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1 电路设计背景和目的
通过多年的教学经验和对中职院校的学生进行的调研情况来看,中职院校的学生普遍文化基础薄弱,对文化课、理论课不感兴趣,但是大部分中职学生对实训课程感兴趣,喜欢动手操作,能够尝试动手去做一些实验,有的甚至能独立完成一些电子产品的安装与调试。例如,简单的门铃电路,流水灯电路等。因此,针对中职院校学生的实际情况,结合我学院电气工程系的学生学习情况,今年,我系领导决定对学生的课程安排进行了大胆改革,去掉纯粹的理论课,所有专业课程都变为一体化课程,让学生通过动手操作掌握理论知识,真正做到在做中学,在学中做,在这样的背景下,我尝试了将所担任学科《电子技术基础》这门理论课程融入到《电子电路的安装与调试》这门实训课程中去,变理论课实训课程为一体化课程。依托这样的改革前提,我尝试对直流稳压电源的电路进行了以下设计,目的就是为了更好的适应电气工程系的改革实践,同时也能够使学生在实际动手操作过程中深刻理解相应的电子专业理论知识,能够培养学生掌握理论知识的能力,激发学生热爱电子专业的热情,提高了学生学习的积极性,最重要的是让学生学会了技能,一技在手,更好地走上工作岗位,尽快地适应社会。
2 电路设计实验设备及器件
所谓巧妇难为无米之炊,电路设计同样需要必要的实验设施和工具,而实验条件的好坏和选择工具的正确与否是设计的关键和前提。下面我来具体阐释我的设计思路中所需要的实验条件、实验工具和必要的原材料:
2.1 电路所需实验设施和工具
本次设计的完成需要在专业的电子试验台上进行,需要的工具如下:示波器、万用表、变压器(12v)、电烙铁、钳子和镊子等,另外需要必要的焊锡和连接线。
2.2 电路所需元器件清单
元器件清单如下:
1A二极管IN4007,V1、V2、V3、V4,4只;发光二极管V5,1只;熔断丝FU 参数为1A1只;100uF 50 V电容C1,1只;10uF25V电容C2,1只;500uF 16V电容C3,1只;2200uF电容C4,1只;开关SW,1只;2.7KΩ电阻R1,1只;190Ω电阻R2,1只;280Ω电阻R3,1只;1KΩ电位器R4,1只;三端集成稳器CW7812 U(可调范围1.25V~12V),一只;可调电阻RW,1只。
3 电路设计思路
直流稳压电源又称为直流稳压器,其作用就是将交流电转化成相应用电器所需要的稳定电压的直流电。其关键是输出直流电压的稳定性,所以我们设计电路的着眼点就是电路转化的稳定性。
3.1 直流稳压电源的工作原理
直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成,其组成框图如图1:
直流稳压电源各部分的作用
(1)电源变压器:主要是降压器,用于把220V的交流电转换成整流电路所需要的交流电压Ui。(2)整流电路:利用整流二极管单向导电性,把交流电U2转变为脉动的直流电。(3)滤波电路:利用滤波电容将脉动直流电中的交流电压成分过滤掉,滤波电路主要有桥式整流电容滤波电路和全波整流滤波电感滤波电路。(4)稳压电路:利用稳压管两端的电压稍有变化,会引起其电流有较大变化这一特点,通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的,用于将不稳定的直流电压转换成较稳定的直流电压。
3.2 直流稳压电源的设计方法
直流稳压电源的设计,是根据其输出电压UO、输出电流IO等性能指标的要求,确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的相关性能参数,选择出这些元器件。
具体设计方法分为三个步骤:第一步:根据直流稳压电源的输出电压UO、最大输出电流IOMAX,确定出稳压器的型号及电路形式。第二步:根据稳压器的输入电压Ui,确定出电源变压器二次侧电压U2;根据稳压电源的最大输出电流IOMAX,确定出流过电源变压器二次线圈的电流I2和电源变压器二次线圈的功率P2;再根据P2,确定出电源变压器一次线圈的功率P1。然后根据所确定的参数,选择合适的电源变压器,一般为12v。第三步:确定整流二极管的正向平均电流ID、整流二极管的最大反向电压URM和滤波电容的容量值以及耐压值。根据所确定的参数,选择合适的整流二极管和滤波电容。
4 电路设计步骤
电路设计思路想出后,考虑实际电路具体设计步骤,完整的设计步骤是整个电路的核心部分,因此在设计过程中实际设计步骤显得尤为重要,具体步骤为以下几步:
4.1 电路图设计方法
电路图设计使用PCB制图软件制作
4.2 电路原理图的设计
电路原理设计使用Protel2000制图软件设计电路原理图如图2。
4.3 直流稳压电源实物设计
如图3所示安装直流稳压电源电路的前半部分整流滤波电路,然后从稳压器的输入端加入直流电压UI?燮12V,调节RW,如果输出电压也跟着发生变化,说明稳压电路工作正常。用万用表测量整流二极管的正、反向电阻,正确判断出二极管的极性后,先在变压器的二次测线圈接上额定电流为1A的保险丝,然后安装整流滤波电路。安装时要注意,二极管和电解电容的极性不能接反。经检查无误后,才将电源变压器与整流滤波电路连接,通电后,用示波器或万用表检查整流后输出电压UI的极性,若UI的极性为正,则说明整流电路连接正确,然后断开电源,将整流滤波电路与稳压电路连接起来。然后接通电源,调节RW的值,如果输出电压满足设计指标,说明稳压电源中各级电路都能正常工作。
5 电路设计总结
通过论述直流稳压电源电路的设计过程,强化了本人所教学科《电子技术基础》中模拟电路部分知识和《电子电路的安装与调试》实验部分知识。所设计的直流稳压电源电路,广泛运用于生活中,例如手机的充电电源、冰箱的稳压电源等。同时,也通过查阅参考书,网上资料等拓宽了自己专业方面的知识面。论述过程中,通过边教学边调研边实践的方式使本人对直流稳压电源电路设计过程有了一些新的认识,特别是强化了自己的教学能力,增强了所教专业学生掌握理论知识的能力,提高了其动手操作的能力。通过一段时间的教学效果来看,我所教授专业的学生对学院的此种教学改革适应快,容易接受,对教师所设计的教学模块感兴趣,并且激发了继续探究这一教学模块的动力,这也充分证明了学院提出的此种教学改革是可行的。
参考文献
[1]郭S.电子技术基础(第四版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社.
