电子制作过程中学生综合素质的培养

2015-08-05 10:01
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一、前言

提高学生的综合素质是高等职业院校培养综合型专业技能人才的目标。综合素质包括了一个学生的知识储备、理解能力、动手能力、创新能力及团队交流合作能力等各个方面。对于电子信息类专业的学生，出色的综合素质往往使他们在残酷的职业岗位竞争中占据优势地位。

学生在电子制作的教学过程中可以有效地提升自己的综合素质。笔者多年从事制作类选修课和学生课余电子制作指导，对在电子制作教学过程中如何培养学生的综合素质以及怎样开展电子制作类课程有一定的体会，现愿与同仁们分享。
二、电子制作过程中综合素质的培养

1.电子制作有助于学生尽快熟悉常用电子元器件的性能

我们知道电子类专业的专业培养目标之一是培养学生具有识读电子整机电路图的能力。电路图是一种工程语言，如果把一个整机电路比做一篇文章，其组成部分如同文章的段落，各部分电路又是由单元电路有机地组合起来的，那么单元电路就是电子工程语言的词汇，在这个意义上，电子元件相当于电子工程语言的字母或单词。仅仅靠看书和听教师讲课，学生往往只能熟悉电子元器件的图形符号，很难真正熟悉电子元器件的性能，动手做实验**是制作电子电路使学生直接接触电子元器件，这时电子元器件在学生的脑海中不再只是图形符号。在使用这些电子元件中，学生进一步理解电阻的阻值、电容的容量的意义，对电阻的功率和材质、电容的耐压和类型，二极管的单向导电性以及三极管的放大和开关性能等电子元器件的性能有了实实在在的印象。

  2.电子制作有助于学生理解纷繁复杂的电子电路
  根据建构主义的学习理论：认识并非主体对客观现实的简单、被动的反映,而是一个主动的建构过程; 在建构过程中主体已有的认知结构发挥了**重要的作用,个体的认知结构也在建构过程中不断发展。面对纷繁复杂的电子电路, 学生的理解是各不相同的,他们在以自己的经验来解释教学内容,建构认知结构。
  制作电子电路的过程，既要和电路图打交道，也要和实际电路接触。目睹电子电路实现的各种功能，测试电路中关键点的电压和波形，这些电子电路已经不再是死板的图形，而是一个个活生生的事物，这些电路中蕴涵的知识也不再晦涩。正如美国某大学的墙壁上有一段名言所说：我们听见了，我们忘记了；我们看见了，我们记住了；我们做过了，我们理解了。那些有过电子制作经历的学生在学习电子线路课程时比其他同学轻松一些, 成绩胜人一筹也就在情理之中了。
  3.电子制作有助于提高学生的综合实践能力

在电子制作中进行学习就是创设情景的学习。电子产品是电子技术的结晶，是电子技术活的教材。

学生在制作时首先要查找资料、筛选电路，还要阅读资料、理解电路工作原理，具体制作时还要采购元器件，制作过程用Protel 软件绘制电路图和PCB 版图，用multisim 和Protuse 进行软件和硬件模拟，用Keil 软件进行程序编译，焊接元件、调试电路这些往往不是一帆风顺的，即使电路本身是正确无误的，在制作中也会出现这样或那样的问题。出现问题时，学生就要查找原因，独立解决问题，在分析和解决这些问题的过程中，学生的分析和解决问题的能力必将得到锻炼和提高。

三、开展电子制作的具体做法
1.由简单电路入手，由简而繁

初学者应当由简单电路入手，并注意选择具有实用性、趣味性的电路。比如可以采用集成电路4069 和电阻电容制作一个简单的振荡器,电路如图1 所示.

在面包板上搭好电路,可以用示波器观察振荡的波形, 读取输出电压的数值和周期,然后在输出端接上压电陶瓷片,倾听压电片发出的微弱的声音,然后按图接上三极管、喇叭和基极限流电阻，接好上述元件,通电后可以听到喇叭发出清脆、响亮的“嘟”声。在这里，三极管对信号的放大作用表现得明明白白,学生对放大器的放大作用有了实实在在的体验。利用4069 非门电路还可以制作悦耳电子门铃、触摸延迟灯、触摸记忆开关等。采用集成电路555 和4017 也可以制作一些简单的电路，这些电路元件较少，功能容易实现。

当学生通过自己动手, 搭试出一个个实用、有趣的电子线路，亲眼目睹电路中发光二极管明明灭灭的变化，亲耳聆听喇
叭发出的清脆悦耳的声音，他们将体验成功的喜悦，对电子线路的兴趣油然而生，增加了他们的制作信心，为他们日后学习
模拟电子线路和数字电子线路奠定了一定的基础。

2.从面包板、多孔板到PCB 板

初学制作应该从面包板入手，用面包板制作电路不用焊接，容易查错纠错，方便快捷。制作以4069、555、4017 为核心的简单电路，电路元件不多，功能容易实现，学生的信心可以很快建立起来。但是，面包板长期使用后插孔变大，可能发生元件接触不良。电路元件数较多时**好采用多孔板制作电路，这样可以减少因接触不良产生的故障。在面包板上布局和布线可以锻炼学生的耐心和细心，提升他们的制作水平。随着经验的逐渐丰富，电路制作的水平不断提高，这时应该考虑采用PCB 板来制作电路了，以便与厂家正规产品接轨。为此学生要学习Protel 软件。当经过艰苦的学习和不懈的努力制作好第一块PCB 的电路作品时，看着这酷似产品的电路作品，学生会感到十分的骄傲和自豪。

  3.电子制作过程中的模仿和创新
  创新是民族进步的不竭动力，然而一点点很小的创新往往都是非常艰难的，在电子制作方面同样如此。我们**清楚人类的学习活动大多数情况下是从模仿开始的，电子电路制作很大程度上也是从模仿起步的。
  初学者制作电路要选择成熟且简单的，随着经验的积累，电路可以逐步复杂，功能可以更加完善，比如制作函数信号发
生器，可以先用运算放大器产生方波和三角波并具备简单的调频和调幅功能；然后选用专用函数信号发生芯片，可增加电源
和频率显示电路，还可增加幅度显示电路；再后来可以采用单片机设置频率和幅度，如若市场上尚未有可以直接用按键来设置频率和幅度的，你首先想到并且做到，那就是创新。
同一种电路功能可以用不同的电路来实现，同一种电路在不同的场合使用能起到不同的作用，比如阻容耦合电路和高频
预加重电路，它们的电路结构完全相同，电路功能大不一样，要注意比较，要做一个有心人，当知识的积累和能力提升到一定程度时，你就具备创新条件了，创新一定是厚
积薄发的结果。
四、结束语
  电子制作的实践过程是一个漫长艰苦的过程，在制作的过程中学生会遇到许多的难题和坎坷，有时一个问题可能卡住好
几天没有进展，但正是这些难题和坎坷共同构筑了学生们在踏入职场后迈向成功之路的垫脚石。制作一个成功的电子作品并
不是电子制作类课程的目的，而是一种手段，提高学生的综合素质才是真正的目的。同时电子制作类课程的开展对于教师来说也是一个富有挑战性的任务。在教学过程中，我们需要不断地总结反思，然后改进自己的教学，进而再总结再反思，使得电子制作类课程与时俱进，这样学生便可以在此类课程中**大限度的获益。