制作一個小型電子產(chǎn)品,從制作的過程中體會到成功制作電子產(chǎn)品的快樂,從而,獲得學(xué)習(xí)的信心和一定的滿足感。首先,根據(jù)學(xué)生們的具體情況,對于設(shè)計和制作的電路可以進行合適的選擇,所以,可以每個同學(xué)都可以找到適合自己的電路,這樣,學(xué)生參與《電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》的積極性和興趣就大大加強了。學(xué)生在選擇好自己的任務(wù)之后,就親手將產(chǎn)品制作出來,整個過程包括:Multisim仿真設(shè)計電路原理圖原理圖的繪制封裝的測量和繪制PCB圖的布線和繪制PCB板的制作程序的編寫和調(diào)試產(chǎn)品的調(diào)試產(chǎn)品制作完成。應(yīng)用Multisim仿真軟件設(shè)計電路,是整個《電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》課程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),只有首先仿真設(shè)計出具體電路、具體參數(shù)并且有良好的仿真效果后,才能進行具體硬件電路的制作。比如:學(xué)生們想設(shè)計一個50秒的定時器電路,并且要用數(shù)碼管顯示出來。學(xué)生們首先想到的是先在Multisim仿真軟件上仿真出效果出來,再進行硬件電路的制作。如下圖1所示,是某位學(xué)生利用Multisim仿真軟件設(shè)計出的一個50秒的定時器電路。首先通過Multisim仿真軟件進行電路的分析和設(shè)計,可以為學(xué)生提供非常方便、快捷的電路設(shè)計的效果,每一個元件的參數(shù)和型號學(xué)生都可以根據(jù)輸出效果的不同來進行分析和判斷,比如,如上圖2中,如果,要將電路的定時時間定為30秒,在仿真電路中只要變換一根線的連接就可以實現(xiàn),而且,還很容易就能看到效果,如下圖2所示:通過這種學(xué)生自主嘗試的學(xué)習(xí)方式,不僅可以幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)的積極性和主動性,更重要的是學(xué)生能夠非常安全、快捷地進行電路的分析和設(shè)計,大大提高了學(xué)習(xí)的效果,也節(jié)省了大量的實訓(xùn)耗材的浪費。
3結(jié)束語
關(guān)鍵字:電子實訓(xùn) 項目教學(xué)法 中職
職業(yè)學(xué)校為了體現(xiàn)本身的職業(yè)性質(zhì),應(yīng)模擬企業(yè)的模式對學(xué)生進行培養(yǎng),注重實際應(yīng)用,著重培養(yǎng)解決實際問題的能力。電子實訓(xùn)課的目標包括學(xué)生要掌握電子元器件的檢測、電子產(chǎn)品的配置和調(diào)試。從實際操作過程中,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效率和專業(yè)素養(yǎng)。
1、項目教學(xué)法的定義
項目教學(xué)法是一種新型的教學(xué)方法,采用科學(xué)實踐和研究的方法,以學(xué)生自主性和探索性為基礎(chǔ),促進學(xué)生積極主動的學(xué)習(xí)探索。在教師的指導(dǎo)下,按照老師的分組,組成幾個小組,學(xué)生按照自己的具體工作計劃,分工合作,共同完成老師指定的任務(wù)或者項目。保證人人都參加實際動手過程。讓學(xué)生通過實踐培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣,提高實際動手能力,形成良好的工作習(xí)慣,培養(yǎng)學(xué)生良好的工作習(xí)慣。并且讓學(xué)生深刻體會到團隊的重要性,以便在以后工作中更好的融入工作團隊中去。
2、電子實訓(xùn)項目的確定
