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产教融合教学模式下晶闸管制作断线报警器电路过程实践探索

2022-09-08吴冬玲

电子元器件与信息技术 2022年6期
关键词:晶闸管断线报警器

吴冬玲

大连市普兰店区职业教育中心,辽宁 大连,116000

0 引言

本文是在笔者多年来同时从教一线电工电子专业多门专业学科课程,践行一名教师,集不同的典型教学项目,链接重构多门专业课程教学内容,汇编成一本教材的基础上,实施教学要对接企业岗位电子装接工实际、专业人才标准、教学内容、学苗实际,教学做理实一体知行合一同步训练中,提升学生综合职业素养构建而来。在产教融合教学模式下晶闸管制作断线报警器电路过程实践探索,本文中晶闸管制作断线报警器电路制作,是在高教出版社陈其纯主编的《电子线路》第九章晶闸管及其应用的应用举例第P133页图9.2.3防盗报警器电路基础上进行了改造。为完成包括《电子线路》第九章晶闸管简介及其应用的主要教学内容,让学生了解熟悉晶闸管的工作特性,理解其主要参数的含义。掌握单相可控整流电路的组成,理解电阻性负载可控整流电路的工作原理。了解单结晶体管的工作特性、电路符号,理解单结晶体管触发电路的组成及工作原理。了解晶闸管常用的保护措施及防失控措施。杨元挺主编《电子技能实训》与陈雅萍主编《电子技能与实训》学科课程要求学生能够掌握常用电子元器件、电子仪表仪器的识别使用常识、电子生产工艺要点、EDA技术及课题制作等;高立新主编《Proteldxp2004电子CAD教程》学科课程要求学生能熟练使用Proteldxp2004软件绘制电路原理图、进行电路仿真、设计印刷电路板,掌握电子CAD设计理念和方法,三门学科课程应知应会知识技能。同时也为解决中职学生入门学习电工电子专业课程普遍缺乏职业认同感,学习目标模糊、学习兴趣淡、学习过程困难,不会学、学不会、学完不会用等问题,使学生学习本专业课程后的实践能力由量变到质变,重拾学习自信心,重构专业职业学习思维,建构职业意识,从而培养提高学生的综合职业素养,使其成为满足应用型技能要求的人才。

笔者在完成上述三门课程本部分内容实际教学中采用了简单经济,可行性强且科学的《晶闸管制作断线报警器》、《声光报警多路抢答器》、《调光台灯电路的制作》三个项目应用实例。践行了理实结合知行合一产教融合教学做一体化教学模式,达成教学目标。在产教融合教学模式下的晶闸管制作断线报警器电路过程实践探索一文就是其中一个项目教学。

1 晶闸管制作断线报警器电路过程实践探索

晶闸管制作断线报警器电路过程实践探索是笔者在产教融合教学模式(产教融合即是指职业学校根据所设专业,积极开办专业产业,把产业与教学密切结合,相互支持,相互促进。而这里的产教融合教学模式是指师生要能把当下课堂的实验实训作品链接到校外企业厂家变为产品前后的过程中习得知识技能,提升综合职业素质,达成专业人才培养目标)指引下,以电子产品装接工和制作PCB板岗位标准实现电路功能为目标,对接实现自制PCB样板及装接工岗位项目所需知识技能来链接陈其纯主编《电子线路》课程第九章章节教学内容,陈亚萍《电子技能与实训》及杨元挺主编《电子技能实训》教材中电路电子元器件识别检测整形安装焊接调试,仪器仪表使用测试,波形计算,电路识图绘图等;高立新主编《proteldxp2004电子CAD教程》教材原理图绘制、原理图库元件制作、制作元器件封装、电路原理图编译查错、PCB电气规则设定等教学内容教学,重构了上述教学具体内容于教学项目晶闸管制作断线报警器电路中,实现教学目标。项目教学内容框架如图1所示。

图1中的项目是让学生扮演一个职业人(电工、电子装接工、PCB生产者、电路设计技术人员、计算机辅助设计绘图员)角色来完成项目作品制作,在完成合格成品电路同时实现电工电子专业要求学生掌握的应知应会的理论与实践内容,是在要求学生完成作品的同时理清本专业多门学科课程知识技能内容间关系,融会贯通活学活用,克服了一个专业多门学科课程间知识独立系统相互不沟通的弊端,解决知识技能割裂与重复,让学生在具体完成一个项目制作过程中感受体会受到启发,教会学生如何学习和应用专业知识。

