袁夢霞, 王玉姣

(湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 交通信息學(xué)院, 武漢 430000)

0 引言

隨著國家高等職業(yè)院校教學(xué)改革的進行，在“能力本位”的原則下，教學(xué)設(shè)計的地位越來越突出。教學(xué)設(shè)計的根本目標(biāo)是為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，過程中還要科學(xué)系統(tǒng)的使用學(xué)習(xí)、教學(xué)理論對學(xué)習(xí)過程進行合理安排，從而制定出切實可靠的程序或方案進行相關(guān)的教學(xué)活動。

Multisim軟件是美國國家儀器(NI)有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的電子設(shè)計自動化仿真工具，適用于模擬電路、數(shù)字電路的模擬仿真設(shè)計。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。交互方式簡潔易懂、形象直觀，作為教學(xué)手段的補充，方便與課堂理論知識有機結(jié)合，適合高職學(xué)生用于《電路與電子技術(shù)實訓(xùn)》的仿真分析。使學(xué)生在學(xué)中做、做中學(xué)，提高實訓(xùn)項目的安全性和成功率，從而提高分析與解決實際問題的能力。

《電路與電子技術(shù)實訓(xùn)》是全院城市軌道交通機電技術(shù)專業(yè)的必修課，是一門實踐性很強的技能實訓(xùn)課，整個實訓(xùn)持續(xù)一周，課時安排為28個學(xué)時。本實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計主要運用Multisim軟件進行電路仿真，并采用基于工作過程導(dǎo)向的設(shè)計思路來完成單、雙向炫彩流水燈的安裝與調(diào)試。

1 實訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計

通過對城市軌道交通機電技術(shù)專業(yè)學(xué)生人才培養(yǎng)方案的研究和對城市軌道交通機電技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的仔細(xì)分析，結(jié)合《電路與電子技術(shù)Ⅱ》的課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)內(nèi)容，從三維教學(xué)目標(biāo)的角度歸納總結(jié)出本實訓(xùn)課程的教學(xué)目標(biāo)如下：

第一，知識目標(biāo)：理解交直流電路基本概念，可以分析簡單的交直流電路；掌握電容、半導(dǎo)體二極管、三極管的基本概念和分析方法；熟悉常見信號產(chǎn)生電路，電源電路，組合邏輯電路、時序邏輯電路的基本原理；了解常用電子元器件參數(shù)含義和識別、選用；掌握電工常用儀器儀表和專用工具使用的基本知識和操作規(guī)程。

第二，能力目標(biāo)：熟練學(xué)會電路的識圖、讀圖、電路的原理分析；掌握印制電路板(PCB板)電路尋跡方法；熟練常用儀器儀表的校準(zhǔn)、使用；掌握元件識別、好壞判別、參數(shù)的測量方法；學(xué)會運用Multisim軟件進行電路仿真分析；掌握基本焊接技術(shù)和電子設(shè)備的基本安裝方法；初步學(xué)會電路的基本檢測和調(diào)試技術(shù)。

第三，素質(zhì)目標(biāo)：養(yǎng)成善于溝通、有組織、有紀(jì)律的習(xí)慣，能正確處理角色定位，具備團隊合作和團結(jié)協(xié)作能力；能承受挫折、接受批評，具備較強的適應(yīng)性和自我調(diào)控能力；樹立安全用電的質(zhì)量意識，樹立踏實、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲗W(xué)習(xí)態(tài)度，求真務(wù)實的工作作風(fēng)；樹立誠實、守信、愛崗敬業(yè)的職業(yè)道德觀。

2 實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

根據(jù)實訓(xùn)課程的三維教學(xué)目標(biāo)，提煉實訓(xùn)內(nèi)容，包含“虛”和“實”兩個部分，“虛”即電路的 Multisim軟件仿真分析，主要完成單向炫彩流水燈的仿真電路，是為了后面學(xué)生自己完成單向炫彩流水燈的綜合布線做準(zhǔn)備?！皩崱敝傅氖钦麢C電路分析、電路焊接與安裝。其中整機電路分析包括電路的識圖，PCB電路的尋跡，電子元件的識別和檢測。電路焊接與安裝包括整機的調(diào)試，故障檢測與故障排除。單、雙向炫彩流水燈電路的安裝與調(diào)試是一項綜合性實訓(xùn)項目。

3 實訓(xùn)教學(xué)過程設(shè)計

通過對高職學(xué)生的生源情況，知識水平和學(xué)習(xí)能力的分析，根據(jù)他們自控能力和上進心缺乏，缺少自信又急需肯定的特點，這里單雙向炫彩流水燈電路的安裝與調(diào)試實訓(xùn)采用項目化教學(xué)過程設(shè)計。按資訊、計劃決策、實施、控制、評價五步進行，如表1所示。