要想使實訓(xùn)效果更加高效,對電子實訓(xùn)項目的確定就要做出一定的要求,把項目的選擇作為工作之中的重中之重。
首先,所選項目應(yīng)該以專業(yè)崗位需求為指導(dǎo),同時也要符合相關(guān)職業(yè)道德要求。電子行業(yè)要求工作人員具備熟練運用辦公自動化處理信息的能力和收集處理相關(guān)本專業(yè)信息的能力;對于常用的電子設(shè)備儀表能夠熟練的使用;對于電子產(chǎn)品的整修、配置、調(diào)試以及產(chǎn)品檢測能得心應(yīng)手。但只具有那些專業(yè)技能也是不夠的,教師要在實訓(xùn)過程中把基本的專業(yè)道德灌輸?shù)狡渲校⒅貙W(xué)生的素質(zhì)培養(yǎng)。
其次,所選項目應(yīng)該能夠引起學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究興趣,擴寬學(xué)生視野。單純地給出一個項目讓學(xué)生去做,使得學(xué)生感覺項目很枯燥,只是為了完成任務(wù)而去做,并不會認真進行研究,這樣就達不到進行實訓(xùn)的目的。所以,在確定項目的時候,首先應(yīng)以“有聲有色”為原則,采用顯示電路,讓學(xué)生在實踐過程可以觀察到實驗結(jié)果,也方便調(diào)試。然后就是注重選擇一些新興的項目,優(yōu)化教學(xué)元素,結(jié)合企業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品進行研究。讓學(xué)生多多接觸新工藝技術(shù),多采用先進的電子設(shè)備配合實訓(xùn),這樣才能保證學(xué)生和科技保持同步的發(fā)展。
最后,所選項目應(yīng)該接近生活,并且也專業(yè)理論知識為基礎(chǔ)。學(xué)生所具備的理論知識主要包括:放大電路(其中有單放、多放、整流放大器、集成運放、功率放大器);數(shù)電模電轉(zhuǎn)換電路;門電路(與門、或門、非門、與非門、異或門等)知識;各類觸發(fā)器和計數(shù)器電路的知識。所選項目應(yīng)以這些理論知識為基礎(chǔ),對相關(guān)知識進行整合,幫助學(xué)生進行知識的梳理和融匯貫通,從而形成一個完整地知識體系。但有些項目可能偏難,是學(xué)生很難做出結(jié)果,可以選擇實際生活中一些簡易的設(shè)備,如收音機、話筒、門鈴和彩燈等常見設(shè)備。不僅可以將理論知識得到實踐,更能提高學(xué)生的探究興趣。
3、項目的實施
項目的實施步驟主要包括一下幾個過程:首先要制定具體的計劃,結(jié)合特定的任務(wù)來確定工作的詳細步驟,經(jīng)分析討論后,做出最終計劃;然后就是要根據(jù)制定的計劃進行切實的行動,在組內(nèi)成員進行分工合作,爭取在教師規(guī)定的時間內(nèi)共同完成計劃目標;在計劃實施過程中,認真做好問題的分析以及相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄工作,計劃完成后做出總結(jié)報告,對出現(xiàn)的問題和獲得的成果及心得做出詳細分析;最后,將有教師對學(xué)生的結(jié)果作出評價和指導(dǎo),給出最終成績和分數(shù)。
下面介紹幾種可實施的項目:
(1)超外差式收音機的制作
在這個項目中,首先要了解收音機的基本組成,要有原理圖來做指導(dǎo)。超外差式收音機安裝調(diào)試簡單,工作穩(wěn)定且靈敏度高。其基本組成包括輸入調(diào)諧電路、混頻電路、本機振蕩電路、中放、檢波電路、自動增益控制電路、前置低放電路和功率放大器。按照電路圖焊接好各個元器件之后,利用相關(guān)電子設(shè)備進行調(diào)試,使收音機能夠正常工作。
(2)無線調(diào)頻話筒的制作
