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智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作課程教學(xué)探討論文

時間:2024-07-15 11:00:52

智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作課程教學(xué)探討論文

智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作課程教學(xué)探討論文

智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作課程教學(xué)探討論文

  摘要:智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作是高職電子專業(yè)的重要專業(yè)核心課程。課程內(nèi)容設(shè)置和教學(xué)方法是實現(xiàn)課程目標(biāo)的關(guān)鍵。通過分析電子電路輔助設(shè)計工作崗位的特點,提出在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置方面,典型工作任務(wù)選取時,要兼顧知識的完備性,重視學(xué)生能力培養(yǎng);教學(xué)方法方面,既要落實基于工作過程系統(tǒng)化的“六步驟”教學(xué)法,又強化知識和邏輯的主線,并重視技能拓展和創(chuàng)新教育。

  關(guān)鍵詞:課程內(nèi)容設(shè)置;教學(xué)方法;能力

  培養(yǎng)智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作是高職電子專業(yè)的重要專業(yè)核心課程。該課程一般開設(shè)在高職第三年級,是一門綜合性較強的課程,通過對該課程的學(xué)習(xí),既是對前期所學(xué)知識技能的鞏固,又是學(xué)生綜合能力提升的一個重要過程,為學(xué)生畢業(yè)后從事電子電路輔助設(shè)計工作崗位工作,起著重要支撐作用[1]。人才培養(yǎng)的核心是課程,課程的核心是課程內(nèi)容的設(shè)置,同時,課程教學(xué)方法是實現(xiàn)課程目標(biāo)的關(guān)鍵。所以,課程內(nèi)容設(shè)置與教學(xué)方法是課程研究的重點。姜大源教授的“工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)”方法,在許多高職院校的多個專業(yè),多門課程中廣泛應(yīng)用[2-4]。然而,在智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作課程開發(fā)中,不能簡單套用,盲目選擇幾個實訓(xùn)項目,生搬硬套。由于現(xiàn)代電子技術(shù)日新月異,電子產(chǎn)品復(fù)雜多樣,需要結(jié)合電子專業(yè)自身特色和行業(yè)實情,選擇課程內(nèi)容、設(shè)計教學(xué)過程。

  一、教學(xué)內(nèi)容設(shè)置

  (一)明確課程目標(biāo)

  課程內(nèi)容的設(shè)置是以課程目標(biāo)為依據(jù),課程目標(biāo)又由本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)推演而來。通過對電子專業(yè)“電子電路輔助設(shè)計崗位”和“電子產(chǎn)品維修、維護(hù)崗位”分析,確定了如下幾方面的目標(biāo)。(1)能力目標(biāo):能夠設(shè)計具備智能控制功能的簡單電路;能夠處理電子電路故障;能夠書寫產(chǎn)品設(shè)計與維護(hù)文檔;具備初步的創(chuàng)新設(shè)計能力。(2)知識目標(biāo):掌握智能電子產(chǎn)品的設(shè)計方法;掌握智能控制程序設(shè)計方法;靈活應(yīng)用電子線路設(shè)計軟件,并設(shè)計PCB版圖。(3)素質(zhì)目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度;培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神;培養(yǎng)學(xué)生注重細(xì)節(jié)、安全、質(zhì)量以及效率的意識;培養(yǎng)學(xué)生具有良好的職業(yè)道德素養(yǎng)。

  (二)把握工作崗位特點

  智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作強調(diào)“設(shè)計”,同時又離不開“制作”,面向的對象是智能電子產(chǎn)品,F(xiàn)實世界中能稱為“智能電子產(chǎn)品”的對象有成千上萬種,生產(chǎn)各類智能電子產(chǎn)品的企業(yè)也成百上千。并且,電子產(chǎn)品代工現(xiàn)象較為突出,即生產(chǎn)與設(shè)計企業(yè)分離,作為代工生產(chǎn)的電子企業(yè)往往根據(jù)訂單的不同,而生產(chǎn)的產(chǎn)品差異較大。所以,在選擇典型工作任務(wù)的過程中,只能抽象出其中的共性,重點在相關(guān)能力培養(yǎng)上,不能期望復(fù)制完全一樣的工作任務(wù)到教學(xué)場景中。電子電路輔助設(shè)計崗位、電子產(chǎn)品維修、維護(hù)崗位,在企業(yè)中所做具體工作差異也較大,但從總體上看,具備了電子產(chǎn)品的設(shè)計與制作能力,也就能很好勝任維護(hù)、維修工作,所以,本課程重點在智能電子產(chǎn)品的“設(shè)計”與“制作”上。從“設(shè)計”角度分析,高職學(xué)生所能勝任的智能電子產(chǎn)品設(shè)計,主要是一些具有簡單信息處理和邏輯控制功能的自動控制電路,其架構(gòu)是以單片機為邏輯控制、信息處理中心,加上前端的傳感器采集信息,后續(xù)的執(zhí)行機構(gòu)完成相應(yīng)動作,一般所用控制理論較為簡單。從“制作”角度分析,工廠的大規(guī)模生產(chǎn),分工細(xì)化,每個崗位只做一個環(huán)節(jié)的簡單操作,并不適合本課程的教學(xué),工廠中的生產(chǎn)在“電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與管理”課程中學(xué)習(xí)。本課程中的制作,主要是將“設(shè)計”變?yōu)楝F(xiàn)實產(chǎn)品的一種手段,是研發(fā)人員在實驗階段,樣機制作的過程。制作中包含電路調(diào)試,調(diào)試階段又需要前期設(shè)計階段的理論知識作為支撐,所以設(shè)計中的相關(guān)知識顯得尤為重要。設(shè)計階段所涉及的知識面較為廣泛,雖然大部分內(nèi)容在前期的工業(yè)信號檢測、單片機技術(shù)等課程中已經(jīng)學(xué)習(xí),但本課程中需要綜合應(yīng)用各項技能。例如,實現(xiàn)測溫顯示功能,有多種方案可選擇,需要根據(jù)實際應(yīng)用場景,產(chǎn)品成本、性能需求,比較各種方案的優(yōu)劣,選擇最合適的方案。另外,還需要完善設(shè)計過程中的各類技術(shù)文檔、資料。制作階段相對簡單,模式固定,操作直觀,主要是熟練前期課程中的基本技能。

