產教融合教學模式下晶閘管制作斷線報警器電路過程實踐探索

吳冬玲

大連市普蘭店區職業教育中心，遼寧 大連，116000

0 引言

本文是在筆者多年來同時從教一線電工電子專業多門專業學科課程，踐行一名教師，集不同的典型教學項目，鏈接重構多門專業課程教學內容，匯編成一本教材的基礎上，實施教學要對接企業崗位電子裝接工實際、專業人才標準、教學內容、學苗實際，教學做理實一體知行合一同步訓練中，提升學生綜合職業素養構建而來。在產教融合教學模式下晶閘管制作斷線報警器電路過程實踐探索，本文中晶閘管制作斷線報警器電路制作，是在高教出版社陳其純主編的《電子線路》第九章晶閘管及其應用的應用舉例第P133頁圖9.2.3防盜報警器電路基礎上進行了改造。為完成包括《電子線路》第九章晶閘管簡介及其應用的主要教學內容，讓學生了解熟悉晶閘管的工作特性，理解其主要參數的含義。掌握單相可控整流電路的組成，理解電阻性負載可控整流電路的工作原理。了解單結晶體管的工作特性、電路符號，理解單結晶體管觸發電路的組成及工作原理。了解晶閘管常用的保護措施及防失控措施。楊元挺主編《電子技能實訓》與陳雅萍主編《電子技能與實訓》學科課程要求學生能夠掌握常用電子元器件、電子儀表儀器的識別使用常識、電子生產工藝要點、EDA技術及課題制作等；高立新主編《Proteldxp2004電子CAD教程》學科課程要求學生能熟練使用Proteldxp2004軟件繪制電路原理圖、進行電路仿真、設計印刷電路板，掌握電子CAD設計理念和方法，三門學科課程應知應會知識技能。同時也為解決中職學生入門學習電工電子專業課程普遍缺乏職業認同感，學習目標模糊、學習興趣淡、學習過程困難，不會學、學不會、學完不會用等問題，使學生學習本專業課程后的實踐能力由量變到質變，重拾學習自信心，重構專業職業學習思維，建構職業意識，從而培養提高學生的綜合職業素養，使其成為滿足應用型技能要求的人才。

筆者在完成上述三門課程本部分內容實際教學中采用了簡單經濟，可行性強且科學的《晶閘管制作斷線報警器》、《聲光報警多路搶答器》、《調光臺燈電路的制作》三個項目應用實例。踐行了理實結合知行合一產教融合教學做一體化教學模式，達成教學目標。在產教融合教學模式下的晶閘管制作斷線報警器電路過程實踐探索一文就是其中一個項目教學。

1 晶閘管制作斷線報警器電路過程實踐探索

晶閘管制作斷線報警器電路過程實踐探索是筆者在產教融合教學模式（產教融合即是指職業學校根據所設專業，積極開辦專業產業，把產業與教學密切結合，相互支持，相互促進。而這里的產教融合教學模式是指師生要能把當下課堂的實驗實訓作品鏈接到校外企業廠家變為產品前后的過程中習得知識技能，提升綜合職業素質，達成專業人才培養目標）指引下，以電子產品裝接工和制作PCB板崗位標準實現電路功能為目標，對接實現自制PCB樣板及裝接工崗位項目所需知識技能來鏈接陳其純主編《電子線路》課程第九章章節教學內容，陳亞萍《電子技能與實訓》及楊元挺主編《電子技能實訓》教材中電路電子元器件識別檢測整形安裝焊接調試，儀器儀表使用測試，波形計算，電路識圖繪圖等；高立新主編《proteldxp2004電子CAD教程》教材原理圖繪制、原理圖庫元件制作、制作元器件封裝、電路原理圖編譯查錯、PCB電氣規則設定等教學內容教學，重構了上述教學具體內容于教學項目晶閘管制作斷線報警器電路中，實現教學目標。項目教學內容框架如圖1所示。

圖1中的項目是讓學生扮演一個職業人（電工、電子裝接工、PCB生產者、電路設計技術人員、計算機輔助設計繪圖員）角色來完成項目作品制作，在完成合格成品電路同時實現電工電子專業要求學生掌握的應知應會的理論與實踐內容，是在要求學生完成作品的同時理清本專業多門學科課程知識技能內容間關系，融會貫通活學活用，克服了一個專業多門學科課程間知識獨立系統相互不溝通的弊端，解決知識技能割裂與重復，讓學生在具體完成一個項目制作過程中感受體會受到啟發，教會學生如何學習和應用專業知識。

