基于維修電工的“電子技術(shù)應(yīng)用”課程的教學(xué)設(shè)計

摘 要：本文以維修電工考試中“邏輯電平測試電路的安裝與調(diào)試”為例，在課堂教學(xué)中把職業(yè)技能鑒定同理論、實踐教學(xué)有機結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力，提升學(xué)生的創(chuàng)新潛能，提高技能鑒定的合格率。

關(guān)鍵詞：維修電工；電子技術(shù)；電子仿真

中圖分類號：TN0-4；G712

維修電工是我院高職電氣自動化、機電一體化技術(shù)專業(yè)學(xué)生必須獲取的職業(yè)資格證書。而職業(yè)技能鑒定是檢驗教學(xué)效果的有效途徑，也是學(xué)生畢業(yè)后的自主擇業(yè)的準備。維修電工技能鑒定涉及到的知識有電路與磁路知識、儀器儀表知識、電子電路知識、電機及拖動知識、自動控制知識和先進控制技術(shù)知識。

1 教學(xué)設(shè)計理念

以《電子技術(shù)應(yīng)用》教學(xué)大綱為根據(jù)，以培養(yǎng)學(xué)生實踐技能為主線，以機電一體化技術(shù)專業(yè)職業(yè)崗位的技能需求為依據(jù)，以國家技能鑒定標準為參照，對課程內(nèi)容進行整合，采用項目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)模式，將實訓(xùn)與理論教學(xué)有機結(jié)合，實現(xiàn)“教學(xué)做”一體化訓(xùn)練模式，解決學(xué)生知識、技能素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展問題[1]。

2 案例分析

下圖為一塊LM324四運放電路組成的邏輯測試器（見圖1）。調(diào)節(jié)RP1、RP2和RP3，使運放塊相應(yīng)引出腳得到不同的電壓。當S選擇的被測信號為邏輯“0”時，綠發(fā)光管發(fā)光，顯示邏輯“0”；當S選擇的被測信號為邏輯“1”時，紅發(fā)光管發(fā)光，顯示邏輯“1”。調(diào)節(jié)RP1和RP2，可設(shè)定不同的邏輯門限電壓大小。

2.1 工作原理

電路主要是利用集成運算放大器工作在非線性區(qū)的特點，即當U+>U-時，uo=UO+；U+U-9，uo8=UO+，即輸出高電平，使T1管飽和導(dǎo)通輸出低電平，約為0.3V，U+12U-6，uo7=UO+，即輸出高電平，這樣紅發(fā)光管不亮，U+10

2.2 ewb電子仿真

電子仿真軟件ewb采用圖形方式創(chuàng)建電路，在計算機屏幕上模仿真實的試驗臺，提供豐富的電路元件庫和多種分析方法。因此在電子實驗教學(xué)中具有很大的優(yōu)勢。

（1）學(xué)生在實驗過程中對設(shè)計的電路可以及時根據(jù)仿真結(jié)果調(diào)整電路參數(shù)，元器件選擇范圍廣，參數(shù)修改方便，可進行各種電路情況分析，大大地發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性、積極性和創(chuàng)造性[2]。

（2）軟件提供各種儀器，彌補了實驗室缺少不常用儀器的缺陷（如波特圖儀等），同時提供了各種分析功能，如失真度分析，加強了學(xué)生對設(shè)計電路的全面理解[3]。

在本次試驗中由于發(fā)光管不能像實際中那樣發(fā)光，因此實驗現(xiàn)象不明顯，為此，我們在發(fā)光二極管陰極端外接一個邏輯電平指示器（如圖2所示），通過指示器的亮滅來判斷發(fā)光管的亮滅情況。當S扳到“0”時，LM324的7腳輸出高電平，紅發(fā)光管不良，8腳輸出低電平，T1管截止，綠發(fā)光管點亮。

2.3 protel99電路圖的布局與走線

元器件的布局與走線對產(chǎn)品的壽命、穩(wěn)定性、電磁兼容都有很大的影響。一般遵循以下原則：

（1）放置順序。先放置與結(jié)構(gòu)有關(guān)的固定位置的元器件，如指示燈、開關(guān)等，且元器件和走線不能太靠邊放。

（2）注意散熱。對于大功率電路，如功率管、變壓器等盡量靠邊分散布局放置，便于熱量散發(fā)，也不要靠電容太近以免使電解液過早老化。

（3）布線時，兩面的導(dǎo)線宜相互垂直、斜交、或彎曲走線，避免相互平行，以減小寄生耦合。

（4）走線拐角盡可能大于90度，盡量少用過孔、跳線。

2.4 電路焊接、調(diào)試與檢測

（1）按已經(jīng)設(shè)計好的布線圖正確安裝各個元器件。

（2）檢查無誤后，接通5V電源，測量整機電流約15mA左右。

（3）把S撥在“1”處，調(diào)節(jié)RP1，使集成塊的第6腳電壓為2V；調(diào)節(jié)RP2，使集成塊的第5腳為2V；調(diào)節(jié)RP3，使集成塊的第12腳為0.7V。

（4）把S撥在“1”處，紅色發(fā)光二極管發(fā)光，顯示邏輯“1”；把S撥在“0”入，綠色發(fā)光二極管發(fā)光，顯示邏輯“0”。

（5）用萬用表歐姆擋測量集成塊各腳對地電阻值（斷電在路測試），分別用紅表筆和黑表筆接地，并記錄兩組數(shù)據(jù)。

（6）用萬用表電壓擋測量并記錄集成塊各腳對地電壓值和三極管各極電壓值，記錄數(shù)據(jù)。

2.5 常見故障及原因

（1）把S撥在“0”處，綠色燈閃一下就變暗，是由于RP3調(diào)整不正確造成的，電壓太高使比較器輸出為高，不能翻轉(zhuǎn)為低，因此發(fā)光二極管一直為暗。

（2）電路中7腳輸出為低電壓（約0.2V），紅發(fā)光管不亮，可能的原因有發(fā)光二極管沒有接好，或電阻沒有接，使該支路不導(dǎo)通。

參考文獻：

[1]張進.淺談中職電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)一體化技能訓(xùn)練內(nèi)容設(shè)計[J].職業(yè)教育研究，2014（03）：121-123.

[2]黃品梅.開發(fā)綜合設(shè)計性實驗 促進創(chuàng)新人才之培養(yǎng)[J].實驗研究與探索，2010（06）：93-95.

[3]付揚.Multisim仿真在電工電子實驗中的應(yīng)用[J].實驗室研究與探索，2011（04）：121-123.

作者簡介：王小方（1980.06-），女，講師，主要從事電子技術(shù)的教學(xué)研究。

作者單位：威海職業(yè)學(xué)院，山東威海 264200