“音響電路的設計與制作”實驗案例設計

陳斗

[摘要]為了讓高職學院電類專業的大一學生學好“電子技術”這門專業基礎課，以“音響電路的設計與制作”這個實驗案例為例，從相關知識及背景、企業工作流程、教學目標、教學設計與引導、教學方法、教學效果等6個方面進行了研究。

[關鍵詞]電子技術；音響電路；實驗案例；教學設計

為了讓高職學院電類專業的大一學生學好“電子技術”這門專業基礎課，使學生在職業情境中“學中做、做中學”，以工作任務來組織課程內容。依據本課程特點、教學條件、企業工作流程以及高職學生理論基礎差等特點，確定出5項實用而有趣的小型電子產品的設計制作作為學習任務。現以此門課的第3個任務“音響電路的設計與制作”為例，從相關知識及背景、企業工作流程、教學目標、教學設計與引導、教學方法、教學效果等6個方面進行研究。

一、相關知識及背景

音響系統主要應用于電子數碼產品中輸出聲音信號的放大，實用價值大，學生制作興趣濃。需運用功放、運放、反饋等知識和二極管、電容器、電阻、集成功放芯片、穩壓器、變壓器等的選型檢測知識，涉及仿真、布局圖繪制、產品焊接，儀器儀表使用（運放測試板、萬用電表、穩壓電源、示波器、低頻信號發生器）等實踐技能技術。

二、企業工作流程

在企業的生產部門，接到研發部下達的新產品的生產任務后，根據所提供的產品的技術資料，工藝工程師把任務技術指標分解為生產所用的工藝文件，根據工藝的復雜程度組織生產。音響的生產分五個環節：電路圖設計確定，PCB板制作，電子元器件的檢查與篩選、元器件引腳成型及插裝，電路板焊接，整機裝配與調試。整個環節配有作業指導書，通過各個環節的相互配合，同時生產部和采購部、品質部相互協調，共同完成產品的生產、檢測，使其滿足設計的要求。

三、教學目標

知識目標：掌握音響電路工作原理。技能目標：音響電路設計，元器件篩選檢測，產品裝配焊接、功能測試，電子儀器儀表使用，電子產品故障排除。素質目標：具備自主學習、計劃決策、知識應用、總結提煉、自我表達、評價反饋等能力，具團隊協作精神。

四、教學設計與引導

本實驗過程是一個比較完整的工程實踐工程，需要經歷學習研究、電路設計、仿真分析、布局圖設計、產品裝配焊接制作、功能調試、總結評價等過程。在實驗教學中，應在以下幾個方面加強對學生的引導：

（1）學生分組。采用卡片式抽簽隨機分組（2人或3人一組），選好組長。

（2）發引導文給學生（包含幾種音響電路圖，包含有關引導性、啟發性的思考題，例如：陳述音響電路的工作原理，每個元器件在此電路中的作用，如何畫基于萬能板的布局圖，如何檢測有關元器件，如何使用仿真軟件muhisim，如何裝配焊接產品，如何使用有關儀器儀表進行產品的功能測試等等），明確學習目標和學習內容，引導學生通過信息化教學平臺（比如大學城空間、清華在線平臺、職教云、超星學習通等）中教師上傳的PPT、視頻和網絡資源進行自學，教師進行引導答疑并記錄學生自學情況（信息化教學平臺上有學生查閱資料的次數及在線學習時間、提問及回答問題情況等）；

（3）以組為單位制定音響電路設計、制作、調試、故障診斷工作計劃，注意：以組為單位，組長負責制，將任務分解為若干個子任務：電路圖的設計、電路仿真、布局圖的設計、檢測元器件、裝配焊接產品、整機調試及故障排除、拍照片和視頻、做PFT等任務，組長和組員商量合理分配任務并填好作業計劃表，作業計劃表可用電子版形式，也可以打印、也可以手寫（字要寫得好，用尺子畫表格），最終要放到PPT里面。教師檢查指導，保證每個組員的工作量差不多。

（4）教師要求學生借助相應技術資料，根據實驗室所能夠提供的條件合作討論設計出音響電路圖（能把手機或電腦里的音樂通過音頻線、音響電路播放出來）、陳述工作原理及確定相關元件參數，設計過程中，提醒學生注意設計的規范性，如電路模塊間的接口方式、參數要求、工作電源對系統指標的影響、穩定性、可靠性等，教師進行巡回指導、檢查確定、記錄學生情況；

（5）教師講解仿真軟件muhisim的使用要點，指導學生進行仿真分析，更改元件參數，確保仿真功能正常實現，教師進行巡回指導、檢查確定；

（6）教師講解畫布局圖的方法，要求電路只能用焊錫絲焊連，不能使用連接導線，教師進行巡回指導，檢查布局圖的可行性、經濟性后確定。

（7）教師講解演示利用萬用表完成元器件的類型判斷、引腳辨別及性能測試的方法，學生篩選檢測所需元器件并記錄，選擇裝調工具、儀器設備并列寫清單，對電子材料和元器件進行預處理；教師進行巡回指導、檢查確定；學生填寫的元器件檢測表和工具設備清單示例：

（8）教師講解演示基于萬能板的產品的裝配焊接方法，要求學生據布局圖及工藝技術文件要求將元器件插裝在萬能板上焊接電路，在學生焊接過程中提醒學生注意元器件引腳不能接反，連線不能接錯，要求元器件布置美觀整潔合理，焊點光亮、圓潤，無虛焊、錯焊、漏焊，走線美觀簡潔正確。教師進行巡回指導、檢查確定；

（9）教師講解演示幾種測量儀表儀器（運放測試板、萬用電表、穩壓電源、示波器、低頻信號發生器）的使用、產品的調試檢測方法及排故方法，學生實際操作，通電調試前先繪制產品進行功能測試的電路與儀表的連線圖，再進行參數測試（靜態測試和動態調試），并記錄檢測結果（要分析系統的誤差來源）、拍照片和視頻（用自己制作的音響播放音樂），有故障的分析故障原因、修復故障、通電調試。教師進行巡回指導、檢查確定。

（10）課后拓展：學生對音響箱體進行外形設計、制作，將制作的音響產品和箱體組裝好，在生活中使用。

（11）教師收集學生實驗報告、匯報PPT。要求學生將匯報PPT上傳到教學平臺。示例：

五、教學方法

用信息化教學平臺，用講授法、任務驅動法、演示法、討論法、實踐操作法、演講答辯法等，自評互評、學生教師評價、過程結果評價相結合。

六、教學效果

學生設計制作的音響電路產品功能全部實現，實驗報告和PPI按要求完成，并將產品用于生活中，圓滿完成了任務。通過實驗，學生動手能力提高了，知識的掌握更透徹了，自信心提高了，合作精神增強了，并對“電子技術”課產生了很大興趣，課后繼續拓展，制作了很多實用的電子產品，并且參加創業創新比賽獲獎。學生到了大二沒學這門課了，還對這門課回味無窮，想繼續上這門課。總之，教學效果很好。