圖1 項目教學內容框架

2 在產教融合教學模式下進行晶閘管制作斷線報警器電路過程的實踐探索

2.1 探索產教融合專業教學實踐

在探索產教融合專業教學實踐的引導下，教師在課前要做到充分備課。筆者以晶閘管制作斷線報警器電路為教學項目將三門學科教材內容融會貫通后，重構了如圖1所示的教學內容框架，在這一個教學項目晶閘管制作報警器的實施過程中，實現同時完成三門學科《電子線路》的第九章晶閘管及其應用；《電子技能與實訓》課程關于電子產器裝接工崗位需要及其技能鑒定考核涉及的電路安裝、調試包括元器件的識別檢測（本電路元器件是電阻、晶閘管、蜂鳴器）、電路識圖、繪圖，電路原理敘述；以及能在規定時間內完成在多功能電板電路安裝焊接電路工藝及其調試教學內容，《protel dxp2004電子CAD》課程中關于原理圖繪制、原理圖庫元器件制作，PCB繪制及其元器件的封裝制作應用，能正確的進行項目編譯及查錯，DRC電氣規則檢查，生成網絡報表，能生成PCB制成PCB樣板，實際完成電路項目安裝調試，鏈接需要教授的知識技能達成教學目標，讓學生在教學項目完成引導下能從理論到實踐、理實并進，在不斷解決問題過程中找到所學專業各門學科知識技能間的聯系并融會貫通應用到實際項目完成中，在重視多功能電路板及PCB樣板生成安裝實際電路操作過程中，學習鏈接鞏固知識技能達成實現結果過程中，讓學生在踐行所學即所用即能創造價值的每個環節課程教學內容激勵引導下，建立學習興趣，確定職業崗位認同感，在鏈接知識技能的過程中循序漸進，低起點、小步走、有興趣、再提高，建立學習自信心，改變學風，學會溝通、學會學習，構建專業學習思維，提升自身綜合職業素養。

2.2 課程實施前驗證教學內容框架

課程實施前，驗證教學設定項目內容實施的可行性。先將第二版《電子線路》P133頁晶閘管的應用實例圖9.2.3（下文的圖9.2.3都是指該書中的圖）防盜報警器在多功能電板上進行了搭接實驗，圖9.2.3中給出了電路供電電源直流電壓+6～9V，電阻R1=82KΩ,R2=10KΩ，核心器件晶閘管無具體型號，只標注了參數0.3A與25V，報警采用蜂鳴器H，但蜂鳴器參數需要自選。因此筆者在多功能電路板上安裝調試圖9.2.3電路時，先確定元器件型號參數，筆者保留圖9.2.3中已有的R1、R2型號參數不變的情況下，對圖9.2.3進行了改造，選擇了手頭有MCR100-6（單向晶閘管，額定正向平均電流0.5A，控制極觸發電流0.005～0.009A，最大穩定工作電流0.8A，反向重復峰值電壓大于400V，控制極不觸發電壓0.2V）晶閘管和蜂鳴器（內有振蕩源的有源蜂鳴器5V，直徑與高度是12mm×9mm）做報警器，開關S也采用了手頭有的按鈕開關（最好采用撥段開關），電源BT1 6V供電。在多功能電路板上焊接電路，驗證是否能實現功能：當開關S閉合后，電路處于值班工作狀態，晶閘管V的g極被B、D間導線短路接地而使晶閘管截止。當短路導線被整斷時，電源BT1經R1和R2的分壓使g極獲得觸發電壓，晶閘管V導通，防盜報警器蜂鳴器發出報警聲。實際安裝焊接完成后發現B、D斷線后并不能報警發聲，研究發現更換了型號的晶閘管在原書中電路參數產生的觸發電壓電流不足以使晶閘管導通，查晶閘管MCR100-6參數知道其控制極觸發電壓低于0.2V晶閘管是不觸發的。若是在電路元器件沒有損壞的情況下報警器不發聲，判斷是觸發電壓低于其觸發導通電壓，觸發電流不足以使晶閘管導通，因而蜂鳴器不會報警。所以筆者把圖9.2.3中R2改成R310KΩ，在R182KΩ兩端再并聯一個R282KΩ電阻，增大晶閘管的觸發電壓及電流。重新改造設計電路如圖2所示。將圖2中的電路再按下按鈕開關，接通電源，斷開導線，蜂鳴器響，電路報警功能實現效果明顯。實際制作時可以將并聯的兩個82KΩ電阻用一個41KΩ電阻代替。無論教學還是電路設計都要能結合實際需要對電路進行改進，這也為項目教學電子裝接理論技能訓練學習奠定了在多功能電路板安裝電路插裝焊接工藝的基礎。使學生在電路安裝過程中能識讀電路圖，在實訓成品調試中體悟工作原理。在電路改進中能進行電路的簡單計算，學習查閱選用元器件及對電路進行測試。

