《模擬電子技術(shù)》基于“1+X”證書教材建設探析

蔣興加

（廣西機電職業(yè)技術(shù)學院 電氣工程系，廣西 南寧 530007）

從2014年國務院發(fā)布《關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》至2019年國務院等部門密集發(fā)布《國家職業(yè)教育改革實施方案》、《關(guān)于實施中國特色高水平高職學校和專業(yè)建設計劃的意見》、《關(guān)于在院校實施“學歷證書+若干職業(yè)技能等級書”制度試點方案》等多個職業(yè)教育文件，高等職業(yè)教育培養(yǎng)的是技術(shù)應用型人才，培養(yǎng)學生會思考、會學習、會應用，掌握一定的專業(yè)理論知識，又具有較強職業(yè)實踐技能的高素質(zhì)人才是高等職業(yè)教育培養(yǎng)的基本目標。

1 引言

職業(yè)教育改革涉及到教學理念、教學方法、教學內(nèi)容及教材、考核評價、雙師型教師隊伍、教學設備、資源庫等方面，而教材建設是承載職業(yè)教育改革的核心；目前模擬電子技術(shù)教材既存在脫離后續(xù)課程的需求，又未能充分吸收教研教改最新成果；編寫對接“1+X證書”和“工學結(jié)合”教材，以融合學歷教育和提升職業(yè)能力的課程具有十分重要的現(xiàn)實意義。

傳統(tǒng)教材源于學科性，普遍存在理論抽象、繁瑣，實例枯燥、脫離實際。目前，雖出版了“項目教學法”為主體的《模擬電子技術(shù)》類教材；但此類教材也存在一定不足，主要表現(xiàn)為：①較大程度限于實現(xiàn)形式上的“項目教學”，其實質(zhì)源于學術(shù)性課程內(nèi)容的重構(gòu)，“項目教學”無法有效實施。②“唯項目”至上，過分堆砌項目，其實用性和可操作性存在一定的局限性。

2 教材建設

2.1 指導思想

以“工學合作、1+X證書、立體化跨界”為切入點，以更好地適應當前高等職業(yè)教育跨越式發(fā)展需要，對接教研教改成果和模擬電子技術(shù)發(fā)展，結(jié)合學習規(guī)律和專業(yè)基礎(chǔ)課特性，立足于將新知識、新技術(shù)、新方法、新理念、新的職教精神融合到教學實踐中并指導教材編寫工作。以“懂結(jié)構(gòu)、懂原理、懂性能，會看、會畫、會算、會選、會用，上下一體互通”為目標，并以“理論和實踐并重，培養(yǎng)技能和應用優(yōu)先”的基本理念指導課程標準制訂、教材內(nèi)容的確定及具體編寫工作。

2.2 基本目標

本課程的目的在于使學生通過本課程的學習，主要掌握模擬電子技術(shù)的常用元件和電路，為崗位核心能力的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。以基本知識、基本理論、基本技能為主線，突出器件與基本應用相結(jié)合，理論教學與實踐訓練相結(jié)合，做到理論知識夠用為度，加強實踐教學和實際應用能力的培養(yǎng)，對接雙證融通考核點。使學生掌握元件的結(jié)構(gòu)和特性，掌握電路的分析、識圖、繪圖、計算、裝配、調(diào)試、維護、設計、技術(shù)文檔書寫、交流合作等應用能力。為實現(xiàn)課程目標，編寫教材的立足點在于項目載體的選擇。

2.3 基本思路

教材編寫充分體現(xiàn)理論分析和電子制作技能的有機融合，注重學生分析問題、解決問題和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（1）課程編寫首先改變理念。以職業(yè)能力為基礎(chǔ)、以服務后續(xù)課程為主線、以1+X證書為起點，貫徹“項目教學法”與“課證融通”教學模式。

（2）精心構(gòu)筑課程建設團隊。強化“工學結(jié)合”；邀請企業(yè)人員參與課程設計，召集課程專家、行業(yè)專家及生產(chǎn)一線技術(shù)員對教材建設進行研討、論證，使課程能夠體現(xiàn)崗位核心能力，課程內(nèi)容與工作內(nèi)容相結(jié)合，使工學結(jié)合的思想滲透到課程教學的各個方面。

（3）確定課程開發(fā)路徑。通過調(diào)研工作崗位群、分析上下一體的課程體系、分析X證書標準，從而確定課程開發(fā)主體、確定課程內(nèi)容和項目載體。另外，編寫教材的同時，完善配套的教學資源庫建設，服務于學生自主學習。

3 課程項目載體

3.1 項目載體指導思想

為踐行“懂結(jié)構(gòu)、懂原理、懂性能，會看、會畫、會算、會選、會用”根本目標，突出實用性、綜合性、設計性、靈活性思路。課程以“人才培養(yǎng)規(guī)格”和“課程編寫理念、培養(yǎng)目標”為依據(jù)，圍繞維修電工、儀表工、可編程控制系統(tǒng)設計師等職業(yè)資格標準為需求，貫徹“教、學、做”、“跨界互動”、“1+X 證書”培養(yǎng)模式，遵循學生認知規(guī)律和職業(yè)教育特色，采用逐級遞進、以“工程”平臺進行學習情境設計，從而確定課程項目載體。

