以工作过程为导向的数字电路实践教学探索

□凌小莲

数字电子技术是电气电子信息类专业基础课，应用广、实践性强。课程的课内实验以验证性、设计性的实验内容为主，部分学生不理解、学习兴趣也不高，尤其是专科生。怎样提高学生的学习兴趣与教学效果呢？通过了解分析学生实际情况，并听取了教师和同学们的意见后，将实训内容调整为：课内必做的实训项目、课外选作的项目、课内、课外相结合的项目，并增设了综合实践性的实训内容。以工作过程为导向的教学实施过程包括资讯、计划、决策、实施、检查、评价等六个教学环节，采取行动导向教学法，即以学生为中心、以典型工作任务为主线、以完成工作任务为教学过程、同时实现知识、技能和素质的工作过程系统化课程教学。本文以设计与制作NE555呼吸灯实训教学内容为例，说明在《数字电子技术》实践教学中，是如何开展理论实践一体化教学活动的。

一、教学目标的构建

开展“NE555呼吸灯电路的设计与制作”实训项目，实施以工作过程为导向的教学过程，要求达到如下目标。

(一)知识目标。了解电子元器件的识别、检测方法与实际应用，掌握NE555定时器的电路结构、逻辑功能及电路应用；初步掌握电子电路设计、安装、调试及检测的技术技能等。

(二)能力目标。培养学生通过调研、交流等方式获取资讯能力，分析问题、解决问题的能力，提高他们创新创业能力和综合实践能力。同时，也培养学生团结协作勇于探索、交流学习、取长补短、共同进步的团队精神；提升沟通交流、组织协调等社会能力。

二、教学过程的实施

(一)资讯。把全班学生按宿舍分成几个小组，再以小组为单位，围绕项目工作任务要求开展查找、收集、整理资料等工作。

项目工作任务是:以NE555定时器为核心元件，外部通过配接阻容元件、晶体管、发光二极管等元件，设计制作呼吸灯电路。设计的电路要求实现：上电后LED灯渐渐变亮，然后渐渐变暗直到熄灭，断电前重复进行相同过程。

项目实训目的是通过“NE555呼吸灯电路”的设计制作，了解呼吸灯的典型电路及工作原理，熟悉制作电子电路所需元器件及工艺要求，学会设计制作呼吸灯电路功能框图等，为设计制作一些实用电子电路提供参考，同时也培养学生的团队精神及综合实践能力。

(二)计划。教师参与各小组讨论交流，指导大家如何理解“NE555呼吸灯电路”工作原理，电路中各元件参数设置、选择，电路的连接及使用注意事项等。参照典型电路，根据项目任务要求，教师指导各小组怎样设计制作基本的“NE555呼吸灯电路”，包括设计电路功能框图的方法、步骤；各元器件参数的计算、选择，电路板制作的工艺要求；呼吸灯电路安装、调试的要点以及电路功能实现的实际效果等。各小组初步拟定项目实训方案，包括：设计制作电路图及相关实训说明等。

(三)决策。由各小组展示各自初步拟定实施方案，教师参与指导并进行点评，与全班同学一起分析讨论各方案特点、存在的问题，提出解决问题的意见和建议，并落实好实训电路图。考虑到实训经费问题，全班用评选出来较好的、可操作性强、方便实用的方案作为最终实训方案，而且是统一的。在教师指导下，同学们根据电路图了解、认识元器件，包括元器件的型号、规格以及使用注意事项等，熟悉电路制作的工艺流程，包括：电路制作准备工作、元器件安装与电路的连接过程、电路的检查、排故与调试问题以及实训所需准备的工具等。实训结束要求每人提交1件实训作品和纸质实验报告1份，作品的效果要实现电路设计功能。

(四)实施。先要进行拆焊练习，目的是熟练掌握元器件的焊接以及进行电路连接过程中的操作要点与注意事项，并根据电路图准备好实训所需元器件、仪表工具等；接着进行元器件的检测，要求测试所有元器件，并判断出其好坏，对不合格的元器件要及时更换。根据所设计的电路图在电路板上把元器件按照由低到高的顺序插在电路板上；再把它们焊接，焊接时要注意，先把元器件固定好再焊接，在确认该元件焊接合格，无虚焊等问题后再剪去多余管脚，接着再焊下一个元件。一般先焊连接线再焊接电阻，因为导线及电阻为较低元件；接下来焊接比电阻高一点的元件，如此类推地焊接。整个过程焊接一定要干净利落，以免烧坏元件，同时还要注意电路“虚焊”、“断路”、“短路”等现象。在实施过程中要求人人动手，教师作为组织者、参与者，检查每位同学工作情况，答疑、指导、交流同学们在实训中提出的问题；记录存在的问题，分析其原因，并把意见反馈给同学们，以便及时整改。

(五)检查。电路安装完毕后，按照项目拟定的方案进入检查环节。先是自检和同学间互检，检查电路是否焊接正确、牢固；在确认电路焊接正确、电路制作工艺符合要求后，经教师同意方可通电试验。在通电过程中要注意观察发光二极管的情况，并判断出电路是否能正常工作？若电路工作不正常，在教师指导及其他同学帮助下，按要求、分步骤逐步检查和排故，直到电路能正常工作为止。按制作电子电路的工艺要求，合理安排好线路的走向，焊接牢固、可靠，焊点表面无砂眼且光滑，使制作作品整齐、美观，符合项目要求。

(六)评价。进入评价阶段，先分组讨论实训中存在问题及解决方法，每人总结通过实训有哪些收获和体会，总结实训中各自存在的不足及改进措施，并把意见及建议反馈给任课教师，以便教师在今后的教学中不断改进，以提高实训成效。

实训结束，对学生提交的实训作品，指导教师通过互动形式进行点评和总结，并通过班级的QQ群、微信群进行实训成果展示，供同学们学习讨论、分享实训的成果以及成功的喜悦，激发大家学习知识、掌握技能的信心。

三、实训反思

(一)存在问题。第一，场地不足。按项目开展实训，需要使用“理-实一体化”的实验室，但如果课程内容全部排在实验室，实验室又安排不下；第二，资金不足，元器件采购计划不允许。如果完全按照各小组设计方案执行，所需资金就会超过预算，而且元器件采购计划要按规定时间完成，而不是按教学进度执行；第三，没有配套的实训教材及设备，不便推广开展一系列相关实训项目，所以，开展“以工作过程为导向的实践教学”困难不少，还需继续努力，如相关机制的建立、实验室及师资队伍的建设等。

(二)对策。由于实训场地不足，只能有选择性地开展以工作过程为导向的实训项目，而且部分实训内容要安排在课外执行。针对元器件采购不是按教学进度进行，况且资金有限，所以实训时选各小组的最优评定方案作为最终实训方案，而且是唯一的。关于教材问题，只能由上课教师自行编写，随意性较大。如果学校成立有专门的实训中心，有专职实验教师队伍，在推广开展以工作过程为导向的实践教学同时，也进行实验室的建设，并加强仪器设备管理，探索开放实验室、开展第二课堂的方法、途径，应该会收到较好的教学效果。

四、结语

从实际出发，以工作过程为导向开展实践教学的探索，学习电子技术的知识和电子电路设计制作的方法、步骤，逐步掌握相应的职业技能，提高个人综合能力，符合高等教育改革的要求。实践证明，开展以“工作过程为导向”的行动导向教学法,体现了”以学生为中心”、重视培养学生职业技能的教学理念。这种教学模式不仅提高了学生学习兴趣，而且实训教学效果也得到明显提升，促使学生掌握职业技能，是培养应用技术人才的有效途径，值得广大教师去探索、去实践。