產(chǎn)教融合教學(xué)模式下晶閘管制作斷線報警器電路過程實踐探索

吳冬玲

大連市普蘭店區(qū)職業(yè)教育中心，遼寧 大連，116000

0 引言

本文是在筆者多年來同時從教一線電工電子專業(yè)多門專業(yè)學(xué)科課程，踐行一名教師，集不同的典型教學(xué)項目，鏈接重構(gòu)多門專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容，匯編成一本教材的基礎(chǔ)上，實施教學(xué)要對接企業(yè)崗位電子裝接工實際、專業(yè)人才標(biāo)準、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)苗實際，教學(xué)做理實一體知行合一同步訓(xùn)練中，提升學(xué)生綜合職業(yè)素養(yǎng)構(gòu)建而來。在產(chǎn)教融合教學(xué)模式下晶閘管制作斷線報警器電路過程實踐探索，本文中晶閘管制作斷線報警器電路制作，是在高教出版社陳其純主編的《電子線路》第九章晶閘管及其應(yīng)用的應(yīng)用舉例第P133頁圖9.2.3防盜報警器電路基礎(chǔ)上進行了改造。為完成包括《電子線路》第九章晶閘管簡介及其應(yīng)用的主要教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生了解熟悉晶閘管的工作特性，理解其主要參數(shù)的含義。掌握單相可控整流電路的組成，理解電阻性負載可控整流電路的工作原理。了解單結(jié)晶體管的工作特性、電路符號，理解單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的組成及工作原理。了解晶閘管常用的保護措施及防失控措施。楊元挺主編《電子技能實訓(xùn)》與陳雅萍主編《電子技能與實訓(xùn)》學(xué)科課程要求學(xué)生能夠掌握常用電子元器件、電子儀表儀器的識別使用常識、電子生產(chǎn)工藝要點、EDA技術(shù)及課題制作等；高立新主編《Proteldxp2004電子CAD教程》學(xué)科課程要求學(xué)生能熟練使用Proteldxp2004軟件繪制電路原理圖、進行電路仿真、設(shè)計印刷電路板，掌握電子CAD設(shè)計理念和方法，三門學(xué)科課程應(yīng)知應(yīng)會知識技能。同時也為解決中職學(xué)生入門學(xué)習(xí)電工電子專業(yè)課程普遍缺乏職業(yè)認同感，學(xué)習(xí)目標(biāo)模糊、學(xué)習(xí)興趣淡、學(xué)習(xí)過程困難，不會學(xué)、學(xué)不會、學(xué)完不會用等問題，使學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)課程后的實踐能力由量變到質(zhì)變，重拾學(xué)習(xí)自信心，重構(gòu)專業(yè)職業(yè)學(xué)習(xí)思維，建構(gòu)職業(yè)意識，從而培養(yǎng)提高學(xué)生的綜合職業(yè)素養(yǎng)，使其成為滿足應(yīng)用型技能要求的人才。

筆者在完成上述三門課程本部分內(nèi)容實際教學(xué)中采用了簡單經(jīng)濟，可行性強且科學(xué)的《晶閘管制作斷線報警器》、《聲光報警多路搶答器》、《調(diào)光臺燈電路的制作》三個項目應(yīng)用實例。踐行了理實結(jié)合知行合一產(chǎn)教融合教學(xué)做一體化教學(xué)模式，達成教學(xué)目標(biāo)。在產(chǎn)教融合教學(xué)模式下的晶閘管制作斷線報警器電路過程實踐探索一文就是其中一個項目教學(xué)。

1 晶閘管制作斷線報警器電路過程實踐探索

晶閘管制作斷線報警器電路過程實踐探索是筆者在產(chǎn)教融合教學(xué)模式（產(chǎn)教融合即是指職業(yè)學(xué)校根據(jù)所設(shè)專業(yè)，積極開辦專業(yè)產(chǎn)業(yè)，把產(chǎn)業(yè)與教學(xué)密切結(jié)合，相互支持，相互促進。而這里的產(chǎn)教融合教學(xué)模式是指師生要能把當(dāng)下課堂的實驗實訓(xùn)作品鏈接到校外企業(yè)廠家變?yōu)楫a(chǎn)品前后的過程中習(xí)得知識技能，提升綜合職業(yè)素質(zhì)，達成專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)）指引下，以電子產(chǎn)品裝接工和制作PCB板崗位標(biāo)準實現(xiàn)電路功能為目標(biāo)，對接實現(xiàn)自制PCB樣板及裝接工崗位項目所需知識技能來鏈接陳其純主編《電子線路》課程第九章章節(jié)教學(xué)內(nèi)容，陳亞萍《電子技能與實訓(xùn)》及楊元挺主編《電子技能實訓(xùn)》教材中電路電子元器件識別檢測整形安裝焊接調(diào)試，儀器儀表使用測試，波形計算，電路識圖繪圖等；高立新主編《proteldxp2004電子CAD教程》教材原理圖繪制、原理圖庫元件制作、制作元器件封裝、電路原理圖編譯查錯、PCB電氣規(guī)則設(shè)定等教學(xué)內(nèi)容教學(xué)，重構(gòu)了上述教學(xué)具體內(nèi)容于教學(xué)項目晶閘管制作斷線報警器電路中，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。項目教學(xué)內(nèi)容框架如圖1所示。

