电子技能实训课程中的电路检测技巧分析

廖敏

【关键词】电子技能实训；电子装配；电路检测；实训任务书

电子技能实训课是一门电子专业的技能实训课程，是电类学生必修的实践教学课程，更是提升学生工程素养和创新能力培养的实践类核心课程。通过该课程的训练，让学生掌握电子元件认知、电子仪器使用、电路板设计与制作、焊接、测试等技能，提升学生综合分析问题和解决问题的能力。[1]课程遵循任务驱动教学的理念，将教学内容设定为独立的模块，以完成一个小型电子电路为目标。在课程中电路制作是重要的实践内容，要求学生掌握：电路的读图、元件识别、布板、连接、电路焊接等基本操作技能。除此之外，还有一个重要的部分，就是电路检测。

一、电路检测的重要性

电路检测，它应包括以下几个内容：1、读懂电气原理图，能够根据所给的资料准确把握电路所需的各电子元件的种类、参数、数量等相关信息；2、能根据电子元件外观信息或应用仪表，准确识别电子元件种类、极性和元件参数；3、能将电路成品正确接入电源，通电检验，检查该成品是否实现产品的各项功能；4、通过分析原理图，读懂工作原理，检测关键控制元件节点参数，弄清参数变化对产品功能的影响；5、倘若有故障，能够对故障原因进行分析，并排除故障。比起电路制作过程，电路检测对学生的要求更高，是最能训练学生综合素质的一个环节。通过电路检测能大幅提高学生的综合运用能力，因为要完成对电路的检测，学生必须具备以下条件：

1.要掌握电工仪表知识，即能正确使用仪表，并通过测得的数值判断电路的工作状态是否正常。

2.要掌握焊接工艺知识，即能根据电路板的制作情况判断电路的性能会不会受到制作工艺水平的影响，会不会因为工艺问题导致电路质量问题，或者导致电路故障。

3.要具有较强的分析能力。当电路出现故障，要找出原因，就必须要完全理解电路工作原理，及各元件工作特性。对可能导致故障的原因能做出分析，并且要能结合仪器仪表测试的数据最终做出判断确定故障原因。

4.要具备自学能力。当在工作过程中出现知识盲区的时候，要能通过各种途径查询相关知识，消化知识点，并应用其去解决实际问题。

因此，电路检测在电子实训课程中对学生吸收理论知识和将其进一步升华有着特殊的意义。在课程中对于电路检测这个课题，值得我们投入更多精力细致研究，总结出好的方法和可循的规律，把这些技巧有效地传授给学生，使得学生的能力得到大幅度提升。

二、如何提高学生的检测能力

根据笔者以往的教学经历，总结了以下几个要点，能够在电子实训课程教学中更有效地帮助学生提高检测能力。

（一）强调基本技能训练的效果

在电子技能训练课程中，电子元件识别和焊接技能训练都是基本的实践技能。因此，在着手电子电路项目任务以前，我们强调要掌握这两个方面的知识，并需要提前进行训练且要有实效。

1.对于电子元件，把其元件名称、图形符号、实物外形、极性四者都掌握了才说得上认识了这个元件，才谈得上应用。在基础训练时可以设置各种情景，让学生掌握和累积这些知识。比如，经过讲解后，留给学生的实训任务，给学生一些混合的电子元件和一张表格，让学生按混合电子元件的名称、规格、图形符号和数量做成元件表。（这是一个需要多次反复练习巩固的技能）

2.焊接技能。首先，要掌握焊接的方法，并且通过技能实践能达到焊接的要求。焊接的基本要求为：焊点牢固，表面光滑明亮，且焊点大小适中，以保障它有足够的机械强度和良好的电气性能。同时，学生也要能够对自己的焊点进行评价，一，通过用眼睛“看”；二，用小起子“撬”，用起子对焊点连线“撬一撬”看焊点是否牢固，是否达到良好状态。第二点很重要，因为有的焊点表面光滑圆润，但其实是虚焊，通过“撬一撬”就能很容易地检验出来，虚焊的焊点（尤其是点间连线）在测试环节时会出现问题，而且很难检测出来，会浪费大量的时间和精力，但只要我们在焊接工艺这一步把好关，就能避免这样的“遭遇”。

（二）实训课程应包含的理论内容

实践课程仍需要对理论部分进行讲解，在实践课程开始之前，就要做好实践操作技能知识的铺垫，必须有相应的理论知识进行支撑。而理论部分要怎么讲，讲多少这些问题需要我们认真考虑。部分学生基础不好，没有耐心，但好奇心重。如果理论部分时间过长，学生可能会直接放弃学习，那课程等于没上；如果讲解不够，必要的内容都没详细讲解，也无法有效地指引学生进行接下来的技能训练。所以，在讲授理论部分时要设计合理，原则就是：够用，简洁。