电子技术的应用和发展,使人类进入了高新技术时代,其广泛应用于工业、农业、医疗、军事、航空航天等各个领域。
一、课程基本情况
1.课程定位电子技术实训是电气自动化技术专业群的基础实践课程。通过本门课程的学习,使学生掌握电子电路的分析、安装、调试、维护和电路设计等基本技能,使学生专业知识、职业能力和职业素养得到提高,增强适应职业变化和继续学习的能力。
二、课程内容规划
电子技术实训是是专业基础实践课程,本课程的实训时间计划是两个实习周,60个课时,理论讲解20课时,实践40课时,课程内容主包括:常用电子元器件的判别和测试、烙铁钎焊的基本操作方法和步骤、直流稳压电源电路的安装调试、数字电子电路的安装调试、综合电子电路的安装调试和维修等6个方面。
三、课程教学设计
电子技术实训在专业教学计划中有两个实习周的实训时间,共60个课时,实训内容分为两大部分,即实训课题教学和企业岗位训练。第一部分,实训课题训练:电子技术基本能力训练,根据教学大纲要求,需要1个实习周30课时,以任务驱动模式,由常用电子元器件的判别和测试、电子线路手工焊接的基本操作、直流稳压电源电路的安装和调试、LED广告流水彩灯安装等4个任务完成基本能力训练。第二部分:企业岗位生产训练在校内生产性实训基地--济南莱特尔电子科技公司,进行电子产品的岗位生产实习训练,计划1个实习周30课时,由电子产品制作工艺、电子产品自动焊接工艺、LED照明灯具安装工艺、LED照明灯具测试和维修等4个岗位任务和企业考核任务完成。
四、教学资源条件
(一)、实训设备资源
1.电子技术实训室
学校实训资源:现有450平方米电子实训室,有扫频仪、示波器、函数信号发生器等实训设备200余台,另有印制板腐蚀设备一套,电子线路板雕刻机一套等,能同时满足300人进行电子技术学习和训练。
2.校内生产性实训基地
学校为企业提供办公室、技术设计室、展室、仓库和生产场地等400平方米的场所,企业有电子贴片机2台、回流焊机,丝印机、打胶机等设备组成的简易生产线一套,可同时满足50人电子产品生产岗位技能实训。
(二)、教学资源
1.学校教学资源
(1)自审、编的一体化教材本课程选用优秀的一体化教材,自审、自编教材优先选用。
(2)教案、PPT教学课件、多媒体教学视频由于本课程内容图画较多、实践性强的特点,所以教学手段尽量用PPT教学课件和多媒体教学视频相结合的方法。
(3)网络资源库、教学云资源可作为资料的查询和辅助教学。
2.企业生产教学资源
(1)产品生产资料视频、PPT课件企业培训人员的培训手段和方法。
(2)产品生产过程资料企业的产品生产资料和生产工艺流程(3)企业技术人员指导企业由专门的技术人员进行培训练习和指导生产。
五、教学实施
1.基本能力任务驱动教学
基本能力训练采用项目教学方法,任务驱动模式,第一大项目由4个任务完成基本能力训练,由课程任务完成,使其具备基本能力。
(1)课程任务一电子元器件识别测试:熟悉常用电子元器件主要参数的标识方法和选用技巧,掌握常用电子元器件的性能测试、好坏判断和管脚极性判别方法。
(2)课程任务二烙铁钎焊操作:掌握电烙铁的选用、焊料焊剂的使用,了解焊点的工艺要求,掌握焊接的操作步骤和焊接要求。
(3)课程任务三直流稳压电源安装和调试:熟悉串联型稳压电源电路和开关型稳压电源电路的工作原理和各自应用的特点,掌握串联型稳压电源电路的安装与调试方法,熟悉常用仪器、仪表的使用方法。
(4)课程任务四LED广告流水灯制作:了解数字电子电路的特点,训练查阅元器件资料,熟练掌握数字电路安装和调试方法。
2.岗位任务驱动教学
岗位任务驱动教学方法,是以岗位任务驱动模式,在校内生产性实训基地进行电子产品的岗位生产实习训练,计划30课时,由4个岗位任务完成。
(1)岗位任务一电子产品制作工艺企业主要生产LED照明灯具,在此岗位训练时,要熟悉整个产品的工艺流程和工艺要求。
(2)岗位任务二自动焊接工艺自动焊接包括半自动丝网印刷机的使用,自动回流焊机的操作,清洗、烘干、修复、整形等要求。
(3)岗位任务三LED照明灯具安装工艺根据图纸和工艺要求将控制电路板和照明用LED照明器件安装在一起,形成产品。
(4)岗位任务四LED灯具测试和维修在熟悉产品的原理要求和工艺要求的基础上,对产品进行测试、老化处理和维修等。(5)企业考核企业技术人员根据四个岗位任务完成情况进行成绩评定进行评定。
3.成绩评定
本课题的实习成绩评定由实训教师和企业技术人员共同评判,内容由三部分组成,具体内容和分值比例为:
(1)岗位任务考核成绩由企业负责人和企业技术人员根据四个岗位任务完成情况进行成绩评定或根据产品任务考核完成情况进行评定,分值占总分60%。
(2)实结报告成绩,学生每进行完一个课题,都要写实习报告和鉴定手册,本课题实习报告和鉴定手册由课程实习教师评判,分值占总分20%。
(3)考勤和纪律成绩,学生考勤由实习教师管理,纪律由企业负责人管理,本项成绩由实习教师和企业负责人共同评判,分值占总分20%。
六、教学总结和建议
本课程是专业基础实践课程,通过任务驱动实训学习和经过校内生产性岗位技能训练,使学生具备了分析问题和解决实际问题的能力,达到企业零距离的要求。学校应根据实际情况,完善和扩大校内生产性实训场所。
一、《模拟电子技术》课程改革的必要性
我国经济的快速发展需要大批的高技能高素质的劳动人才,特别是电子行业产业的发展技术推陈出新,变化更是日新月异,高技能人才紧缺,高职院校成了培养高技能人才的主力军。近几年来,我院对电类专业的毕业生跟踪调查发现:毕业生就业率较高,但进入职业角色的适应期较长,且岗位技能水平不高,企业对毕业生的职业能力评价也不高。经过深层的调查和分析,出现以上问题的主要原因在于学生在校学习期间理论与实际操作之间没有很好地对接,实践技能没有得到很好的培养和提高。因此,电类学生的教学模式改革势在必行。《模拟电子技术》课程作为电类专业的一门专业核心基础课程,在教学改革浪潮中必须走在前面。下面我们以《模拟电子技术》课程为例,探讨新的教学模式的实施。
二、基于工作过程的六步教学法
近年来,德国基于工作过程导向的高等职业教育理论以及在此基础上提出的“学习领域”课程建设方案迅速成为我国各大院校特别是职业院校专业建设、课程开发、课程建设及其教学模式实施的理论指南。基于工作过程的教学模式将相关内容的理论教学和实训教学整合成工作过程的项目任务内容,打破理论课与实践课的界线,将理论和实践教学巧妙地融合在一起。而六步教学法就是根据学生的心理特征和认知规律,将一节课在程序上和时间上科学地加以规划,融教法和学法于其中并辅以现代教学手段,达到大面积提高教学质量的一种新型教学方法。它包括:信息、计划、决策、实施、检查、评估六个工作步骤。我们将“六步法”与“基于工作过程导向”的项目教学模式相结合,模拟企业真实的工作环境,让学生亲身参与到工作过程之中,学习和掌握与工作过程相关的知识和技能,学会从工作过程的全局出发分析问题和解决问题,从而获得与工作岗位更贴近的职业能力。
三、基于工作过程六步教学法的具体实施过程
根据“六步法”的六个环节可将《模拟电子技术》的项目实施过程划分为项目引入及信息收集、项目计划、确定方案、实施方案、电路检测及调试、演示讲解及总结评价。各阶段的教学时间安排可根据教学内容和学生情况确定。下面以直流稳压电源的设计与制作为例,探索六步法的实施过程。
教师首先将学生分成5、6组,每组8-10人为宜,分组的方式由教师自己决定,由各小组成员选出各组小组长。然后在学生当中选出一个项目负责人,该负责人最好是技术能力强、较有威信的班干。
1.项目引入及信息搜集
教师结合学生前面所学的专业知识以及职业岗位能力的要求,设定合适的项目任务,学生则以小组成员合作的形式完成项目。为了激发学生的兴趣,教师可将自己事先做好的项目成品展示给学生看,演示项目成品的功能,让学生对项目有一个初步的认识。任务要求不必太多,可放宽范围给予学生设计空间。根据引入的项目任务,学生应通过互联网或参考书等搜集项目需要的专业知识。教师向学生讲解项目中应用到的新知识点。
项目任务:用分立元件设计并制作一个输出可调直流稳压电源,要求输入交流电压220V,f=50HZ,输出可调直流电压。用万能板或自制PCB板焊接电路。
信息搜集:直流稳压电源的工作原理,三端可调集成稳压器的基本资料,电容、二极管、集成稳压器的测量方法,万能板布线方法或印制板图设计及制作(Protell 99设计及制作)、焊接技术等。
2.项目计划
各小组根据搜集的资料,分析可调直流稳压电源的工作原理及设计需求,设计与规划完成项目的步骤与方法,形成一个初步可行的方案。例如:根据搜集的资料和项目要求选择元器件,并列出所需元器件清单,画出可调直流稳压电源的电路图,撰写计划书,制定任务分配表及进度表等。
3.确定方案
各小组通过分析所设计的电路中各元件的作用来确定电路的可行性,为了确保电路的可行性以及确定电路各元器件的参数,可用仿真软件Multisim对设计好的原理图进行测试。通过小组讨论和组员提意见的方式完善小组的方案,最后确定最佳方案。在这一过程中教师对方案的决策可提出意见但不能过分干涉,要知道学生可能会有错误的决策,但错误也是一种学习的过程,甚至通过修正错误的方案达成既定目标,可以让学生获得更大的提升空间。
4.实施方案
各小组实施确定的方案,包括购买元器件、画印制板图或装配图、组装电路等。小组成员根据任务分配表中分配的任务执行。组装电路可在自制的PCB板上焊接(如果学生已学或正在学Protell99制图软件),也可用万能板设计电路的走线和元件的排列布置。
5.电路检测及调试