為實現(xiàn)“1+X證書”要求，項目載體應遵循三原則：其一，優(yōu)選項目，確保項目質(zhì)量；其二，為利于學歷教育，立足于學科跨界互動，體現(xiàn)“上下對接”理念；其三，項目載體對接職業(yè)證書，為職業(yè)能力提升奠定基礎(chǔ)，所選項目載體應體現(xiàn)工程實用價值。下面以“電感接近開關(guān)”項目為例進行簡要說明。

3.2 電感接近開關(guān)項目簡介

3.2.1 概況

接近開關(guān)是一種無需與運動部件進行機械直接接觸而可以動作的位置開關(guān)，當物體接近開關(guān)的感應面到動作距離時，不需要機械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動作，從而驅(qū)動直流電器或給計算機類裝置提供控制指令。電感接近開關(guān)的實質(zhì)采用渦流效應，利用電渦流效應，將位移、振動、厚度、轉(zhuǎn)速等非電量轉(zhuǎn)換為阻抗的變化或電感的變化，從而實現(xiàn)非接觸測量。

電感接近開關(guān)傳感器由電感線圈、電容和晶體管組成振蕩器，并產(chǎn)生一個交變磁場，當有金屬物體接近這一磁場時就會在金屬物體內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導致振蕩停止，這種變化被后極放大處理后轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號輸出；接近開關(guān)的負載可以是信號燈、繼電器線圈或可編程控制器PLC的數(shù)字量輸入模塊。電渦流傳感器的功能框圖如圖1所示。

圖1 電感接近開關(guān)傳感器的功能框圖

3.2.2 電路原理

電感接近開關(guān)傳感器的典型電路原理示意如下圖2，分析圖2基本上涵蓋了模擬電子技術(shù)的核心元件和基本應用電路，核心元件包括：電阻、電容、電感、三極管、二極管、運算放大器，基本應用電路包括：整流、放大、振蕩、濾波、電壓比較器。

電渦流式接近開關(guān)的核心電路由LC變壓器反饋式振蕩器組成，利用金屬物體接近產(chǎn)生交變電磁場振蕩感應頭時，使金屬物體產(chǎn)生渦流，渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)的振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，進而識別出有無金屬物體靠近，進而控制開關(guān)的通斷。電路中有關(guān)元件的參數(shù)通過理論計算和實踐驗證，同時利用電位器體現(xiàn)靈活性。

圖2 典型電路原理圖

3.2.3 項目實施

項目立足于理解電感接近開關(guān)的原理，掌握電路元器件識別與檢測、電路圖設計與繪制，元件的裝配、焊接、調(diào)試、故障處理等綜合應用能力，逐步培養(yǎng)分析問題和解決問題的工程能力，項目主要實施環(huán)節(jié)為：元件測量、電路圖設計繪制、電路裝配、電路調(diào)試運行、項目考核評價。

（1）元件測量。根據(jù)元件清單，利用萬用表逐一測量各個元件，避免元件“帶病”安裝調(diào)試，掌握常用元件符號標識、管腳判斷、質(zhì)量初測原理和方法，做好測量結(jié)果記錄、整理和分析工作。

（2）電路圖繪制。參考圖2，利用繪圖軟件自行繪制電路原理圖，根據(jù)電路原理及參數(shù)，利用仿真軟件multisim驗證電路性能，記錄其靜態(tài)值和動態(tài)性能指標。

（3）電路裝配。根據(jù)印制電路板布局圖，把合格的元件插入安裝孔，注意元件管腳、方向和高度，尤其注意變壓器線圈分布及同名端，正確裝配焊接元件。裝配完畢，電路板通過自查和互查，確保裝配正確后才能進行上電調(diào)試。

（4）電路調(diào)試運行。衡量電路相關(guān)單元安裝、功能驗證、性能是否符合要求，電路調(diào)試是關(guān)鍵，主要工作環(huán)節(jié)為：其一、通電前的檢測工作，主要包括：檢查焊接質(zhì)量是否達到要求、布線是否有短路、印制電路板清理、電源電壓正常。其二、通電后的檢測工作，檢查三極管各點的電壓，確保三極管處于放大狀態(tài)。其三、調(diào)試100K電位器使電路進入振蕩狀態(tài)，用示波器觀察獲得最大不失真正弦波；100K電位器為振蕩器提供合適的靜態(tài)工作點，改善失真。其四、調(diào)試10K電位器使運放工作在電壓比較狀態(tài)；用金屬靠近感應頭，觀察到發(fā)光二極管亮滅狀態(tài)正確切換。

4 結(jié)論

分析電感接近開關(guān)項目，充分地體現(xiàn)了“1+X證書”模式。一方面，融合了模擬電子技術(shù)自身的核心元件和基本應用電路，也涉及到了前續(xù)《電工基礎(chǔ)》課程的電渦流現(xiàn)象，以及后續(xù)《傳感器檢測技術(shù)》、《可編程控制器》、《過程控制系統(tǒng)》等課程的跨界互動，能有效地實現(xiàn)學歷教育。另一方面，通過項目的原理分析和實施，對接維修電工、儀表工等職業(yè)資格證書的考點及職業(yè)能力的培養(yǎng)。總之，基于“跨界互動”、“1+X證書”模式實現(xiàn)教材建設，對提升教學質(zhì)量和職業(yè)教育改革具有一定的意義。