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从技能竞赛看《电子技术基础》课程教学改革

范文

殷华

近三年来,为加强高素质、高技能人才的培养,国家职业教育管理部门非常重视技能大赛的组织及推广工作。作为职教大省的江苏,省教育厅于2008年12月发出苏教职[2008]40号文,即《关于在全省职业学校建立和完善技能大赛制度的意见》。《意见》要求:技能大赛要覆盖每所职业学校、要覆盖每个专业、要覆盖每一位专业教师、要覆盖每位学生。并且希望通过技能大赛,促进学校办学模式改革、促进课程教学改革、促进“双师型”教师队伍建设、促进实训基地建设。

为配合省技能大赛,无锡市也已经多次举办技能大赛。笔者多次参与指导学生参加“电子装配” 项目的竞赛,对技能大赛对相关课程教学改革的指导作用深有感触,现结合《电子技术基础》课程的教学改革谈一谈笔者的看法。

一、教学内容

在《2008—2009学年度无锡市职业教育专业技能竞赛第六号公告(关于电工电子竞赛项目的有关说明)》中明确指出,参加竞赛的学生的知识准备要求为:

——模拟电路、数字电路、无线电装配工艺、无线电测量技术等相关知识及应用。

——显示、控制元器件知识及应用。

——万用表、直流稳压电源、电子电压表、示波器、频率计等常用电子仪器的使用。

——Protel 99 SE 软件的应用。

显然,《电子技术基础》课程的教学内容是“电子装配”竞赛项目的主要考核内容。无锡市近三年来的竞赛课题分别为:声控计数与数显装置的装配与调试、数字式晶体管β值测试装置的装配与调试、红外遥控电路的装配与调试。通过认真分析对比,发现竞赛试题与传统的《电子技术基础》课程,在教学内容的侧重上是各不相同的,主要体现在以下几个方面:

1.直流电源部分

桥式整流、电容滤波仍然是教学重点。但在稳压环节,传统教材以讲解两管或三管的串联型稳压电源工作原理为主,并伴随有较多的分析计算公式。在技能竞赛试题中,直流电源的稳压环节基本上是使用7805、、7905、7812等集成稳压电路制作,只要会连接、使用这些集成稳压电路即可。而从电子产品中电源的实际构成来看,绝大多数也是用集成稳压电路制作,所以这部分的教学重点显然应该放在集成稳压电路的应用上。

2.放大电路部分

传统教材中从单管共射极放大电路讲起,然后是多级放大电路、反馈的判断、差动放大电路,最后讲解运放的工作原理及使用。而在技能竞赛试题中,信号的放大均用运放完成,根本不使用分立元件放大电路。实际上,电子技术发展到今天,小信号放大的第一选择就是运放,分立元件放大电路根本不会被选用(少数大功率高保真放大电路除外),所以运放的线性及非线性应用就应该成为教学重点。同时,反馈的应用仍然是教学重点。

3.常用集成电路

在近几年技能大赛上,总的趋势是数字集成电路知识的应用远多于模拟集成电路。当然有些集成电路也很难将其划分为数字或模拟集成电路,一般称其为混合集成电路,如555电路。在技能竞赛中,常用的集成电路有以下几类:

555集成电路:一般用其构成振荡电路、单稳态触发电路、施密特触发器等。其中以构成振荡电路的用法最为常见。

集成运放:工作于线性及非线性状态均常见。常用集成电路有LM324、LM358等等。

集成与非门: 用于构成RS触发器、逻辑判断电路、波形变换电路等等。常用的有74LS00、74HC00等等。

A/D或D/A转换集成电路:用于模拟量到数字量的转换或数字量到模拟量的转换。常用的A/D转换芯片有MC14433、ADC0809等、D/A转换芯片有DAC0832等。技能竞赛中A/D转换芯片的应用要远多于D/A转换芯片。近年来的比赛,模数转换内容有增加的趋势。

其他可能用到的集成电路还有一些常用的逻辑门电路、译码器、数据选择器、数据分配器、集成D触发器、集成JK触发器等等。在不同的竞赛试题中用法侧重也不尽相同。

4.计数、译码及显示部分

参考上述《电工电子竞赛项目的有关说明》中第二条可以看出,此项考核内被单独列出。作为实用电路或电子产品,测量结果一般均应以数字的形式显示出来,所以脉冲的计数、译码、显示部分几乎是每次技能竞赛必考的内容之一。但是考核的形式会有所变化。有时采用独立的计数、译码、驱动集成电路完成,有时也采用计数、译码、驱动一体化的集成电路实现,如HFC40110,要看竞赛的侧重点。数码管有共阴极和共阳极两种,共阴极使用较多。