对焊接完成的可调直流稳压电源进行检查,检查电路是否连接正确,焊接是否合格,用万用表检查有无短路和断路现象。若安装的电路有故障存在,工作小组应根据故障现象对照电路原理图进行讨论分析,利用仪器及仪表具体排查可疑故障点,找到确切的故障点并进行相应的修改。经确认无故障后进行调试,用示波器观察整流、滤波、稳压后的波形,用直流电压表测量整流、滤波、稳压各输出点的直流电压。电路调试及故障排除的整个过程要在老师的监护下由学生独立操作完成。
6.演示讲解及总结评价
各小组轮流上讲台将自己的作品进行展示和讲解,包括分析设计思路、电路原理、制作过程中遇到的问题及解决方案、故障排除的过程、调试的结果等。每个学生要围绕可调直流稳压电源的设计与制作撰写实训报告,实训报告应包括查阅的资料、电路原理图和印制板图或装配图、电路原理分析、制作电路注意事项、电路的调试和故障的排除、感想收获等。根据各小组的讲解、展示的作品和实训报告进行评价。评价的方式包括学生互评和教师评价:
(1)学生互评包括组内评和组间评。组内评是由工作小组组长组织组员点评在完成工作任务中各小组成员的表现及完成任务的情况,并确定等级;组间评是由项目负责人组织各小组组长点评完成本项目过程中的优点及缺点,并确定各工作小组等级。综合组内评和组间评得出学生互评的结果。
(2)教师集中所有学生点评项目完成的质量,检验其是否合格。教师点评态度要中肯,以肯定优点为主。教师结合项目的完成情况对学生进行评价,评价要点包括工作分配是否合理、成员间的合作意识、提交资料的质量、作品的美观、功能的实现、在完成项目中存在的亮点及不足。
在六步教学法实施过程当中,实施的主体应该是学生,教师在其中的作用是主持和引导。理论上《模拟电子技术》的教学最好能按照以上六步进行,但在实际教学过程中教师很难保证每一次教学过程都能完成这六步。老师在设计教学时要有这六步的思想,尽量地呈现一个完整的教学过程。
但在实际的教实施过程中,基于工作过程的六步法教学也存在一定的问题:
(1)因六部教学法的实施主体是学生,学生在行动上拥有较大的自由空间,但许多学生自觉自律性、主动性较差,不能很好地参与到学习过程之中。一个组往往只靠一两个学生执行项目任务,其他学生等着坐收成果,所以学生的行动需要加强巡视和规范。
(2)学生解决问题的能力有待提高。面对众多的资料,学生往往不知道如何取舍,面对问题,不能够通过知识迁移和协作探究解决问题,表现为对教师和对能力强的学生依赖性强。
(3)该六步教学法对教师的要求非常高,时间比较难掌握,因为每一步的任务不一样,学生的水平不一样,关注的点也不一样,有时候会出现一些不可预见的意外而影响实施的进程。由此可见在运用这六步教学法的时候,老师需要做很多功课。如每个组的项目方案不一样,因此老师要掌握该项目不同方案的知识,才能指导学生完成自己的项目。
(4)教学法在我国高校中运用不多,方法还不成熟,教师需要进一步的探索和学习,而学生对此也要有一个适应的过程。在这种情况下,我们可以把它进行分解,比如只运用六步法中的两三步,进行一个小型的设计,让学生们逐渐熟悉和接受,老师也可以在此过程中运用和揣摩这种方法,等有了一定经验之后,再进行整个六步法的教学。
随着基于工作过程的六步法的推广,它的弊端也日益显现出来,这需要我们的教学工作者在以后的教学实践中不断认识、探索和研究,寻求出解决方案,更好地实践基于工作过程的六步教学法。
参考文献
1.引言
随着电子技术的飞速发展,电视机、手机等电子产品与我们生活息息相关。本文以电视机为例,分析电子产品常见故障检修方法,通过案例讲解,介绍了电视机常见故障排除方法。
2.电视机常见故障现象
(1)开机后或使用时,听到“啪啪”的响声,甚至有臭味,此时如不立即关机,则有可能损坏元件或使显像管炸裂。这是电视机高压部分在打火,使空气的氧气在电火花作用下生成少许臭氧。
(2)使用过程中电视机突然冒烟或有焦烟味,严重出现明火应立即切断电源,清除周围可然物品,用细沙或湿棉被,毛毯等纺织物包住电视机,以隔绝空气流通,扑灭火苗,同时防止因燃烧而引起显像管爆炸伤人。但严禁用水灭火,以免显像管骤冷爆裂。
(3)电视机亮度突然变暗,整幅画面缩小,这是电源故障所致,要及时关机,以免故障扩大。
(4)开机后,屏幕上出现不规则的黑点或黑线,较长时间地跳动,可将频道选择钮拨到空挡观察,如仍不消失,应立即关机。
3.故障分析步骤
(1)切断电源,打开电视机后盖,切勿碰高压嘴部分,从电源线开始检查,观察整体电路,看看有没有异常现象,比如电阻烧断或电路板线条烧断等现象;
(2)若无明显外部故障,通电,根据电视机的光、像、色、声几方面的情况,确认故障现象,从故障现象推断故障所在的范围;
(3)通过检查和分析确定故障部位;
(4)运用各种测试手段发现故障元件;
(5)用合格的元件更换故障元件或进行必要的调整来排除故障。
图1-1 故障检修流程图
4.故障分析过程注意事项
(1)集成电路(IC)的引脚间距很小,测量时表棒容易发生短路,造成意外的损坏。在此特别提醒:检测时,一是建议采用单手操作;二是不宜直接测集成块引脚本身,而应测引脚外延的焊盘;三是表笔不宜过于倾斜,以防止短路;四是严禁带电测电阻和焊接元件。
(2)在拆除显像管高压帽之前,-定要对显像管的阳极残留电压进行放电。放电方法:关机后将显像管高压嘴串一个10k(2W)电阻,对显像管玻璃外壳进行多次放电。放电时,应对显像管地线放电,切不可在机内地线上打火放电,更不能用打火法来试验有无高压;否则,会引起集成电路(特别是解码集成块)的损坏。
(3)在发现开机断保险丝时,未经查明原因,不急于换上保险丝通电(特别不能用比原来规格大的保险丝或金属丝替代),否则,可能会使尚未损坏的元件(如电源调整管、行输出管、基色输出管等)烧坏。如果不通电无法发现故障,可用规格相同的保险丝换上去再试一下,此刻要掌握时机,观察故障现象。最好先切断电视机稳压电源的负载,然后检查稳压电源。
(4)将底板平放在桌面时,要预先检查底板下面是否有金属物,以防止开机时时造成短路。不要带电移动电路板。
(5)当扫描电路不正常,屏幕上呈现一条水平亮线或垂直亮线时,应将亮度关小后再进行检查,以免烧伤屏幕。
(6)检修时,不可盲目调试机内可调元件(如磁心、磁帽、可变电阻、电位器等),否则,会使那些本来无故障的电路工作失常。
(7)在通电检查时,如发现冒烟、打火、焦臭味、异常过热等现象,应立即关机检查。
5.更换元件注意事项
(1)集成电路的更换
集成电路损坏后,一定要用同型号的更换。更换集成块时,务必确定正确的插入方向,切不可将管脚插错,必须在关闭电源之后进行,拆装集成电路时,烙铁外壳不可带电以免损坏集成电路。
(2)晶体管的更换
更换晶体管最好用相同型号的管子,或者用晶体管对换表中所列功能相同的管子(但要注意管脚排列是否相同)。对于低频管,其耐压和β值应符合要求。对于高频管,其耐压和fT值应符合要求:对于功率管,其耐压和功耗应符合要求;在更换中还要检查绝缘用的云母薄片有无裂损,替换后再用万用表检查绝缘情况。
(3)线圈、变压器的更换
因为各种电视机所用线圈、变压器多数不尽相同,所以更换时应用与原机相同规格的线圈或变压器。但换上同规格的线圈、变压器后,需作适当的调整。若无成品更换而需自行制作时,则应该用同样线径,同样长度的导线(有时就可用原来的导线),按同样的工艺绕制和处理,以确保电感量相同,绝缘性能良好。应特别注意其引出头位置应与原来相同。
(4)彩色显像管的更换
彩色电视机通常采用自会聚彩色显像管,其偏转线圈是由厂家配套供应的,并已事先调整到最佳状态。显像管衰老或损坏了,需用同规格的显像管连同偏转线圈一起更换。如果只更换显像管,则更换后需要进行色纯度与会聚的严格校正。
6.检修实例
(1)无光栅、无伴音、无彩色检修
此故障一般是电源电路或行输出电路有故障所致。检修时,首先应检查机内两只熔断器是否熔断(可只观检查或用万用表R1×1Ω挡测量)。0.5A熔断器串接在电源变压器的一次(初级)回路中,也可以在不打开电视机外壳的情况下,测出电源变压器一次回路是否开路。其方法是:将万用表至于R×10Ω挡,两只表笔分别接电源插头的两端,然后接通电源的开关,正常时能测出几百欧姆的电阻值,若测得阻值为无穷大,则是0.5A熔断器熔断、电源变压器一次绕组开路、电源线断线或电源开关损坏。
若0.5A熔断器熔断,则应检查电源变压器是否烧毁、整流器是否击穿。若电源变压器和整流器件正常,则是市电电压不稳定(瞬间偏高)所致。若2A熔断器熔断,则是电源稳压调整电路或负载电路有短路故障,应检查是行输出管、行输出变压器等负载电路短路还是行频偏移使行扫描工作电流增大。
若熔断器完好,则应测量稳压电源的+12V输出电压是否正常。若+12V电压为0V,则是电源调整管或复合放大管开路、复合放大管基极的偏置电阻器开路、稳压二极管击穿损坏等。若+12V电压偏低,仅有3V~5V,则是整流电路或稳压电路中有元器件损坏。
图1-2 “三无”故障检修流程图
(2)有图像、有伴音、无彩色故障检修
有图像、有伴音,表明信号通道中自高频头至中放部分是正常的,当然电源电路、伴音电路和扫描系统也是正常的。如果图像质量和伴音质量都较差,无彩色的故障还有可能在公共通道(如天线接触不良或通道增益下降等),如果图像和伴音质量均较好,故障范围可以锁定在解码电路或色度控制电路。
图1-3 有图像、有伴音、无彩色检修流程图
(3)无光栅、无图像、有伴音故障检修
图1-4 无光栅、无图像、有伴音故障检修流程图
有伴音,表明公共通道和电源电路正常。根据本机开关电源是采用行逆程脉冲反馈锁定振荡频率的特点,可以基本判定行扫描电路也正常。
7.结束语
本文是作者长期维修经验总结,仅供初学者和电子爱好者参考。
参考文献
[1]赵妮娜主编.电子技能实训[M].北京:机械工业出版社,2010,11.
