楊建,田巧玉,楊雪梅,簡磊,陳理
(四川大學(xué)錦江學(xué)院電氣與電子信息工程學(xué)院,四川成都,620860)
《電子電路制作技術(shù)》以電子產(chǎn)品為載體,采用項目層次教學(xué),產(chǎn)教融合為一體,讓學(xué)生“在學(xué)中做,在做中學(xué)”,通過原理圖設(shè)計、電路制作和調(diào)試,項目驗收等環(huán)節(jié),使學(xué)生掌握電子電路制作技術(shù)相關(guān)技能,適應(yīng)社會的需求,符合人才培養(yǎng)目標(biāo)。
本課程通過完成典型實訓(xùn)項目(典型電子產(chǎn)品),達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實用電子線路設(shè)計與制作能力的目的。采用工學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式、項目教學(xué)法,教學(xué)活動參照企業(yè)崗位的工作過程,總體流程:“(1)獲取信息、明確任務(wù)。(2)制定計劃、安排進(jìn)度。(3)選擇方案、做出決策。(4)任務(wù)實施、完成工作。(5)對照要求、檢查控制。(6)總結(jié)評估、提出改進(jìn)?!绷鶄€教學(xué)步驟來設(shè)計。
電子電路制作技術(shù)是電子信息類各專業(yè)必不可少的重要實踐環(huán)節(jié),它包括設(shè)計方案的選擇、設(shè)計方案的論證、方案的電路原理圖設(shè)計、印制板電路(即PCB)設(shè)計、元器件的選型、元器件在PCB 板上的安裝與焊接,電路的調(diào)試,撰寫設(shè)計報告等實踐內(nèi)容。電子電路制作技術(shù)的全過程是以實踐操作為主,教師的講授、指導(dǎo)、討論和研究相結(jié)合為輔的方式進(jìn)行。根據(jù)實訓(xùn)項目的要求,對設(shè)計思路、設(shè)計方案等展開討論。
電子電路制作技術(shù)是電子信息類相關(guān)專業(yè)實踐課程體系核心課程之一,積累十余年實踐經(jīng)驗,已成為學(xué)院課程建設(shè)的亮點。
本課程至2006 開始設(shè)置,課程名為電子實習(xí),以收音機(jī)組裝為載體培養(yǎng)學(xué)生的電子工裝技能,系統(tǒng)集成和調(diào)試技能;2017 年至今,課程名為電子電路制作技術(shù),運用OBE 教育理念,通過對行業(yè)企業(yè)需求調(diào)研分析后,充實了課程內(nèi)涵,學(xué)生可結(jié)合理論學(xué)習(xí)提出不同的設(shè)計任務(wù);改進(jìn)了教學(xué)方法,采用探究式、翻轉(zhuǎn)教學(xué)等方法發(fā)揮學(xué)生主體作用,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
本課程是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后受到系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓(xùn)練的開端,是對理工科專業(yè)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實驗訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。訓(xùn)練學(xué)生理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學(xué)生初步的實驗?zāi)芰?,良好的實驗?xí)慣以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng),使學(xué)生具有良好的實驗素質(zhì),同時又為后繼的課程打好基礎(chǔ)。
本課程要求使Altium Designer 為設(shè)計工具,完成原理圖、PCB 板的設(shè)計、布局;依托新一代信息技術(shù)綜合訓(xùn)練中心,對PCB 電路進(jìn)行熱轉(zhuǎn)印、蝕刻、打孔、焊接、調(diào)試檢測等提高學(xué)生電子電路制作設(shè)計能力。
課程項目內(nèi)容多樣化,課程內(nèi)容包括:幸運轉(zhuǎn)盤,無線收發(fā)話筒,小音響,多彩搖搖棒等。與學(xué)生興趣相結(jié)合,加入實用元素,學(xué)生對制作產(chǎn)品感興趣,能驅(qū)動其進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí),并能使學(xué)生在完成任務(wù)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。
本課程以任務(wù)為主線,學(xué)生為主體,將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動與任務(wù)相結(jié)合,圍繞任務(wù)展開學(xué)習(xí),以任務(wù)的完成情況作為檢驗的重要依據(jù),使學(xué)生主動探究、實踐、思考后,運用相關(guān)知識解決問題的綜合能力。
在項目任務(wù)實施過程中,注重培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主性的電子產(chǎn)品單元電路設(shè)計和規(guī)劃。在學(xué)生自主創(chuàng)意設(shè)計的過程中,充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維,豐富學(xué)生制作以及設(shè)計的多樣性,提升學(xué)生設(shè)計制作的興趣和積極性。
通過創(chuàng)新思考、設(shè)計、電路規(guī)劃及實訓(xùn)報告思考中,體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。評價采用分階段分評價的模式,重點評價學(xué)生的綜合職業(yè)能力。
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(shè)計報告(占20%)四個環(huán)節(jié)。平時考勤考核學(xué)生到課與遵守課堂紀(jì)律情況;階段考查檢查學(xué)生對每個任務(wù)的完成情況,以及階段性成果,功能考核主要檢查學(xué)生作品完成情況以及功能實現(xiàn)情況。通過平時考勤,確保學(xué)生都能積極參與課堂,通過任務(wù)考核和階段性考查驅(qū)動學(xué)生去學(xué)習(xí),并完成任務(wù),最后功能考核是對學(xué)生最后成績的肯定,也是學(xué)生對自己工作的認(rèn)定,通過設(shè)計報告,鍛煉學(xué)生撰寫設(shè)計文案的能力,也是學(xué)生對整個設(shè)計工作的總結(jié)。
