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教学与管理

电工电子综合实训教学和管理模式探索

一 针对原有电工电子实训教学模式存在的不足,建立新实训教学模式

(一) 实训环节和实际产品生产流程脱节

按照常规实训教学流程,电工电子电路制作实训和电子CAD 绘图实训分别在大一下学期和大二上学期进行,前者强调对硬件电路的读图、焊接、排故;后者强调掌握电子设计软件的应用,这种先制作后设计的过程与产品生产实际流程相违背,为了实现实训与真实生产过程的无缝衔接,缩短学生知识转化为实际应用的周期,以学生制作烟雾报警器为例模拟生产流程的实训环节设计。首先学生通过学习电子设计应用软件进行手动布线设计,然后根据自己设计电路进行电路板焊接、调试、排故、完成说明书的撰写等,让学生通过该实训环节掌握如何设计电子产品的整个流程。

具体实施如下:第一周引入Altium Designer原理图与PCB 设计软件进行电子设计软件教学,通过学习该软件对下一步实训的烟雾报警器电路进行原理图、PCB 绘图;第二周学生根据自己绘制的PCB 图进行电路焊接,调试,排故。把两个不同时间段、没有一定关联的实训环节进行合理整合,使实训过程进一步贴近生产过程,使学生快速掌握电子产品的生产工艺流程。

(二) 根据生源采取分类教学模式,对于学生个体差异动手能力结合分层次教学模式

就笔者所在高职院校目前而言,大体可分为两类,第一类为高职类学生,他们是通过高考录取的高中毕业生,这类学生特点:从未涉及有关专业知识和技能培训,专业动手能力是零起点。第二类学生为中职类学生,他们来自职业高中,这类学生的特点:已接受过相关专业理论及实践技能培训,动手能力具有一定专业水准,甚至个别同学已达到高水准。

针对现有实训教学模式存在的无区别对待问题,我们根据这两类学生特点采取分类教学模式。高职类学生教学重点首先放在加强基本功培养上,从焊接基本功练起,保证一定焊接练习时间,严把焊接质量关,焊接成绩不达标者不能进入下一环节的实训。其次强化常用仪器使用培训,如万用表、示波器、函数信号发生器、扫频仪等,掌握通过使用电子仪器能观察电子信号走向,排除简单电路故障。中职学生由于个体差异其动手能力水平也存有差异,对于这类学生我们采取分层次教学[1],即分为A、B、C 三类。所谓A 类为那些专业理论知识扎实、并具有一定单片机编程能力、动手能力达到高水准的学生,我们引入导师制,由专业教师介入指导,提前引入大学生电子竞赛项目,并根据竞赛特点,按模块进行针对性指导,如电源类、信号源类、高频无线电类、放大器类、仪器仪表类、数据采集与处理类、控制类等。B 类为专业理论知识、动手能力达到较好水平,不具有单片机编程能力的学生,对于这类学生我们进行电子技术综合设计与制作实训,如红外线心率计的设计与制作,偏重电子硬件设计与调试能力培养。C 类为专业理论知识、动手能力达到一般水平,对于这类学生进行模拟电子电路、数字电子电路、传感器应用方面的设计与制作培训,着重对专业基础电路设计与制作能力的培养[2]。

(三) 采用“项目模块+仿真软件”教学模式,加大自主设计环节实训

针对传统实训环节学生自主设计环节薄弱的问题,加强电路设计方面能力培养,采用化整为零的设计指导思想,从设计基本单元电路开始,一步一步到复杂电路、大型电路。对于在设计过程中涉及的相关知识点由指导教师进行具体讲解,让学生掌握如何将理论知识运用于电路设计,缩短学生的设计周期。如脉宽调制电路模块主要由集成芯片LM318、LM353 和一些简单元器件组成,能对不同的直流电压输入量产生不同占空比的方波,从而控制直流电机负载的转速与转向[2]。现以小车变速往返控制项目为例阐明新的教学模式:小车变速往返控制项目包含有5 个模块, 即R-S 电路模块、信号叠加电路模块、光电码盘检测电路模块、脉宽调制电路模块、D/A 转换电路模块。

学生可以以5 人为一小组创建整个项目设计团队,在设计过程中进行具体分工,每人各自完成一个单元模块设计,合作完成五个模块设计,通过模拟国赛或省赛的大学生电子竞赛场景,最终完成整个项目的总装和调试。通过这个环节的摸索,还可以发现一批有潜力学生进行重点培养,为将来参加国赛或省赛电子竞赛的后备梯队建设做好铺垫。

同时我们引入Proteus 仿真软件应用在设计电路中,使学生尽快掌握现代电路设计方法,提高设计效率。该软件是目前唯一将电路仿真设计、PCB 设计、虚拟模型仿真三合一的设计软件,通过使用软件里含有的虚拟仪器如:示波器、函数信号发生器、万用表等可以不受实验室场地、实验设备的限制,方便地观测到当设计参数改变情况下, 由此带来各种参数和信号波形的改变。为学生今后从事集成电路和系统设计打下良好基础[3]。

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