從技能競賽看《電子技術基礎》課程教學改革

殷 華

近三年來,為加強高素質、高技能人才的培養(yǎng),國家職業(yè)教育管理部門非常重視技能大賽的組織及推廣工作。作為職教大省的江蘇,省教育廳于2008年12月發(fā)出蘇教職[2008]40號文,即《關于在全省職業(yè)學校建立和完善技能大賽制度的意見》。《意見》要求:技能大賽要覆蓋每所職業(yè)學校、要覆蓋每個專業(yè)、要覆蓋每一位專業(yè)教師、要覆蓋每位學生。并且希望通過技能大賽,促進學校辦學模式改革、促進課程教學改革、促進“雙師型”教師隊伍建設、促進實訓基地建設。

為配合省技能大賽,無錫市也已經多次舉辦技能大賽。筆者多次參與指導學生參加“電子裝配” 項目的競賽,對技能大賽對相關課程教學改革的指導作用深有感觸,現結合《電子技術基礎》課程的教學改革談一談筆者的看法。

一、教學內容

在《2008—2009學年度無錫市職業(yè)教育專業(yè)技能競賽第六號公告(關于電工電子競賽項目的有關說明)》中明確指出,參加競賽的學生的知識準備要求為:

——模擬電路、數字電路、無線電裝配工藝、無線電測量技術等相關知識及應用。

——顯示、控制元器件知識及應用。

——萬用表、直流穩(wěn)壓電源、電子電壓表、示波器、頻率計等常用電子儀器的使用。

——Protel 99 SE 軟件的應用。

顯然,《電子技術基礎》課程的教學內容是“電子裝配”競賽項目的主要考核內容。無錫市近三年來的競賽課題分別為:聲控計數與數顯裝置的裝配與調試、數字式晶體管β值測試裝置的裝配與調試、紅外遙控電路的裝配與調試。通過認真分析對比,發(fā)現競賽試題與傳統的《電子技術基礎》課程,在教學內容的側重上是各不相同的,主要體現在以下幾個方面:

1.直流電源部分

橋式整流、電容濾波仍然是教學重點。但在穩(wěn)壓環(huán)節(jié),傳統教材以講解兩管或三管的串聯型穩(wěn)壓電源工作原理為主,并伴隨有較多的分析計算公式。在技能競賽試題中,直流電源的穩(wěn)壓環(huán)節(jié)基本上是使用7805、、7905、7812等集成穩(wěn)壓電路制作,只要會連接、使用這些集成穩(wěn)壓電路即可。而從電子產品中電源的實際構成來看,絕大多數也是用集成穩(wěn)壓電路制作,所以這部分的教學重點顯然應該放在集成穩(wěn)壓電路的應用上。

2.放大電路部分

傳統教材中從單管共射極放大電路講起,然后是多級放大電路、反饋的判斷、差動放大電路,最后講解運放的工作原理及使用。而在技能競賽試題中,信號的放大均用運放完成,根本不使用分立元件放大電路。實際上,電子技術發(fā)展到今天,小信號放大的第一選擇就是運放,分立元件放大電路根本不會被選用(少數大功率高保真放大電路除外),所以運放的線性及非線性應用就應該成為教學重點。同時,反饋的應用仍然是教學重點。

3.常用集成電路

在近幾年技能大賽上,總的趨勢是數字集成電路知識的應用遠多于模擬集成電路。當然有些集成電路也很難將其劃分為數字或模擬集成電路,一般稱其為混合集成電路,如555電路。在技能競賽中,常用的集成電路有以下幾類:

555集成電路:一般用其構成振蕩電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、施密特觸發(fā)器等。其中以構成振蕩電路的用法最為常見。

集成運放:工作于線性及非線性狀態(tài)均常見。常用集成電路有LM324、LM358等等。

集成與非門: 用于構成RS觸發(fā)器、邏輯判斷電路、波形變換電路等等。常用的有74LS00、74HC00等等。

A/D或D/A轉換集成電路:用于模擬量到數字量的轉換或數字量到模擬量的轉換。常用的A/D轉換芯片有MC14433、ADC0809等、D/A轉換芯片有DAC0832等。技能競賽中A/D轉換芯片的應用要遠多于D/A轉換芯片。近年來的比賽,模數轉換內容有增加的趨勢。

其他可能用到的集成電路還有一些常用的邏輯門電路、譯碼器、數據選擇器、數據分配器、集成D觸發(fā)器、集成JK觸發(fā)器等等。在不同的競賽試題中用法側重也不盡相同。

4.計數、譯碼及顯示部分

參考上述《電工電子競賽項目的有關說明》中第二條可以看出,此項考核內被單獨列出。作為實用電路或電子產品,測量結果一般均應以數字的形式顯示出來,所以脈沖的計數、譯碼、顯示部分幾乎是每次技能競賽必考的內容之一。但是考核的形式會有所變化。有時采用獨立的計數、譯碼、驅動集成電路完成,有時也采用計數、譯碼、驅動一體化的集成電路實現,如HFC40110,要看競賽的側重點。數碼管有共陰極和共陽極兩種,共陰極使用較多。

