《電子工藝與測量技術(shù)》課程教學改革與實踐

課題/項目：擴提強視域下“信息化+職場化”嵌入式人才培養(yǎng)模式實踐與創(chuàng)新，XJGZKZZX202017。

摘要：通過對電子工藝與測量技術(shù)課程的多年教學實踐分析，提出對單片機控制技術(shù)硬件類實訓課程教學進行改革，具體從教學內(nèi)容的選擇、教學案例的設計、教學實施、課程考核等方面進行改革。以NE555呼吸燈電路為例，詳細提出了引導學生進行電路分析教學案例的設計。

關(guān)鍵詞：電子工藝;硬件電路;教學案例;設計

中圖分類號：TM93-4;G642文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）03-0051-02

Abstract：Byanalyzingtheteachingpracticeofelectronicprocessandmeasurementtechnologycourseformanyyears，thispaperputsforwardthereformofSCMcontroltechnologyhardwarecourseteaching，fromtheaspectsofteachingcontentselection，teachingcasedesign，teachingimplementation，curriculumassessmentandsoon.TakingtheCIRCUITofNE555breathinglampasanexample，thedesignofteachingcaseofguidingstudentstoconductcircuitanalysisisputforwardindetail.

Keywords：Electronictechnology;Hardwarecircuit;Teachingcases;design

嵌入式技術(shù)與應用專業(yè)主要學習以單片機或arm控制器控制外設完成一定功能的控制技術(shù)。這需要同學們既要熟悉單片機、arm控制器、以及外設的硬件電路原理，又能編程控制外設按需動作，即軟硬件方面的知識都需要學習和掌握。

嵌入式技術(shù)與應用專業(yè)課程體系也是按軟件、硬件兩條線進行設計的，主要偏軟一點。電子工藝與測量技術(shù)課程，是硬件類課程，開設在大學一年級下學期，前導課程是數(shù)字電子技術(shù)。電子工藝與測量技術(shù)課程以培養(yǎng)學生硬件電路的安裝調(diào)試能力、常用儀器儀表的使用能力為目標。在多年電子工藝與測量技術(shù)課程教學中，對課程教學進行了不斷的改進與探索。

1課程教學中存在的主要問題及其原因分析

1.1主要問題。

一是，學生簡單認為電子工藝與測量技術(shù)是一門訓練焊接工技術(shù)的一門課程，沒有引起重視。

二是，在實際電路制作中，大部分學生電路分析、檢查能力提高較慢，只是能夠按照給定的電路原理圖，把電路組裝完成，但出現(xiàn)問題時，自我檢查、發(fā)現(xiàn)、改正的能力較差。

三是，硬件電路的教學有一定的難度，首先它需要一定的理論知識為基礎，其次它需要多次的實踐，通過實踐積累經(jīng)驗。

1.2原因分析。

（1）學生簡單認為電子工藝與測量技術(shù)課程僅是提高焊接水平，是對課程目標認識不夠。該課程除了訓練學生的焊接技術(shù)外，很重要的方面是提高學生對電路原理圖分析能力、電路檢測能力，以及電路設計能力，此類能力的提高需要不斷的實踐、總結(jié)，才能慢慢提升，這點學生耐心不夠。

（2）通過該課程的學習，同學們對電路分析能力、檢測能力、以及設計能力進步不大的原因。筆者認為，電路分析的理論課程，應該在項目實踐之前進行學習，先做再學習原理，對學習主動，好奇心強的同學有效果，但對學習主動性不高，需教師引導的學生，效果并不理想。

（3）硬件電路難學，學生耐心不夠，硬件課程學習需要多做項目實踐，學校實訓室開放時間有限，僅上課時間開放，學生實踐機會有限。

2課程的改革與實踐

2.1教學內(nèi)容的改革。由于嵌入式專業(yè)課程體系偏軟，硬件課程開課相對較少，在電子工藝課程前期，僅開設有數(shù)字電路基礎課程，學生進行電路分析的理論知識過少。而先實踐再學習電路原理分析的教學方法，對學習主動，好奇心強的學生有效，但對于學習不夠主動的學生，效果并不十分理想，而且有可能養(yǎng)成照葫蘆畫瓢的習慣，隨著項目綜合復雜度加大，學生的畏難情緒也增大。根據(jù)高職學生前期知識體系，以及單片控制電路設計所需的知識點。在該課程的教學改革中增加了電路分析和模擬電路的基本理論知識講解。

