“音響電路的設(shè)計與制作”實驗案例設(shè)計

陳斗

[摘要]為了讓高職學(xué)院電類專業(yè)的大一學(xué)生學(xué)好“電子技術(shù)”這門專業(yè)基礎(chǔ)課，以“音響電路的設(shè)計與制作”這個實驗案例為例，從相關(guān)知識及背景、企業(yè)工作流程、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)設(shè)計與引導(dǎo)、教學(xué)方法、教學(xué)效果等6個方面進(jìn)行了研究。

[關(guān)鍵詞]電子技術(shù)；音響電路；實驗案例；教學(xué)設(shè)計

為了讓高職學(xué)院電類專業(yè)的大一學(xué)生學(xué)好“電子技術(shù)”這門專業(yè)基礎(chǔ)課，使學(xué)生在職業(yè)情境中“學(xué)中做、做中學(xué)”，以工作任務(wù)來組織課程內(nèi)容。依據(jù)本課程特點(diǎn)、教學(xué)條件、企業(yè)工作流程以及高職學(xué)生理論基礎(chǔ)差等特點(diǎn)，確定出5項實用而有趣的小型電子產(chǎn)品的設(shè)計制作作為學(xué)習(xí)任務(wù)?，F(xiàn)以此門課的第3個任務(wù)“音響電路的設(shè)計與制作”為例，從相關(guān)知識及背景、企業(yè)工作流程、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)設(shè)計與引導(dǎo)、教學(xué)方法、教學(xué)效果等6個方面進(jìn)行研究。

一、相關(guān)知識及背景

音響系統(tǒng)主要應(yīng)用于電子數(shù)碼產(chǎn)品中輸出聲音信號的放大，實用價值大，學(xué)生制作興趣濃。需運(yùn)用功放、運(yùn)放、反饋等知識和二極管、電容器、電阻、集成功放芯片、穩(wěn)壓器、變壓器等的選型檢測知識，涉及仿真、布局圖繪制、產(chǎn)品焊接，儀器儀表使用（運(yùn)放測試板、萬用電表、穩(wěn)壓電源、示波器、低頻信號發(fā)生器）等實踐技能技術(shù)。

二、企業(yè)工作流程

在企業(yè)的生產(chǎn)部門，接到研發(fā)部下達(dá)的新產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)后，根據(jù)所提供的產(chǎn)品的技術(shù)資料，工藝工程師把任務(wù)技術(shù)指標(biāo)分解為生產(chǎn)所用的工藝文件，根據(jù)工藝的復(fù)雜程度組織生產(chǎn)。音響的生產(chǎn)分五個環(huán)節(jié)：電路圖設(shè)計確定，PCB板制作，電子元器件的檢查與篩選、元器件引腳成型及插裝，電路板焊接，整機(jī)裝配與調(diào)試。整個環(huán)節(jié)配有作業(yè)指導(dǎo)書，通過各個環(huán)節(jié)的相互配合，同時生產(chǎn)部和采購部、品質(zhì)部相互協(xié)調(diào)，共同完成產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢測，使其滿足設(shè)計的要求。

三、教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)：掌握音響電路工作原理。技能目標(biāo)：音響電路設(shè)計，元器件篩選檢測，產(chǎn)品裝配焊接、功能測試，電子儀器儀表使用，電子產(chǎn)品故障排除。素質(zhì)目標(biāo)：具備自主學(xué)習(xí)、計劃決策、知識應(yīng)用、總結(jié)提煉、自我表達(dá)、評價反饋等能力，具團(tuán)隊協(xié)作精神。

四、教學(xué)設(shè)計與引導(dǎo)

本實驗過程是一個比較完整的工程實踐工程，需要經(jīng)歷學(xué)習(xí)研究、電路設(shè)計、仿真分析、布局圖設(shè)計、產(chǎn)品裝配焊接制作、功能調(diào)試、總結(jié)評價等過程。在實驗教學(xué)中，應(yīng)在以下幾個方面加強(qiáng)對學(xué)生的引導(dǎo)：

（1）學(xué)生分組。采用卡片式抽簽隨機(jī)分組（2人或3人一組），選好組長。

（2）發(fā)引導(dǎo)文給學(xué)生（包含幾種音響電路圖，包含有關(guān)引導(dǎo)性、啟發(fā)性的思考題，例如：陳述音響電路的工作原理，每個元器件在此電路中的作用，如何畫基于萬能板的布局圖，如何檢測有關(guān)元器件，如何使用仿真軟件muhisim，如何裝配焊接產(chǎn)品，如何使用有關(guān)儀器儀表進(jìn)行產(chǎn)品的功能測試等等），明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生通過信息化教學(xué)平臺（比如大學(xué)城空間、清華在線平臺、職教云、超星學(xué)習(xí)通等）中教師上傳的PPT、視頻和網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自學(xué)，教師進(jìn)行引導(dǎo)答疑并記錄學(xué)生自學(xué)情況（信息化教學(xué)平臺上有學(xué)生查閱資料的次數(shù)及在線學(xué)習(xí)時間、提問及回答問題情況等）；