  (三)兼顧知識完備性,強調(diào)能力培養(yǎng)

  智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作的難點在設(shè)計,設(shè)計的難點在于面對種類繁多的新產(chǎn)品,需要用到較多的理論基礎(chǔ)和電路知識。甚至,有些知識需要臨時補充,再學(xué)習(xí)。所以,對學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的全面性和自學(xué)能力提出了更高的要求。然而,自學(xué)能力又是以扎實的基礎(chǔ)知識為前提,因而在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計中,選擇典型工作任務(wù)時,必須兼顧知識完備性,盡量將常見、典型電路類型考慮其中。能力包括專業(yè)能力、方法能力和社會能力。專業(yè)能力需要具體的專業(yè)技能作為支撐,比如會用AltiumDesigner等計算機輔助設(shè)計軟件繪制電路原理圖、PCB圖,會用C語言編寫單片機程序;方法能力是解決問題,完成項目的一套方法體系,是在完成每個工作任務(wù)的過程中逐漸總結(jié)、積累形成的能力。社會能力既是個人綜合素質(zhì)的體現(xiàn),其也能在完成項目的過程中,通過自我發(fā)現(xiàn),同學(xué)之間相互幫助,老師提點等途徑得到培養(yǎng)和提高。這三種能力在完成典型工作任務(wù)的過程中,都要經(jīng)歷逐步形成和不斷提高的過程。能力相對知識有更廣泛的適用性和持續(xù)的有效性。在完成每個工作任務(wù)的過程中,需要強化這幾方面能力的培養(yǎng)。

  二、教學(xué)方法探討

  無論多么優(yōu)秀的課程設(shè)計,最終都需要學(xué)生和教師在教學(xué)過程中執(zhí)行、落實。學(xué)生是教學(xué)的主體,教師要善于組織、積極引導(dǎo),激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,激發(fā)學(xué)生能力的發(fā)揮,需要重視以下幾方面的問題。

  (一)落實“六步驟”