中图分类号:G421 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)12(b)-0-01
近几年来,我校对电类专业的毕业生跟踪调查发现:毕业生进入职业角色的适应期较长,且岗位技能水平不高。经过深层的调查和分析得出主要原因是学生在校学习的理论与实际应用技能之间没有很好地对接且实践技能不强。众所周知,在职业竞争中学生需要的是具有较强实践技能,较高的职业素质,具有能适应某类工作群和转岗的一种能力;无疑,现在的学生就缺乏这种能力或者说这种能力不高。为了使学生获得以上能力,实现与工作实际零距离的对接,我校对《模拟电子技术》等课程进行了一系列深入改革与探索,其中基于工作过程的教学改革取得了较为显著的效果。
1 基于工作过程的《模拟电子》教学改革的必要性
《模拟电子技术》[1-2]是电类专业的专业主干课,是一门实践性很强的技术应用型课程。由于课时数少,内容覆盖面广、理论性强、内容抽象等特点,学生普遍认为该课程比较难学;而在教学中,往往偏重理论知识,对学生的绘图、识图能力,电路的焊接、制作、测量、排故等技能培养力度不够,而且在整个教学过程中理论和实践结合不到位,理实分离现象普遍存在;因此最终培养的学生在踏上电器设备调试员、电器设备维修员等各种工作岗位后,不能很好满足岗位的需求,且岗位的适应周期较长。
2 基于工作过程的《模拟电子》教学改革的探索
基于工作过程导向的《模拟电子技术》课程实施的前题是做好项目准备[3]。教研组与企业专家共同分析模拟电子技术相关岗位的工作过程与工作任务,以工作岗位提取的典型真实产品作为载体,同时参考李乃夫老师主编的《电子技术基础与技能》,将课程中的知识、技能、素质等内容由易到难化为三个大的教学项目,再将项目分解成若干子任务。最终确定了该课程校本教材的具体内容如表所示。
下面以“可调直流稳压电源的制作”项目为例,详细介绍基于工作导向的任务驱动教学的具体组织与实施步骤。
(1)情境引入-确定任务(教师布置任务),让学生明确任务内容及要求。我校实验室急需一批稳压设备,供我校学生实训使用,做为电专业的学生,如果我们来接手这个任务,应该如何完成?电路性能参数要求:①输入电压:AC 220 V;②输出电压:DC 3V~18V连续可调。本任务具有一定的综合性和实践性,让学生既能学到新知识又能复习旧知识;同时也具有一定的趣味性和创新性,有利于学生发挥潜能。
表1
项目名称 任务名称
项目一
可调直流稳压电源的制作 1.1二极管的认识与测试
1.2单相桥式整流、滤波电路的安装与测试
1.3可调直流稳压电源的制作与调试
项目二
声控闪光灯的制作 2.1三极管的认识与测试
2.2基本共射放大电路的安装与测试
2.3分压式偏置放大电路的安装与测试
2.4声控闪光灯的制作与调试
项目三
音频功放器的制作 3.1集成运放应用电路的安装与测试
3.2负反馈放大电路的安装与调试
3.3OTL功率放大器的安装与调试
3.4音频功放器的制作与调试
(2)分析任务-制定计划(学生分析/教师指导)。在明确任务之后,首先学生对分发的电路图进行讨论分析,分出哪些是已知知识、哪些是未知知识。然后学生结合模拟电子产品的一般生产流程编写学习计划,最后教师帮助学生出谋划策梳理思路确定学习计划。
(3)知识链接(教师讲授新知识)。通过可调直流稳压电源的动画仿真分析电路构成、识读电路工作过程,使学生明白信号流向、各部分波形和主要参数以及电路连接关系,从而获得直观的感性认识,减少抽象思维的难度。针对未知知识,以问题的形式给同学布置如下的学习任务:描述出LM317稳压器的类型;如何识别和判断LM317稳压器的引脚;稳压器在应用时注意哪些问题?
(4)实施任务-完成计划(以学生为主)。教师通过动画仿真软件演示电路的组装和测量步骤以及注意事项,学生观看学习之后独立完成元件的测量,电路的组装、调试、排故、测量等工作。期间,采取教师巡回指导和小组相互学习相结合的学习方法,教师根据学生的工作情况进行单独指导、重点指导和整体指导。
(5)任务考核(师生合作)。以过程考核为主,采用自我评价、组内互评和教师评价相结合的方式。最后由学生代表和教师根据最终的成品板的插装和焊接质量评定一个“最佳技能”奖,综合评定一个“最佳团队奖”。通过建立奖评机制,充分调动了学生积极性,提高了依据行业标准评价产品的职业素养,而且使学生在评价过程中对自作能力有了清楚认识。
3 存在问题
3.1 工作过程中的“情境创设”问题
基于工作过程的教学,其实是对工作岗位的一种模拟,但它不能等同于真实的工作岗位。其原因有:一是真实的工作岗位种类多,学校的教学模式无法一一替代;二是教学中的工作岗位和在实际工作中的岗位上在设备、工作环境等客观条件也不全相同。因此在教学中的工作岗位与实际的工作岗位有一定的差距[3]。
3.2 知识的完整性问题
基于工作过程的教学方式首先通过操作解决怎样做的问题,然后通过观察反思为什么要这样做,最后引出理论知识的讲授;这种建立在行动体系上的教学,其效果是事半功倍的。不过,虽然这样的教学保持了职业活动的完整性,却打破了知识系统的完整性,使理论知识的学习不连贯。
4 结语
综上所述,基于工作过程的《模拟电子》课程教学以职业情境为依托,以项目为载体,以过程评价为核心;通过创造职业情境实施教学过程,很好的启发了学生的学习兴趣,培养了学生的综合能力,较好的实现了和企业的零距离接触。但笔者个人认为也存在知识的完整性、创设情境等方面存在一定的问题。
参考文献
[1] 黄土生.模拟电子技术[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2006.
