電子系統(tǒng)與產(chǎn)品制作實踐課程教學(xué)探索與設(shè)計

陳樹林，肖海兵，張振久，潘曉寧

[摘? ? ? ? ? ?要]? 以電子測量技術(shù)與儀器儀表專業(yè)為例，對電子系統(tǒng)與產(chǎn)品制作實踐課程教學(xué)進行了探索，以項目為教學(xué)載體，以崗位能力培養(yǎng)為教學(xué)目標，采用基于工作過程的教學(xué)模式，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方式進行了綜合設(shè)計，有效地提高了學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 電子系統(tǒng)與產(chǎn)品制作;實踐課程;教學(xué)目標;教學(xué)方法

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號]? 2096-0603（2021）49-0074-02

一、引言

國內(nèi)的職業(yè)教育經(jīng)過不斷的發(fā)展與完善，形成了較為完整的教學(xué)體系，各種先進的教育理念與教學(xué)方法應(yīng)用到職業(yè)教育中。有學(xué)者把項目式教學(xué)應(yīng)用于職業(yè)教育課堂中，并取得了良好的效果[1-3]。婁顏超研究了基于CDIO的單片機課程項目驅(qū)動教學(xué)方法，對項目任務(wù)構(gòu)建、任務(wù)小組等進行了詳細探討[1]。吳煒以單片機課程為例，對教案內(nèi)容、教學(xué)方法進行了分析，構(gòu)建了項目驅(qū)動式教學(xué)的課程教學(xué)資源[2]。楊靜波對單片機項目式教學(xué)模式進行了研究，對項目選題、項目實施過程以及評分機制進行了探討[3]。筆者分析了高職院校電子系統(tǒng)與產(chǎn)品制作課程在教學(xué)過程中存在的問題，把項目式教學(xué)方法引入課程中，對教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式進行了探索，設(shè)計了對應(yīng)的考核方案，針對項目式教學(xué)探索和改革過程中遇到的問題進行了分析，提出了改進意見，開發(fā)了與之對應(yīng)的課程資源，取得了良好的教學(xué)效果[4]。唐勇等人研究了基于工作過程的高職教師職業(yè)能力標準，借鑒PDCA循環(huán)，按照資訊、計劃、實施、評估以及改進五個階段，分析了教師在各階段的職業(yè)能力要求，構(gòu)建了專業(yè)教師職業(yè)能力標準框架體系[5]。吳全全等人以基于工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)范式為理論基礎(chǔ)，以企業(yè)調(diào)研為出發(fā)點，以“教、學(xué)、評”一體化模式為落腳點，評價內(nèi)容與工作過程對接，構(gòu)建了行之有效的學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價模式[6]。本文以培養(yǎng)高技術(shù)、技能型人才為目標，以項目為載體，采用基于工作過程的教學(xué)模式，對電子系統(tǒng)與產(chǎn)品制作實踐課程的教學(xué)進行探索與設(shè)計。

二、課程分析

（一）專業(yè)課程體系

電子測量技術(shù)與儀器儀表專業(yè)以培養(yǎng)掌握電子產(chǎn)品的檢測、設(shè)計、制作為目標，熟悉電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程，掌握電子產(chǎn)品質(zhì)量管理。學(xué)生應(yīng)具備如下技能：熟練使用常見電子產(chǎn)品測量的儀器與儀表，能撰寫測試文檔;懂得儀器儀表日常維護與保養(yǎng);熟悉現(xiàn)有電路板制作工藝流程，能夠制作電路板;具有電子電路圖的閱讀、分析、繪制以及出圖能力;掌握模擬電路、數(shù)字電路以及單片機電路仿真與設(shè)計;懂得編寫電子產(chǎn)品驅(qū)動程序，并能對電子產(chǎn)品進行調(diào)試與維修。