（3）以組為單位制定音響電路設(shè)計、制作、調(diào)試、故障診斷工作計劃，注意：以組為單位，組長負(fù)責(zé)制，將任務(wù)分解為若干個子任務(wù)：電路圖的設(shè)計、電路仿真、布局圖的設(shè)計、檢測元器件、裝配焊接產(chǎn)品、整機(jī)調(diào)試及故障排除、拍照片和視頻、做PFT等任務(wù)，組長和組員商量合理分配任務(wù)并填好作業(yè)計劃表，作業(yè)計劃表可用電子版形式，也可以打印、也可以手寫（字要寫得好，用尺子畫表格），最終要放到PPT里面。教師檢查指導(dǎo)，保證每個組員的工作量差不多。

（4）教師要求學(xué)生借助相應(yīng)技術(shù)資料，根據(jù)實驗室所能夠提供的條件合作討論設(shè)計出音響電路圖（能把手機(jī)或電腦里的音樂通過音頻線、音響電路播放出來）、陳述工作原理及確定相關(guān)元件參數(shù)，設(shè)計過程中，提醒學(xué)生注意設(shè)計的規(guī)范性，如電路模塊間的接口方式、參數(shù)要求、工作電源對系統(tǒng)指標(biāo)的影響、穩(wěn)定性、可靠性等，教師進(jìn)行巡回指導(dǎo)、檢查確定、記錄學(xué)生情況；

（5）教師講解仿真軟件muhisim的使用要點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行仿真分析，更改元件參數(shù)，確保仿真功能正常實現(xiàn)，教師進(jìn)行巡回指導(dǎo)、檢查確定；

（6）教師講解畫布局圖的方法，要求電路只能用焊錫絲焊連，不能使用連接導(dǎo)線，教師進(jìn)行巡回指導(dǎo)，檢查布局圖的可行性、經(jīng)濟(jì)性后確定。

（7）教師講解演示利用萬用表完成元器件的類型判斷、引腳辨別及性能測試的方法，學(xué)生篩選檢測所需元器件并記錄，選擇裝調(diào)工具、儀器設(shè)備并列寫清單，對電子材料和元器件進(jìn)行預(yù)處理；教師進(jìn)行巡回指導(dǎo)、檢查確定；學(xué)生填寫的元器件檢測表和工具設(shè)備清單示例：

（8）教師講解演示基于萬能板的產(chǎn)品的裝配焊接方法，要求學(xué)生據(jù)布局圖及工藝技術(shù)文件要求將元器件插裝在萬能板上焊接電路，在學(xué)生焊接過程中提醒學(xué)生注意元器件引腳不能接反，連線不能接錯，要求元器件布置美觀整潔合理，焊點(diǎn)光亮、圓潤，無虛焊、錯焊、漏焊，走線美觀簡潔正確。教師進(jìn)行巡回指導(dǎo)、檢查確定；

（9）教師講解演示幾種測量儀表儀器（運(yùn)放測試板、萬用電表、穩(wěn)壓電源、示波器、低頻信號發(fā)生器）的使用、產(chǎn)品的調(diào)試檢測方法及排故方法，學(xué)生實際操作，通電調(diào)試前先繪制產(chǎn)品進(jìn)行功能測試的電路與儀表的連線圖，再進(jìn)行參數(shù)測試（靜態(tài)測試和動態(tài)調(diào)試），并記錄檢測結(jié)果（要分析系統(tǒng)的誤差來源）、拍照片和視頻（用自己制作的音響播放音樂），有故障的分析故障原因、修復(fù)故障、通電調(diào)試。教師進(jìn)行巡回指導(dǎo)、檢查確定。

（10）課后拓展：學(xué)生對音響箱體進(jìn)行外形設(shè)計、制作，將制作的音響產(chǎn)品和箱體組裝好，在生活中使用。

（11）教師收集學(xué)生實驗報告、匯報PPT。要求學(xué)生將匯報PPT上傳到教學(xué)平臺。示例：

五、教學(xué)方法

用信息化教學(xué)平臺，用講授法、任務(wù)驅(qū)動法、演示法、討論法、實踐操作法、演講答辯法等，自評互評、學(xué)生教師評價、過程結(jié)果評價相結(jié)合。

六、教學(xué)效果

學(xué)生設(shè)計制作的音響電路產(chǎn)品功能全部實現(xiàn)，實驗報告和PPI按要求完成，并將產(chǎn)品用于生活中，圓滿完成了任務(wù)。通過實驗，學(xué)生動手能力提高了，知識的掌握更透徹了，自信心提高了，合作精神增強(qiáng)了，并對“電子技術(shù)”課產(chǎn)生了很大興趣，課后繼續(xù)拓展，制作了很多實用的電子產(chǎn)品，并且參加創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新比賽獲獎。學(xué)生到了大二沒學(xué)這門課了，還對這門課回味無窮，想繼續(xù)上這門課?？傊?，教學(xué)效果很好。