《電子工藝與測量技術(shù)》課程教學(xué)改革與實踐

課題/項目：擴提強視域下“信息化+職場化”嵌入式人才培養(yǎng)模式實踐與創(chuàng)新，XJGZKZZX202017。

摘要：通過對電子工藝與測量技術(shù)課程的多年教學(xué)實踐分析，提出對單片機控制技術(shù)硬件類實訓(xùn)課程教學(xué)進行改革，具體從教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)案例的設(shè)計、教學(xué)實施、課程考核等方面進行改革。以NE555呼吸燈電路為例，詳細提出了引導(dǎo)學(xué)生進行電路分析教學(xué)案例的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：電子工藝;硬件電路;教學(xué)案例;設(shè)計

中圖分類號：TM93-4;G642文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）03-0051-02

Abstract：Byanalyzingtheteachingpracticeofelectronicprocessandmeasurementtechnologycourseformanyyears，thispaperputsforwardthereformofSCMcontroltechnologyhardwarecourseteaching，fromtheaspectsofteachingcontentselection，teachingcasedesign，teachingimplementation，curriculumassessmentandsoon.TakingtheCIRCUITofNE555breathinglampasanexample，thedesignofteachingcaseofguidingstudentstoconductcircuitanalysisisputforwardindetail.

Keywords：Electronictechnology;Hardwarecircuit;Teachingcases;design

嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)主要學(xué)習(xí)以單片機或arm控制器控制外設(shè)完成一定功能的控制技術(shù)。這需要同學(xué)們既要熟悉單片機、arm控制器、以及外設(shè)的硬件電路原理，又能編程控制外設(shè)按需動作，即軟硬件方面的知識都需要學(xué)習(xí)和掌握。

嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)課程體系也是按軟件、硬件兩條線進行設(shè)計的，主要偏軟一點。電子工藝與測量技術(shù)課程，是硬件類課程，開設(shè)在大學(xué)一年級下學(xué)期，前導(dǎo)課程是數(shù)字電子技術(shù)。電子工藝與測量技術(shù)課程以培養(yǎng)學(xué)生硬件電路的安裝調(diào)試能力、常用儀器儀表的使用能力為目標。在多年電子工藝與測量技術(shù)課程教學(xué)中，對課程教學(xué)進行了不斷的改進與探索。

1課程教學(xué)中存在的主要問題及其原因分析

1.1主要問題。

一是，學(xué)生簡單認為電子工藝與測量技術(shù)是一門訓(xùn)練焊接工技術(shù)的一門課程，沒有引起重視。

二是，在實際電路制作中，大部分學(xué)生電路分析、檢查能力提高較慢，只是能夠按照給定的電路原理圖，把電路組裝完成，但出現(xiàn)問題時，自我檢查、發(fā)現(xiàn)、改正的能力較差。

三是，硬件電路的教學(xué)有一定的難度，首先它需要一定的理論知識為基礎(chǔ)，其次它需要多次的實踐，通過實踐積累經(jīng)驗。

1.2原因分析。

（1）學(xué)生簡單認為電子工藝與測量技術(shù)課程僅是提高焊接水平，是對課程目標認識不夠。該課程除了訓(xùn)練學(xué)生的焊接技術(shù)外，很重要的方面是提高學(xué)生對電路原理圖分析能力、電路檢測能力，以及電路設(shè)計能力，此類能力的提高需要不斷的實踐、總結(jié)，才能慢慢提升，這點學(xué)生耐心不夠。

（2）通過該課程的學(xué)習(xí)，同學(xué)們對電路分析能力、檢測能力、以及設(shè)計能力進步不大的原因。筆者認為，電路分析的理論課程，應(yīng)該在項目實踐之前進行學(xué)習(xí)，先做再學(xué)習(xí)原理，對學(xué)習(xí)主動，好奇心強的同學(xué)有效果，但對學(xué)習(xí)主動性不高，需教師引導(dǎo)的學(xué)生，效果并不理想。

（3）硬件電路難學(xué)，學(xué)生耐心不夠，硬件課程學(xué)習(xí)需要多做項目實踐，學(xué)校實訓(xùn)室開放時間有限，僅上課時間開放，學(xué)生實踐機會有限。

2課程的改革與實踐

2.1教學(xué)內(nèi)容的改革。由于嵌入式專業(yè)課程體系偏軟，硬件課程開課相對較少，在電子工藝課程前期，僅開設(shè)有數(shù)字電路基礎(chǔ)課程，學(xué)生進行電路分析的理論知識過少。而先實踐再學(xué)習(xí)電路原理分析的教學(xué)方法，對學(xué)習(xí)主動，好奇心強的學(xué)生有效，但對于學(xué)習(xí)不夠主動的學(xué)生，效果并不十分理想，而且有可能養(yǎng)成照葫蘆畫瓢的習(xí)慣，隨著項目綜合復(fù)雜度加大，學(xué)生的畏難情緒也增大。根據(jù)高職學(xué)生前期知識體系，以及單片控制電路設(shè)計所需的知識點。在該課程的教學(xué)改革中增加了電路分析和模擬電路的基本理論知識講解。

課程改革后，在實訓(xùn)課的前期，以理論講解為主，實踐測試為輔。在實訓(xùn)課程的后期，以電路連接、調(diào)試等實訓(xùn)內(nèi)容為主，理論解釋為輔。