彩色电视机的电源系统包括开关稳压电源和行输出变压器脉冲整流电源两大部分。开关稳压电源具有效率高、重量轻、稳压范围宽、稳定性和可靠性高、易于实现多路电压输出和遥控开关等优点。按稳压控制方式分调宽式和调频式,按开关变压器与负载的连接方式分为串联型和并联型,按振荡启动方式分为自激式和他激式。不同类型的开关电源电路,工作方式不同,在电路结构上会有较大的差异。而且开关电源电路的损坏在彩电维修中占有很大的比例。现具体讨论变压器耦合、并联输出、自激式、调宽稳压型开关电源的检修注意事项和检修方法。
一、检修注意事项
由于开关电源工作在高电压、大电流的情况下,所以为了实现安全、快速的检修,必须注意以下几点:
1、为了避免事故发生,检修时必须才取必要的措施。在被检测电源输入端外接1:1隔离变压器,将检修整机与电网火线隔离开来。另外最好把工作台铺上绝缘胶垫。
2、检修时应注意人身、仪器的安全。由于“热底板”存在着与电网火线相通的可能,因此应注意电源部分“热底板”和“冷底板”的区域范围。
3、市电输入回路的延时熔丝管或供电回路的保险电阻烧坏,不能采用导线短接的方法进行检修,以免扩大故障范围。
4、开关电源未起振时,大部分彩电的300V供电的滤波电容会在关机后存储一定的电压,必须先将存储的电压泄放掉后再检修,以免损坏测量仪表或扩大故障范围。
5、检测开关电源不同部位的电压时,要选择好接地线。即测开关电源初级部分的关键点电压时,应选择300V供电的滤波电容负极为“地”,而测开关电源输出端电压时,应该以高频调谐器外壳或与其相通的部位为“地”,否则会导致所测电压不准。
6、开关管击穿后,必须检查故障确定原因后再通电试机,以免更换后的开关管再次击穿。
7、检修过压保护电路动作的故障时,不能轻易脱开保护电路进行检修,以免扩大故障范围。
8、需要暂时断开负载,以判断故障是在负载的行输出级还是在开关电源部分时,必须在开关电源的输出端接上一个假负载才能开机。假负载需接在B+电压的滤波电容两端或B+供电的整流管负极与地之间,而不能接在B+整流管正极与地之间。当采用断开稳压电路检修时,应在交流电压输入端串接一个100W灯泡降压,防止输出电压过高而烧坏元件。
二、检修时的检测要点
不同类型的开关电源电路,由于工作方式的不同会在电路结构上有较大差异,但基本工作原理和方框结构比较相近,检测要点也基本相同。
1、输入端“交~直变换”的检测要点
输入端的“交~直变换”是指220V输入回路、整流、滤波这部分电路,它的任务是把220V的交流电压变换成直流电压,输送到开关管的集电极。因此,通过检测开关管集电极上有无250~340V左右的直流电压,来判断这部分电路工作是否正常。若此电压为零,表明电路出现断路故障,应先对其进行检修,使其达到正常后,才能检修其他电路。
2、开关振荡电路的检测要点
开关振荡电路是开关电源的关键部位,它包括开关变压器(主要是初级绕组和正反馈绕组)、开关管、启动电路和正反馈电路。
(1)开关振荡电路是否起振的判断方法如下:
1)直流电压检测法:检测开关管基极有无0.1~0.2V的负电压,有负电压即表示已经起振。
2)“dB”电压检测法:用万用表的dB挡检测开关管基极或集电极有无dB电压,有dB电压表示已经起振。如万用表没有dB挡,可在表笔上串联一个0.1μF/400V的无极性电容后,用交流电压挡去测量。
3)示波器观察法:用示波器观察开关管基极或集电极有无开关脉冲信号。注意:用示波器检测时,必须在220V输入端加接1:1隔离变压器。
(2)若通过以上检测确定开关振荡电路没有起振,则应重点检查以下电路:
1)启动电路是否开路。检查方法十分简单,用万能表的直流挡位测量开关管的B极,在开机瞬间如开关管B极电压有跳变则说明启动电路正常,如果按动开关时表笔没有摆动则说明启动电路开路了。
2)正反馈电路中有无元件开路或短路。检修时,只要对正反馈回路中的阻容元件测量或采用代换法就可以查找出故障根源。
3)由取样绕组、取样比较、误差放大和脉冲宽度调节电路组成的稳压电路是否有故障。必要时可暂时断开稳压控制电路,使振荡器单独起振。
4)保护电路是否有故障,必要时可断开保护电路。
3、输出端“交~直变换”的检测要点
输出端的“交~直变换”是指开关变压器次级绕组输出的脉冲电压经整流、滤波后形成的直流输出电压。一般开关电源有多路直流输出电压,检测各路输出的直流电压值,可以判断开关电源的工作是否正常。
4、稳压控制电路的检测要点
稳压控制电路一般包括取样绕组、取样电路、基准电压、比较放大、误差放大和脉冲控制电路几个部分。它的任务是通过自动调整开关管的导通时间,从而调整高频脉冲的占空比,使输出电压稳定在负载所要求的电压值上。检测稳压控制电路的方法是用万用表检测输出端的直流电压,然后微调稳压电路中的可调电阻,看输出端的电压能否变化,能否重新稳住,从而判断整个稳压电路中是否正常。
三、常见故障的检修方法
1、保险丝熔断
开机就烧保险丝,且烧断的保险丝内部呈现出黑色烟雾状,表明电路中有严重的短路性,且一般都发生在开关电源本身,这时应检查消磁电路、整流、滤波电路或是开关管等重要元件是否被击穿了;如果烧断的保险丝还呈透明状,通常是电流过载而造成的,多数为行输出有短路性故障。
维修方法:先采用串联灯泡法简捷地判断出是开关电源本身故障还是行输出电路的问题:在交流输入端串入一个100w/220v的灯泡,开机观察现象。如果在正常情况下,接通电源后,灯泡会瞬间很亮,随后变成暗光;如果灯泡没有发光,则说明是保险丝或是电源开关损坏;如果灯泡在瞬间很亮后就再没有发光了,则表明消磁之前的电路正常,应把重点放到整流以后的电路;如果灯泡长时间保持很亮,则说明电源部分有短路性故障,应着重检查整流电路和稳压电路;如果灯泡亮了一下,随后又变得较亮,则很大可能是行负载有短路,这时可对行输出电路进一步检查。
如果判断出是开关电源本身故障。先用观察法检查电路上有没有烧焦或是炸裂的元件,闻一闻有没有异味。经看,闻之后,再用万用表进行检查。首先测量一下电源输入端的电阻值,若太小,则说明后端有局部短路现象,然后分别测量四只整流二极管正、反向电阻和限流电阻的阻值,看其有无短路或烧坏;然后再测量一下电源滤波电容是否能进行正常充放电,再就测量一下开关管是否击穿损坏。需要说明的一点是:因是在路测量,有可能会使测量结果有误,造成误判。因此必要时可把元器件焊下来再进行测量。
2、无直流电压输出
如果保险丝是完好的,在有负载的情况下,各级直流电压无输出。这种情况主要是以下原因造成的:电源中出现开路,短路现象,过压,过流保护电路出现故障,振荡电路没有工作,电源负载过重,高频整流滤波电路中整流二极管被击穿,滤波电容漏电等。
维修方法:首先,用万用表测量开关管集电极有无300V直流电压,若没有应往前查交流输入,保险丝、整滤波等电路是否正常;若集电极电压正常,则检查开关管b极电压。测开关管b极电压或者在关机瞬间,用指针万用表R×lΩ挡,黑笔接b极,红笔接整流滤波电容负极(热地),听电源有启动声音,说明电源振荡电路正常,仅缺乏启动电压,是启动电阻开路或铜皮断。若无启动声,在测be结后,迅速将表转到电压档,测c极电压是否快速泄放。若是,说明开关管及其放电回路均正常,正反馈电路存在故障,包括反馈电阻、电容、续流二极管、正反馈绕组及其开关管故障。若c极电压仍不泄放,说明开关管及其回路有开路故障或b极有短路接地故障。
3、有直流电压输出,但输出电压过高
这种故障往往来自于稳压取样和稳压控制电路出现故障所致。在开关电源中,直流输出、取样电阻、误差取样放大管、光耦合器、脉冲控制电路等电路共同构成了一个闭合的稳压控制环路,任何一处出问题都会导致输出电压升高。
维修方法:由于开关电源中有过压保护电路,可以通过断开过压保护电路,使过压保护电路不起作用。用分割法以稳压环路中的光耦为分水岭,对电路实行分割,确定故障范围。将光耦件热地端的两控制脚短路,观察B+变化,B+严重下降或停止输出,说明热底板部分正常。故障点在B+取样电路及光耦;变化不明显或无变化,说明热底板部分有故障,要仔细检查此部分的脉冲控制电路。检查脉冲控制电路可采用调整交流电压法:用交流调压器调整交流输入电压,监测+B输出电压。然后测脉宽调整电路中各级三极管的b、e、c极电压、光耦端子间压降变化,看其是否与稳压原理相符或变化趋势一致。测到某一点与稳压原理应得值相反,说明被测点的这一级有故障,应逐一检查相关元件。注意振荡定时电容容量下降也会使输出电压过高。
对于具体的开关电源电路故障现象,可因故施修、因机施修,灵活掌握,采用不同的检修方法和步骤,以达到准确、快速、高质量地完成检修任务为目的。无论采取何种方法和步骤,原则是不能造成稳压电路开路、开关管失控,引起开关电源输出电压升高,造成大面积元件损坏,反而将故障扩大。如果掌握了开关电源各电路和元件发生故障的规律,就能够迅速地排除各种故障。
参考文献
[1]章夔.电视机维修技术[M].北京:高等教育出版社,2004.
[2]詹新生.彩色电视机检修与技能实训[M].北京:化学工业出版社,2008.
[3]梁建华.电视机维修技术[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2008.
