《電子產品制作》任務引領型課程設計與實踐

陳蘇良　李澤明

《電子產品制作》是電氣、電子工程技術專業課程體系中的一門主干課程，通過該課程學習，學生能夠掌握電子產品的電路設計、電路仿真、PCB設計與制作、電路板的安裝與調試及簡單故障的排除等知識；具備電子產品的硬件線路設計、焊接、調試能力，提高實際操作能力、使用儀器儀表的能力、數據與結果的分析處理能力等，提高學生的綜合素質與職業能力，為學生的職業生涯發展奠定基礎。

筆者所在學院也開設了該門課程，原來的教學方案是先學習相關電子電路知識，介紹使用的設備，設計了幾個實驗，讓學生完成幾個實驗的焊接、調試。在目前全國均在推行一體化課程改革過程中，筆者通過設計一個整體項目，分模塊實施，讓學生按照一個項目的模式來學習。在具體教學中，分拆了一個個任務，采用任務引領型課程的方式，讓學生逐步掌握課程知識和技能。這里采用了“多功能數字鐘”的設計與制作為項目總目標。

一、整體設計思路

以綜合實訓多功能項目數字鐘為任務引領，將項目分成6個模塊，每個模塊都以實訓內容帶動相關理論知識的學習。前期采用化整為零的方式，將綜合實訓項目分成6個模塊來實施，分別進行制作、調試、測試，并將相關理論知識融合在實訓項目中，使學生在實訓中感悟理論。6個模塊分別包括：振蕩器電路、分頻器電路、分秒計數器電路、小時計數器電路、顯示譯碼電路、校時電路。6個模塊分別調試完成后，就要采用積零為整的方式，將6種模塊合在一起，完成數字鐘主體電路的制作與調試，最后設計并組裝一個多功能數字鐘電子產品。

二、材料工具準備

預計用到的集成電路包括：（1）74LS48：BCD—7段譯碼驅動器，用來驅動共陰極的數碼管顯示器；（2）74LS74：雙D觸發器；（3）74LS191：單時鐘4位同步加/減可逆計數器，是BCD碼十進制計數器；（4）74LS92：二—六—十二進制計數器異步計數器；（5）74LS90：二—五—十進制計數器異步計數器；（6）555：集成定時器，因內部有三個5千歐電阻而得名；（7）BS202：7段發光共陰數碼管，每段的驅動電流最大為15mA。

其他常用的電阻、二極管、三極管若干。

主要工具設備有示波器、萬用表、數字實驗臺和直流穩壓電源等電子儀器設備。

三、項目實施要點

首先是檢查各元件。電阻、電容、各集成芯片，檢查各邏輯功能。在插接安裝階段，要注意以下幾點：（1）集成電路的插接應認清方向，不要倒插，所有集成電路的插入方向要保持一致，注意引腳不要彎曲；（2）元器件的位置要根據電路的各部分功能確定元器件在PCB板上的位置，相互有影響或產生干擾的元器件應盡可能分開或屏蔽，輸入級與輸出級之間要盡量安排遠一些；（3）連接用的導線要緊貼電路板，避免接觸不良，連線不允許跨接在集成電路器件上，一般從集成電路器件周圍通過，盡量做到橫平豎直，導線就盡可能短一些，避免交織混雜在一起；（4）接地的處理，線路組裝時，電路之間要共地。

其次是調試。要對照電路圖檢查電路元器件連接是否正確，器件引腳、二極管方向、電容極性、電源線、地線是否接對，焊接是否牢固。要按功能模塊分別調試，步驟可分為：（1）首先調整振蕩電路部分，以為其他電路提供標準的時鐘脈沖信號；（2）然后調整控制電路的分頻器；（3）調整信號處理電路、計數、譯碼、顯示；（4）調整按時電路。

最后是產品組裝。主體電路安裝調試完成后，將其放置在一個外殼盒里，在此可以讓學生自己動手設計這個外殼盒并將其組裝好，最終完成一個DIY數字鐘電子產品。

四、技能考核方案

直接采用一體化考核方式，在每個模塊設置考核環節，占50%，最后整體設備制作及答辯占50%。其中，模塊考核主要包括以下幾項：（1）元件的檢查與選擇；（2）按照給出的線路正確接線；（3）電路的調試，主要考核主要工具設備（如示波器、萬用表、數字實驗臺和直流穩壓電源）的使用；（4）電路測試，主要檢查模塊功能是否滿足要求；（5）簡述電路的工作原理，考核對相關知識的掌握程度。每個任務模塊按ABC等級評定，A是指能高質、高效地完成此能力目標的全部內容，并能解決遇到的特殊問題；B指能按時完成此能力目標的全部內容； C指能在老師或同學的幫助下完成此能力目標的全部內容。

五、教學過程

采用任務引領型方法進行分模塊教學，每個模塊的設計按以下步驟進行：（1）提出任務或設計任務。一般來說，工作任務有這樣幾個特性：目標性、情境性、探究性、綜合性、可操作性。（2）分解任務。在這個階段中，教師引導學生將課程模塊中的任務一步一步進行分解，分解成多個小任務，讓復雜的問題簡單化。（3）實施任務操作。在對任務進行單個分解之后，老師要和學生一起進行必要的知識準備，除了理論知識的學習還應包括實踐知識的探討，這些知識需要很多，夠用就行，為完成任務奠定必要的理論及實踐基礎。（4）成果評價。評價可以穿插在學生完成任務的過程中進行，也可在學生完成任務后進行，目的是鼓勵學生相互學習，培養他們的協作精神。在具體的評價過程中，可以采取教師、學生互動的方法，如引導學生自評等。（5）拓展、提高與延伸。為了使課堂教學活動走向生產、生活的實際，教師可以布置課后學習任務來深化課堂教學，如可以讓學生查閱資料，采集相關信息用于下一個任務等。

通過《電子產品制作》課程的一體化實踐后，學生普遍反映學習更輕松了，有成就感；任課教師從項目的開始到結束，也感覺到更有條理性。特別對于技工學校的學生來說，大大提高了他們學習的主動性，教與學都得到了相互成長。