《電子產(chǎn)品制作》任務(wù)引領(lǐng)型課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐

陳蘇良　李澤明

《電子產(chǎn)品制作》是電氣、電子工程技術(shù)專業(yè)課程體系中的一門主干課程，通過該課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握電子產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)、電路仿真、PCB設(shè)計(jì)與制作、電路板的安裝與調(diào)試及簡單故障的排除等知識(shí)；具備電子產(chǎn)品的硬件線路設(shè)計(jì)、焊接、調(diào)試能力，提高實(shí)際操作能力、使用儀器儀表的能力、數(shù)據(jù)與結(jié)果的分析處理能力等，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)與職業(yè)能力，為學(xué)生的職業(yè)生涯發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

筆者所在學(xué)院也開設(shè)了該門課程，原來的教學(xué)方案是先學(xué)習(xí)相關(guān)電子電路知識(shí)，介紹使用的設(shè)備，設(shè)計(jì)了幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生完成幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的焊接、調(diào)試。在目前全國均在推行一體化課程改革過程中，筆者通過設(shè)計(jì)一個(gè)整體項(xiàng)目，分模塊實(shí)施，讓學(xué)生按照一個(gè)項(xiàng)目的模式來學(xué)習(xí)。在具體教學(xué)中，分拆了一個(gè)個(gè)任務(wù)，采用任務(wù)引領(lǐng)型課程的方式，讓學(xué)生逐步掌握課程知識(shí)和技能。這里采用了“多功能數(shù)字鐘”的設(shè)計(jì)與制作為項(xiàng)目總目標(biāo)。

一、整體設(shè)計(jì)思路

以綜合實(shí)訓(xùn)多功能項(xiàng)目數(shù)字鐘為任務(wù)引領(lǐng)，將項(xiàng)目分成6個(gè)模塊，每個(gè)模塊都以實(shí)訓(xùn)內(nèi)容帶動(dòng)相關(guān)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。前期采用化整為零的方式，將綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目分成6個(gè)模塊來實(shí)施，分別進(jìn)行制作、調(diào)試、測試，并將相關(guān)理論知識(shí)融合在實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中，使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中感悟理論。6個(gè)模塊分別包括：振蕩器電路、分頻器電路、分秒計(jì)數(shù)器電路、小時(shí)計(jì)數(shù)器電路、顯示譯碼電路、校時(shí)電路。6個(gè)模塊分別調(diào)試完成后，就要采用積零為整的方式，將6種模塊合在一起，完成數(shù)字鐘主體電路的制作與調(diào)試，最后設(shè)計(jì)并組裝一個(gè)多功能數(shù)字鐘電子產(chǎn)品。

二、材料工具準(zhǔn)備

預(yù)計(jì)用到的集成電路包括：（1）74LS48：BCD—7段譯碼驅(qū)動(dòng)器，用來驅(qū)動(dòng)共陰極的數(shù)碼管顯示器；（2）74LS74：雙D觸發(fā)器；（3）74LS191：單時(shí)鐘4位同步加/減可逆計(jì)數(shù)器，是BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器；（4）74LS92：二—六—十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器；（5）74LS90：二—五—十進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器；（6）555：集成定時(shí)器，因內(nèi)部有三個(gè)5千歐電阻而得名；（7）BS202：7段發(fā)光共陰數(shù)碼管，每段的驅(qū)動(dòng)電流最大為15mA。

其他常用的電阻、二極管、三極管若干。

主要工具設(shè)備有示波器、萬用表、數(shù)字實(shí)驗(yàn)臺(tái)和直流穩(wěn)壓電源等電子儀器設(shè)備。

三、項(xiàng)目實(shí)施要點(diǎn)

首先是檢查各元件。電阻、電容、各集成芯片，檢查各邏輯功能。在插接安裝階段，要注意以下幾點(diǎn)：（1）集成電路的插接應(yīng)認(rèn)清方向，不要倒插，所有集成電路的插入方向要保持一致，注意引腳不要彎曲；（2）元器件的位置要根據(jù)電路的各部分功能確定元器件在PCB板上的位置，相互有影響或產(chǎn)生干擾的元器件應(yīng)盡可能分開或屏蔽，輸入級(jí)與輸出級(jí)之間要盡量安排遠(yuǎn)一些；（3）連接用的導(dǎo)線要緊貼電路板，避免接觸不良，連線不允許跨接在集成電路器件上，一般從集成電路器件周圍通過，盡量做到橫平豎直，導(dǎo)線就盡可能短一些，避免交織混雜在一起；（4）接地的處理，線路組裝時(shí)，電路之間要共地。