個人制作的話筒比較低級,但一般能做到十米以上距離的信號發(fā)送。它的電路包括一級音頻放大器和一級RF放大器。采用電容三點式振蕩器,起振容易。它先通過聲電轉(zhuǎn)換電路把從外界接受的聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號,然后通過一級放大器把電信號放大,再經(jīng)過載波信號進行調(diào)制,之后還不能直接發(fā)送出去,所以還要在進行一次功率放大,才能從天線輸出。
(3)直流穩(wěn)壓電源的制作
它的基本功能是把交流電轉(zhuǎn)換成直流電,為其他電子產(chǎn)品提供合適的穩(wěn)定電壓,即作為一個直流電源。它主要包括降壓變壓器、整流器、濾波器、穩(wěn)壓器和保護電路。制作過程中,要熟悉直流穩(wěn)壓電源的相關(guān)技術(shù)性能指標,根據(jù)要求作相應(yīng)的調(diào)節(jié)。
(4)搶答器電路設(shè)計
設(shè)計安裝八路搶答器需要首先做好觸發(fā)器、計數(shù)器、時序邏輯電路和組合電路的基本了解。它包括搶答按鈕、主持人開關(guān)、有限譯碼器、控制電路、鎖存器和顯示器。通過焊接與調(diào)試,使制作的電路能夠模擬搶答并用對應(yīng)數(shù)碼管顯示序號,同時要有開關(guān)控制搶答器和數(shù)據(jù)清零的功能。
(5)鍵號識別與顯示電路設(shè)計
根據(jù)電子技術(shù)課程能力培養(yǎng)目標,并結(jié)合高職學(xué)生學(xué)習(xí)特點、知識技能系統(tǒng)建構(gòu)的過程,設(shè)計由基礎(chǔ)實驗、拓展實驗、技能實訓(xùn)等3個環(huán)節(jié)構(gòu)成的電子技術(shù)課程層級遞進式實踐教學(xué)環(huán)節(jié),立足于學(xué)生基本職業(yè)能力訓(xùn)練的同時強化技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)。在實驗環(huán)節(jié),旨在加強學(xué)生的基本實驗技能訓(xùn)練,增加設(shè)計性、綜合性的拓展實驗比例,從原來的以小單元局部電路為主轉(zhuǎn)移到多模塊、綜合系統(tǒng)應(yīng)用的拓展實驗為主,訓(xùn)練理論知識應(yīng)用能力。在技能實訓(xùn)環(huán)節(jié),系統(tǒng)地將職業(yè)基礎(chǔ)技能、基本技能和實用技能結(jié)合在一起,讓學(xué)生在實踐操作中完成知識的總結(jié)、應(yīng)用和技術(shù)應(yīng)用能力的訓(xùn)練和提升。
開發(fā)與專業(yè)技術(shù)發(fā)展相對接、與實際生產(chǎn)相對接的實踐項目
1.實驗項目注重新器件、新技術(shù)應(yīng)用,與專業(yè)技術(shù)發(fā)展對接?;A(chǔ)性實驗項目注意及時跟進專業(yè)先進技術(shù)發(fā)展,在原有的分立元件、單元電路為主轉(zhuǎn)向中、大規(guī)模集成電路與GAL、FPGA芯片使用并重,縮短教學(xué)內(nèi)容,滯后市場實際應(yīng)用的距離。例如,拓展性實驗通過設(shè)計小型電子控制系統(tǒng),訓(xùn)練學(xué)生綜合應(yīng)用模電和數(shù)電知識以及對各功能電路、芯片之間的連接和匹配方法的綜合運用能力,同時適當(dāng)?shù)匾氍F(xiàn)代化的電子電路設(shè)計方法,將傳統(tǒng)的電路設(shè)計方法與EDA技術(shù)相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生對新知識、新技術(shù)的掌握和運用能力。同時,在拓展性實驗中我們主要應(yīng)用Protues軟件進行設(shè)計和結(jié)果仿真,這樣一方面避免了需準備大量硬件器件的過高要求,便于學(xué)生不同設(shè)計思路的實現(xiàn)、驗證和修改,獲得較好的實驗效果,另一方面也訓(xùn)練學(xué)生掌握了先進的設(shè)計手段,為后續(xù)課程學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。