“够用”至少包括以下几项：

（1）要做什么；（2）怎么做；（3）做完了怎么评价好坏；（4）做错了怎么改；

而为了减少过长的理论讲解，我们可以将以上这些内容，制作成一个“项目任务书”，只要教会学生合理利用任务书，就可免去很多讲解的内容和时间。在任务书中，做这样的安排：

1.首先讲电路原理。相对来说，尽管电路原理难度较大，但这个部分是不可或缺的。本文的设计是，带领学生根据电路图完成“电路原件表”，并在任务书里设置表格进行填写。这个步骤是对电子元器件识别的不断熟练和巩固，是一定要掌握的基礎技能。

2.对电路进行分解。根据功能、作用或其他的分类对电路各部分进行分割。强调该单元电路的逻辑功能关系，即：该部分电路的作用是什么，由哪些部分决定其功能效果。重点指出关键电路的因果关系，有什么“因”出什么“果”。这样在讲课的过程中建立起清晰的电路构架，而对于过于繁琐的中间细节可以忽略，比如在讲解555多谐振荡器电路时，我们只要明确电路的结构、作用和输出计算公式即可，不必对555多谐振荡器电路怎么接受外部信号，其内部如何作用才达到这样的输出等这些内容进行过多描述。

3.接着再带学生画出原理框图。在清楚电路基本构成的基础上，我们要求学生能画出原理框图，在任务书上也要写明这个部分。这个过程不拘于小节，最重要就是内容完整、逻辑清晰。这是一个对知识总结概括的过程，学生经过多次练习能累积经验和相关知识。课程结束之后对学生能力而言，将会是一个质的飞跃。

4.完成了理论讲解，进入实践环节。我们要引导学生根据任务书的工作步骤来完成实训内容。在任务书步骤中，写明实践的步骤以及每个步骤的具体要求，如果学生还有更深层次的需求要引导学生进一步利用教材、相关资料、书籍和网络等进行求证，当然并不是所有人都乐于去钻研，在教学中大部分同学仅限于完成目标任务，但对于部分有探索精神的学生而言这是对他们能力的进一步锤炼。

三、检测过程实施

当完成了电路板焊接就要进入检测过程，检测过程需要通电，尽管是低压，但还是有一定危险性，所以就要预先做好工作流程安排，做到可靠的组织过程保障。

1.检测的安全措施。开展实训的第一原则是安全，学生亲自动手检测是重要的学习环节，因此，需要在保障学生安全的前提下，指导学生顺利完成检测任务。对此，笔者采取了两个保障措施（1）所有成品首先由老师进行初检，确认无短路，电容没有接反，学生便可自行进行通电测试；（2）测试时两个同学一组，一人测试一人监护。监护同学主要的任务就是确定测试同学接入的电源是正确的（包括大小和极性），接入后观察电源电流表的动态，一旦观察到电源电流表指针剧烈摆动，或者闻到任何异味，第一时间切断电源。这两条措施，操作起来并没有难度，只要认真执行就能起到很好的保障效果。

2.检测内容。检测内容根据每个电路的特性，确定关键测试点，比如，整流电路后的电压，或者敏感元件信号输入点前后的对比。在任务书中将测试的内容逐一列出，一般做成表格形式，让学生逐步按点完成测试。最终检测结果将作为电路实训课程评分的重要部分。

3.仪表的使用。仪表是检测的工具，不会使用仪表何谈检测。其中应用最多的是万用表。对于电工专业的学生来说，有专门的仪表课程，在其他多门课程中也会使用到万用表，从基本的对电流、电压和电阻的测量使用来说问题不大。但在电子电路测试时需要抓住其应用特点，在电路检测中我们使用最多的是电压挡和欧姆挡。（1）电压挡，通常我们用来测试各关键点的电压，即该点对地电压，可用于调试电路和判断电路的状态。比如，晶体二极管，正常工作时二极管正向电压一般为 0.6～0.7V（锗管为0.2～0.3V），发光二极管正向电压为 1.8～2.2V。当正向电压远大于正常值时，则该二极管视作开路；当正向电压远小于正常电压值或为零且确认有电流时，则该二极管视作漏电或短路。[2]另外，在测试时还可采用线夹将黑表笔固定在接地端，用红表笔测试各点电位，便捷又快速。（2）欧姆挡，主要用于判断电路通断情况和检查元器件的好坏。比如，对于连接线路通断，可根据万用表阻值大小来判断；对于电阻的好坏，在测试时不必将电阻拆下测量，在电路中测量即可，其值会比标称值略偏小。但特别要注意，欧姆挡的使用一定要是在断开电源的情况下。

4.故障排除。电路完成后，正确接入电源判断电路好坏，从通电后电路的状态可以很快判断电路是否达到要求，如果不能达到相应的输出要求说明电路存在故障，就需要进行检测分析后排除故障。故障排除，是最难的一个点，一般来说通用的故障检测方法有：