模拟电子技术课程是高职电类各专业的核心基础课程,是学习后续专业课程以及今后从事相关工作必需的基础和技能。模拟电子技术课程的特点是内容较抽象,学生入门困难,提不起学习的兴趣,以致模电的知识缺乏,后续课程学习更加困难,最后导致在实际工作中不能胜任相应的工作岗位。针对模拟电子技术的重要性以及其特点,许多老师也进行了相应的教学改革,增强了动手实践。作为高职院校电子信息专业的教师,从事模电的教学多年,也总结了许多的经验,感触最深的就是仿真软件在模电教学中的应用很重要,对学生学习模电激发了兴趣,使抽象的理论知识变得直观、生动、易懂。仿真软件很多,在这我推荐使用Multisim软件。
1 使抽象的理论知识变得直观易懂
模拟电子技术内容抽象,针对高职学生的素质和知识基础特点,引入仿真软件,可以在教学过程中随时进行试验模拟,使学生能够直观的看到试验结果,理解所学的知识。例如,模拟电子技术很重要的一个章节是放大电路,以往教师在进行讲解的过程中,主要是靠解说或者配有电路图,而整个过程需要学生在头脑中想象,对于高职的学生来说,本身的物理、数学知识就薄弱,所以很难理解这块知识。而引入仿真软件后,教师在讲课的过程中就可以边讲解边进行试验演示,实验结果一目了然,不需过多的解释,学生就自然明白了放大电路的放大原理和放大过程。放大电路有三种组态,分别是共射极电路、共基极电路和共集电极电路,这三种电路的放大功能各不相同,各自有各自的特点,如果让学生纯粹记忆的话,很容易弄混,不理解的记忆也会很快的忘记。引入仿真软件后,这三种电路的放大特点通过实验现象很容易就记住了,并且学生通过自己操作连接电路,对三种放大电路的特点也就记住了。所以仿真软件的引入大大提高了教学效率,并且也激发了学生的兴趣,使模拟电子技术课程不再是一门纯理论课,而变成一门实验技能课程。
2 使课程设计的制作过程更加简单
近几年高职院校教学改革,提出项目教学,让学生在“学中做、做中学”。为此,模拟电子技术的课程内容都寄托于每一个项目中,通过每个项目的实际制作来理解相关知识的具体应用。引入仿真软件,使制作项目的过程更加的简单,电路设计和调试过程变得不再繁琐,大大节约了产品制作成本和制作时间,提高了制作效率。例如,直流稳压电源的制作,这个项目涉及到三个模块,分别是整流电路、滤波电路和稳压电路。设计直流稳压电源电路时,采用仿真软件可以分模块的进行电路设计和调试,通过元器件的更换和参数设置,最终设计出直流稳压电源的电路,没有问题后,再购买元器件和进行制作,只要焊接工艺过关,结果就没有问题。这样就省去了对电路反复的测试和调试,也节约了大量时间,提高学习的效率和兴趣。学生通过仿真软件还可以提出各种设计电路,并能很快的通过测试观测结果是否正确,这样也提高了学生学习的兴趣和学以致用的成就感。同时提高了学生分析解决问题的能力和创新思维的培养。
3 使课程的学习不再局限于实训室和教室
高职院校的教育改革思路是坚持“以就业为导向、以能力为本位、以学生为主体”,重在培养学生的实践能力,理论知识以“必需、够用”为原则。为此,高职院校的课程学习一大部分从教室搬到了企业进行,但是实训室无法搬移实训室,这样就为课程的学习带来了许多不便,而仿真软件的使用恰到好处的解决了此类问题,学生只需一台电脑就可以把实训室带到企业或者校外等任何地方,为学生随时随地的学习和实验带来了方便。
4 仿真软件不能完全取代实践教学
Multisim仿真软件虽然能很好的辅助教学,激发学生电路设计的兴趣。但是仿真软件不能完全取代实践教学,它也有其不足和有待完善的地方。如果学生一味的只在仿真软件上做实验,那么学生就会缺乏对真实元器件的封装、性能检测等方面的知识。教师一定要协调好仿真软件和实践教学之间的关系,使仿真软件真正服务于教学,帮助学生理解理论知识,提高学习效率,激发电路设计兴趣。
5 结束语
Multisim软件以其强大的功能和丰富的内容为高职院校模拟电子技术的学习带来了方便,同时也为教师的教学提供了直观的教具,也为学院实训室的建设节约了大量成本。但是仿真软件的使用还不能完全替代实训室,它也存在着不足和有待完善的地方,教师在使用仿真软件的同时也要加强学生对真实仪器设备和元器件的熟悉和使用,只有合理使用仿真软件,才能使模拟电子的教学达到最佳的效果,才能最大的发挥仿真软件的辅助功能。教师只有在教学中不断地摸索和实践才能使仿真软件和实践教学有机结合,取其所长,为师生的学习创造条件和达到最好的效果。
参考文献:
[1]胡建明.仿真软件在模拟电子技术教学中的应用[J].考试周刊,2011(61).
(一)课程设计理念
本课程是一门综合性、实践性很强的课程,在课程设计中注重学生综合职业能力的培养。以学生现有的认知体系为基础,以培养具备技术指导、研发助理所具备的岗位能力为培养目标,课程设计时基于工作过程所需的知识、技能组织课程内容,基于工作过程来设计教学活动,精讲多练、务求实效。
(二)课程设计思路
本课程围绕电子产品设计研发助理、电子产品生产一线技术支持等岗位的职业能力为核心,通过岗位调研和工作任务分析确定课程目标定;根据企业需要以及学生职业能力培养需要,将实际研发项目、典型产品案例及学生创新项目作为载体构建教学内容,基于工作过程构建教学过程。在教学中采用项目引领、任务驱动的教学方法,建立过程化、标准化、开放式的教学评价。
二、《电子产品系统设计》课程教学内容
(一)教学内容的选取
本课程以就业为导向,按照相关岗位的职业能力,来确定知识、能力和素质框架,用从而构建教学内容。要根据电子从业人员的典型岗位,提炼出其典型工作任务有硬件电路设计、测试方案制定、文件整理以及产品故障分析,结合校企合作,本课程中以典型、真实的电子产品为载体构建教学内容。根据电子产品的结构不同,通常可以分为硬件电路、软硬件结合、软硬件结合,本课程选取了直流稳压电源、智能LED照明控制系统、方波信号合成器三个电子产品作为教学内容的载体。其中直流稳压电源为校企合作单位康舒电子的主要产品之一,通过直流稳压电源的设计与制作,加强学生电子产品系统设计的能力以及;智能LED照明控制系统为电子设计工程师认证培训项目,根据电子产品设计与制作的流程将项目分解为若干子任务,在子任务的完成中,学生的系统设计能力特别是程序读写能力以及系统调试能力得到加强,并且学生按照大赛要求进行分组以及分工,学生的团队合作意识得到加强;方波合成电路的制作来自电子设计竞赛,这个项目主要以硬件电路设计与制作为主,强化学生模电、数电等知识的运用能力。
(二)教学内容的序化
以学生现有的知识体系为基础,遵循学生的认知规律,由简单到负责对教学内容进行序化。项目间按照由简单到复杂进行编排,我们的学生普遍程序设计能力较弱,项目1为纯硬件电路,电路结构相对比较简单,成功率通常较高,提高学习积极性;项目2偏软件,注重程序编写和调试能力的培养;项目3是软硬件结合电路,偏硬件,注重软硬件的联合调试。按照电子产品设计与与制作过程对项目内的教学内容进行序化,即由方案分析、总体方案设计、各单元电路设计以及制作,系统统调。
三、《电子产品系统设计》课程教学设计
(一)教学模式设计
本课程以学生主题,采用基于工作过程导向的“教学做一体”教学模式,按照电子产品设计的工作过程进行产品开发,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程,以综合的培养方式使学生在基础知识、个人能力、人际团队能力和系统能力达到预定目标。
(二)教学方法和手段
在教学中,提倡教师主导、学生主体的教育思想,融小组讨论法、项目引领任务驱动法、演示法等多种方法,尽可能地发挥学生的主观能动性,由“要我学”到“我要学”。
(三)教学组织与实施
在教学的组织与实施中,采用了基于工作过程导向的设计。教学过程如下:首先展示成品,激发学生的学习热情。根据电子产品设计与制作的工作过程,分为几个主要阶段。在计划阶段,主要任务为资料搜集整理以及方案分析;第二阶段为设计阶段,根据成员分工分别进行硬件设计、软件设计以及文档整理,培养学生的综合知识应用能力、组织能力以及合作精神。第三阶段阶段为实施阶段,即系统联合调试阶段,主要任务是测试方案的制定、测试数据以及故障排除,旨在提高学生的分析问题能力以及解决问题的能力。最后一个阶段评价、总结以及现场清理,以小组为单位对整个设计过程进行总结,分享设计过程中的经验与教训,提高了学生的语言表达能力以及职业素养。
四、《电子产品系统设计》课程教学条件