2.實訓(xùn)項目注重真實性與可操作性。技能訓(xùn)練安排在課程學(xué)習(xí)結(jié)束后的集中時間段進行,項目選取不但要具有典型性和真實性,還要滿足教學(xué)低成本和可操作性要求。因此,基本技能訓(xùn)練我們選擇了雙波段收音機和模擬烘手器兩個項目,重點進行單面電路板和雙面電路板、分立元件和貼片元件的電子產(chǎn)品裝配訓(xùn)練,綜合訓(xùn)練學(xué)生的七種電子基本技能,讓學(xué)生在實踐操作中進行技術(shù)應(yīng)用能力的提升,幫助學(xué)生完成從電子技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)到工程實際開發(fā)的過渡。
實踐訓(xùn)練和考核引入職業(yè)標準和企業(yè)標準,強化職業(yè)規(guī)范培養(yǎng)
實踐教學(xué)是對學(xué)生進行規(guī)范訓(xùn)練和職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在教學(xué)中引入職業(yè)標準、企業(yè)生產(chǎn)標準和工藝標準對培養(yǎng)學(xué)生的生產(chǎn)意識、質(zhì)量意識,提升學(xué)生職業(yè)崗位適應(yīng)能力的作用明顯。因此我們將本專業(yè)面向的就業(yè)崗位之一———電子設(shè)備裝接工職業(yè)標準和崗位技能要求進行整合、提煉,融入到雙波段收音機和模擬烘手器裝配中,在組裝過程中關(guān)鍵的工序環(huán)節(jié)均按照企業(yè)工藝規(guī)程進行操作。同時在制定實踐考核方案和產(chǎn)品驗收標準時均按照產(chǎn)品裝配工藝和檢驗工藝進行驗收。這樣的教學(xué)設(shè)計注重了課證融合,將學(xué)生職業(yè)技能、職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)融于日常教學(xué)中,有利于后期職業(yè)資格技能鑒定工作的進行。
實踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計及教學(xué)實施中應(yīng)注意的問題
1.實踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計要具有職業(yè)性、針對性和實用性。高職教育的職業(yè)性、針對性和實用性要求必須依據(jù)職業(yè)崗位群的實際需要進行課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計和選擇。因此,我們不但要加強實踐教學(xué)內(nèi)容與職業(yè)標準和行業(yè)標準的相互溝通和銜接,并且當(dāng)由于經(jīng)濟和專業(yè)技術(shù)發(fā)展變化使職業(yè)崗位群的職業(yè)技能發(fā)生變化時,相關(guān)課程和教學(xué)內(nèi)容也要隨之優(yōu)化,不斷調(diào)整、充實新的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)項目。
【關(guān)鍵詞】單片機8步法學(xué)訓(xùn)一體化
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2012)10C-0187-02
以往的單片機教學(xué),通常是要么偏重于技術(shù)理論而缺少實訓(xùn)項目和課時,要么偏重于實習(xí)操作而忽視技術(shù)理論知識的傳授,造成理論與實際的脫節(jié)。再加上采用灌輸式教學(xué)法,形式呆板、僵化,內(nèi)容抽象、枯燥,束縛了學(xué)生動手和創(chuàng)新實踐的能力。這影響了學(xué)生整體素質(zhì)提高,達不到培養(yǎng)實用人才的目的和要求。因此,傳統(tǒng)的教學(xué)觀念和模式已難以適應(yīng)現(xiàn)代高等職業(yè)教育的發(fā)展,也難以滿足現(xiàn)代社會對高素質(zhì)技能型人才的需求。
