“音响电路的设计与制作”实验案例设计

陈斗

[摘要]为了让高职学院电类专业的大一学生学好“电子技术”这门专业基础课，以“音响电路的设计与制作”这个实验案例为例，从相关知识及背景、企业工作流程、教学目标、教学设计与引导、教学方法、教学效果等6个方面进行了研究。

[关键词]电子技术；音响电路；实验案例；教学设计

为了让高职学院电类专业的大一学生学好“电子技术”这门专业基础课，使学生在职业情境中“学中做、做中学”，以工作任务来组织课程内容。依据本课程特点、教学条件、企业工作流程以及高职学生理论基础差等特点，确定出5项实用而有趣的小型电子产品的设计制作作为学习任务。现以此门课的第3个任务“音响电路的设计与制作”为例，从相关知识及背景、企业工作流程、教学目标、教学设计与引导、教学方法、教学效果等6个方面进行研究。

一、相关知识及背景

音响系统主要应用于电子数码产品中输出声音信号的放大，实用价值大，学生制作兴趣浓。需运用功放、运放、反馈等知识和二极管、电容器、电阻、集成功放芯片、稳压器、变压器等的选型检测知识，涉及仿真、布局图绘制、产品焊接，仪器仪表使用（运放测试板、万用电表、稳压电源、示波器、低频信号发生器）等实践技能技术。

二、企业工作流程

在企业的生产部门，接到研发部下达的新产品的生产任务后，根据所提供的产品的技术资料，工艺工程师把任务技术指标分解为生产所用的工艺文件，根据工艺的复杂程度组织生产。音响的生产分五个环节：电路图设计确定，PCB板制作，电子元器件的检查与筛选、元器件引脚成型及插装，电路板焊接，整机装配与调试。整个环节配有作业指导书，通过各个环节的相互配合，同时生产部和采购部、品质部相互协调，共同完成产品的生产、检测，使其满足设计的要求。

三、教学目标

知识目标：掌握音响电路工作原理。技能目标：音响电路设计，元器件筛选检测，产品装配焊接、功能测试，电子仪器仪表使用，电子产品故障排除。素质目标：具备自主学习、计划决策、知识应用、总结提炼、自我表达、评价反馈等能力，具团队协作精神。

四、教学设计与引导

本实验过程是一个比较完整的工程实践工程，需要经历学习研究、电路设计、仿真分析、布局图设计、产品装配焊接制作、功能调试、总结评价等过程。在实验教学中，应在以下几个方面加强对学生的引导：

（1）学生分组。采用卡片式抽签随机分组（2人或3人一组），选好组长。

（2）发引导文給学生（包含几种音响电路图，包含有关引导性、启发性的思考题，例如：陈述音响电路的工作原理，每个元器件在此电路中的作用，如何画基于万能板的布局图，如何检测有关元器件，如何使用仿真软件muhisim，如何装配焊接产品，如何使用有关仪器仪表进行产品的功能测试等等），明确学习目标和学习内容，引导学生通过信息化教学平台（比如大学城空间、清华在线平台、职教云、超星学习通等）中教师上传的PPT、视频和网络资源进行自学，教师进行引导答疑并记录学生自学情况（信息化教学平台上有学生查阅资料的次数及在线学习时间、提问及回答问题情况等）；

（3）以组为单位制定音响电路设计、制作、调试、故障诊断工作计划，注意：以组为单位，组长负责制，将任务分解为若干个子任务：电路图的设计、电路仿真、布局图的设计、检测元器件、装配焊接产品、整机调试及故障排除、拍照片和视频、做PFT等任务，组长和组员商量合理分配任务并填好作业计划表，作业计划表可用电子版形式，也可以打印、也可以手写（字要写得好，用尺子画表格），最终要放到PPT里面。教师检查指导，保证每个组员的工作量差不多。

（4）教师要求学生借助相应技术资料，根据实验室所能够提供的条件合作讨论设计出音响电路图（能把手机或电脑里的音乐通过音频线、音响电路播放出来）、陈述工作原理及确定相关元件参数，设计过程中，提醒学生注意设计的规范性，如电路模块间的接口方式、参数要求、工作电源对系统指标的影响、稳定性、可靠性等，教师进行巡回指导、检查确定、记录学生情况；

（5）教师讲解仿真软件muhisim的使用要点，指导学生进行仿真分析，更改元件参数，确保仿真功能正常实现，教师进行巡回指导、检查确定；

（6）教师讲解画布局图的方法，要求电路只能用焊锡丝焊连，不能使用连接导线，教师进行巡回指导，检查布局图的可行性、经济性后确定。

（7）教师讲解演示利用万用表完成元器件的类型判断、引脚辨别及性能测试的方法，学生筛选检测所需元器件并记录，选择装调工具、仪器设备并列写清单，对电子材料和元器件进行预处理；教师进行巡回指导、检查确定；学生填写的元器件检测表和工具设备清单示例：

（8）教师讲解演示基于万能板的产品的装配焊接方法，要求学生据布局图及工艺技术文件要求将元器件插装在万能板上焊接电路，在学生焊接过程中提醒学生注意元器件引脚不能接反，连线不能接错，要求元器件布置美观整洁合理，焊点光亮、圆润，无虚焊、错焊、漏焊，走线美观简洁正确。教师进行巡回指导、检查确定；

（9）教师讲解演示几种测量仪表仪器（运放测试板、万用电表、稳压电源、示波器、低频信号发生器）的使用、产品的调试检测方法及排故方法，学生实际操作，通电调试前先绘制产品进行功能测试的电路与仪表的连线图，再进行参数测试（静态测试和动态调试），并记录检测结果（要分析系统的误差来源）、拍照片和视频（用自己制作的音响播放音乐），有故障的分析故障原因、修复故障、通电调试。教师进行巡回指导、检查确定。

（10）课后拓展：学生对音响箱体进行外形设计、制作，将制作的音响产品和箱体组装好，在生活中使用。

（11）教师收集学生实验报告、汇报PPT。要求学生将汇报PPT上传到教学平台。示例：

五、教学方法

用信息化教学平台，用讲授法、任务驱动法、演示法、讨论法、实践操作法、演讲答辩法等，自评互评、学生教师评价、过程结果评价相结合。

六、教学效果

学生设计制作的音响电路产品功能全部实现，实验报告和PPI按要求完成，并将产品用于生活中，圆满完成了任务。通过实验，学生动手能力提高了，知识的掌握更透彻了，自信心提高了，合作精神增强了，并对“电子技术”课产生了很大兴趣，课后继续拓展，制作了很多实用的电子产品，并且参加创业创新比赛获奖。学生到了大二没学这门课了，还对这门课回味无穷，想继续上这门课。总之，教学效果很好。