该课程综合性、实践性较强,对教师提出了更高要求,也促进了“双师型”教师队伍的培养。教师在教学过程中不断关注专业领域的新思想、新成果,并将这些信息及时传递给学生,使学生能较早地接触新知识。在这一过程中,教师之间、学生之间相互促进、共同提高,形成了良好的教学氛围。以国家级电工电子及自动化实训基地为依托,从理实一体化实训场所、校内生产性实训场所以及校外定岗实习三个层次保障课程的教学。
摘要……………………………………………2
引言……………………………………………3
设计任务与要求…………………………………5
一.设计思路与原理框图………………………………5
1.设计思路………………………………………5
2.原理框图………………………………………5
二.各单元电路的参考电路…………………………… 6
1.主电路………………………………………6
1.1主干道及支干道交通灯电路…………………6 2.定时器………………………………………8
2.1秒发生器…………………………………8
2.2计数器电路…………………………………8
2.2.1计数器CP端控制电路……………………8
2.2.2五十进制、三十进制减法计数器……………9
2.2.3五进制加法计数器………………………9
3. 控制电路部分………………………………10
3.1控制电路原理……………………………10
3.2复位开关…………………………………11
4.电源电路……………………………………11
4.1稳压电源电路……………………………12
4.2备用电池电路……………………………12
5. 电路的安装与调试……………………………13
5.1电路的安装………………………………13
5.2电路的调试………………………………13
5.2.1电路板部分…………………………13
5.2.2电源部分……………………………13
5.2.3主电路………………………………13
5.2.4定时电路部分…………………………13
5.2.5控制电路部分…………………………14
三.课程设计总结与心得体会…………………………14
四. 五. 附录……………………………………………15
1.总原理图………………………………………15
2.PCB电路板图……………………………………16
3.原器件清单………………………………………17
六、致谢
电工电子实训课是中专电子类专业实践教学的重要组成部分,它是以传授电工技术相关知识和电子工程相关理论为基础,以实践操作为手段,培养学生技术应用能力和职业技能的、由教育部重点扶持的实训项目之一。通过实训,不但能够培养学生理论与实际相结合的实践能力,还能增强其社会适应力和竞争力。因此,对于电工电子实训教学的研究具有重要意义,下面本人结合电工电子实训教学经验浅谈以下几点体会。
一、营造良好的学习氛围,激发学生学习兴趣
兴趣是产生一切动力的源泉,是促进学生主动学习的最好导师,因此,在实训过程中教师要注意营造良好的学习氛围,并结合学科特点,灵活运用教学手段充分激发学生的学习兴趣。例如,课程中涉及到收音机的装配这一内容,教师可以在教学伊始展示上届学生的作品与成果,将上一届学生制作完成的收音机接上电源,打开开关播放一段音乐让学生听听,感受一下上届学生的学习风采和学习成果。这些作品无疑在一定程度上激发了学生浓厚的学习兴趣,他们也跃跃欲试,希望通过自己的努力赶超上届学生的作品和成果。同时教师还应该注意自己的角色定位,自己不仅仅是知识的传授者,还是学生学习过程中的引导者和组织者。因此在教学中,教师要注意营造良好的学习氛围,围绕学生的主体地位,激发学生学习的积极性和主动性。
二、增加电工电子实训项目,丰富实训教学内容
电工电子实训的主要内容包括:有关电的基础知识、正确认识常用的元器件、并掌握其性能和工作原理、熟练使用常规仪器等。学生在实训过程中,可以增强对于基础知识的掌握能力,并通过自己的设计安装和调试具有特定功能的产品,切身体会依靠自己能力完成作品的成就感和自豪感。教师一定要注意,实训的内容应随着知识的更新而不断深入和层层递进,适当增加实训项目,进一步体现实训教学的先进性和实用性。例如在电工方面,可以在简单的低压配电和电动机正反转控制的基础上,增设综合应用控制比较复杂的三台电动机等内容;在电子方面,立足于原有的焊接练习、万用表安装调试、稳压电源制作等基础课程,增设关于多谐振荡器、数字抢答器、数字计数器、环型流水灯等制作内容。而且,在增设了实训项目之后,我们在教学中就可以进行更多的优化组合教学,针对学生不同的专业来选择不同的实训项目,同时,又能对于同样的实训项目结合学生专业要求达到不同的实训目的。
三、改进传统教学模式,让学生在“乐学”中得到发展
在素质教育的大背景下,中职电工电子实训教学也要改变传统的教学模式,将学生放置在学习主体的位置上,强调教师的指导作用,重视学生的动手和思考能力。实训教学中,教师要注意加强学生了解电工电子的相关技术和操作流程,利用实践性极强的教学模式激发学生学习兴趣、提高课堂实践效率。让学生在扎实掌握理论知识的基础上,取得良好的实训成果。在进行实训时,可以根据理论基础知识,让学生自主选择实训项目,通过内容选择所需要的仪器设备,并独立制定实验方案、方法以及步骤,然后由教师对于学生给出的方案进行正确的启发和引导,保证其实施的可行性、安全性以及实效性。实验结束之后,要对整个实验过程以及结果进行总结评价,教师从中做出正确指导和评价。实训教学中,教师应要求学生自己检查所有元件,将所有元件焊接起来形成电路,然后对电路进行检查,检查过程也应该有步骤、有计划,比如按照一定顺序检查示波器、信号发生器、稳压电源等,并让学生对这些元件进行调试和测量,提升其成就感和兴趣感。
随着计算机信息技术的飞速发展,教师可以利用现代化的教学手段来改进实训教学模式,比如现在广泛应用的计算机分析和数据处理系统、计算机模拟技术和仿真技术等,这些高端信息技术本身所具有的形象性和直观性,就能够大大激发学生参与学习的主动性和积极性。
四、鼓励学生不畏错误和失败,大胆动脑和动手
在实训教学中,教师要在确保做好各种安全措施的基础上,鼓励学生大胆动手进行操作,比如在做日光灯管实验以及电动机正反转实验的时候,常常会出现短路的现象,甚至引起个别学生的恐慌,不敢打开电源,导致实验不能继续完成。针对这类现象,教师要在确保安全的基础上,要求学生大胆操作,不要害怕,尽量完成实验项目。面对学生在操作中出现的错误和失误,只要不违反实验室的安全规章制度,我们都要给予允许,让他们在不断的失败和失误中总结经验,吸取教训。当然,教师要在适当的时候给予指导和问题式的启发,拓展学生思维能力,让他们通过自己的思考克服困难、解决问题,只有这样的实训教学才能达到较好的教学效果。
总之,教师要提高对于中专电工电子实训课程的重视程度,通过自身的深入研究总结出更好、更有效的教学方法,进一步提高学生的动手能力、创新能力以及工程实践能力,争取做到在学生还没有走出校门的时候,就让他们拥有一定的工程经验,逐渐成长为国家需要的应用型和创新型人才,同时也为学生将来能够顺利就业打好基础。
参考文献:
作者简介:孙丽娜(1974-),女,河南郑州人,河南化工职业学院,实验师。(河南?郑州?450042)
基金项目:本文系河南省教育厅职业教育教学改革项目(项目编号:ZJB06088)的研究成果。
中图分类号:G714?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)21-0093-02
近年来,我国职业教育在高职教育和中职教育协调发展过程中,取得了有目共睹的成就。高等职业教育是一种高端职业教育和高等教育的结合,重点是培养高端技能型人才,同时注重培养人才的可持续发展能力。高端技能的培养主要来源于实训教学,目前,高职实训教学改革已进行了一些卓有成效的探索和实践,但随着生源质量的变化、社会发展和企业人才需求的变化,高职实训教学需要不断提高教学质量,培养出高端的技能型人才,才能实现与现代产业体系的零距离对接。
通过参与河南省教育厅项目《“实践教学改革与培养学生动手能力”——电工电子课程实践教学的改革与实施》的开发、研究、实施、总结以及后期反馈等环节,同时对其他院校进行调研后,总结出一些高职院校电工电子实训教学改革方面的经验,通过几年的实施和对目前高职教育发展状况的分析,对实训教学中要面临的新挑战,提出了突破的方法。
一、实训课堂内教学改革
1.培养学生建立自信心,提高电工电子实训学习兴趣
