模拟电子技术实践训练课程设计
2015-11-23戴杨
戴 杨
(淮南职业技术学院,安徽 淮南 232001)
模拟电子技术实践训练课程设计
戴 杨
(淮南职业技术学院,安徽 淮南 232001)
文章叙述了模拟电子技术实训课程设计的方法和实践训练的过程。基于理论课程的特点,并结合实际电路板部件生产过程,综合运用实践教学,把模拟电子技术的理论知识植入到实践技能训练中,实施仔细的实训过程安排,扩展学生操作练习,真正做到学以致用、学有所用,巩固了学生对理论课程的理解。
模拟电子;实践训练;过程安排
1 引言
学生普遍反映模拟电子技术课程较难理解和掌握,归究原因:(1)现有教材大多数内容偏重理论分析,学生在有限的教学时间内很难掌握。(2)实验内容与理论学习脱节,并且实验课时短,学生只能验证一些结果,不能完成预定的学习目标就草草收场。(3)由于这门课是理论性很强的专业基础课程,如果没有一定的理论基础对问题的分析,实践操作将无从下手。根据以上情况,采用理论、实验、实训三种教学形式互补,编写可行的实训教材,有针对性的将模拟电子技术的教学内容融入到实际操作中。实训教学注重真实性和实践性,教练相长,学生在仿真的实际训练的环境中学会自主、合作、探究。在训与练中逐渐积累动手能力,巩固理论知识的学习。
实训课程不是课内实验,实验是对某阶段理论课程的验证,时间安排穿插在课程教学中。实训课程一般在课堂教学完成后进行一周或两周的有针对性的集中实践训练。课程实践训练与课堂教学有很大的区别,又有别于实际生产过程。课程实训是动手能力的培养,又要兼顾理论课程。理论教学只需要一块黑板、一只粉笔,学生是静止状态,而实训课程训练需要有实训场地、设备、材料,学生处在运动状态。课程实训必须对学生有配套的监督和管理措施,如果实训课程内容和过程设计的不周全,实训操作就很难有效的实施和开展。
2 课程实践训练的目的
用实训内容把模拟电子技术的知识要点贯穿起来,打破原有教材的章节体系,对教材理论内容进行重新整合。从教材中选取若干有代表性的单元电路组合成具有一定功能的部件电路。学生通过具体电子电路装配操作并穿插理论知识的复习,让学生做中学,学中练,借助实训中的现实问题更好的理解理论问题,拉动学生对理论学习的热情。通过模拟电子技术实训课程,学生应具备:(1)能够掌握模拟电子技术课程中各元件的功能、作用以及性能参数。(2)初步掌握放大电路的基本组成,明白单元放大在实用电路中的应用方法。(3)学会电子电路的计算方法,并撰写相应电子技术文档。(4)熟练掌握示波器、万用表、直流稳压电源及相关工具的使用,正确规范电子装配工艺操作。(5)能够对元器件质量鉴别,独立完成对单元和整机电路的波形测量、电路调试、参数调整。(6)能根据故障现象判断故障部位,并运用各种维修方法与技巧查找排除故障。
3 实践内容选择
3.1 理论联系实际
模拟电子技术课程实训内容要具备电子产品生产过程的特点和性质,模拟产品生产过程中各个环节并包含组织内容。实训内容还要与模拟电子技术课堂教学紧密结合,使学生在实际操作中具备电子基础理论的背景支持,理论知识与实践技能互相紧密结合,最大限度的汲取理论知识要点,有针对的溶入到实践操作中,实练、实训并激发和调动学生理论学习的积极性。
3.2 因材施教
要使模拟电子技术实际训练有效果,应因材施教。模拟电子技术教学内容以电子电路基础为主,而现代电子技术的电路组成具有综合性并过于复杂,不能作为课程实训教学样式。对于初学者,模拟电子技术实践操作只能依据理论课程内容设计。教师要对学生的具体情况进行分析,根据学生的能力设计实训内容,评估学生是否有能力完成实际训练任务。由于学生学习能力和操作水平的不同,实训内容和过程要有拓展空间,任务目标要具有灵活性,教师可以根据学生的接受能力调整工作内容和工作计划,灵活的升降任务的难易程度,使实训过程更加实际可行。
3.3 因地制宜
