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电子产品制作任务引领型课程设计与实践

作者:未知 时间:2015-12-25 阅读:( )

  陈苏良 李泽明

  深圳技师学院

  《电子产品制作》是电气、电子工程技术专业课程体系中的一门主干课程,通过该课程学习,使学生掌握电子产品的电路设计、电路仿真、PCB设计与制作、电路板的安装与调试及简单故障的排除等知识;使学生具备电子产品的硬件线路设计、焊接、调试能力,提高学生的实际操作能力,使用仪器仪表的能力,数据与结果的分析处理能力等。提高学生的综合素质与职业能力,为学生的职业生涯发展奠定基础。

  笔者所在学院也开设了该门课程,原来的教学方案是先学习相关电子电路知识,介绍使用的设备,设计了几个实验,让学生完成几个实验的焊接、调试。在目前全国均在推行一体化课程改革过程中,笔者通过设计一个整体项目,分模块实施,让学生按照一个项目的模式来学习。在具体教学中,分拆了一个个任务,采用的任务引领型课程的方式,让学生逐步掌握课程知识和技能。这里采用了“多功能数字钟”的设计与制作为项目总目标。

  一.整体设计思路

  以综合实训多功能项目数字钟为任务引领,将项目分成6个模块,每个模块都以实训内容带动相关理论知识的学习,前期采用化整为零的方式,将综合实训项目分成6个模块来实施,分别进行制作、调试、测试,并将相关理论知识融合在实训项目中,使学生在实训中感悟理论。6个模块分别包括:振荡器电路、分频器电路、分秒计数器电路、小时计数器电路、显示译码电路、校时电路。6个模块分别调试完成后,就要采用积零为整的方式,将6种模块合在一起,完成数字钟主体电路的制作与调试,最后设计并组装一个多功能数字钟电子产品。

  二.材料工具准备

  预计用到的集成电路包括:1)74LS48:BCD-7段译码驱动器,用来驱动共阴极的数码管显示器;2)74LS74:双D触发器;3)74LS191:单时钟4位同步加/减可逆计数器,是BCD码十进制计数器;4)74LS92:二-六-十二进制计数器异步计数器;5)74LS90:二-五-十进制计数器异步计数器;6)555:集成定时器,因内部有三个5千欧电阻而得名;7)BS202:7段发光共阴数码管,每段的驱动电流最大为15mA。

  其他常用的电阻、二极管、三极管若干。

  主要工具设备有示波器、万用表、数字实验台和直流稳压电源等电子仪器设备。

  三.项目实施要点

  首先是检查各元件:电阻、电容、各集成芯片,检查各逻辑功能。在插接安装阶段,要注意以下几点: 1)集成电路的插接应认清方向,不要倒插,所有集成电路的插入方向要保持一致,注意引脚不要弯曲。2)元器件的位置要根据电路的各部分功能确定元器件在PCB板上的位置,相互有影响或产生干扰的元器件应尽可能分开或屏蔽、输入级与输出级之间要尽量安排远一些。3)连接用的导线要紧贴电路板,避免接触不良,连线不允许跨接在集成电路器件上,一般从集成电路器件周围通过,尽量做到横平竖直,导线就尽可能短一些,避免交织混杂在一起。4)是接地的处理,线路组装时,电路之间要共地。

  其次是调试,要对照电路图检查电路元器件连接是否正确,器件引脚、二极管方向、电容极性、电源线、地线是否接对、焊接是否牢固。要按功能模块分别调试,步骤可分为1)首先调整振荡电路部分,以更为其他电路提供标准的时钟脉冲信号;2)然后调整控制电路的分频器;3)调整信号处理电路,计数、译码、显示;4)调整按时电路。

  最后是产品组装,主体电路安装调试完成后,将其放置在一个外壳盒里,在此可以让学生自己动手设计这个外壳盒并将其组装好,最终完成一个DIY数字钟电子产品。

  四.技能考核方案

  直接采用一体化考核方式,在每个模块设置考核环节,占50%,最后整体设备制作及答辩占50%。其中模块考核主要包括以下几项:1)元件的检查与选择;2) 按照给出的线路正确接线;3)电路的调试,主要考核主要工具设备(如示波器、万用表、数字实验台和直流稳压电源)的使用;4)电路测试,主要检查模块功能是否满足要求;5)简述电路的工作原理,考核对相关知识的掌握程度。每个任务模块按ABC等级评定,A是指能高质、高效地完成此能力目标的全部内容,并能解决遇到的特殊问题; B指能按时完成此能力目标的全部内容 C指能在老师或同学的帮助下完成此能力目标的全部内容。

  五.教学过程

  采用任务引领型方法进行分模块教学,每个模块的设计按以下步骤进行。1)提出任务或设计任务,一般来说,工作任务有几个特性:目标性、情境性、探究性、综合性、可操作性。2)是分解任务,在这个阶段中,教师引导学生将课程模块中任务一步一步进行分解,分解成多个小任务,让复杂的问题简单化。3)实施任务操作,在对任务进行单个分解之后,老师要和学生一起进行必要的知识准备,除了理论知识的学习还应包括实践知识的探讨,这些知识需要很多,够用就行,为完成任务奠定必要的理论及实践基础。4)成果评价,评价可以穿插在学生完成任务的过程中进行,也可在学生完成任务后进行。目的是鼓励学生相互学习,培养他们的协作精神。在具体的评价过程中,可以采取教师、学生互动的方法,如引导学生自评等。5)拓展与提高与延伸,为了使课堂教学活动走向生产、生活的实际,教师可以布置课后学习任务来深化课堂教学,如可以让学生查阅资料,采集相关信息用于下一个任务等。

  通过对《电子产品制作》课程的一体化课程实践后,学生普遍反映学习更轻松了,有成就感。任课教师从项目的开始到结束,也感觉到更有条理性。特别对于技工学校的学生,大大的提高了学生学习主动性,教与学都得到了相互成长。

  作者简介:陈苏良(1986-),男,助理讲师,深圳技师学院电气技术系教师,从事电工电子技术教学及研究工作。

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