本課程通過充分的社會企業(yè)調(diào)研,以“走出去,引進(jìn)來”原則完成課程開發(fā),大致分五個環(huán)節(jié)。
圖1 電子電路制作流程圖
根據(jù)項目要求,完成元器件的選用。(2)完成原理圖、PCB板圖設(shè)計。(3)根據(jù)工程模式完成電路的焊接工作,達(dá)到良好的電氣性能與機(jī)械強(qiáng)度。(4)通過電路調(diào)試與測試,掌握常用儀器儀表的使用。(5)項目答辯驗收。
《電子電路制作技術(shù)》通過理能聯(lián)系實際,產(chǎn)教融合,對電路進(jìn)行合理設(shè)計、制作、調(diào)試、驗收為前提,綜合提升學(xué)生工程實踐能力。
本課程通過完成典型項目,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的提升。在開發(fā)典型項目任務(wù)時,既要考慮工作過程的真實性,也要考慮與教學(xué)規(guī)律相結(jié)合,考慮教學(xué)的適用性。因此,我們選擇以下典型的項目任務(wù):項目1:NE555 多諧振蕩器設(shè)計與制作;項目2:計數(shù)器設(shè)計與制作;項目3:LED 顯示設(shè)計與制作;項目4:對前面項目進(jìn)行級聯(lián)調(diào)試。
本課程采用工學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式,采用項目教學(xué)法,學(xué)習(xí)活動參照企業(yè)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(shè)計。
對每一個項目,具體的教學(xué)過程如圖2 所示。
圖2 教學(xué)過程框圖
(1)明確任務(wù),制定計劃:根椐項目,采用從上而下的方法分析任務(wù)要求,明確系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)要求,制定明確完整的計劃,對方案進(jìn)行選擇
(2)設(shè)計電路:在理論基礎(chǔ)上,充分查閱相關(guān)文獻(xiàn),根據(jù)設(shè)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(shè)計要求,必要時應(yīng)詳細(xì)擬定主要單元電路的性能指標(biāo)。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(zhuǎn)換之類的接口電路,以簡化電路結(jié)構(gòu)、降低成本。擬定出各單元電路的要求后進(jìn)行全面檢查,無誤后按順序設(shè)計各單元電路。
(3)制作、調(diào)試電路:電子電路的安裝與調(diào)試在電子電路實踐和電子工程技術(shù)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(zhuǎn)換為實際電路和電子設(shè)備的過程。同時,這一過程也是對理論設(shè)計的檢驗、修改和完善。調(diào)試過程是利用符合指標(biāo)要求的各種電子測量儀器,如示波器、萬用表、信號發(fā)生器等。對安裝好的電路或電子裝置進(jìn)行調(diào)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(biāo)是否符合要求等。因此,調(diào)試必須按一定的方法和步驟進(jìn)行。
(4)驗收:學(xué)生獨立測試,教師對項目輸出結(jié)果,電路制作工藝等方面進(jìn)行評分
(5)答辯:項目驗收結(jié)束后,學(xué)生進(jìn)行答辯,闡述項目設(shè)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(jìn)意見:教師對學(xué)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(shè)計原理,制作過程,輸出數(shù)據(jù)參數(shù)等,誤差分析。
(1)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣有了很大程度的提高。多數(shù)同學(xué)利用課余時間到實訓(xùn)室制作電路的情況。
(2)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和動手能力有了較大的提高。多數(shù)學(xué)生基本能夠看懂電路圖,并能夠按照電路圖和設(shè)計要求制作和調(diào)試電路,能夠撰寫比較完整的項目設(shè)計報告。
(3)從一開始遇到問題不知如何是好,到現(xiàn)在能分析問題,解決問題。
(4)學(xué)生參加各種競賽獲得佳獎。
由此看出,我們的教學(xué)改革已初見成效。
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(jìn)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(jù)電路原理圖完成PCB 的設(shè)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(fā)生器、示波器等常用儀器儀表。
能夠?qū)χ谱魍瓿傻碾娐愤M(jìn)行調(diào)試以滿足設(shè)計要求。
結(jié)合生產(chǎn)生活實際,培養(yǎng)對電子產(chǎn)品制作技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣和愛好,養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣;通過參加電子產(chǎn)品制作的教學(xué)活動,培養(yǎng)運用電工電子技術(shù)知識和工程應(yīng)用方法解決電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中相關(guān)的實際問題的能力;強(qiáng)化安全生產(chǎn)、節(jié)能環(huán)保和產(chǎn)品質(zhì)量等職業(yè)意識,養(yǎng)成良好的工作方法、工作作風(fēng)和職業(yè)道德。