陳 敏,倪 琳,劉盛妍,陳圣濤,林開司,張 露
(銅陵職業(yè)技術(shù)學院電氣工程系,安徽 銅陵244000)
模擬電子技術(shù)課程設計是在模電理論和實驗的基礎上進行的綜合性的實踐訓練,是電子技術(shù)課程的實踐性教學環(huán)節(jié),是對電子類和其他相近專業(yè)學生進行綜合能力培養(yǎng)的實踐課程,對于提升學生獨立分析問題和解決問題有著實際的意義。
有相當一部分學生怕吃苦、想省事,不能潛下心來做課程設計,在網(wǎng)上下載或抄襲他人,課程設計作業(yè)僅僅是為了應付老師。這樣的課程設計很難提高學生的自學能力、獨立分析問題的能力和解決問題的能力。
大部分學生在剛開始學習模電時學習興趣很大,隨著學習的深入、難度加大,教學內(nèi)容豐富且抽象,許多學生學習興趣開始降低。而課程設計是針對教材某一部分內(nèi)容深入開展下去,學生比較頭疼,會產(chǎn)生畏難情緒。
大部分學生沒有低調(diào)務實的心態(tài),不能腳踏實地地做些具體事情。理論上可能原理頭頭是道,但實際上常用儀器使用、電子器件的測試、安裝電路等無從下手,沒有實踐的過程,更談不上樹立一絲不茍的工作作風、建立正確的經(jīng)濟觀和全局觀。
采用導師制。指導老師分別介紹各課題的基本情況,明確課程設計的要求、技術(shù)參數(shù)和論文規(guī)范,強調(diào)最終應有電子制作作品展示環(huán)節(jié)。學生可以幾人為小組,分工、協(xié)作重溫課本章節(jié)、上網(wǎng)查找資料,也可借助電話、視頻與老師交流。
指導老師確定的課題是依據(jù)模電的內(nèi)容,選擇具有實用性和趣味性的課題,使題目與理論知識密切相關,又具有較強的趣味性和實用性。學生可以根據(jù)自己的實際水平,選擇適合自己的題目,在自身努力和老師的幫助下,獨立完成一項實際課題。
由于計算機軟件的發(fā)展,在電子應用領域產(chǎn)生了很多成熟的開發(fā)與仿真軟件,為實際電子電路的開發(fā)提供了準確的保證,同時節(jié)約了大量人力物力。教材中Multisim是目前較為流行的電子電路仿真軟件,由于課時的限制,學習該軟件是學生首先任務。
學生根據(jù)所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計,通過論證與選擇,確定總體方案。方案中單元電路進行選擇和設計計算,包括元器件的選用和電路參數(shù)的計算。運用軟件畫出原理圖仿真,驗證電路參數(shù)能否達到設計的要求。將通過驗證電路搭接,常見的電子元器件要分得清管腳、記得住極性和標號等。最后的通電調(diào)試,出現(xiàn)的故障時老師要引導學生與電路圖對應查找原因。
撰寫課程設計的總結(jié)報告是對學生寫科學論文和科研總結(jié)報告能力的訓練。
課程設計的考核分為以下部分:撰寫課程設計的總結(jié)報告是否規(guī)范,設計方案的正確性與合理性,是否有自己的仿真接線圖(防止抄襲他人)和仿真數(shù)據(jù)。電子制作的安裝工藝水平,通電檢測是否能達到設計的效果。以過程考核為主要形式,采用做中教、做中學、做中考的評定方式,強調(diào)多層面、多角度、多方式和多層標準,考核以能力水平為主要指標,重視專業(yè)素養(yǎng)與專業(yè)技能的考核。改變原來以終結(jié)性考核評定為主的方式為過程性考核評定與終結(jié)性考核評定相結(jié)合。
課程設計的整體流程一般包括“查找課題與教材相對應章節(jié)的內(nèi)容——總體方案與原理設計——計算機仿真——樣品安裝與調(diào)試——設計報告撰寫”。在設計簡易電子琴課題中,每按一個琴鍵(開關)發(fā)出一種聲音,而聲音是一種頻率在20赫茲—20千赫茲信號,設計方案很明確——產(chǎn)生多種頻率信號的振蕩電路加功率放大電路。在設計該課題時,注重安排以下幾個環(huán)節(jié):
3.1.1 電路原理圖的設計 教師要引導學生對不同的振蕩電路輸出頻率作出比較,如表1??紤]到制作成本和實驗室已有的電子元器件材料,選出合適的電路,本案例選擇RC振蕩電路制作簡易電子琴。
表1 各種振蕩電路輸出頻率
3.1.2 軟件仿真、搭接電路 Multisim軟件可以實現(xiàn)大部分的模電實驗,為學習者提供全天候的電子實驗室。熟練地應用Multisim軟件,可以在參數(shù)調(diào)試、波形觀察、頻率測試等方面給予直觀的認識。電路搭接在萬能板(或運用PORTEL軟件自制線路板),將紙上電路落實在具體制作的關鍵一步,電路設計是否合理、電路參數(shù)是否恰當?shù)鹊龋f能板上的電路會一一體現(xiàn)。同時,這一環(huán)節(jié)也是培養(yǎng)線路檢測的基礎。
電子技術(shù)日新月異,每天都有新的集成電路出現(xiàn),沒有人能掌握所有的集成塊功能,我們能做到的是用一個、弄懂一個,積少成多。培養(yǎng)學生如何自己學習就顯得很重要,在簡易電子琴制作中,集成功率放大器LM386沒有講過,要求學生自己查找手冊,簡單的樂理知識就需要上網(wǎng)查找,對應的電阻參數(shù)可以軟件仿真一一得出。
電路檢測與故障分析能力是電子專業(yè)人才必須具備的能力。制作電路時,要求學生能熟練掌握色環(huán)電阻、電解電容、集成塊管腳、多腳的按鍵開關等常見的電子元器件,制作時可將電路分塊,提高搭接電路的正確率。對于電路出現(xiàn)的故障,老師引導學生將電路板實物與電路圖對應、查找,在電路的檢測中提高了對故障分析的能力。
基于項目制作的課程設計能將模電中的理論知識與實際技能結(jié)合在一起,要求學生圍繞著“項目”全過程地投入。學生有著獨立學習計劃、動手機會,在一段時間內(nèi)有著自我行動的安排,它不僅要求學生對自己已經(jīng)學過的知識、技能運用,還要求學生能運用新學習的知識、技能解決新出現(xiàn)的問題[3]。培養(yǎng)學生的自主學習能力、提高項目制作的能力是開設課程設計最核心目的。將傳統(tǒng)的課程設計與基于項目制作的課程設計相比較,如表2。
表2 兩種教學方式比較
可以看出,采用項目制作的課程設計調(diào)動學生學習的主動性,學生唱“主角”,而老師轉(zhuǎn)為“配角”,實現(xiàn)了教師角色的換位,有利于加強對學生自學能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
將模電的課程設計最終落實到一個個項目的電子制作對指導學生、實驗室的管理者、教師來說,都是具有很高的挑戰(zhàn)。要提高學生的電子技術(shù)課程設計制作水平,必須有高水平的老師。教師要積極主動地抓住再學習的機會、開拓眼界,多與其它省市院校交流、多看制作類視頻等,將更多更好的電子制作的項目帶入課程設計。
[1]童詩白,華成英.模擬電子技術(shù)基礎[M].北京:高等教育出版社,2006.