此外,計數器可能會有多種形式,如十進制、二五十進制等等。計數器還常常被用在分頻及波形變換環(huán)節(jié),不一定直接用于計數。電源的通斷常用發(fā)光二極管來指示,某些測量結果還可能用蜂鳴器、小型直流繼電器的吸合來示意等等。

通過對近幾年競賽內容的分析可以發(fā)現,數字電路知識的應用遠多于模擬電路,從考核量上來看至少是2:1的比例。集成電路的應用要遠多于分立元件,競賽的重點在于對一些常用集成電路引腳功能的理解及于中、小規(guī)模集成電路的應用上。

實際上,競賽試題更注重知識的實用性,也更接近電子產品的生產制造,因此對重新選擇教學內容有很強的指導意義。

二、教學設備

根據近三年來競賽的考核內容及試題,同時參考《電工電子競賽項目的有關說明》中技能競賽設備要求,可以總結出,《電子技術基礎》課程每組學生所需使用的相關實驗設備如下:

萬用表(最好是數字萬用表);直流穩(wěn)壓電源(0～30V,2A);雙蹤示波器(0～20MHz);電子電壓表(毫伏表);電子頻率計;實驗箱、面包板或萬能板(能方便插拔集成電路,接線,可以較方便的使學生完成單元電路組裝即可。可選擇的類型很多);電子元件(參考教學內容部分選取);電烙鐵、螺絲刀等常用工具。

上述設備中價格較高、使用頻率較低的設備可根據學校條件適當少配置。

三、教學方法

在傳統的教學模式下,《電子技術基礎》課程理論教學一般都占有相當大的比重,教學過程中強調知識的系統性、完整性、科學性,而忽略了知識的學以致用。如果對技能競賽的試題加以分析研究,可以發(fā)現《電子技術基礎》課程應著力培養(yǎng)學生以下幾個方面的能力:

電子元器件的識別、檢測能力;典型單元電路的讀識能力,局部電路簡單的分析計算能力;分析由典型單元電路構成的整機工作原理的能力;小型電子設備的焊接、調試、故障排除能力;常用電子儀器、儀表的使用,相關電壓及波形的檢測能力。

以上幾種能力,實際上就是從事電子行業(yè)工作學生的最基本的職業(yè)能力。要對學生進行上述幾種能力的培養(yǎng),筆者認為課程的教學方法應采用項目教學法。教師可設計若干項目,每個項目分解為若干典型單元電路,先對單元電路原理進行講解,再進行實際電路的安裝調試,最后組裝完成整個項目。項目的選擇以覆蓋以上教學要點為宜,本文不再展開。最簡單的可直接選擇部分《無線電裝接工》中級課題及少數競賽課題即可。項目的安排由簡單到復雜要有梯度。在教學時間的安排上,最好能將電子技術課程的教學及實訓結合在一起,安排連續(xù)的三到四周來完成。

四、考核評價

參考近幾年的國家及江蘇省技能競賽電子裝配項目比賽的競賽規(guī)則,可知其評分標準為理論成績占20%,技能占80%。其中技能的80%又分為二項,即電氣制圖(Protel)占10%,項目裝配、調試占70%。理論考試一律采用選擇題及判斷題形式。這種評價方式為教師對學生學習成績的評定提供了一個重要的參考。

《電子技術基礎》課程,對學生學習效果的檢查評估,原則上應該采用階段評價方法。即按項目進行考核評價,也可每完成兩個項目考核一次。

各項目的考核評價可由以下三項內容構成:

實踐操作考核;口試;理論考試(試題一律采用選擇題及判斷題形式)。

學生考核評價分數構成可參考表1所示。

此外,教師還可以對學生完成項目過程中的創(chuàng)新能力、課堂表現及出勤等情況進行考核,可視情況給予一定分數比例。但分數比例不宜過高,視具體情況而定。

五、實施的三要素

從近年來技能競賽的內容來看,《電子技術基礎》課程中的模電、數電的概念已不再清晰劃分,數電知識的比重在不斷增加,電子裝配技能競賽的重點已開始由“組裝”轉移到“調試”,“調試”部分分值占整個試卷分值的比例大大增加,這就要求教師在教學過程中應該更加注重學生對電路工作原理的理解。少數地區(qū)的競賽還出現了以單片機為核心的試題。無錫地區(qū)今年開始設立了單片機競賽項目,但還沒有組織過競賽。

以上建議的項目教學法,其實施的三要素是:

實訓設備、耗材;小班教學;雙師型教學隊伍。

就目前各校的教學條件而言,要充分滿足以上條件,可能還存在一定差距。筆者因為參與指導技能競賽,所以有機會嘗試上以上教學方法。通過教學實踐,取得了良好的教學效果。所以筆者認為,“電子裝配”項目的技能競賽為《電子技術基礎》的教學、甚至為電子技術應用及相關專業(yè)的教學改革、課程開發(fā)等都提供了強有力的指導,教師應該不斷深入研究國家、省、市各級技能大賽試題,現調整教師的教學內容與教學方法,使技能競賽真正起到促進學校辦學模式改革、促進課程教學改革、促進“雙師型”教師隊伍建設、促進實訓基地建設的關鍵作用。

(作者單位:江蘇省無錫立信職業(yè)教育中心校)