圖2 改造設計電路

2.3 成功案例

有了在多功能電路板上踐行晶閘管制作斷線報警器電路的功能實現成功案例，確定崗位訓練項目采用圖2電路，列出圖2電路的元器件清單，如表1所示；完成圖2的原理圖生成PCB繪制，如圖3所示；生成仿真電路，檢查無誤后發送PCB設計圖給聯系的廠家生產出版，教學項目PCB電路板如圖4和圖5所示。上述步驟的完成使筆者掌握了在教學項目晶閘管制作斷線報警器電路教學中融入《電子線路》、《電子技能與實訓》、《proteldxp2004電子CAD教程》等知識內容，并且為驗證該教學模式是否簡單經濟可行奠定了基礎。掌握了根據圖2繪制電路原理圖生成PCB圖所需要的規范參數，以及制作完成過程中學生所需要掌握的原理圖繪制方法，如何制作原理圖庫元件晶閘管，如何對原理圖能生成項目編譯與查錯，如何制作晶閘管、蜂鳴器、按鈕開關元器件的封裝，如何規劃PCB板尺寸，生成PCB圖時元器件封裝如何導入，層面規則怎么設定，DRC電氣規則如何檢查等。

圖3 原理圖生成PCB 繪制

圖4 項目PCB 電路板

圖5 項目PCB 電路板

表1 晶閘管制作防盜報警電路元器件清單及繪制原理圖與PCB時自制元器件封裝要求

2.4 電路制作與調試

在晶閘管制作斷線報警器的PCB板上實際完成電路制作與調試，原理圖生成PCB繪制如圖4所示，項目PCB電路板如圖5所示。如圖6所示是成品電路晶閘管導通過后，控制極對地間電壓測試。按照圖2進行電路安裝調試，進一步驗證預設的教學項目實施過程中PCB繪制理論參數與實際效果的可行性，得出在教學中需要解決與注意的問題（如孔徑大小是否合適等）。

圖6 電路制作與調試

2.5 將理論技能教學內容融入項目實施

在教學中將《電子技能與實訓》《Protel Dxp 2004電子CAD教程》及《電子線路》第九章的理論技能教學內容融入項目實施中，知行合一，產教融合優化完善晶閘管制作斷線報警器電路教學項目實施的理論與實踐內容，制定課程教學實施計劃，編制可視化教學課件，讓學生在分組教學實踐中踐行產教融合教學模式下晶閘管制作斷線報警器電路。

2.6 教學意義

該教學模式以簡單經濟可行科學的晶閘管制作防盜報警電路，完成了電路的安裝與調試項目，重構了《電子線路》、《電子技能與實訓》、《PROTELDXP2004電子CAD》等多學科教學內容，鏈接知識技能等要素融入完成這個項目的不同任務中，達成教學目標的過程是從理論到實踐的綜合應用，通過鏈接不同學科的知識技能來解決崗位實踐的需要，踐行所學即所用的思想，實現價值創造過程，讓學生知道為什么學、學什么、怎么學、學了怎么用的問題，教會學生學習，使原本對所學專業感到困難迷茫的學生快速建立了對所學專業的興趣、自信心與職業認同感，從而愛上所學專業。

3 結語

筆者就是這樣在電工電子專業中開發出類似這種不同功能典型的專業教學項目實現各門課程的綜合教學，精減課程科目而不減教學大綱規定的內容來編制教學項目優化教學內容，實現一名教師多門課程教學，踐行產教融合的教學模式下的專業項目制作牽動理論教學內容，知行合一實現崗位實踐，在有限的資源實際情況下取得了最大的效果。這種產教融合教學模式下專業典型項目的開發應用，對教師的自身素質綜合能力提出了更高要求，要求教師能站在更高的高度，更廣角度同時又能落地的融會貫通本專業的各門學科內容，統一規劃整合對接企業崗位、工種、專業人才標準，學生、學校資源實際，要求教師不只是專業教師還要是專業工程師。為此筆者要不斷地在此基礎上學習求知探索，期待有更多有意義成功的教學項目做法與大家分享。