為了實現(xiàn)上述目標，本專業(yè)開設(shè)了模擬電路、數(shù)字電路、C語言程序設(shè)計等專業(yè)支撐課程。為了進一步提高學(xué)生的產(chǎn)品開發(fā)能力，開設(shè)了傳感器應(yīng)用、電子CAD以及單片機等專業(yè)核心課程。集中實踐有電子測試實踐訓(xùn)練、計算機輔助設(shè)計、儀器儀表專業(yè)崗位技能訓(xùn)練、儀器儀表與電子產(chǎn)品檢修訓(xùn)練、電子系統(tǒng)與產(chǎn)品制作實踐等課程（如圖1所示）。可以看出，電子系統(tǒng)與產(chǎn)品制作實操課程是對本專業(yè)所學(xué)知識的一個綜合訓(xùn)練，是學(xué)生理論知識的具體應(yīng)用，該課程也是提升學(xué)生實踐動手能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在學(xué)生培養(yǎng)方案中具有非常重要的作用。

（二）課程學(xué)情分析

傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)與產(chǎn)品制作實踐課程在實施過程中會遇到以下情況：首先，實訓(xùn)內(nèi)容由教師指定，所有學(xué)生都完成相同項目。學(xué)得好的學(xué)生會覺得項目很簡單，學(xué)得差的學(xué)生會認為項目很復(fù)雜，不能充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，限制了學(xué)生的想象力和創(chuàng)新力。其次，相同實訓(xùn)內(nèi)容在完成過程中不易區(qū)分差異，不能反映學(xué)生的真實水平。最后，最終產(chǎn)品外觀相同，功能相同，可考核的參數(shù)不多。

三、課程內(nèi)容

本文教學(xué)內(nèi)容以學(xué)生自行選題為主，從自身能力、興趣愛好等因素出發(fā)，選擇自己感興趣的實訓(xùn)項目，這樣有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。對學(xué)生自選實訓(xùn)內(nèi)容，教師可對其難易程度，項目的合理性、可行性以及完成過程中可能會存在的問題等進行把關(guān)，確保學(xué)生最終能完成該項目，并能從完成實訓(xùn)過程中有所收獲。在項目選取過程中，教師可以給學(xué)生指引，依據(jù)學(xué)生自身能力進行推薦，讓學(xué)生能充分發(fā)揮自身才能。對創(chuàng)新性強、實用性高且需要團隊合作的項目，允許學(xué)生自行分組，但需確保每位學(xué)生參與到每步實訓(xùn)過程中。自選或推薦項目主要以智能電子產(chǎn)品或智能控制設(shè)備為方向，如智能機械人、智能家居等。也可與電競項目相結(jié)合，比如對電競設(shè)備進行升級改造，實現(xiàn)以賽促學(xué)、學(xué)賽結(jié)合的教學(xué)模式。

四、課程實施

課程以項目為載體，基于工作過程展開教學(xué)。一個電子產(chǎn)品僅考慮控制系統(tǒng)，從想法到成型大致需要電路設(shè)計、電路仿真、電路板印制、電路焊接、產(chǎn)品調(diào)試、小樣以及批量等過程。本文參考企業(yè)項目產(chǎn)品開發(fā)流程，制定了相應(yīng)的實操工藝。依據(jù)實操工藝，編制實訓(xùn)操作手冊。項目工藝流程從項目選型開始，能夠進行仿真的項目，預(yù)先進行仿真，以提前判斷產(chǎn)品運行效果，方便進行必要的方案修正，確保項目的可行性。為讓學(xué)生熟悉企業(yè)常規(guī)電路板制作工藝，本文教學(xué)設(shè)計采用傳統(tǒng)腐蝕方式印制電路板。電路板制作工藝流程包括電路板的菲林紙打印、覆銅板預(yù)處理、藍油、曝光、顯影、腐蝕、脫膜等過程。由于工藝過程具有腐蝕性，為了確保安全，必須嚴格遵守實操手冊，且需要在老師的指引下按具體的實訓(xùn)工藝流程與步驟獨立完成。在進行制板工藝操作之前，學(xué)生應(yīng)掌握每一步工藝中的關(guān)鍵參數(shù)，如藍油厚度、均勻程度、曝光時間，顯影液、腐蝕液以及脫膜液的濃度和溫度等。焊接技能在培養(yǎng)方案中第三學(xué)期已有專項訓(xùn)練，通過圖1中的單片機開發(fā)板焊接調(diào)試實操課程，學(xué)生已具備插件和貼片器件的焊接能力。電路調(diào)試過程是對學(xué)生電路理論知識與電子器件應(yīng)用的一個綜合鍛煉，也是對實訓(xùn)工作和能力提升的考查。本次實訓(xùn)工藝無法實現(xiàn)多層電路板的制作。學(xué)校教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)存在差異，校內(nèi)由于場地和設(shè)備等問題，現(xiàn)階段只能采用手工焊，無法采用企業(yè)的回流焊等工藝，小樣與量產(chǎn)階段，在實訓(xùn)過程也無法完成。學(xué)院目前通過工業(yè)4.0項目，搭建了一套STM自動生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線即將引入本實訓(xùn)課程中。本課程最后安排了答辯環(huán)節(jié)，答辯內(nèi)容主要有實訓(xùn)項目文檔展示和答辯PPT講解，答辯成績計入考核總成績。答辯環(huán)節(jié)能有效提高學(xué)生的語言表達能力以及項目文檔撰寫能力。