  根據(jù)工作過程系統(tǒng)化的方法,典型工作任務(wù)的完成,需要經(jīng)歷“資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價”六個步驟[5]。資訊階段是讓學(xué)生了解工作任務(wù),搜集相關(guān)資料、信息。這一階段往往出現(xiàn)兩種不良現(xiàn)象,一是老師為了節(jié)省時間,直接提供較為全面的資料給學(xué)生使用,導(dǎo)致學(xué)生缺乏中間過程的體驗和進(jìn)步;二是將搜集資料的任務(wù)作為課外作業(yè)布置,導(dǎo)致上課時,并不能得到預(yù)期的效果。所以,這一個階段還是應(yīng)該在課堂上完成,前期老師要演示搜集資料的方法。例如,使用搜索引擎搜索,怎樣選擇關(guān)鍵詞;學(xué)術(shù)期刊數(shù)據(jù)庫怎樣使用;所選資料怎樣整理歸類都是教學(xué)內(nèi)容。決策階段需要以小組的形式開展,綜合前期搜集的資料、項目任務(wù)和相關(guān)基礎(chǔ)知識,提出完成任務(wù)、解決問題的合理方案。這一階段是整個工作的難點,需要給學(xué)生較多的鼓勵和引導(dǎo)。另外,教師要及時了解各組工作情況,對于大多數(shù)同學(xué)欠缺的知識要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)或者集中分析、示范講解。最后,學(xué)生的方案選擇還得適應(yīng)學(xué)校實驗條件,因為后續(xù)工作的開展,需要有相應(yīng)的器件和耗材配套。計劃階段是為后續(xù)的實施服務(wù),這一階段需要學(xué)生具備一定的文檔處理能力,事務(wù)安排能力,是社會能力得到提升的重要途徑。實施階段主要是在確定好方案的前提下,按照計劃,制作硬件電路,編寫軟件程序,最后調(diào)試成功,完成項目所要求基本功能。這一階段為專業(yè)能力的鞏固、提高提供了重要保障,需要學(xué)生通過多個項目的反復(fù),不斷進(jìn)步檢查與評價階段,首先學(xué)生要自己檢查完成項目情況,發(fā)現(xiàn)問題,及時補充完善。其次,是教師對每組完成情況的檢查,檢查內(nèi)容除電路作品本身外,還包括相關(guān)技術(shù)文檔、資料。評價,需要有小組之間的互評和教師評價。在實際操作中,小組互評,按照傳統(tǒng)發(fā)放評價表的方式,過程復(fù)雜,結(jié)果統(tǒng)計繁瑣,可以借助表決器和網(wǎng)絡(luò)操作平臺等手段,提高評價、統(tǒng)計效率。教師評價,并不是在最后才做出,而是從學(xué)生開始項目的第一個階段就跟蹤、評價,為簡化這一過程的繁瑣工作,也可以借助專用計算軟件輔助完成。以上六步驟的完成,一般是以小組為單位,分工協(xié)作,通常采用3人一組的方式。3人在各個階段的分工方式可以由教師提出參考方案,后續(xù)由其內(nèi)部逐漸修正、完善。在實際中,存在一組中個別同學(xué)空閑,項目參與度不高的情況,需要教師在各個階段監(jiān)督,并給出正確評價,及時得到修正。

  (二)提煉知識、邏輯主線

  智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作課程雖然涉及的知識內(nèi)容較多,但仍然能找到每個項目的關(guān)鍵知識、邏輯主線。任何智能電子產(chǎn)品都離不開能量供給和信號傳輸通路兩條主線。所以,能量供給的方式和信號傳輸、變化的過程就是貫穿所有工作任務(wù)的關(guān)鍵。另外,結(jié)構(gòu)上,“傳感器+控制器+執(zhí)行機構(gòu)”的結(jié)構(gòu)模式也幾乎涵蓋了所有智能控制電路的特點,所以,每個項目,都有意識地引導(dǎo)學(xué)生從這兩個方面去認(rèn)識、比較,真正做到以點帶面,舉一反三,強化學(xué)生的專業(yè)能力和方法能力。

  (三)重視技能拓展與創(chuàng)新教育

  電子行業(yè)面對的產(chǎn)品種類繁多,更新?lián)Q代周期短,涉及相關(guān)知識面寬。這些特點決定了學(xué)生將來的工作任務(wù),不是課堂典型工作任務(wù)的簡單重復(fù),而要根據(jù)實際要求變化、改造。在教學(xué)中,需要學(xué)生完成每一個典型工作任務(wù)后,一方面要思考其中用到的知識、技能還可以用在哪些場景,另一方面要對比完成同樣功能的多種手段各有什么優(yōu)劣。通過這些手段,建立知識、技能的網(wǎng)絡(luò),達(dá)到拓展技能的目的。面對新問題、新任務(wù)時,能快速從訓(xùn)練過的工作任務(wù)中,找到相似處,在已經(jīng)具備的方法能力基礎(chǔ)上,快速提出合理的解決方案。創(chuàng)新教育是高職教育的重要組成部分,智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作課程特別適合與創(chuàng)新教育結(jié)合。電子技術(shù)的不斷發(fā)展,正是由生產(chǎn)、生活中不斷的技術(shù)需求所推動。善于發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)、生活中的困難,并提取問題,設(shè)計新的智能電子產(chǎn)品解決問題,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是該課程的重要目標(biāo)。在完成每個典型工作任務(wù)的過程中,引導(dǎo)各小組開展頭腦風(fēng)暴等活動,提出與工作任務(wù)相關(guān)的案例,在評價中給予適當(dāng)?shù)募臃,鼓勵、提高學(xué)生的技術(shù)創(chuàng)新和技能創(chuàng)新能力。

  作者:冉涌 單位:重慶三峽職業(yè)學(xué)院

  參考文獻(xiàn):

 。1]教育部職業(yè)教育與成人教育司.高等職業(yè)學(xué)校專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)──電子信息大類[M].中央廣播電視大學(xué)出版社,2012(11).

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  [4]彭前.基于工作過程系統(tǒng)化社會體育指導(dǎo)與管理專業(yè)課程開發(fā)探索與實踐[J].廣州體育學(xué)院學(xué)報,2015:114-117.

  [5]姜大源.論高職教育工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)[J].徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2010(03):7-9.

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