課程改革后，在實訓課的前期，以理論講解為主，實踐測試為輔。在實訓課程的后期，以電路連接、調(diào)試等實訓內(nèi)容為主，理論解釋為輔。

2.2教學案例設計的改革。教學案例的設計是根據(jù)所需學習的知識點，選擇相應的實訓項目，再根據(jù)課程安排進行教學案例的設計。以前教學案例設計，直接給定電路原理圖及各元器件參數(shù)，讓同學們按原理圖安裝、焊接、連線，完成后上電，編程進行測試。學生在課堂上能全部完成項目驗收，已是不容易，項目的拓展，主要靠同學們課外自覺。

課程改革后，為了引導同學們進行電路分析，在某些電路原理圖中，就不再給出具體的參數(shù)，讓同學們經(jīng)過實踐測試去選擇合適參數(shù)，并引導他們?nèi)ニ伎?，為什么元件參?shù)要那樣選擇，電路的工作過程是怎么進行的、工作原理是什么等?，F(xiàn)以由NE555構(gòu)成的呼吸燈電路項目制作為例，對教學案例設計改革進行說明。

NE555定時器時是一個應用非常廣泛的模擬數(shù)字芯片，它有兩個經(jīng)典應用，分別是單穩(wěn)延時電路和振蕩電路，呼吸燈電路就是將其接成振蕩電路。

NE555相當于一個觸發(fā)器，有兩個輸入腳，分別是2腳和6腳。2腳為“0”時，3腳輸出為“1”;當2腳和6腳均為“1”時;3腳輸為“0”;當2腳為“1”，6腳為“0”時，3腳保持。非常特別的是2腳和6腳為0和為1時的參考電壓各不相同。2腳是與1.67V電壓進行比較，6腳是與3.34V電壓進行比較。當把2腳和6腳接到一起時，并連接到電容器C4，電源通過R2給C4充電，當7腳接地時，C4通過R1放電，由于C4交變的充放電，使得2、6腳的電壓在1.65～3.35之間來回變化，從而使輸出電壓在0和1之間周期變換，輸出脈沖信號，控制指示燈，形成呼吸燈的效果。NE555的具體功能表和呼吸燈電路如下：

以前做項目訓練時，會直接給出R1、R2、C4的值，同學們按原理圖連線并焊接，連接完成后，上電測試，有呼吸燈的效果，則任務完成，對NE555的工作原理了解不夠。改革后的教案是在R1、R2、C4這幾個位置放置插孔，給一系列設置好的數(shù)據(jù)讓學生測試，并觀察現(xiàn)象，說明原因，引導同學們?nèi)ニ伎迹フ掖鸢浮?/p>

2.3教學實施過程的改革。在硬件電路的教學中，電路實踐、電路檢測與調(diào)試，是硬件電路學習的重要環(huán)節(jié)。在教學實施過程中，如何引導同學們?nèi)プ孕袡z測、調(diào)試電路。我們通過以下三個措施來激勵學生自行檢查電路。

（1）分組檢測。以物理位置為基礎，如每排為一組，每組做的最快的同學為組長，協(xié)助教師檢測驗收本小組同學項目。教師對組長在此項目予以額外加分。

（2）同學互助。完成項目的同學，幫助別人檢查并、改正成功一個項目，給其本項目一定的加分。

（3）項目驗收政策傾向。學生自己正確完成的電路，得在85分以上，同學自己和其他同學共同檢測完成的電路，得在80分以上，由教師幫助檢測修改完成的電路，得在80分以下，鼓勵同學們自行檢測電路。

2.4課程考核的改革。注重過程性考核，每一次項目實踐，進行驗收和評分，一學期下來，平時成績占總評的60%;期末也以完成實際項目為考核要求，鍛練同學們的電路設計、制作、調(diào)試能力，以項目答辯的形式進行，讓同學們自行介紹其項目的制作情況及效果，并回答評委的問題，期末項目占總評的40%。

總之，硬件教學的改進是一個循序漸近的過程，需要靜下心來，細心設計案例與教學內(nèi)容，合理規(guī)劃教學設計，不斷激發(fā)學生學習興趣，鼓勵學生多實踐、多思考、多積累。同時建議學院課余時間開放實訓室，為學生硬件練習提供條件，從而提高硬件課程的教學效果。

參考文獻：

[1]《嵌入式單片機教學與電子工藝實習相結(jié)合的課程改革與實踐》;李雪;科技風雜志社

[2]《電子工藝實踐教學創(chuàng)新探索》李琴琴、楊學軍;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐

[3]《電子工藝實訓創(chuàng)新實踐教學探索與改革》薛桂娟、趙文晶;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐

作者簡介：甘海琴，女，漢族，籍貫：江西豐城;生于：1973-3-27，職稱：講師/高級工程師，碩士學歷，研究方向：計算機控制。