其次是調(diào)試。要對(duì)照電路圖檢查電路元器件連接是否正確，器件引腳、二極管方向、電容極性、電源線、地線是否接對(duì)，焊接是否牢固。要按功能模塊分別調(diào)試，步驟可分為：（1）首先調(diào)整振蕩電路部分，以為其他電路提供標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)；（2）然后調(diào)整控制電路的分頻器；（3）調(diào)整信號(hào)處理電路、計(jì)數(shù)、譯碼、顯示；（4）調(diào)整按時(shí)電路。

最后是產(chǎn)品組裝。主體電路安裝調(diào)試完成后，將其放置在一個(gè)外殼盒里，在此可以讓學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)這個(gè)外殼盒并將其組裝好，最終完成一個(gè)DIY數(shù)字鐘電子產(chǎn)品。

四、技能考核方案

直接采用一體化考核方式，在每個(gè)模塊設(shè)置考核環(huán)節(jié)，占50%，最后整體設(shè)備制作及答辯占50%。其中，模塊考核主要包括以下幾項(xiàng)：（1）元件的檢查與選擇；（2）按照給出的線路正確接線；（3）電路的調(diào)試，主要考核主要工具設(shè)備（如示波器、萬用表、數(shù)字實(shí)驗(yàn)臺(tái)和直流穩(wěn)壓電源）的使用；（4）電路測試，主要檢查模塊功能是否滿足要求；（5）簡述電路的工作原理，考核對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握程度。每個(gè)任務(wù)模塊按ABC等級(jí)評(píng)定，A是指能高質(zhì)、高效地完成此能力目標(biāo)的全部內(nèi)容，并能解決遇到的特殊問題；B指能按時(shí)完成此能力目標(biāo)的全部內(nèi)容； C指能在老師或同學(xué)的幫助下完成此能力目標(biāo)的全部內(nèi)容。

五、教學(xué)過程

采用任務(wù)引領(lǐng)型方法進(jìn)行分模塊教學(xué)，每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)按以下步驟進(jìn)行：（1）提出任務(wù)或設(shè)計(jì)任務(wù)。一般來說，工作任務(wù)有這樣幾個(gè)特性：目標(biāo)性、情境性、探究性、綜合性、可操作性。（2）分解任務(wù)。在這個(gè)階段中，教師引導(dǎo)學(xué)生將課程模塊中的任務(wù)一步一步進(jìn)行分解，分解成多個(gè)小任務(wù)，讓復(fù)雜的問題簡單化。（3）實(shí)施任務(wù)操作。在對(duì)任務(wù)進(jìn)行單個(gè)分解之后，老師要和學(xué)生一起進(jìn)行必要的知識(shí)準(zhǔn)備，除了理論知識(shí)的學(xué)習(xí)還應(yīng)包括實(shí)踐知識(shí)的探討，這些知識(shí)需要很多，夠用就行，為完成任務(wù)奠定必要的理論及實(shí)踐基礎(chǔ)。（4）成果評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)可以穿插在學(xué)生完成任務(wù)的過程中進(jìn)行，也可在學(xué)生完成任務(wù)后進(jìn)行，目的是鼓勵(lì)學(xué)生相互學(xué)習(xí)，培養(yǎng)他們的協(xié)作精神。在具體的評(píng)價(jià)過程中，可以采取教師、學(xué)生互動(dòng)的方法，如引導(dǎo)學(xué)生自評(píng)等。（5）拓展、提高與延伸。為了使課堂教學(xué)活動(dòng)走向生產(chǎn)、生活的實(shí)際，教師可以布置課后學(xué)習(xí)任務(wù)來深化課堂教學(xué)，如可以讓學(xué)生查閱資料，采集相關(guān)信息用于下一個(gè)任務(wù)等。

通過《電子產(chǎn)品制作》課程的一體化實(shí)踐后，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)更輕松了，有成就感；任課教師從項(xiàng)目的開始到結(jié)束，也感覺到更有條理性。特別對(duì)于技工學(xué)校的學(xué)生來說，大大提高了他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，教與學(xué)都得到了相互成長。