張群英
(桂林理工大學機械與控制工程學院,廣西 桂林 541004)
電路的分析設計能力是自動化專業學生能力培養的一個十分重要的方面,我校自動化專業與此項能力培養直接相關的課程及實習有:電路分析基礎、模擬電子技術、數字電子技術、電裝電調實習、電子電路系統設計實習等,其中,電裝電調實習安排在學生四年教學進程中的第三學期,為期兩周,此前學生已在第二學期修完電路分析基礎,在第三、四學期即將修讀模擬電子技術和數字電子技術。電裝電調實習作為承前啟后的一個重要環節,實習開展的如何直接關系到學生電路分析設計能力培養的成敗。
通過電裝電調實習,使學生了解現代電子工業生產的方式和特點,學會使用常用電子測試儀器,初步掌握電子工藝的基本技能,能夠獨立裝配調試部件、整機及處理可能出現的故障,培養學生的實踐動手能力和查閱資料能力,為今后的課程學習和實習打下堅實的基礎。
電裝電調實習的開展以電子產品的組裝和調試為主要任務,如:萬用表組裝與調試、FM 收音機組裝與調試、多功能充電器的裝配與調試等,實習套件直接從有關電子廠家購進,學生每人一套獨立完成,通過指導學生完成套件的組裝調試,培養學生多方面的能力,而不是僅僅簡單機械的裝配而已。
結合實習套件所配備的電路原理圖、裝配圖等,認識各種電子元件的圖形符號,實習指導老師先進行電路原理圖的講解,有些套件沒有配備詳細電路原理圖,老師需根據套件的型號參數等查找出詳細電路原理圖再給學生講解,同時,指導學生如何通過圖書館查找資料或到互聯網查找相應的電路原理圖,培養學生搜索資料的能力。學生對電路原理圖的學習,一方面回顧了已學過的電路分析基礎知識;另一方面對電路圖中涉及的模電、數電方面的知識,通過老師概略性的講解,使學生了解大概,能對付眼前的實習,同時激發學生學習后續的模電、數電課程的積極性。原理圖搞清楚后,再指導學生認識原理圖與裝配圖、裝配圖與印刷電路板的對應關系,對裝配過程中容易出錯的環節一一指出,為后面的實際裝配工作做好充分的準備。
指導學生看懂常用儀器儀表面板,熟練掌握相關儀器的使用,如:模擬萬用表、數字萬用表。數字萬用表、信號發生器、電子示波器、晶體管毫伏表,各類儀表一樣一樣的過關檢查。實習套件中的電子元件讓學生逐個測試,既鍛煉學生使用儀器儀表的能力,也避免了由于元件損壞導致組裝完畢的產品不能正常工作的問題。
掌握常用電子元器件的種類、性能、選用原則及質量判別。電子元器件是構成電子產品的基本單元,指導學生從認識實習套件中的各個電子元件為起點,由點到線,由線到面,掌握常用電子元件的規格、材料、外觀、型號參數、檢測方法、適用場合等。以電阻器為例,電阻器一般利用有一定電阻率的材料(碳或鎳鉻合金等)制成,在電路中的主要用途是穩定和調節電路中的電流和電壓,還作為分流、限流、分壓、偏置、消耗電能的負載等,是電子產品中使用最多的元器件之一。學生從認識實習套件中為數不多的幾個電阻、電位器入手,認識它們的外觀、色碼標注方法、阻值的測量等,再通過老師給同學展示的各種各樣的電阻圖片,從而對電阻器這一類的器件具有較完整的理解和認識;推及其他的常用元件,接著再一類一類的去認識電容器、電感器、變壓器、半導體分立元件,如二極管和三極管、各種LED數碼管、各種接插件以及各種開關、集成電路芯片等。得益于現今互聯網信息的極大豐富和電子仿真軟件的普及,我們可以給學生分類展示這些電子元器件的大量圖片,演示元器件的測試方法,即使在這次實習中沒有使用和接觸過,學生日后接觸也不會非常陌生。在這一過程中,學生也學會了如何去查找電子元件的相關資料,遇上陌生元件便可按圖索驥。
由于學校現有實驗實習條件的限制,我們目前的實習在硬件上還無法達到緊跟生產實際和科技發展的水平,但在實習中讓學生初步了解一些電子生產工藝技術又是非常必要的。在電裝電調實習中,印刷電路板是套件中配好的,讓學生親自動手制作電路板這一環節安排在后續的電子電路系統設計實習中。我們安排實踐經驗豐富的老師給學生做專題講座,介紹現代印刷電路板的制作工藝過程以及手工制板的方法,介紹現代工業生產焊錫工藝技術及手工焊接方法等;同時,安排學生觀看現代電子工藝生產的視頻錄像,了解電子產品表面安裝(SMT)技術,還有一些國內重點院校關于電子工藝實習方面的教學錄像,比如清華大學的精品課程“電子工藝實習”教學實況錄像等。通過這些知識的介紹,激發學生興趣,學生對自己制作電路板躍躍欲試,給今后的實習起到很好的前導作用。
實習套件發到學生手上,并不允許馬上組裝焊接。我們給每個學生還發了一塊練習手工焊接用的萬能板,長1 m的鐵絲、焊錫,先集中講解錫焊機理和手工焊接要領,觀看焊接視頻教學錄像,了解焊點成型過程,焊點形狀的優劣,安排一定的集中練習的時間,實習工具人手一套,學生還可在課后分散練習。焊盤全焊滿了,再進行拆焊技能的訓練。在進行正式焊接前,學生還要進行電子元器件預加工工藝的學習,掌握電子元件的排列、引腳的處理方法等,學生在進行充分練習后才能開始套件的焊接。
兩周的實習,指導老師需要在實習前做好充分細致的準備工作,把能力培養貫穿始終,收到了良好的實習效果。
電裝電調實習檢驗了學生電路分析基礎課程學習水平,學生切身感受到實際電子產品的制作對模電、數電等課程知識的需求,給后續課程的學習增加了驅動力。
經過這一實習過程的訓練,學生對自己制作電子產品充滿期待,部分學生自己也買上一套電子制作套裝工具,嘗試著在以后的學習生活中經常性地制作電子電路,參加各類電子設計競賽等。
通過實習過程中資料的查找,學生找到了從課堂之外的途徑獲取知識的方法,提升了自主學習的能力。
對今后的電裝電調實習,我們也有一些可以加以改進的設想:
(1)充分利用我校機控學院機電工程實驗中心,開放實驗室資源,對學生動手設計、制作、調試和裝配電子產品給予經常性的幫助指導,為他們提供必要的場地、測試的儀器儀表,形成以學生為主體的實習模式,擴大電裝電調實習的輻射作用。
(2)緊跟現代生產實際,邀請校外有經驗的電子工程師來校給學生做專題報告,幫助學生增加對現代企業新產品開發過程的認識。
(3)校企結合,組織學生參觀校外工程的電子產品研發和生產部門,通過技術人員講解和實地觀察,使學生了解電子產品的開發和生產的流程,若條件允許,還可考慮承接一些實際電子產品讓學生組裝調試。
1 盛守照.自動化專業生產實習教學方式的改革[J].電氣電子教學學報,2008(1):6~7