圖1中的項目是讓學(xué)生扮演一個職業(yè)人（電工、電子裝接工、PCB生產(chǎn)者、電路設(shè)計技術(shù)人員、計算機輔助設(shè)計繪圖員）角色來完成項目作品制作，在完成合格成品電路同時實現(xiàn)電工電子專業(yè)要求學(xué)生掌握的應(yīng)知應(yīng)會的理論與實踐內(nèi)容，是在要求學(xué)生完成作品的同時理清本專業(yè)多門學(xué)科課程知識技能內(nèi)容間關(guān)系，融會貫通活學(xué)活用，克服了一個專業(yè)多門學(xué)科課程間知識獨立系統(tǒng)相互不溝通的弊端，解決知識技能割裂與重復(fù)，讓學(xué)生在具體完成一個項目制作過程中感受體會受到啟發(fā)，教會學(xué)生如何學(xué)習(xí)和應(yīng)用專業(yè)知識。

圖1 項目教學(xué)內(nèi)容框架

2 在產(chǎn)教融合教學(xué)模式下進行晶閘管制作斷線報警器電路過程的實踐探索

2.1 探索產(chǎn)教融合專業(yè)教學(xué)實踐

在探索產(chǎn)教融合專業(yè)教學(xué)實踐的引導(dǎo)下，教師在課前要做到充分備課。筆者以晶閘管制作斷線報警器電路為教學(xué)項目將三門學(xué)科教材內(nèi)容融會貫通后，重構(gòu)了如圖1所示的教學(xué)內(nèi)容框架，在這一個教學(xué)項目晶閘管制作報警器的實施過程中，實現(xiàn)同時完成三門學(xué)科《電子線路》的第九章晶閘管及其應(yīng)用；《電子技能與實訓(xùn)》課程關(guān)于電子產(chǎn)器裝接工崗位需要及其技能鑒定考核涉及的電路安裝、調(diào)試包括元器件的識別檢測（本電路元器件是電阻、晶閘管、蜂鳴器）、電路識圖、繪圖，電路原理敘述；以及能在規(guī)定時間內(nèi)完成在多功能電板電路安裝焊接電路工藝及其調(diào)試教學(xué)內(nèi)容，《protel dxp2004電子CAD》課程中關(guān)于原理圖繪制、原理圖庫元器件制作，PCB繪制及其元器件的封裝制作應(yīng)用，能正確的進行項目編譯及查錯，DRC電氣規(guī)則檢查，生成網(wǎng)絡(luò)報表，能生成PCB制成PCB樣板，實際完成電路項目安裝調(diào)試，鏈接需要教授的知識技能達成教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生在教學(xué)項目完成引導(dǎo)下能從理論到實踐、理實并進，在不斷解決問題過程中找到所學(xué)專業(yè)各門學(xué)科知識技能間的聯(lián)系并融會貫通應(yīng)用到實際項目完成中，在重視多功能電路板及PCB樣板生成安裝實際電路操作過程中，學(xué)習(xí)鏈接鞏固知識技能達成實現(xiàn)結(jié)果過程中，讓學(xué)生在踐行所學(xué)即所用即能創(chuàng)造價值的每個環(huán)節(jié)課程教學(xué)內(nèi)容激勵引導(dǎo)下，建立學(xué)習(xí)興趣，確定職業(yè)崗位認同感，在鏈接知識技能的過程中循序漸進，低起點、小步走、有興趣、再提高，建立學(xué)習(xí)自信心，改變學(xué)風(fēng)，學(xué)會溝通、學(xué)會學(xué)習(xí)，構(gòu)建專業(yè)學(xué)習(xí)思維，提升自身綜合職業(yè)素養(yǎng)。