实践训练和课堂教学很大的不同,要占用实验室并需要连续的工作时间。实训需用到仪表、仪器及工具,要消耗元件和费用,所以要依据教学大纲、教学进度和实训场地情况,分配实验室占用时间,合理的计划实训阶段,针对学校元器件费用的额度情况确立电子电路的规模和实训方法。根据实验室的使用情况,确立课程实训集中一周,30学时的时间完成实训内容。模拟电子技术课程实训电路在面包板上完成,元件和器件可以重复使用,最大限度的节约实训成本,如图1。
图1 面包板
4 实训监督和实施评价
根据实训内容和需要的时间,弹性有层次的划定不同工作阶段,依照实际工作顺序分阶段实施实训内容,由浅入深逐步深入,在仿真的工作条件下,强调学生实训工作过程的参与,
而不是目标完成的结果。实训要制定工作考勤、劳动纪律、安全规章、元件和工具保管等制度,并由学生专人管理与实训成绩挂钩。把部分实训过程监督下放学生,学生能干的工作尽量让学生做。如:实训考勤、纪律监督。教师提出要求,由班长和学习委员根据学生的具体情况进行分组,对每位同学、工作台、电路面包板进行编号,按编号先后顺序发放工具和元器件,对工作情况列表登记。学生参与实训教学管理,可有效减少教师繁重的工作量,并有利于锻炼学生的组织和工作能力,提高学生的自觉性。
科学的教学评价不仅可以有效检测学生的学习情况,还可以起到激励和促进学生进一步发展的作用[1]。将模拟电子技术实训的内容,划分成每阶段学生需要完成的具体工作,对工作的节点提出具体的要求,明确任务完成的测评内容和打分标准,把评议细划到实训内容的各个环节中,如表1。
表1 实训成绩评议表
5 实践内容和过程
根据模拟电子技术课程的大纲要求和能力培养目标,实训内容选择用 LM324运算放大器集成电路芯片构成具有变频功能的音频信号发生器。电子装配在面包板上完成。实训由四个单元电路组成,图 2是电路组成。(1)正弦振荡:由集成运放文氏电路组成,主要对音频信号提供变频调制,在正弦信号的输出端接入发光二极管,发光管亮闪表明正弦振荡器工作。(2)频率转换:用积分电路和滞回电压电较器组成锯齿波产生电路,频率为音频频段,并可由正弦波对其电路参数调制,使频率改变,输出为可变频率的锯齿波信号。(3)过零比较:用过零电压比较电路对信号波形变换,将锯齿波变成方波信号。(4)功率放大:放大可变频的音频功率,使喇叭鸣响。四个单元电路在模拟电子技术教材都能找到。相关知识:半导体元件基础知识;基本放大电路;集成运放;电子电路的反馈;信号的发生与处理。实训电路涵盖了模拟电子技术的主要内容,单元电路具有相对的独立性,整个电路又完成了某一具体的功能。电路具有声、光电效应,吸引了学生的工作兴趣,也便于教师对学生完成任务的最终结果进行辨识。实训的技能要点:对元件好坏和性能的测试;依照相关技术要求进行电路连线;正确应用示波器测量电路波形;电路纠错和检查;撰写相应的技术文档和报告。实训条件,(1)场地:实验室;(2)仪表:万用表、直流稳压电源、双综示波器;(3)工具:斜口钳、镊子。实训时间为一周,30学时。
图2 电路组成框图
在实训教学过程中,模拟电路板部件生产过程,把实训任务进行分解,依照电路板部件的组装先后顺序,层层递进,并将相关的电子电路理论讲解安排在各个工作环节中。模拟电子技术课程训练分五个阶段完成。
5.1 第一阶段:理论学习
对学生和工作岗位编号,并做记录。学习原理,根据电路组成选择功能单元。要求学生规范画出原理图、填写元件清单,并由原理图完成相应的电路功能说明。教师在这一过程中明确实训纪律及安全注意事项,需讲解电路相关的原理及画原理图和填写元件清单的方法,鼓励学生独立思考,查找相应的资料。教师要对学生任务完成情况进行督促,检查电路图和元件表是否规范清楚,电路功能说明是否正确。教师根据电路原理提出相关问题由学生回答,主要考察学生实训操作应具备的理论基础,并记录作为理论考核的依据。 部分同学未完成工作任务,检查工作可顺延到下一阶段进行,并做出相应的扣分处理。
5.2 第二阶段:工作准备
由班长和学习委员按照学生编号有序分发工具和元器件,对电路面包板编号并做表登记。规定工具和元件人为丢失、损坏要扣实训成绩,这样可提高学生的工作责任心并有利于教学管理。学生根据元件清单表清点元器材,学习对元件的检测方法,填写元件检测记录表,工作日志、自我评价表。教师要进行理论讲解和操作演示,具体内容:半导体元件的基本原理,标志方法;万用表类别与档位,元件测试方法及数据读取。教师在巡回操作演示中,需检查学生对元件测试的情况,调换不合格的元器件,并填写增补元件清单。