針對以上這些問題,很多高校和教師進行了多方面的探討,提出了很多有效的教學(xué)方法,其中比較典型的就是項目教學(xué)法。它在一定程度上使教學(xué)質(zhì)量得到了改善,但很多的高職院校要么受到應(yīng)試教育制度的影響,要么教學(xué)資料、教學(xué)場所、實訓(xùn)設(shè)施等短缺,其教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)風(fēng)格、教學(xué)策略和學(xué)習(xí)風(fēng)格等仍然沒有很大改觀,甚至培養(yǎng)目標也沒有發(fā)生變化。
為了尋求適合學(xué)院自身發(fā)展的教學(xué)方法和思路,以“能力為主”為指導(dǎo),把教學(xué)理論和技能訓(xùn)練融為一體,構(gòu)建一種新的教學(xué)形式,即“學(xué)訓(xùn)一體化”教學(xué)模式。
一、“學(xué)訓(xùn)一體化”教學(xué)模式
“學(xué)訓(xùn)一體化”是指以“能力為主”為指導(dǎo),以“就業(yè)為導(dǎo)向,提高學(xué)生技能”為目標,通過校企合作、工學(xué)結(jié)合等方式,利用學(xué)院自身的有限資源,整合課程教學(xué)內(nèi)容,將理論教學(xué)與技能實踐融為一體,旨在建立一個教師為輔、學(xué)生全員參與,在“學(xué)中訓(xùn),訓(xùn)中學(xué)”,“學(xué)訓(xùn)相融”的教學(xué)環(huán)境中完成課程學(xué)習(xí)的教學(xué)形式?!皩W(xué)訓(xùn)一體化”教學(xué)模式改變現(xiàn)有教學(xué)組織模式和課程體系,構(gòu)建新的教學(xué)模式和課程體系,加強理論教學(xué)與技能教學(xué)的有機結(jié)合,將理論知識模塊化并融于每一個實訓(xùn)項目之中,有效解決技術(shù)理論和技能操作相互脫節(jié)的問題。這是一種全新、開放式的教學(xué)思路,是提高學(xué)生工程實踐能力和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的一種全新途徑。
我院將柳州、廣州等地區(qū)的電子行業(yè)和企業(yè)所提供的工作單引入教學(xué)情景,同時參考了“單片機工程師助理”職業(yè)崗位的要求,對講授的內(nèi)容進行了融合,體現(xiàn)了教學(xué)情景與企業(yè)崗位工作、教學(xué)的內(nèi)容與企業(yè)的崗位需求、培養(yǎng)目標與企業(yè)的人才需求相一致的三大原則。在授課過程中,課程采用的是一人主講,多人輔導(dǎo)的教學(xué)方式,真正體現(xiàn)以學(xué)生為主,教師引導(dǎo),在“學(xué)訓(xùn)一體化”教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性,充分發(fā)揮學(xué)生潛在的能力,構(gòu)建開放式的教學(xué)。
二、問題解決8步法的應(yīng)用
把“任務(wù)驅(qū)動”、“項目教學(xué)”融入課程教學(xué)整個過程,以學(xué)習(xí)型工作任務(wù)為載體,按任務(wù)的實施過程開展教學(xué),充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用。每一個項目都有相應(yīng)的學(xué)生工作單,明確學(xué)生的工作內(nèi)容、知識、態(tài)度、技能的要求以及考核方式等信息。為了提高教學(xué)質(zhì)量,改善教學(xué)效果,采用了問題解決8步法,使學(xué)生在“邊學(xué)邊訓(xùn),邊訓(xùn)邊學(xué)”的過程中激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情,并不斷地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力。