五、考核方式

基于工作過程的實訓(xùn)考核依據(jù)項目新穎性、項目難易程度（易、一般、難）、實踐過程（圖紙設(shè)計、藍油、曝光、顯影、腐蝕、脫膜、打孔、調(diào)試）、最終成品（外觀、實用）以及答辯過程（實訓(xùn)文檔、答辯PPT）評分，每條明細、每個步驟都需給出評分標準以及具體分數(shù)，做到評分有理有據(jù)，客觀反映學(xué)生的水平。若采用網(wǎng)絡(luò)評分方式，可以加入學(xué)生自評和學(xué)生互評。對于創(chuàng)新性高、具有市場前景的項目，可以引入全院或全校師生參與評分。支持、鼓勵能力突出的學(xué)生以個人或組隊方式參加各類高水平電競項目，并對獲獎或創(chuàng)業(yè)學(xué)生進行獎勵。

六、總結(jié)

電子系統(tǒng)與產(chǎn)品制作實訓(xùn)課程具有很強的實踐性，是對學(xué)生所學(xué)理論和專業(yè)知識的總結(jié)與檢驗。本課程設(shè)計基于電子產(chǎn)品從設(shè)計到成品的工藝制作過程，既能提高學(xué)生的實踐動手能力，加深鞏固學(xué)生對本專業(yè)知識的融會貫通;又能讓學(xué)生對企業(yè)生產(chǎn)工藝流程、崗位職能有一定的認知，從而提高學(xué)生的崗位競爭力。

經(jīng)過多年的探索與改革，電子系統(tǒng)與產(chǎn)品制作實訓(xùn)課程取得了良好的教學(xué)效果，深受學(xué)生喜愛，培養(yǎng)的學(xué)生在電子技能競賽中屢獲佳績。但也存在需要改進和提高的地方，學(xué)院需要從場地、設(shè)備、經(jīng)費等多方面投入，教師也需要與時俱進，向企業(yè)學(xué)習(xí)先進技術(shù)與管理經(jīng)驗，并應(yīng)用于實踐教學(xué)中。

參考文獻：

[1]婁顏超.基于CDIO的單片機應(yīng)用課程項目驅(qū)動式教學(xué)方法研究[J].喀什大學(xué)學(xué)報，2020，41（3）：96-99.

[2]吳煒.單片機課程項目驅(qū)動式教學(xué)的教學(xué)資源構(gòu)建研究與探索[J].課程教育研究，2019（23）：237-238.

[3]楊靜波.單片機課程項目式教學(xué)模式探究[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2018（12）：193-194.

[4]陳樹林，潘曉寧，張振久.基于項目式教學(xué)的高職“電子系統(tǒng)與產(chǎn)品設(shè)計”課程改革探索[J].職業(yè)教育研究，2018（8）：62-66.

[5]唐勇，李春明，向月波，等.基于工作過程的高職教師職業(yè)能力標準研究：以輕工類高職院校專業(yè)教師為例[J].教育科學(xué)論壇，2021（21）：57-61.

[6]吳全全，王茜雯，閆智勇.職業(yè)院校學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價的困境表征與模式重構(gòu)：基于工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)范式的探思[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2021（14）：55-63.

◎編輯 栗國花