電子信息工程技術(shù)專業(yè)工程化課程教學(xué)探索研究

顧 麗

(南京江寧高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，南京 211110)

0 引言

近年來，國家大力推進(jìn)“新工科”建設(shè)，提升教育教學(xué)的質(zhì)量，貼近生產(chǎn)實(shí)際，提升工程教育水平[1]。南京江寧高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校電子信息專業(yè)，是省部級(jí)重點(diǎn)專業(yè)、特色專業(yè)、品牌專業(yè)，作為江蘇省中職首批領(lǐng)航學(xué)校，肩負(fù)人才培養(yǎng)使命，聚焦江寧產(chǎn)業(yè)，聚焦未來科技，注重在傳統(tǒng)工科基礎(chǔ)上的新工科建設(shè)，為未來企業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才。

1 工程化教學(xué)的必要性與可行性

1.1 五年高職技術(shù)人才培養(yǎng)脫離工程實(shí)際

五年高職人才培養(yǎng)問題鱗次櫛比，主要表現(xiàn)為學(xué)生動(dòng)手能力弱，專業(yè)技能差，就業(yè)質(zhì)量不高。企業(yè)卻呈現(xiàn)招工難的問題。究其原因，表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是人才培養(yǎng)與企業(yè)實(shí)際需求脫節(jié)，二是學(xué)校培養(yǎng)缺乏企業(yè)深度參與。

1.2 專業(yè)課程設(shè)計(jì)缺乏工程性特征

在專業(yè)實(shí)踐課程教學(xué)上，基本采用驗(yàn)證性、模仿性、演示性實(shí)踐，學(xué)生工程能力的培養(yǎng)課程缺失嚴(yán)重，實(shí)踐的內(nèi)容僅限于對(duì)理論知識(shí)的驗(yàn)證。學(xué)生自主設(shè)計(jì)、工程改進(jìn)、創(chuàng)新能力得不到培養(yǎng)，不能有效培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

2 面向工程應(yīng)用的電類專業(yè)課程教學(xué)改革

面向新工科電子類基礎(chǔ)課程體系包含工程體系和課程體系，如圖1所示。其中工程體系主要包括分層遞進(jìn)的工程問題和應(yīng)用；課程體系包含電子信息類基礎(chǔ)教育的內(nèi)容，分層遞進(jìn)的課程體系。兩條軸線各分為四層，各教學(xué)內(nèi)容間相互對(duì)應(yīng)[2]。

圖1 面向新工科電子類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程體系

3 項(xiàng)目工程化實(shí)施

本文以HE1601函數(shù)信號(hào)發(fā)生器組裝與調(diào)試中鋸齒波轉(zhuǎn)正弦波及放大電路為工程化案例，實(shí)施課程工程化教學(xué)方法的改革。

3.1 項(xiàng)目實(shí)施相關(guān)要求

鋸齒波轉(zhuǎn)正弦波及放大電路的作業(yè)流程為：(1)識(shí)別元器件；(2)檢測元器件質(zhì)量；(3)插件；(4)焊接電路；(5)通電測試。應(yīng)用的基礎(chǔ)理論知識(shí)主要有差分放大電路、共基共射組合放大電路、二極管伏安特性、迭加原理等。

課程實(shí)施所需的工量具包括：萬用表、電烙鐵、鑷子、尖嘴鉗等，所設(shè)計(jì)的零部件包括12個(gè)二極管2D51-62(規(guī)格4007)、3個(gè)三極管2Q51-53(規(guī)格C1907)。

鋸齒波轉(zhuǎn)正弦波及放大電路課程電原理，如圖2所示。正弦形成及主放大單元組成原理框圖，如圖3所示。

3.2 電路功能與工作過程

該單元電路將2號(hào)電路板產(chǎn)生的三角波轉(zhuǎn)換成正弦波，并將其和2號(hào)電路板送來的三角波和方波進(jìn)行可選擇的放大，作為整機(jī)的輸出信號(hào)。輸出信號(hào)幅值由0.03 mV～22V分四擋連續(xù)可調(diào)。其有輸出信號(hào)直流電平可調(diào)功能，調(diào)節(jié)范圍為-5～+5 V。

圖2 電原理圖

圖3 正弦形成及主放大單元組成原理框圖

三角波—正弦波變換電路由三級(jí)二極管橋式電路D51～D62構(gòu)成，三級(jí)橋式電路的輸入端并聯(lián)，輸入待變換的三角波，輸出通過電阻分壓電路進(jìn)行疊加，在公共分壓電阻上獲得變換的正弦波。三級(jí)橋式電路工作于二極管伏安特性的非線性段，且彼此相互作用。

放大電路由準(zhǔn)差分放大器和射極跟隨器構(gòu)成。2Q51、2Q52構(gòu)成單端輸入、單端輸出準(zhǔn)差分放大器。2R64+2W51是兩管的射極耦合電阻，并起電流負(fù)反饋?zhàn)饔?，調(diào)節(jié)2W51可改變2Q51的增益。2C53起改善放大器高頻特性作用。調(diào)節(jié)2W52可使兩管射極靜態(tài)平衡。2Q51的增益A≈5。

2Q53構(gòu)成射極跟隨器。輸出電壓u0由射極電阻2R71與2R72的分壓點(diǎn)取出，使u0的直流電壓為0，而2Q53的射極直流電平為0.8 V。

3.3 工程技術(shù)要求

(1)正弦波形成電路輸出正弦波的直流電平為0 V，VPP≈1.6 V。

(2)輸出信號(hào)波形：正弦波、三角波、方波。

(3)輸出信號(hào)峰值：分四擋：0 dB、-20 dB、-40 dB、-60 dB，由0.03 mV～22 V連續(xù)可調(diào)。

(4)輸出信號(hào)直流電平可調(diào)范圍：-5～+5 V(0 dB擋)。

4 結(jié)論

傳統(tǒng)教學(xué)模式落后。學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，自主學(xué)習(xí)受到了阻礙，失去對(duì)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果差[3]； 教學(xué)實(shí)踐模式單一，目前教學(xué)實(shí)訓(xùn)一般采用手工連線的方式實(shí)現(xiàn)某種功能，通常以驗(yàn)證結(jié)果為目的，南京江寧高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校研發(fā)壓接式電工電子實(shí)驗(yàn)法，也以手工連線為主要方式，當(dāng)實(shí)驗(yàn)電路規(guī)模達(dá)到一定程度時(shí)，電路的可靠性會(huì)大大下降。通過工程化教學(xué)法，改變課堂教學(xué)中的不足，學(xué)生通過解決工程中實(shí)際問題，理論知識(shí)的應(yīng)用能力大為提升，綜合素質(zhì)得到全面提升。