表1 單、雙向炫彩流水燈電路的安裝與調(diào)試實訓(xùn)過程

3.1 資訊階段

本項目的基本任務(wù)是根據(jù)提供的電子元件和印制PCB電路板完成雙向炫彩流水燈的PCB印制電路的安裝與調(diào)試，提升任務(wù)是通過Multisim的電路仿真，自己綜合布線完成單向炫彩流水燈的電路安裝與調(diào)試。

本實訓(xùn)項目要求學(xué)生對常見電子元件有一定的理論知識，會使用Multisim電路仿真軟件，并對電路焊接技巧、電路制作安裝工藝也有一定了解。

3.2 計劃決策階段

組織學(xué)生按照“確定的任務(wù)目標(biāo)”，“分組討論”，“記錄內(nèi)容”，“總結(jié)提煉”的步驟進行個人實訓(xùn)計劃的制定，并與教師溝通實訓(xùn)計劃。教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀電路套件配套說明手冊、教材及筆記。集中復(fù)習(xí)講解發(fā)光二極管、方波產(chǎn)生電路、74LS192計數(shù)器、3線-8線譯碼器74LS138等理論知識。教師針對學(xué)生討論總結(jié)中，需要用的知識，可能遇到的問題，計劃如何解決，實訓(xùn)步驟安排等幾個部分，檢查學(xué)生是否已掌握必要的電路基礎(chǔ)知識，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實際任務(wù)和小組學(xué)情來合理地制定實訓(xùn)計劃。

3.3 實施階段

教師親自示范焊接技術(shù)的操作過程，講解焊接機理，手工焊接的基本操作步驟“右左左右”，強調(diào)焊接注意事項和焊點檢測方法。學(xué)生根據(jù)制定的實訓(xùn)計劃，學(xué)習(xí)相關(guān)知識，確認(rèn)電子元件清單并檢測，安裝、調(diào)試電路。

(1)學(xué)生(一人一組)領(lǐng)取電子元件和所需導(dǎo)線、粘膠等材料。

(2)學(xué)生檢查元件清單，逐個進行元件識別、檢測，完成雙向炫彩流水燈PCB印制電路的安裝與調(diào)試。結(jié)果如圖1所示：

圖1 雙向炫彩流水燈PCB印制電路元件面

(3)學(xué)生上機使用Multisim電路仿真軟件進行單向炫彩流水燈電路的仿真設(shè)計分析，確保電路仿真成功。

(4)學(xué)生根據(jù)Multisim的仿真電路結(jié)果，遵循電子元件布線原則和電路安裝工藝，對照仿真電路圖安裝布線，完成單向炫彩流水燈電路的布線、安裝與調(diào)試。教師巡視檢查，對電路連接進行個別指導(dǎo)，實時解決學(xué)生遇到的問題，電路如圖2所示：

圖2 單向炫彩流水燈電路布線圖

3.4 控制階段

在教師的引導(dǎo)和集中講解之后，學(xué)生掌握整機電路的分析，制定詳細(xì)的實訓(xùn)計劃，按照計劃實施，檢查電路后測試電路功能，并進行電路的基本檢測和調(diào)試。

(1)學(xué)生分析電路原理圖，理解流水燈脈沖產(chǎn)生電路，計數(shù)電路與譯碼顯示電路的關(guān)系。

(2)學(xué)生制定檢查步驟和要求，檢查線路。

(3)教師巡視，協(xié)助學(xué)生檢查，解決疑難問題。

(4)上電池后測試電路功能，整理臺面，等待評價。

3.5 評價

(1)學(xué)生根據(jù)評價表進行自評、互評打分。

(2)教師對學(xué)生成果進行評價和打分，并引導(dǎo)學(xué)生反思總結(jié)。

4 結(jié)語

引入Multisim電路仿真的項目過程驅(qū)動式實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計的最終目標(biāo)是為了提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，以資訊、計劃決策、實施、控制、評價的過程為導(dǎo)向的設(shè)計方式，使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)理論知識的同時，提高動手實踐能力，了解企業(yè)項目過程導(dǎo)向的工作方式，從而鍛煉學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)能力，為學(xué)生就業(yè)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王杰南. Multisim軟件在《電工技術(shù)》課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].鄂州大學(xué)學(xué)報, 2016(4): 106-108.

[2]劉彩琴，等.職業(yè)教育工學(xué)結(jié)合課程開發(fā)與實施[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2014：40-52.

[3]宋曉輝.基于行動導(dǎo)向的高職實訓(xùn)課教學(xué)設(shè)計研究[D].石家莊：河北師范大學(xué)，2012.