2.2教學(xué)案例設(shè)計的改革。教學(xué)案例的設(shè)計是根據(jù)所需學(xué)習(xí)的知識點，選擇相應(yīng)的實訓(xùn)項目，再根據(jù)課程安排進行教學(xué)案例的設(shè)計。以前教學(xué)案例設(shè)計，直接給定電路原理圖及各元器件參數(shù)，讓同學(xué)們按原理圖安裝、焊接、連線，完成后上電，編程進行測試。學(xué)生在課堂上能全部完成項目驗收，已是不容易，項目的拓展，主要靠同學(xué)們課外自覺。

課程改革后，為了引導(dǎo)同學(xué)們進行電路分析，在某些電路原理圖中，就不再給出具體的參數(shù)，讓同學(xué)們經(jīng)過實踐測試去選擇合適參數(shù)，并引導(dǎo)他們?nèi)ニ伎?，為什么元件參?shù)要那樣選擇，電路的工作過程是怎么進行的、工作原理是什么等?，F(xiàn)以由NE555構(gòu)成的呼吸燈電路項目制作為例，對教學(xué)案例設(shè)計改革進行說明。

NE555定時器時是一個應(yīng)用非常廣泛的模擬數(shù)字芯片，它有兩個經(jīng)典應(yīng)用，分別是單穩(wěn)延時電路和振蕩電路，呼吸燈電路就是將其接成振蕩電路。

NE555相當于一個觸發(fā)器，有兩個輸入腳，分別是2腳和6腳。2腳為“0”時，3腳輸出為“1”;當2腳和6腳均為“1”時;3腳輸為“0”;當2腳為“1”，6腳為“0”時，3腳保持。非常特別的是2腳和6腳為0和為1時的參考電壓各不相同。2腳是與1.67V電壓進行比較，6腳是與3.34V電壓進行比較。當把2腳和6腳接到一起時，并連接到電容器C4，電源通過R2給C4充電，當7腳接地時，C4通過R1放電，由于C4交變的充放電，使得2、6腳的電壓在1.65～3.35之間來回變化，從而使輸出電壓在0和1之間周期變換，輸出脈沖信號，控制指示燈，形成呼吸燈的效果。NE555的具體功能表和呼吸燈電路如下：

以前做項目訓(xùn)練時，會直接給出R1、R2、C4的值，同學(xué)們按原理圖連線并焊接，連接完成后，上電測試，有呼吸燈的效果，則任務(wù)完成，對NE555的工作原理了解不夠。改革后的教案是在R1、R2、C4這幾個位置放置插孔，給一系列設(shè)置好的數(shù)據(jù)讓學(xué)生測試，并觀察現(xiàn)象，說明原因，引導(dǎo)同學(xué)們?nèi)ニ伎?，去找答案?/p>

2.3教學(xué)實施過程的改革。在硬件電路的教學(xué)中，電路實踐、電路檢測與調(diào)試，是硬件電路學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。在教學(xué)實施過程中，如何引導(dǎo)同學(xué)們?nèi)プ孕袡z測、調(diào)試電路。我們通過以下三個措施來激勵學(xué)生自行檢查電路。

（1）分組檢測。以物理位置為基礎(chǔ)，如每排為一組，每組做的最快的同學(xué)為組長，協(xié)助教師檢測驗收本小組同學(xué)項目。教師對組長在此項目予以額外加分。

（2）同學(xué)互助。完成項目的同學(xué)，幫助別人檢查并、改正成功一個項目，給其本項目一定的加分。

（3）項目驗收政策傾向。學(xué)生自己正確完成的電路，得在85分以上，同學(xué)自己和其他同學(xué)共同檢測完成的電路，得在80分以上，由教師幫助檢測修改完成的電路，得在80分以下，鼓勵同學(xué)們自行檢測電路。

2.4課程考核的改革。注重過程性考核，每一次項目實踐，進行驗收和評分，一學(xué)期下來，平時成績占總評的60%;期末也以完成實際項目為考核要求，鍛練同學(xué)們的電路設(shè)計、制作、調(diào)試能力，以項目答辯的形式進行，讓同學(xué)們自行介紹其項目的制作情況及效果，并回答評委的問題，期末項目占總評的40%。

總之，硬件教學(xué)的改進是一個循序漸近的過程，需要靜下心來，細心設(shè)計案例與教學(xué)內(nèi)容，合理規(guī)劃教學(xué)設(shè)計，不斷激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，鼓勵學(xué)生多實踐、多思考、多積累。同時建議學(xué)院課余時間開放實訓(xùn)室，為學(xué)生硬件練習(xí)提供條件，從而提高硬件課程的教學(xué)效果。

參考文獻：

[1]《嵌入式單片機教學(xué)與電子工藝實習(xí)相結(jié)合的課程改革與實踐》;李雪;科技風雜志社

[2]《電子工藝實踐教學(xué)創(chuàng)新探索》李琴琴、楊學(xué)軍;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐

[3]《電子工藝實訓(xùn)創(chuàng)新實踐教學(xué)探索與改革》薛桂娟、趙文晶;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐

作者簡介：甘海琴，女，漢族，籍貫：江西豐城;生于：1973-3-27，職稱：講師/高級工程師，碩士學(xué)歷，研究方向：計算機控制。