5.3 第三阶段:电路组装
学生合理规划元件安装位置,画出电路安装图,分单元对电路进行安装操作并预留调试接口。教师要明确电路的安装步骤,如图3,穿插讲解各单元电路理论知识,规范电路装接要求:(1)电路走线规整,布局面积尽量小;(2)元件管脚长度合适,预成型规范;(3)卧式元件及连线安装要贴紧板面,立式安装元器件要求插正,不允许明显歪斜;(4)元件布局均匀、标志朝外、方向一致,连线布局合理,预留调试接口;(5)电源引入线放在电路板最左端,正极引入线为红色负极为黑色,扬声器引出线在电路板的最右端。
图3 安装步骤
5.4 第四阶段:调试与维修
根据电路原理图找到各元件的位置及信号测试点,学会正确使用仪器、仪表对电路检测,并在一定条件下记录实验数据、观察信号波形和比较相位关系。学生在电路调试和检测过程中,可能会因为接错线和元器件等原因,电路出现一些故障,在调试过程中需要进行纠错。教师在这一阶段不仅要讲述电路的调试方法,测量步骤,并辅导学生对电路故障的排查,将电路出现的典型故障现象进行原理分析,讲解处理故障的方法。图4调试电路步骤。
图4 电路板调试步骤
5.5 第五阶段:实训总结
选出 6位同学收交仪表、工具和实训作品,对全班同学实训结果进行评价,在电路工作是否正常、元件安装是否规范、实际操作能力、实训学习态度四个方面给出成绩,作为同学评价的内容。根据时间情况,推举部分同学做专题讲演,如:“电路板的安装原则”、“在实训中遇到的问题和解决的方法、“电路波形与原件参数的关系”等。最后教师提出撰写报告的要求,并做工作小结,依据实践操作内容组织抽签考试。
[1] 冯志军.项目课程课例开发的实践与思考[J].中国职业技术教育,2010,(35):57-61.
[2] 宁薀绯,刘娜.浅谈模拟电子技术教学方法改革[J].学园, 2011,(7):55.
[3] 王晓林.《模拟电子技术》“理、仿、实”一体化教学探索[J].中国科教创新导刊,2012,(35):183.
Design of analog electronic technology practice training course
The process and method of analog electronic tranining curriculum design and practice training was described. Based on the characteristics of curriculum theory, combined with the actual circuit board components, the production process, the comprehensive use of teaching practice, the analog electronic technology theory knowledge implanted into the practical skills training, the implementation of the training process careful arrangement, the expansion of student practice, to truly apply their knowledge, study, consolidate the students to understand the theory of curriculum.
Analog electronic;practice training;process arrangement
G712
A
1008-1151(2015)02-0147-03
2015-01-11
戴杨(1960-),男,安徽淮南人,淮南职业技术学院讲师。