目前,高职学生文化基础相对薄弱,面对专业课有些自信心不足。通过展示往届学生DIY作品,如:收音机、门铃、助听器、电子钟等,在他们分享其他同学实训成果的同时,及时给予鼓励,使他们对学习电工电子课程也充满信心。同时展示生活中常用的电工电子用品,例如:家庭常用电路、电度表、电动机、稳压电源、手机、计算机主机等等,结合专业特点和生活实际,激发和培养学生学习电工电子课程的兴趣。
面对就业,也要培养高职学生的自信心。现在是数字化时代,电工电子知识渗透于各行各业,机电一体化产品如在数控机加工行业、电梯行业、制冷行业、化工行业的自动生产线上等,以及电子产品如手机、电脑、电视等等,电工电子科技无处不在。面对广泛的就业前景,让学生懂得学有所用,用有所长。同时,面临整个用人市场出现的越来越严峻的就业压力,相对于本科毕业生高不成低不就的求职心态,高职院校作为培养高端技能型人才的基地,一些毕业生尚未毕业,就被用人单位提前预订,与本科教育培养目标不同,高职学生在校期间注重加强技能和操作能力培养,使得毕业后能与企业需求零距离对接,从而使得高职毕业生成了就业市场的香饽饽。这些优势又进一步增强了高职学生的自信心,同时也提高了学习专业课程的兴趣,为他们的可继续性发展奠定基础。
2.贯彻“教、学、做”一体化教学,进行实训教学方法改革
本着以学生为主体,教师为主导的理念,在整个实训教学过程中,科学合理地运用现代化的教学方法和教学技术。既不能停留在理论课上作推导,实验课上作验证的教学方法,也不能一概而论全部以工作过程为导向、任务驱动、项目为载体的教学方法,要针对不同的教学目的、教学内容以及每节课的重难点,要采用不同的教学方法,实现“教、学、做”一体化教学。
在河南化工职业学院(我院)电工电子实训课程改革过程中,不但保留了语言传递为主的传统讲授法,更重要的是采用了学生主体参与型与合作学习型教学方法,同时穿插采用了项目教学法、理论实践一体化教学法,针对某些专业把整个电工电子教学课堂放在实训室,教师需更多地参与学生实训过程的指导管理,现场答疑,从而提高实训课的教学效果。电工电子实训改革的内容主要有日光灯、电度表的安装调试、三相异步电动机正反转、自锁、延时电路的布线与调试、超声波控制电路的安装测试、收音机的焊接安装测试、印制电路板的制作、数字显示电子秒表的安装与测试等等。经过几年的教学改革实践,这些教学方法对激发学生电工电子课程的学习兴趣,提高学生技能和操作以及整体素质起到了有效地促进作用,同时也实现了“教、学、做”一体化教学,培养出了高水平的技能型人才,取得了良好的教学效果。
3.及时给与肯定和鼓励,科学合理地运用实训教学评价方法
在课程改革过程中,针对电工电子实训教学特点和高职学生特点,采用了形成性评价、总结性评价,穿插灵活运用自我评价、他人评价以及个体内差异评价等多种教学评价方法,促进师生交流,生生交流,加深学生对知识和技能的理解并全面锻炼学生的操作能力。例如在收音机的焊接安装测试项目教学中,我们把实训课程考核分解为几个过程:(1)元件检测能力占10%分;(2)焊接操作能力占20%分;(3)数据检测能力占20%分;(4)整机安装调试能力占20%分;(5)实训总结能力占20%分;(6)德育方面的出勤、纪律以及值日情况占10%分。通过这些实训过程中的分步评价,从而对学生整个项目的完成效果达到了全方位的客观的评价。其中在焊接操作能力中的焊点质量评价中,穿插了学生的自我评价和他人评价,以此来找差距,激励督促自己加强焊接技能的训练和焊接水平的提高。
实训评价方式的改革,不拘泥于某种特定的评价方式,既要给学生造成一定的学习压力,也要看到学生每一处的成绩,及时给予肯定和鼓励,有效地激发学生的学习兴趣,尤其是对提前完成实训任务的学生给予肯定和激励,能够大大提高学生实训的积极性和自主性;更能激发他们强烈的求知欲望,科学合理的评价体系不但是对学生的实训能力的一个客观评价,而且提高了实训教学质量。
理实一体化教学实现理论和实践的有机结合。通过对《电子技术基础与技能》课程教学改革的实践,突出学生动手能力和专业技能的培养,激发学生的学习热情、提高学生专业技能,带动教师的课程研究,促进教师成长,提升专业教学质量势在必行。
一、创造条件适应理实一体化教学
《电子技术基础与技能》课程的教学内容存在基本概念抽象、知识点分散、分析方法多样、器件和电路类型复杂等问题使得专业课程在教学实施时面临更多的困难。传统的教学模式是将理论和实践二者截然分开,使学生很难做到学以致用。在理论教学中,存在着教学过程机械式、教学方法灌输式的弊端,缺乏学生主体参与、主动探索、直观地操作展示,使学生对所讲授的内容缺乏感性认识,从而导致学生产生厌学情绪,使理论教学难以产生好的效果。而在实践教学中,又存在着理论知识与实践技能的学习时间不同步的弊端,使学生不能同时掌握理论知识和实践技能,从而使学生不知如何下手,导致实践教学效果不好。专业的师资队伍是教学环节中的重要因素。教师要做“教、学、做”一体化教学,使学生真正掌握一技之长,紧跟就业方向与社会需求。教师不但要有丰富的理论教学经验,更要有实际操作经验。不但要讲解各种电子元器件的基本概念、工作原理、各种参数、公式的计算等抽象的知识,而且必须具备相关仪器设备使用,调试,维修的能力。由于电子设备的更新换代频率越来越高,会导致学校实验设备不全,设施条件达不到理想的要求。如何利用现有的设备条件开展好理实一体化教学呢?例如在中职一年级《电子技术基础与技能》教学中,学习稳压电源的工作原理时,就可以选择学生亲自动手去操作,包含对变压、整流滤波、稳压电路等方面的电路设置。各部分电路的设计与调试既能提高学生的学习热情和主动性又能设计出稳压电源成品,一举两得。在此过程中通用反复的实验学生学会应用万用表、学会检验全波整流电路输出电压理论与实际是否一致,学会观测电路的静、动态电流的改变情况,知识也就牢牢的被学生吸收和应用。
二、深入浅出强化理实一体化教学
《电子技术基础与技能》是一门专业基础课程,它的理论性、实践性都很强,而且学习过程中理论抽象深奥,在电子实现理实一体化教学的过程中,要求学生在动手进行实践操作方面比较多,此时就需要实训场地,如果能把教室和实训场地相结合,老师就可以根据一边实体讲授理论知识,一边实际操作。如:教师可以借助多媒体课件及电脑、手机、汽车及现代一些高科技的电子设备中实用电路模块,并展示相关的电子器件、电路板,精心设计一个又一个带有启发性和思考性的问题情景,学生对照实物来学习,从中启发学生去认真思考、认识和理解每个电器工作的小小电路板的巨大作用。增加学生感性认识,把理论知识的难度以实物参照降到最低,来充分发挥学生的积极性和主动性。还可以利用多煤体把静态变化为动态,通过形象、生动、直观的画面展示让学生理解电子技术。这样通过实物的对照下更好的接受相关的理论知识,又可以对照实物进行操作。这样的教学方式不仅培养学生的兴趣、爱好、好奇心和探索欲望,也提高学生的学习积极性和知识能力。在意义上真正达到了,电子技术基础和技能理实一体化教学的目的。
三、多措并举推进理实一体化教学
《电子技术基础与技能》是电类专业而且非常重要的一门专业基础课,具有较强的理论性和实践应用。大部分内容不适宜理实一体化教学,这就要求教师在教学中灵活使用现有教材,注重资源整合。讲元器件内容时,以器件内部分析为主转向外部性和应用为主,重点介绍实用方面的知识,适当精简模电部分,加强数电部分内容。
对便于理实一体化的教程,边实践边理论的方式来引导学生学习。老师只简单介绍工作原理及装配调试方法,让学生先动手后思考。当学生在操作中遇到不明白的问题时,努力他们先看书,再听课,自然就加深了对基础理论和实际知识的理解。如OTL功放电路装配中,学生可以先测试每只放大管基极、集电极、发射极静态电压值来看三极管的工作状态,随后学生理解了三极管的放大、饱和和各状态的偏置电压要求。教师也要及时总结、考核、评价,肯定学生的成绩,让学生之间相互交流经验,分析问题,进一步加深对知识的理解和掌握。学生会自动分析在实训中学到了什么,是否还可以改进、优化,在此过程中,学生由实践到理论,边实践边理论,再由理论到实践。这样边总结边学习,总结成功经验和失败教训,学习过程中形成自已的专业知识和技能。
结语
目前很多中职学校都在探讨理实一体化的教学方法。针对《电子技术基础与技能》的教材结合相关实践的特点,采用“理实一体化”教学模式,涉及对相关知识点的整合、教学环境与资源的建设、教学方法的选择等诸多方面。
参考文献
[1]赵华中职计算机专业理实一体化教学改革初探2013(01)