图1 项目教学内容框架

2 在产教融合教学模式下进行晶闸管制作断线报警器电路过程的实践探索

2.1 探索产教融合专业教学实践

在探索产教融合专业教学实践的引导下,教师在课前要做到充分备课。笔者以晶闸管制作断线报警器电路为教学项目将三门学科教材内容融会贯通后,重构了如图1所示的教学内容框架,在这一个教学项目晶闸管制作报警器的实施过程中,实现同时完成三门学科《电子线路》的第九章晶闸管及其应用;《电子技能与实训》课程关于电子产器装接工岗位需要及其技能鉴定考核涉及的电路安装、调试包括元器件的识别检测(本电路元器件是电阻、晶闸管、蜂鸣器)、电路识图、绘图,电路原理叙述;以及能在规定时间内完成在多功能电板电路安装焊接电路工艺及其调试教学内容,《protel dxp2004电子CAD》课程中关于原理图绘制、原理图库元器件制作,PCB绘制及其元器件的封装制作应用,能正确的进行项目编译及查错,DRC电气规则检查,生成网络报表,能生成PCB制成PCB样板,实际完成电路项目安装调试,链接需要教授的知识技能达成教学目标,让学生在教学项目完成引导下能从理论到实践、理实并进,在不断解决问题过程中找到所学专业各门学科知识技能间的联系并融会贯通应用到实际项目完成中,在重视多功能电路板及PCB样板生成安装实际电路操作过程中,学习链接巩固知识技能达成实现结果过程中,让学生在践行所学即所用即能创造价值的每个环节课程教学内容激励引导下,建立学习兴趣,确定职业岗位认同感,在链接知识技能的过程中循序渐进,低起点、小步走、有兴趣、再提高,建立学习自信心,改变学风,学会沟通、学会学习,构建专业学习思维,提升自身综合职业素养。

2.2 课程实施前验证教学内容框架

课程实施前,验证教学设定项目内容实施的可行性。先将第二版《电子线路》P133页晶闸管的应用实例图9.2.3(下文的图9.2.3都是指该书中的图)防盗报警器在多功能电板上进行了搭接实验,图9.2.3中给出了电路供电电源直流电压+6~9V,电阻R1=82KΩ,R2=10KΩ,核心器件晶闸管无具体型号,只标注了参数0.3A与25V,报警采用蜂鸣器H,但蜂鸣器参数需要自选。因此笔者在多功能电路板上安装调试图9.2.3电路时,先确定元器件型号参数,笔者保留图9.2.3中已有的R1、R2型号参数不变的情况下,对图9.2.3进行了改造,选择了手头有MCR100-6(单向晶闸管,额定正向平均电流0.5A,控制极触发电流0.005~0.009A,最大稳定工作电流0.8A,反向重复峰值电压大于400V,控制极不触发电压0.2V)晶闸管和蜂鸣器(内有振荡源的有源蜂鸣器5V,直径与高度是12mm×9mm)做报警器,开关S也采用了手头有的按钮开关(最好采用拨段开关),电源BT1 6V供电。在多功能电路板上焊接电路,验证是否能实现功能:当开关S闭合后,电路处于值班工作状态,晶闸管V的g极被B、D间导线短路接地而使晶闸管截止。当短路导线被整断时,电源BT1经R1和R2的分压使g极获得触发电压,晶闸管V导通,防盗报警器蜂鸣器发出报警声。实际安装焊接完成后发现B、D断线后并不能报警发声,研究发现更换了型号的晶闸管在原书中电路参数产生的触发电压电流不足以使晶闸管导通,查晶闸管MCR100-6参数知道其控制极触发电压低于0.2V晶闸管是不触发的。若是在电路元器件没有损坏的情况下报警器不发声,判断是触发电压低于其触发导通电压,触发电流不足以使晶闸管导通,因而蜂鸣器不会报警。所以笔者把图9.2.3中R2改成R310KΩ,在R182KΩ两端再并联一个R282KΩ电阻,增大晶闸管的触发电压及电流。重新改造设计电路如图2所示。将图2中的电路再按下按钮开关,接通电源,断开导线,蜂鸣器响,电路报警功能实现效果明显。实际制作时可以将并联的两个82KΩ电阻用一个41KΩ电阻代替。无论教学还是电路设计都要能结合实际需要对电路进行改进,这也为项目教学电子装接理论技能训练学习奠定了在多功能电路板安装电路插装焊接工艺的基础。使学生在电路安装过程中能识读电路图,在实训成品调试中体悟工作原理。在电路改进中能进行电路的简单计算,学习查阅选用元器件及对电路进行测试。

