在科学技术飞速发展的21世纪,电子技术已经渗透到各个学科中,引起了各个方面的重视,电子技术也成为国民经济强有力的基础产业。“模拟电子技术”、“数字电路技术”等课程是职业教育电类各专业的技术基础课程,理论课抽象晦涩,必须辅以大量的实验、实训。现在的新教材本身就加大了电子制作的比重,每章节后都有针对该章节内容的课外小制作。但是实验实训课时有限,只能完成演示性的实验。真正让学生静下心来亲自动手操作的时间不多,笔者根据多年从事实践教学的经验,结合本校的实际情况,认为课外电子制作是实验、实训课的必要补充。
爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”这就是说一个人一旦对某事物有了浓厚的兴趣,就会主动去求知、去探索、去实践,并在求知、探索、实践中产生愉快的情绪和体验。为了激发学生的学习兴趣,可以在课外电子制作辅导中,首先带领学生制作简单的音乐门铃,有源音箱等,学生看到自己亲手制作的作品能唱出美妙的音乐,会有强烈的成就感,也就有了进一步探索电子知识的愿望。从简单到复杂,从知识性到创造性,多加肯定,激发自信,可以培养学生学习专业知识的兴趣。
抽象的理论学习,学生的理解只停留在字面上。理解不深刻,有关的计算公式也容易混淆。这就要求所学的理论知识要在实践中验证,才能巩固理论知识的理解。例如,在进行“分立元件OCL功放”的制作时,为了使学生易接受,我们先给学生讲解其工作原理,然后按照线路图装接元件,再进行焊接。焊接完成后,对他们的焊接工艺进行检查。找出虚焊、短路等问题并加以解决。最后的通电调试最困难,先给学生找出几处关键的测试点,根据测试点电位的正常与否,判定是哪个单元电路出了问题。逐一解决,最终调试成功。在这个过程中,学生对三极管共射组态、共集组态,以及运放(差分输入的OCL功放电路本质就是一个运放)的工作原理有了直观、感性的认识,理论知识得到了实践的验证。加上配套电源的制作,几乎可以涵盖《模拟电子技术》各个主要知识点。这些知识点的理论学习,学生似懂非懂,通过实践的验证,加深了对理论知识的理解。
在电子制作的整个过程中,学生通过动手能够正确识别和使用元器件,了解各个单元电路的工作原理,以弥补课堂教学不能达到的目的。同时,在电路组装过程中,可能出现各种故障,学生通过学习,排查故障,有效锻炼学生分析问题、解决问题、独立思考的能力。
在课外电子制作过程中,线路板装接元器件多、工艺要求多、标准高。制作内容立足于操作技能的达标和规范化,立足于学生独立分析、独立操作,立足于培养学生严谨求学的科学态度。
课外电子设计与制作,就是利用课堂和课余时间,学生自己动手开发制作电子产品,是挖掘学生潜能,培养创新意识,提高综合素质的有效途径。学生自己通过制作电路,到排除电路故障,最后实现产品的功能,从而将理论知识转化为实际应用,为以后的就业提供保障。
对于初学者,如果一开始就让他们制作复杂的电路,往往会使之畏难而退、或者制作失败而挫伤积极性,所以先制作一些简单而有趣的、不需要调试或较少调试的电路。随着学生的知识能力水平的不断提高逐步加大制作难度。同时要加强辅导,如果不经过教师的有序指导就盲目动手,可能烧毁元器件与电路,严重挫伤学生的积极性和学习兴趣。
课外电子制作的对象是学生,大部分是初次接触电子制作,所以必须从最基本的制作常识讲起,如从印制板哪面插人元件、引脚露出印制板的高度、焊前元件的检查、元件极性的判断、焊前处理、导线去皮长度等方面严格规范。在通电调试时,要求学生认真检查元件是否有虚焊、错焊及搭锡,是否有因导线去皮过长裸露铜丝相碰或其他原因引起的短路等等。总之在制作过程中的每一步都要一丝不苟,养成良好的行为习惯。
为教学服务是开展课外电子制作的目的之一,期望通过电子制作来帮助学生对理论知识的理解,所以在教师在设计电路时,本着切合学生实际、注重趣味性及实用性、元件易购、成本不高等原则,还要体现教学内容,使每个单元电路的工作原理都能在教材中找到答案,学生也能够用教材上的理论知识帮助分析电路,读懂电路,让学生真正做到理论与实践相结合,个别资质好的学生,也可以鼓励他们自行设计电路,设计好的电路能通过仿真软件的测试,或由教师检查无误后,即可开始制作。
课外电子制作要给学生提供制作时的活动场所以及制作条件,包括工具、场地等。保证人手一把电烙铁,还要配备剪刀、焊锡盒、带烙铁架、刮刀、镊子、适量的松香、焊锡,工具包、万用电表每人一块。为安全起见,每个人需要一张带有保险丝插座的课桌。一般情况下,一个制作班人数在二十至三十之间,以便于教师具体指导。人少有利于教师进行检查分析,便于具体指导学生如何排除故障,真正做到每个学生都制作成功。
课外电子制作,需要从最基本的知识和技能开始训练,包括焊接技术、万用表使用等。然后再根据学生自身水平选择合适电路进行制作,并完成功能测试,以满足学生发展需求。
元器件焊接是电子制作的第一步,其质量的好坏决定了电路板能否实现功能需要。所以,在课外电子制作教学的初期,必须对学生进行焊接技术的训练,可以先拆卸废旧电路板上的元器件进行练习,并逐个检查学生的焊接情况,经过反复训练后,可提高学生焊接技术和质量,为下一步电子制作打好基础。
在制作中经常用到电阻、电容、二极管、三极管、发声、发光等器件,要培养学生对它们的识别能力。对于初学者来说,对上述元件无法区别,对三极管的管脚更是无法识别。所以在制作之前训练学生对常用元件的识别和判断,是电子制作的首要问题。
比较简单的电子制作,PCB板可由学生人工布线,手工描板腐蚀。对于比较复杂的电路也可以指导学生用protel等软件布线,热转印方式制板。装配焊接好后的电路板必须让学生认真检查焊点是否可靠,有没有短路断路等问题,元件装配是否正确,以免在通电调试时出现短路起火、元件炸裂等事故
通电调试是一个细致的工作,学生的电子制作或多或少都会出现这样那样的故障,教师首先要尽量让学生理解每个单元电路的原理,教会学生找出电路的关键测试点,引导学生根据关键测试点的电位来判断电路是否正常工作,判断故障点。最终排除故障。
课外电子制作对于提高教学质量,培养出更多优秀的学生,以适应社会需要等方面都起到了积极的作用。我们将继续探索课外电子制作的相关课题,努力做好今后的实践工作,希望大学生课外电子制作对培养电子类专业学生的工程能力,综合素质方面发挥更大的积极作用。
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