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基于工作过程“虚实”结合的实训教学设计

2018-06-29袁梦霞王玉姣

职业技术 2018年6期
关键词:电路仿真虚实流水

袁梦霞, 王玉姣

(湖北交通职业技术学院 交通信息学院, 武汉 430000)

0 引言

随着国家高等职业院校教学改革的进行,在“能力本位”的原则下,教学设计的地位越来越突出。教学设计的根本目标是为了培养学生的学习兴趣,过程中还要科学系统的使用学习、教学理论对学习过程进行合理安排,从而制定出切实可靠的程序或方案进行相关的教学活动。

Multisim软件是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的电子设计自动化仿真工具,适用于模拟电路、数字电路的模拟仿真设计。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。交互方式简洁易懂、形象直观,作为教学手段的补充,方便与课堂理论知识有机结合,适合高职学生用于《电路与电子技术实训》的仿真分析。使学生在学中做、做中学,提高实训项目的安全性和成功率,从而提高分析与解决实际问题的能力。

《电路与电子技术实训》是全院城市轨道交通机电技术专业的必修课,是一门实践性很强的技能实训课,整个实训持续一周,课时安排为28个学时。本实训教学设计主要运用Multisim软件进行电路仿真,并采用基于工作过程导向的设计思路来完成单、双向炫彩流水灯的安装与调试。

1 实训教学目标设计

通过对城市轨道交通机电技术专业学生人才培养方案的研究和对城市轨道交通机电技术专业培养目标的仔细分析,结合《电路与电子技术Ⅱ》的课程标准和教学内容,从三维教学目标的角度归纳总结出本实训课程的教学目标如下:

第一,知识目标:理解交直流电路基本概念,可以分析简单的交直流电路;掌握电容、半导体二极管、三极管的基本概念和分析方法;熟悉常见信号产生电路,电源电路,组合逻辑电路、时序逻辑电路的基本原理;了解常用电子元器件参数含义和识别、选用;掌握电工常用仪器仪表和专用工具使用的基本知识和操作规程。

第二,能力目标:熟练学会电路的识图、读图、电路的原理分析;掌握印制电路板(PCB板)电路寻迹方法;熟练常用仪器仪表的校准、使用;掌握元件识别、好坏判别、参数的测量方法;学会运用Multisim软件进行电路仿真分析;掌握基本焊接技术和电子设备的基本安装方法;初步学会电路的基本检测和调试技术。

第三,素质目标:养成善于沟通、有组织、有纪律的习惯,能正确处理角色定位,具备团队合作和团结协作能力;能承受挫折、接受批评,具备较强的适应性和自我调控能力;树立安全用电的质量意识,树立踏实、严谨的工作学习态度,求真务实的工作作风;树立诚实、守信、爱岗敬业的职业道德观。

2 实训教学内容设计

根据实训课程的三维教学目标,提炼实训内容,包含“虚”和“实”两个部分,“虚”即电路的 Multisim软件仿真分析,主要完成单向炫彩流水灯的仿真电路,是为了后面学生自己完成单向炫彩流水灯的综合布线做准备。“实”指的是整机电路分析、电路焊接与安装。其中整机电路分析包括电路的识图,PCB电路的寻迹,电子元件的识别和检测。电路焊接与安装包括整机的调试,故障检测与故障排除。单、双向炫彩流水灯电路的安装与调试是一项综合性实训项目。

3 实训教学过程设计

通过对高职学生的生源情况,知识水平和学习能力的分析,根据他们自控能力和上进心缺乏,缺少自信又急需肯定的特点,这里单双向炫彩流水灯电路的安装与调试实训采用项目化教学过程设计。按资讯、计划决策、实施、控制、评价五步进行,如表1所示。

表1 单、双向炫彩流水灯电路的安装与调试实训过程

3.1 资讯阶段

本项目的基本任务是根据提供的电子元件和印制PCB电路板完成双向炫彩流水灯的PCB印制电路的安装与调试,提升任务是通过Multisim的电路仿真,自己综合布线完成单向炫彩流水灯的电路安装与调试。

本实训项目要求学生对常见电子元件有一定的理论知识,会使用Multisim电路仿真软件,并对电路焊接技巧、电路制作安装工艺也有一定了解。

3.2 计划决策阶段

组织学生按照“确定的任务目标”,“分组讨论”,“记录内容”,“总结提炼”的步骤进行个人实训计划的制定,并与教师沟通实训计划。教师引导学生阅读电路套件配套说明手册、教材及笔记。集中复习讲解发光二极管、方波产生电路、74LS192计数器、3线-8线译码器74LS138等理论知识。教师针对学生讨论总结中,需要用的知识,可能遇到的问题,计划如何解决,实训步骤安排等几个部分,检查学生是否已掌握必要的电路基础知识,引导学生根据实际任务和小组学情来合理地制定实训计划。

3.3 实施阶段

教师亲自示范焊接技术的操作过程,讲解焊接机理,手工焊接的基本操作步骤“右左左右”,强调焊接注意事项和焊点检测方法。学生根据制定的实训计划,学习相关知识,确认电子元件清单并检测,安装、调试电路。

(1)学生(一人一组)领取电子元件和所需导线、粘胶等材料。

(2)学生检查元件清单,逐个进行元件识别、检测,完成双向炫彩流水灯PCB印制电路的安装与调试。结果如图1所示:

图1 双向炫彩流水灯PCB印制电路元件面

(3)学生上机使用Multisim电路仿真软件进行单向炫彩流水灯电路的仿真设计分析,确保电路仿真成功。

(4)学生根据Multisim的仿真电路结果,遵循电子元件布线原则和电路安装工艺,对照仿真电路图安装布线,完成单向炫彩流水灯电路的布线、安装与调试。教师巡视检查,对电路连接进行个别指导,实时解决学生遇到的问题,电路如图2所示:

图2 单向炫彩流水灯电路布线图

3.4 控制阶段

在教师的引导和集中讲解之后,学生掌握整机电路的分析,制定详细的实训计划,按照计划实施,检查电路后测试电路功能,并进行电路的基本检测和调试。

(1)学生分析电路原理图,理解流水灯脉冲产生电路,计数电路与译码显示电路的关系。

(2)学生制定检查步骤和要求,检查线路。

(3)教师巡视,协助学生检查,解决疑难问题。

(4)上电池后测试电路功能,整理台面,等待评价。

3.5 评价

(1)学生根据评价表进行自评、互评打分。

(2)教师对学生成果进行评价和打分,并引导学生反思总结。

4 结语

引入Multisim电路仿真的项目过程驱动式实训教学设计的最终目标是为了提高教学质量和教学效果,以资讯、计划决策、实施、控制、评价的过程为导向的设计方式,使学生能够在学习理论知识的同时,提高动手实践能力,了解企业项目过程导向的工作方式,从而锻炼学生的职业素质能力,为学生就业发展打下良好基础。

参考文献:

[1]王杰南. Multisim软件在《电工技术》课程教学中的应用[J].鄂州大学学报, 2016(4): 106-108.

[2]刘彩琴,等.职业教育工学结合课程开发与实施[M].北京:北京师范大学出版社,2014:40-52.

[3]宋晓辉.基于行动导向的高职实训课教学设计研究[D].石家庄:河北师范大学,2012.

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