以工作過程為導向的數(shù)字電路實踐教學探索

□凌小蓮

數(shù)字電子技術(shù)是電氣電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)課，應(yīng)用廣、實踐性強。課程的課內(nèi)實驗以驗證性、設(shè)計性的實驗內(nèi)容為主，部分學生不理解、學習興趣也不高，尤其是?？粕?。怎樣提高學生的學習興趣與教學效果呢？通過了解分析學生實際情況，并聽取了教師和同學們的意見后，將實訓內(nèi)容調(diào)整為：課內(nèi)必做的實訓項目、課外選作的項目、課內(nèi)、課外相結(jié)合的項目，并增設(shè)了綜合實踐性的實訓內(nèi)容。以工作過程為導向的教學實施過程包括資訊、計劃、決策、實施、檢查、評價等六個教學環(huán)節(jié)，采取行動導向教學法，即以學生為中心、以典型工作任務(wù)為主線、以完成工作任務(wù)為教學過程、同時實現(xiàn)知識、技能和素質(zhì)的工作過程系統(tǒng)化課程教學。本文以設(shè)計與制作NE555呼吸燈實訓教學內(nèi)容為例，說明在《數(shù)字電子技術(shù)》實踐教學中，是如何開展理論實踐一體化教學活動的。

一、教學目標的構(gòu)建

開展“NE555呼吸燈電路的設(shè)計與制作”實訓項目，實施以工作過程為導向的教學過程，要求達到如下目標。

(一)知識目標。了解電子元器件的識別、檢測方法與實際應(yīng)用，掌握NE555定時器的電路結(jié)構(gòu)、邏輯功能及電路應(yīng)用；初步掌握電子電路設(shè)計、安裝、調(diào)試及檢測的技術(shù)技能等。

(二)能力目標。培養(yǎng)學生通過調(diào)研、交流等方式獲取資訊能力，分析問題、解決問題的能力，提高他們創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和綜合實踐能力。同時，也培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作勇于探索、交流學習、取長補短、共同進步的團隊精神；提升溝通交流、組織協(xié)調(diào)等社會能力。

二、教學過程的實施

(一)資訊。把全班學生按宿舍分成幾個小組，再以小組為單位，圍繞項目工作任務(wù)要求開展查找、收集、整理資料等工作。

項目工作任務(wù)是:以NE555定時器為核心元件，外部通過配接阻容元件、晶體管、發(fā)光二極管等元件，設(shè)計制作呼吸燈電路。設(shè)計的電路要求實現(xiàn)：上電后LED燈漸漸變亮，然后漸漸變暗直到熄滅，斷電前重復進行相同過程。

項目實訓目的是通過“NE555呼吸燈電路”的設(shè)計制作，了解呼吸燈的典型電路及工作原理，熟悉制作電子電路所需元器件及工藝要求，學會設(shè)計制作呼吸燈電路功能框圖等，為設(shè)計制作一些實用電子電路提供參考，同時也培養(yǎng)學生的團隊精神及綜合實踐能力。

(二)計劃。教師參與各小組討論交流，指導大家如何理解“NE555呼吸燈電路”工作原理，電路中各元件參數(shù)設(shè)置、選擇，電路的連接及使用注意事項等。參照典型電路，根據(jù)項目任務(wù)要求，教師指導各小組怎樣設(shè)計制作基本的“NE555呼吸燈電路”，包括設(shè)計電路功能框圖的方法、步驟；各元器件參數(shù)的計算、選擇，電路板制作的工藝要求；呼吸燈電路安裝、調(diào)試的要點以及電路功能實現(xiàn)的實際效果等。各小組初步擬定項目實訓方案，包括：設(shè)計制作電路圖及相關(guān)實訓說明等。

(三)決策。由各小組展示各自初步擬定實施方案，教師參與指導并進行點評，與全班同學一起分析討論各方案特點、存在的問題，提出解決問題的意見和建議，并落實好實訓電路圖?？紤]到實訓經(jīng)費問題，全班用評選出來較好的、可操作性強、方便實用的方案作為最終實訓方案，而且是統(tǒng)一的。在教師指導下，同學們根據(jù)電路圖了解、認識元器件，包括元器件的型號、規(guī)格以及使用注意事項等，熟悉電路制作的工藝流程，包括：電路制作準備工作、元器件安裝與電路的連接過程、電路的檢查、排故與調(diào)試問題以及實訓所需準備的工具等。實訓結(jié)束要求每人提交1件實訓作品和紙質(zhì)實驗報告1份，作品的效果要實現(xiàn)電路設(shè)計功能。