2.2 課程實施前驗證教學(xué)內(nèi)容框架

課程實施前，驗證教學(xué)設(shè)定項目內(nèi)容實施的可行性。先將第二版《電子線路》P133頁晶閘管的應(yīng)用實例圖9.2.3（下文的圖9.2.3都是指該書中的圖）防盜報警器在多功能電板上進行了搭接實驗，圖9.2.3中給出了電路供電電源直流電壓+6～9V，電阻R1=82KΩ,R2=10KΩ，核心器件晶閘管無具體型號，只標(biāo)注了參數(shù)0.3A與25V，報警采用蜂鳴器H，但蜂鳴器參數(shù)需要自選。因此筆者在多功能電路板上安裝調(diào)試圖9.2.3電路時，先確定元器件型號參數(shù)，筆者保留圖9.2.3中已有的R1、R2型號參數(shù)不變的情況下，對圖9.2.3進行了改造，選擇了手頭有MCR100-6（單向晶閘管，額定正向平均電流0.5A，控制極觸發(fā)電流0.005～0.009A，最大穩(wěn)定工作電流0.8A，反向重復(fù)峰值電壓大于400V，控制極不觸發(fā)電壓0.2V）晶閘管和蜂鳴器（內(nèi)有振蕩源的有源蜂鳴器5V，直徑與高度是12mm×9mm）做報警器，開關(guān)S也采用了手頭有的按鈕開關(guān)（最好采用撥段開關(guān)），電源BT1 6V供電。在多功能電路板上焊接電路，驗證是否能實現(xiàn)功能：當(dāng)開關(guān)S閉合后，電路處于值班工作狀態(tài)，晶閘管V的g極被B、D間導(dǎo)線短路接地而使晶閘管截止。當(dāng)短路導(dǎo)線被整斷時，電源BT1經(jīng)R1和R2的分壓使g極獲得觸發(fā)電壓，晶閘管V導(dǎo)通，防盜報警器蜂鳴器發(fā)出報警聲。實際安裝焊接完成后發(fā)現(xiàn)B、D斷線后并不能報警發(fā)聲，研究發(fā)現(xiàn)更換了型號的晶閘管在原書中電路參數(shù)產(chǎn)生的觸發(fā)電壓電流不足以使晶閘管導(dǎo)通，查晶閘管MCR100-6參數(shù)知道其控制極觸發(fā)電壓低于0.2V晶閘管是不觸發(fā)的。若是在電路元器件沒有損壞的情況下報警器不發(fā)聲，判斷是觸發(fā)電壓低于其觸發(fā)導(dǎo)通電壓，觸發(fā)電流不足以使晶閘管導(dǎo)通，因而蜂鳴器不會報警。所以筆者把圖9.2.3中R2改成R310KΩ，在R182KΩ兩端再并聯(lián)一個R282KΩ電阻，增大晶閘管的觸發(fā)電壓及電流。重新改造設(shè)計電路如圖2所示。將圖2中的電路再按下按鈕開關(guān)，接通電源，斷開導(dǎo)線，蜂鳴器響，電路報警功能實現(xiàn)效果明顯。實際制作時可以將并聯(lián)的兩個82KΩ電阻用一個41KΩ電阻代替。無論教學(xué)還是電路設(shè)計都要能結(jié)合實際需要對電路進行改進，這也為項目教學(xué)電子裝接理論技能訓(xùn)練學(xué)習(xí)奠定了在多功能電路板安裝電路插裝焊接工藝的基礎(chǔ)。使學(xué)生在電路安裝過程中能識讀電路圖，在實訓(xùn)成品調(diào)試中體悟工作原理。在電路改進中能進行電路的簡單計算，學(xué)習(xí)查閱選用元器件及對電路進行測試。

圖2 改造設(shè)計電路

2.3 成功案例

有了在多功能電路板上踐行晶閘管制作斷線報警器電路的功能實現(xiàn)成功案例，確定崗位訓(xùn)練項目采用圖2電路，列出圖2電路的元器件清單，如表1所示；完成圖2的原理圖生成PCB繪制，如圖3所示；生成仿真電路，檢查無誤后發(fā)送PCB設(shè)計圖給聯(lián)系的廠家生產(chǎn)出版，教學(xué)項目PCB電路板如圖4和圖5所示。上述步驟的完成使筆者掌握了在教學(xué)項目晶閘管制作斷線報警器電路教學(xué)中融入《電子線路》、《電子技能與實訓(xùn)》、《proteldxp2004電子CAD教程》等知識內(nèi)容，并且為驗證該教學(xué)模式是否簡單經(jīng)濟可行奠定了基礎(chǔ)。掌握了根據(jù)圖2繪制電路原理圖生成PCB圖所需要的規(guī)范參數(shù)，以及制作完成過程中學(xué)生所需要掌握的原理圖繪制方法，如何制作原理圖庫元件晶閘管，如何對原理圖能生成項目編譯與查錯，如何制作晶閘管、蜂鳴器、按鈕開關(guān)元器件的封裝，如何規(guī)劃PCB板尺寸，生成PCB圖時元器件封裝如何導(dǎo)入，層面規(guī)則怎么設(shè)定，DRC電氣規(guī)則如何檢查等。