(一)學(xué)生分組
教師下發(fā)工作任務(wù)后,就要對學(xué)生進行分組。分組完成項目這種學(xué)習(xí)方式可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,可以改變師生和生生之間的關(guān)系,讓教師更好地發(fā)揮主導(dǎo)作用,充分發(fā)揮學(xué)生的個性和潛能。分組是否合理是“學(xué)訓(xùn)一體化”教學(xué)的關(guān)鍵。在分組過程中,教師要綜合考慮學(xué)生的特點、能力,合理分配角色,讓小組中的每一個學(xué)生都有發(fā)揮自己長處的機會,也都有相互學(xué)習(xí)的機會。在分組時,結(jié)合高職院校職業(yè)技能比賽項目的相關(guān)要求和標準,遵循“優(yōu)勢互補,相互促進”的原則,按照硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、文檔處理等職責(zé)進行分工,有效避免學(xué)生“搭車”現(xiàn)象,使他們正確認識自己的價值。為了使項目順利和有效地進行,必須選出小組的負責(zé)人。教師對組長進行有效的指導(dǎo)。在項目進行的整個過程中,組長要對組員進行合理安排和監(jiān)督,才能達到預(yù)期的教學(xué)目的。
(二)分析題目,構(gòu)建模型
學(xué)生接到工作任務(wù)書后要認真地閱讀,認真分析設(shè)計要求,根據(jù)應(yīng)用場合、工作環(huán)境、具體用途,考慮系統(tǒng)的可靠性、通用性、可維護性、先進性,以及成本等,提出合理的、詳盡的功能技術(shù)指標。這個過程可以采用自頂向下方法,建立系統(tǒng)框圖,劃分出功能模塊,將功能盡可能細化,技術(shù)指標盡可能表達清楚,設(shè)備盡可能齊全,做到不漏任務(wù)細節(jié)。學(xué)生一定要多看、多思考。最后把功能的設(shè)計構(gòu)建成合理的系統(tǒng)模型。
(三)確定項目方案
搜集和閱讀相關(guān)的資料,比如各種教材的相關(guān)內(nèi)容、期刊雜志上的相關(guān)文章、網(wǎng)絡(luò)資料、圖書館資料等。這一步的工作要求是把系統(tǒng)要完成的任務(wù)分配給若干個單元電路,并畫出一個能表示各單元功能的整機原理框圖。對比現(xiàn)有資料或方案,選擇一種技術(shù)上先進、合理、可行、性價比比較高的最佳方案,比如考慮各個方案的優(yōu)缺點、設(shè)計的工作量、以往的經(jīng)驗和熟悉程度等。在這個過程中要敢于探索,勇于創(chuàng)新,力爭做到設(shè)計方案合理、可靠、經(jīng)濟、功能齊全、技術(shù)先進。
(四)項目的實施
根據(jù)系統(tǒng)的指標和功能流程圖,明確各部分任務(wù),進行各單元電路的設(shè)計,參數(shù)計算和器件選擇。單元電路是整機的一部分,只有把各單元電路設(shè)計好才能提高整機設(shè)計水平。每個單元電路設(shè)計前都需明確各單元電路的任務(wù),詳細擬定出單元電路的性能指標,與前后級之間的關(guān)系,分析電路的組成形式。這個過程可以采用經(jīng)典設(shè)計電路,比如:別人用過的電路、應(yīng)用實例電路、或者是器件應(yīng)用手冊中介紹的電路等,根據(jù)實際情況進行相應(yīng)的修改、增補、刪減或創(chuàng)新,應(yīng)盡可能選擇標準化、模塊化、功能強、集成度高的典型電路。在設(shè)計中要綜合考慮各個單元電路之間的插接方式、接口參數(shù)和共享等。為保證單元電路達到功能指標要求,就需要用電子技術(shù)知識對參數(shù)進行計算。例如,放大電路中各電阻值,放大倍數(shù)的計算;振蕩器中電阻,電容,振蕩頻率等參數(shù)的計算。只有很好地理解電路的工作原理,正確利用計算公式,計算的參數(shù)才能滿足設(shè)計要求。計算參數(shù)時,同一個電路可能有幾組數(shù)據(jù),注意選擇一組能完成電路設(shè)計要求的功能,在實踐中能真正可行的參數(shù)。