此外,计数器可能会有多种形式,如十进制、二五十进制等等。计数器还常常被用在分频及波形变换环节,不一定直接用于计数。电源的通断常用发光二极管来指示,某些测量结果还可能用蜂鸣器、小型直流继电器的吸合来示意等等。

通过对近几年竞赛内容的分析可以发现,数字电路知识的应用远多于模拟电路,从考核量上来看至少是2:1的比例。集成电路的应用要远多于分立元件,竞赛的重点在于对一些常用集成电路引脚功能的理解及于中、小规模集成电路的应用上。

实际上,竞赛试题更注重知识的实用性,也更接近电子产品的生产制造,因此对重新选择教学内容有很强的指导意义。

二、教学设备

根据近三年来竞赛的考核内容及试题,同时参考《电工电子竞赛项目的有关说明》中技能竞赛设备要求,可以总结出,《电子技术基础》课程每组学生所需使用的相关实验设备如下:

万用表(最好是数字万用表);直流稳压电源(0～30V,2A);双踪示波器(0～20MHz);电子电压表(毫伏表);电子频率计;实验箱、面包板或万能板(能方便插拔集成电路,接线,可以较方便的使学生完成单元电路组装即可。可选择的类型很多);电子元件(参考教学内容部分选取);电烙铁、螺丝刀等常用工具。

上述设备中价格较高、使用频率较低的设备可根据学校条件适当少配置。

三、教学方法

在传统的教学模式下,《电子技术基础》课程理论教学一般都占有相当大的比重,教学过程中强调知识的系统性、完整性、科学性,而忽略了知识的学以致用。如果对技能竞赛的试题加以分析研究,可以发现《电子技术基础》课程应着力培养学生以下几个方面的能力:

电子元器件的识别、检测能力;典型单元电路的读识能力,局部电路简单的分析计算能力;分析由典型单元电路构成的整机工作原理的能力;小型电子设备的焊接、调试、故障排除能力;常用电子仪器、仪表的使用,相关电压及波形的检测能力。

以上几种能力,实际上就是从事电子行业工作学生的最基本的职业能力。要对学生进行上述几种能力的培养,笔者认为课程的教学方法应采用项目教学法。教师可设计若干项目,每个项目分解为若干典型单元电路,先对单元电路原理进行讲解,再进行实际电路的安装调试,最后组装完成整个项目。项目的选择以覆盖以上教学要点为宜,本文不再展开。最简单的可直接选择部分《无线电装接工》中级课题及少数竞赛课题即可。项目的安排由简单到复杂要有梯度。在教学时间的安排上,最好能将电子技术课程的教学及实训结合在一起,安排连续的三到四周来完成。

四、考核评价

参考近几年的国家及江苏省技能竞赛电子装配项目比赛的竞赛规则,可知其评分标准为理论成绩占20%,技能占80%。其中技能的80%又分为二项,即电气制图(Protel)占10%,项目装配、调试占70%。理论考试一律采用选择题及判断题形式。这种评价方式为教师对学生学习成绩的评定提供了一个重要的参考。

《电子技术基础》课程,对学生学习效果的检查评估,原则上应该采用阶段评价方法。即按项目进行考核评价,也可每完成两个项目考核一次。

各项目的考核评价可由以下三项内容构成:

实践操作考核;口试;理论考试(试题一律采用选择题及判断题形式)。

学生考核评价分数构成可参考表1所示。

此外,教师还可以对学生完成项目过程中的创新能力、课堂表现及出勤等情况进行考核,可视情况给予一定分数比例。但分数比例不宜过高,视具体情况而定。

五、实施的三要素

从近年来技能竞赛的内容来看,《电子技术基础》课程中的模电、数电的概念已不再清晰划分,数电知识的比重在不断增加,电子装配技能竞赛的重点已开始由“组装”转移到“调试”,“调试”部分分值占整个试卷分值的比例大大增加,这就要求教师在教学过程中应该更加注重学生对电路工作原理的理解。少数地区的竞赛还出现了以单片机为核心的试题。无锡地区今年开始设立了单片机竞赛项目,但还没有组织过竞赛。

以上建议的项目教学法,其实施的三要素是:

实训设备、耗材;小班教学;双师型教学队伍。

就目前各校的教学条件而言,要充分满足以上条件,可能还存在一定差距。笔者因为参与指导技能竞赛,所以有机会尝试上以上教学方法。通过教学实践,取得了良好的教学效果。所以笔者认为,“电子装配”项目的技能竞赛为《电子技术基础》的教学、甚至为电子技术应用及相关专业的教学改革、课程开发等都提供了强有力的指导,教师应该不断深入研究国家、省、市各级技能大赛试题,现调整教师的教学内容与教学方法,使技能竞赛真正起到促进学校办学模式改革、促进课程教学改革、促进“双师型”教师队伍建设、促进实训基地建设的关键作用。

(作者单位:江苏省无锡立信职业教育中心校)

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