(四)實施。先要進行拆焊練習，目的是熟練掌握元器件的焊接以及進行電路連接過程中的操作要點與注意事項，并根據(jù)電路圖準備好實訓所需元器件、儀表工具等；接著進行元器件的檢測，要求測試所有元器件，并判斷出其好壞，對不合格的元器件要及時更換。根據(jù)所設(shè)計的電路圖在電路板上把元器件按照由低到高的順序插在電路板上；再把它們焊接，焊接時要注意，先把元器件固定好再焊接，在確認該元件焊接合格，無虛焊等問題后再剪去多余管腳，接著再焊下一個元件。一般先焊連接線再焊接電阻，因為導線及電阻為較低元件；接下來焊接比電阻高一點的元件，如此類推地焊接。整個過程焊接一定要干凈利落，以免燒壞元件，同時還要注意電路“虛焊”、“斷路”、“短路”等現(xiàn)象。在實施過程中要求人人動手，教師作為組織者、參與者，檢查每位同學工作情況，答疑、指導、交流同學們在實訓中提出的問題；記錄存在的問題，分析其原因，并把意見反饋給同學們，以便及時整改。

(五)檢查。電路安裝完畢后，按照項目擬定的方案進入檢查環(huán)節(jié)。先是自檢和同學間互檢，檢查電路是否焊接正確、牢固；在確認電路焊接正確、電路制作工藝符合要求后，經(jīng)教師同意方可通電試驗。在通電過程中要注意觀察發(fā)光二極管的情況，并判斷出電路是否能正常工作？若電路工作不正常，在教師指導及其他同學幫助下，按要求、分步驟逐步檢查和排故，直到電路能正常工作為止。按制作電子電路的工藝要求，合理安排好線路的走向，焊接牢固、可靠，焊點表面無砂眼且光滑，使制作作品整齊、美觀，符合項目要求。

(六)評價。進入評價階段，先分組討論實訓中存在問題及解決方法，每人總結(jié)通過實訓有哪些收獲和體會，總結(jié)實訓中各自存在的不足及改進措施，并把意見及建議反饋給任課教師，以便教師在今后的教學中不斷改進，以提高實訓成效。

實訓結(jié)束，對學生提交的實訓作品，指導教師通過互動形式進行點評和總結(jié)，并通過班級的QQ群、微信群進行實訓成果展示，供同學們學習討論、分享實訓的成果以及成功的喜悅，激發(fā)大家學習知識、掌握技能的信心。

三、實訓反思

(一)存在問題。第一，場地不足。按項目開展實訓，需要使用“理-實一體化”的實驗室，但如果課程內(nèi)容全部排在實驗室，實驗室又安排不下；第二，資金不足，元器件采購計劃不允許。如果完全按照各小組設(shè)計方案執(zhí)行，所需資金就會超過預(yù)算，而且元器件采購計劃要按規(guī)定時間完成，而不是按教學進度執(zhí)行；第三，沒有配套的實訓教材及設(shè)備，不便推廣開展一系列相關(guān)實訓項目，所以，開展“以工作過程為導向的實踐教學”困難不少，還需繼續(xù)努力，如相關(guān)機制的建立、實驗室及師資隊伍的建設(shè)等。

(二)對策。由于實訓場地不足，只能有選擇性地開展以工作過程為導向的實訓項目，而且部分實訓內(nèi)容要安排在課外執(zhí)行。針對元器件采購不是按教學進度進行，況且資金有限，所以實訓時選各小組的最優(yōu)評定方案作為最終實訓方案，而且是唯一的。關(guān)于教材問題，只能由上課教師自行編寫，隨意性較大。如果學校成立有專門的實訓中心，有專職實驗教師隊伍，在推廣開展以工作過程為導向的實踐教學同時，也進行實驗室的建設(shè)，并加強儀器設(shè)備管理，探索開放實驗室、開展第二課堂的方法、途徑，應(yīng)該會收到較好的教學效果。

四、結(jié)語

從實際出發(fā)，以工作過程為導向開展實踐教學的探索，學習電子技術(shù)的知識和電子電路設(shè)計制作的方法、步驟，逐步掌握相應(yīng)的職業(yè)技能，提高個人綜合能力，符合高等教育改革的要求。實踐證明，開展以“工作過程為導向”的行動導向教學法,體現(xiàn)了”以學生為中心”、重視培養(yǎng)學生職業(yè)技能的教學理念。這種教學模式不僅提高了學生學習興趣，而且實訓教學效果也得到明顯提升，促使學生掌握職業(yè)技能，是培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)人才的有效途徑，值得廣大教師去探索、去實踐。