（1）直接观察法。直接观察法是指不采用任何仪器设备，也不改动电路接线，直接观察待查电路表面来发现问题、寻找故障的方法。直接观察法适用于对故障进行初步检查，一般明显的故障可用此法。

（2）参数测试法。参数测试法是借助仪器来帮助发现问题、寻找故障元件的方法。这种方法又分为断电测试法和通电测试法两种。断电测试法是在电路断电的条件下，利用万用表欧姆挡测量电路或元器件电阻值，借以判断故障的方法，如检查电路中连线、焊点及熔丝等是否断路，底板内部是否有断路、接触不良等，测试电阻值、电容器漏电、电感器的通断来检查半导体器件的好坏等。通电测试法是在通电的条件下，借助于仪器测量电路中各点电压或支路电流，进行理论分析，寻找故障所在的方法，如检查晶体管静态工作点是否正常，集成器件的静态参数是否符合要求，数字电路的逻辑关系有无差错等等，均在通电的条件下进行测试。

（3）信号寻迹法。信号寻迹法是在电路输入端加入一定幅度、适当频率的信号，按照信号的流程由前级到后级，用示波器或电压表等仪器逐级检查信号在电路内各部分传输的情况，根据电路的工作原理，分析电路的功能是否正常，从而判断故障所在部位的方法。检测时也可以从输出级向输入级倒推进行，信号从最后一级电路的输入端加入，观察输出端是否正常，然后，逐级将信号加入前面一级电路输入端，继续进行检查。

（4）单元电路测试法。此法是将整个电路按电路结构或实现功能分割成若干相对独立的单元电路，分别进行通电测试，先找出有故障的单元，再采用万用表或逻辑笔找出故障的具体位置。对于一些单元电路间存在联系的，比如，存在反馈的环形电路，振荡器、稳压器等电路，它们各级的工作情况互相有牵连，这时可采用分割环路的方法，将反馈环去掉，然后，逐级检查，可以更快地查出故障部分。

（5）比较法。比较法是使用一块好的电路板与故障电路板进行比较。将它们的各点参数和输出效果做对比，能快速找到故障板不正常的地方，再结合电路原理，对电路局部进一步检测，就可以找到故障原因。

（6）替代法。有时故障比较隐蔽，这时可用已调试好的单元电路或组件代替有疑问的单元电路，以此来判断故障是否在此单元电路。当确认某一单元电路确有问题时，还可在单元电路中进行局部替代，逐步缩小有故障嫌疑的范围，尽快找出故障点。有时元器件的故障不很明显，如电容器漏电、电阻变质、晶体管和集成电路性能下降等，这时可用相同规格的优质元器件逐一替代实验，就可以具体地判断出故障点。

（7）电容器旁路法。当电路有自激振荡或寄生调幅等故障时，可用一个容量较大的电容器并联到故障电路的输入或输出端，观察对故障现象的影响，据此分析故障的部位。[3]

检测的方法多种多样，但针对电工电子实训课程完成的项目而言，都属于小型电子电路，且知识点往往与以往教学中的内容联系紧密，就教学而言，故障成因相对集中，笔者从实训教学中总结了以下两条：第一，电路中电子元件出错。学生在电路制作时很容易出现的问题：电子元件极性错误、电子元件位置摆错、电路连线出错。所以在故障排除时第一步要求学生先检查以上问题。在笔者以往的教学中，有60%以上的故障是这类问题导致的。因为是小型电路板，这类问题通过直接观察法来查找工作量也不会很大，并且行之有效。

第二，焊点虚焊。这一类问题也比较突出，是由于焊接工艺不良导致。这类故障排查，可通过信号寻迹法来检测，但更行之有效的办法就是在初检时用小起子轻撬，但凡能被撬起的连线基本上属于虚焊。

在教学中有80%以上的故障，都是由以上两个原因造成的，因为在实训课程中都是新的电子元件，极少有元件损坏的情况。另外，学生不是機器，在制作过程中会存在粗心、不细致的情况。所以在故障排除时，主要通过直接观察法和信号寻迹法就可以解决绝大部分的问题。另外，检测时把握好“因果”逻辑很重要，根据故障现象，哪一项输出不达标就找哪一项的“因”，能够快速锁定故障范围，之前强调逻辑关系正是因为如此，基于此可在任务书设计上加入简略的故障原因分析表，根据电路的因果关系事先带学生完成，故障检测时就能给学生提供参考。

结束语

对于中职生而言，要做一个电路不是难题，但在此基础上让他们进一步提高，既掌握实践技能又掌握理论知识一直都是我们努力的目标。每一次课程，每一次焊接，每一个故障维修都是最好的锻炼机会，用心上好每次课程，相信“道阻且长，行则将至”。