(五)項目完善,再實施
經(jīng)過初步的電路設(shè)計后,教師舉行方案論證會,讓每一小組的負責(zé)人,以口頭或課件的形式,在規(guī)定的時間內(nèi)闡述本組的設(shè)計方案。各小組在教師的正確引導(dǎo)下,以及同學(xué)的建議下,對所設(shè)計的方案進行完善。接著進行項目總體設(shè)計和制作??傮w設(shè)計就是根據(jù)設(shè)計任務(wù)、指標要求和給定條件,設(shè)計出符合現(xiàn)場條件的軟、硬件方案,并進行方案優(yōu)化。應(yīng)劃分硬件、軟件任務(wù),畫出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。要合理分配系統(tǒng)內(nèi)部的硬件、軟件資源。由總體設(shè)計所給出的硬件框圖所規(guī)定的硬件功能,在確定單片機類型的基礎(chǔ)上進行硬件設(shè)計、實驗。進行必要的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計,制作出印刷電路板,組裝后即完成了硬件設(shè)計。結(jié)合硬件結(jié)構(gòu),明確軟件任務(wù),確定具體實施的方法,合理分配資源。定義輸入/輸出、確定信息交換的方式(數(shù)據(jù)速率、數(shù)據(jù)格式、校驗方法、狀態(tài)信號等)、時間要求,檢查與糾正錯誤。
(六)項目調(diào)試和測試
單片機應(yīng)用系統(tǒng)的軟、硬件制作完成后,必須反復(fù)進行調(diào)試、修改,直至完全正常工作,經(jīng)過測試,功能完全符合系統(tǒng)性能指標要求,應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計才算完成。在硬件的調(diào)試,要教會學(xué)生使用各種調(diào)試方法和手段、使用各種測試儀器、排除故障的技巧等。調(diào)試時應(yīng)注意做好調(diào)試記錄,準確記錄各部分的測試數(shù)據(jù)和波形,以便于分析和運行時參考。經(jīng)過調(diào)試、測試后,若系統(tǒng)完全正常工作,功能完全符合系統(tǒng)性能指標要求,項目設(shè)計結(jié)束。
(七)總結(jié)項目經(jīng)驗
項目小組對整個設(shè)計過程進行總結(jié),總結(jié)設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題,解決的措施和方法,同時撰寫項目設(shè)計說明書。最后,有選擇地保留重要文檔,將心得形成文件,記錄備案,方便在以后的項目設(shè)計中不再有類似問題發(fā)生。對于好的方法將繼續(xù)保持,對于容易出現(xiàn)的問題,要及時糾正。只有這樣,才能培養(yǎng)學(xué)生務(wù)實、嚴謹?shù)膽B(tài)度,提高解決新問題的能力。
(八)項目評價
在項目評價過程中,采用了知識、技能、態(tài)度三位一體的考核標準,更應(yīng)注重學(xué)生綜合能力的評價。評價形式有過程評價、自我檢查、自我評價、成果呈現(xiàn)、學(xué)生小組評價、師生互評、企業(yè)老師評價等。學(xué)生把項目設(shè)計的思路、方案、實現(xiàn)的過程、結(jié)論、存在的問題等以課件的形式在全班進行答辯,并進行產(chǎn)品演示。各個小組對其表現(xiàn)進行評分。通過答辯和演示,讓所有的學(xué)生都了解在項目設(shè)計過程中所出現(xiàn)的問題,加強認識,避免重復(fù)發(fā)生,還可以培養(yǎng)學(xué)生的交流和溝通、語言表達能力等。最后,教師進行講評,進行鼓勵教育。對于表現(xiàn)好的學(xué)生進行表揚,對于存在的問題及時糾正,讓學(xué)生都知道自己的優(yōu)點和不足。讓同學(xué)們都感受到成就感,激發(fā)他們積極向上,不斷學(xué)習(xí)的動力。