圖3 原理圖生成PCB 繪制

圖4 項目PCB 電路板

圖5 項目PCB 電路板

表1 晶閘管制作防盜報警電路元器件清單及繪制原理圖與PCB時自制元器件封裝要求

2.4 電路制作與調(diào)試

在晶閘管制作斷線報警器的PCB板上實際完成電路制作與調(diào)試，原理圖生成PCB繪制如圖4所示，項目PCB電路板如圖5所示。如圖6所示是成品電路晶閘管導(dǎo)通過后，控制極對地間電壓測試。按照圖2進行電路安裝調(diào)試，進一步驗證預(yù)設(shè)的教學(xué)項目實施過程中PCB繪制理論參數(shù)與實際效果的可行性，得出在教學(xué)中需要解決與注意的問題（如孔徑大小是否合適等）。

圖6 電路制作與調(diào)試

2.5 將理論技能教學(xué)內(nèi)容融入項目實施

在教學(xué)中將《電子技能與實訓(xùn)》《Protel Dxp 2004電子CAD教程》及《電子線路》第九章的理論技能教學(xué)內(nèi)容融入項目實施中，知行合一，產(chǎn)教融合優(yōu)化完善晶閘管制作斷線報警器電路教學(xué)項目實施的理論與實踐內(nèi)容，制定課程教學(xué)實施計劃，編制可視化教學(xué)課件，讓學(xué)生在分組教學(xué)實踐中踐行產(chǎn)教融合教學(xué)模式下晶閘管制作斷線報警器電路。

2.6 教學(xué)意義

該教學(xué)模式以簡單經(jīng)濟可行科學(xué)的晶閘管制作防盜報警電路，完成了電路的安裝與調(diào)試項目，重構(gòu)了《電子線路》、《電子技能與實訓(xùn)》、《PROTELDXP2004電子CAD》等多學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，鏈接知識技能等要素融入完成這個項目的不同任務(wù)中，達成教學(xué)目標(biāo)的過程是從理論到實踐的綜合應(yīng)用，通過鏈接不同學(xué)科的知識技能來解決崗位實踐的需要，踐行所學(xué)即所用的思想，實現(xiàn)價值創(chuàng)造過程，讓學(xué)生知道為什么學(xué)、學(xué)什么、怎么學(xué)、學(xué)了怎么用的問題，教會學(xué)生學(xué)習(xí)，使原本對所學(xué)專業(yè)感到困難迷茫的學(xué)生快速建立了對所學(xué)專業(yè)的興趣、自信心與職業(yè)認同感，從而愛上所學(xué)專業(yè)。

3 結(jié)語

筆者就是這樣在電工電子專業(yè)中開發(fā)出類似這種不同功能典型的專業(yè)教學(xué)項目實現(xiàn)各門課程的綜合教學(xué)，精減課程科目而不減教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容來編制教學(xué)項目優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)一名教師多門課程教學(xué)，踐行產(chǎn)教融合的教學(xué)模式下的專業(yè)項目制作牽動理論教學(xué)內(nèi)容，知行合一實現(xiàn)崗位實踐，在有限的資源實際情況下取得了最大的效果。這種產(chǎn)教融合教學(xué)模式下專業(yè)典型項目的開發(fā)應(yīng)用，對教師的自身素質(zhì)綜合能力提出了更高要求，要求教師能站在更高的高度，更廣角度同時又能落地的融會貫通本專業(yè)的各門學(xué)科內(nèi)容，統(tǒng)一規(guī)劃整合對接企業(yè)崗位、工種、專業(yè)人才標(biāo)準，學(xué)生、學(xué)校資源實際，要求教師不只是專業(yè)教師還要是專業(yè)工程師。為此筆者要不斷地在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)求知探索，期待有更多有意義成功的教學(xué)項目做法與大家分享。