图2 改造设计电路

2.3 成功案例

有了在多功能电路板上践行晶闸管制作断线报警器电路的功能实现成功案例,确定岗位训练项目采用图2电路,列出图2电路的元器件清单,如表1所示;完成图2的原理图生成PCB绘制,如图3所示;生成仿真电路,检查无误后发送PCB设计图给联系的厂家生产出版,教学项目PCB电路板如图4和图5所示。上述步骤的完成使笔者掌握了在教学项目晶闸管制作断线报警器电路教学中融入《电子线路》、《电子技能与实训》、《proteldxp2004电子CAD教程》等知识内容,并且为验证该教学模式是否简单经济可行奠定了基础。掌握了根据图2绘制电路原理图生成PCB图所需要的规范参数,以及制作完成过程中学生所需要掌握的原理图绘制方法,如何制作原理图库元件晶闸管,如何对原理图能生成项目编译与查错,如何制作晶闸管、蜂鸣器、按钮开关元器件的封装,如何规划PCB板尺寸,生成PCB图时元器件封装如何导入,层面规则怎么设定,DRC电气规则如何检查等。

图3 原理图生成PCB 绘制

图4 项目PCB 电路板

图5 项目PCB 电路板

表1 晶闸管制作防盗报警电路元器件清单及绘制原理图与PCB时自制元器件封装要求

2.4 电路制作与调试

在晶闸管制作断线报警器的PCB板上实际完成电路制作与调试,原理图生成PCB绘制如图4所示,项目PCB电路板如图5所示。如图6所示是成品电路晶闸管导通过后,控制极对地间电压测试。按照图2进行电路安装调试,进一步验证预设的教学项目实施过程中PCB绘制理论参数与实际效果的可行性,得出在教学中需要解决与注意的问题(如孔径大小是否合适等)。

图6 电路制作与调试

2.5 将理论技能教学内容融入项目实施

在教学中将《电子技能与实训》《Protel Dxp 2004电子CAD教程》及《电子线路》第九章的理论技能教学内容融入项目实施中,知行合一,产教融合优化完善晶闸管制作断线报警器电路教学项目实施的理论与实践内容,制定课程教学实施计划,编制可视化教学课件,让学生在分组教学实践中践行产教融合教学模式下晶闸管制作断线报警器电路。

2.6 教学意义

该教学模式以简单经济可行科学的晶闸管制作防盗报警电路,完成了电路的安装与调试项目,重构了《电子线路》、《电子技能与实训》、《PROTELDXP2004电子CAD》等多学科教学内容,链接知识技能等要素融入完成这个项目的不同任务中,达成教学目标的过程是从理论到实践的综合应用,通过链接不同学科的知识技能来解决岗位实践的需要,践行所学即所用的思想,实现价值创造过程,让学生知道为什么学、学什么、怎么学、学了怎么用的问题,教会学生学习,使原本对所学专业感到困难迷茫的学生快速建立了对所学专业的兴趣、自信心与职业认同感,从而爱上所学专业。

3 结语

笔者就是这样在电工电子专业中开发出类似这种不同功能典型的专业教学项目实现各门课程的综合教学,精减课程科目而不减教学大纲规定的内容来编制教学项目优化教学内容,实现一名教师多门课程教学,践行产教融合的教学模式下的专业项目制作牵动理论教学内容,知行合一实现岗位实践,在有限的资源实际情况下取得了最大的效果。这种产教融合教学模式下专业典型项目的开发应用,对教师的自身素质综合能力提出了更高要求,要求教师能站在更高的高度,更广角度同时又能落地的融会贯通本专业的各门学科内容,统一规划整合对接企业岗位、工种、专业人才标准,学生、学校资源实际,要求教师不只是专业教师还要是专业工程师。为此笔者要不断地在此基础上学习求知探索,期待有更多有意义成功的教学项目做法与大家分享。

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