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基于国家职业标准的电子产品组装与调试课程教学设计

更新时间:2009-03-28

1 课程教学设计改革背景

我国高等职业教育改革不断深化,与社会、生产实际结合得越来越紧密,实践教学的重要性也日益得到重视,并且逐渐发展成相对独立的教学体系,成为高等职业教育教学的重要组成部分[1]。国务院于2015年5月8日发布《中国制造2025》,提出坚持“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针,这一行动纲领对制造业发展和人才培养提出了新目标。区域经济的高速发展对高等职业院校毕业生的职业能力也提出了更高要求。南通职业大学电子信息工程学院基于学科的教学改革已实施多年,建立了针对就业岗位的课程群,但课程群内各专业课程之间的互通程度不高,相关课程与国家职业标准缺少关联。学生侧重单元电路的焊接训练,参加中级无线电装接工考核,无法满足用人单位对人才职业能力的要求。因此,基于国家职业标准开发电子产品组装与调试课程教学体系,提升学生考工工种层次,增强毕业生职业能力势在必行。

2 课程教学设计的总体思路

课程教学设计的总体思路是以国家职业标准为导向,立足学生现有能力水平,遵循学生职业能力的形成规律,完成课程标准的制定。本着以专业职业能力培养为主线,兼顾方法能力与社会能力培养的设计理念,着重培养学生的操作技能,并主要体现在实际电子产品制作与调试方面的综合实践能力培养上[2]。同时,挖掘各专业课程间的内在联系,跨课程整合教学目标,基于工作过程规划教学内容,完成校本教材编写和实训套件开发,培养学生从事电子产品的装配与焊接、检修与调试工作的职业能力,使学生具备胜任工作群相关岗位的职业能力。

3 课程教学设计的具体内容

3.1 教学内容设计

分析《无线电调试工国家职业标准》对中级工的技能要求,参照江苏林洋能源股份有限公司、江苏现代电力科技股份有限公司等用人单位的调研结果,考虑到以贴片机、再流焊为代表的SMT(表面组装技术)已成为电子工业化生产的主流装联技术,再对学生应具备的知识与能力进行分解、分类、汇总,最终形成应用电子专业学生的知识能力目标(如图1)。

(3)使用化合物灌浆。化合物灌浆法的原理是堵塞含水层中的孔隙空间,井眼附近含水层中的沙粒与化合物混合后固化并变得密实,此后钻井可以继续进行。可采用的化合物为丙烯酸酯单体配方(AMS),这种配方适用于温度为50~200 ℃的井下。

Therefore,after eating the forbidden fruit,Eve tries to shirk all responsibility to Adam and blames Adam for not protecting her.She again succumbs to his power.Eve’s previous self-defending is largely weakened by her words“waiting for your permission”and thehesitancy when takingback hands.

  

图1 学生知识能力目标分解图

紧密围绕上述知识能力目标,构建5个学习情境:串联可调式直流稳压电源组装与调试、贴片多路波形发生器组装与调试、贴片调频收音机组装与调试、单片机数字钟组装与调试、小型黑白电视机组装与调试。5个情境涉及的电子产品理论知识由浅至深,职业能力由简单到复杂。教学内容、目标与学时分配如表1。

3.2 教学过程设计

每个学习情境的教学过程可分解为6个步骤:学习情境导入、电路原理图绘制与PCB设计、项目整机电路的制作、项目整机电路的调试、进阶提高和考核评价。以“电子产品制造流程”为主线,采用“模块化任务驱动”教学方法。学生根据下发的任务书,自行制订工作计划,经教师审核后实施,每个任务完成后及时进行评价和总结。

系统主要由Unity模拟驾驶软件、HTC VIVE头盔、Noitom Hi5 VR手套构成。戴上HTC VIVE头盔进入三维场景,在场景中使用VR手套与场景中的对象进行交互(拔起发动机启动按钮、转动ZF开关、移动档位、加大油门等),进而进行模拟训练。其它人员通过显示器查看受训人员看到的虚拟场景。

随着东南亚进入后殖民时代和民族国家的建立,华人移民企业家面临成为“少数民族企业家”的挑战。少数民族企业家从旅居者到定居者到现代民族国家国民的身份转换过程是一个不断地适应环境变化的结果。一方面他们要在市场环境中不断争取商业上的成功,另一方面要新的民族国家之下求得生存和发展的空间。跨界华商企业家在除了新加坡之外的东南亚国家都是少数民族企业家,但其却是东南亚战后国家经济发展的最重要商业力量。Reid研究东南亚华人与中欧犹太人的文章[11]33-75指出,在现代民族国家背景之下,民族主义政策和文化歧视能够影响和改变作为少数族群的犹太与华人企业家的身份认同、适应性策略和同化过程。

(1)情境导入。采用演示成品电路的导入方式。合理设计导入语,教师对完成任务涉及的知识和技能进行必要讲解,包括:硬件电路原理图讲解,软件功能模块与程序分析,STC89C52RC的方形扁平封装(QFP)介绍。然后,引导学生从原理方框图入手掌握该作品的电路组成,正确识读电路原理图。

植酸的抗氧化特性在于它能与金属离子发生极强的螯合作用,使促进氧化作用的金属离子因螯合失去活性,同时释放出氢,破坏氧化过程中产生的过氧化物,使之不能继续形成醛、酮等产物,由此产生良好的抗氧化性[9]。

(2)任务一 运用Protel软件完成电路原理图绘制与PCB设计。

 

表1 教学内容、目标与学时分配表

  

教学情境 教学内容 教学目标 学时情境1串联可调式直流稳压电源组装与调试1.串联可调式直流稳压电源技术指标与工作原理。2.变压器、稳压二极管、保险丝、色环电阻识读,小功率三极管、二极管、电容、电位器质量好坏判断。3.关键点电压与工作电流测量。4.“无输出”“输出电压不可调”等常见故障现象分析与排除。1.理解插孔元器件主要参数,会用万用表判别元件的质量好坏。2.理解原理方框图,掌握各模块电路工作原理。3.按工艺文件装联各个单元电路。4.熟练使用万用表的各档功能。5.能运用电路工作原理来分析、排除稳压电源各类常见故障。10情境2贴片多路波形发生器组装与调试1.贴片元器件参数、封装与料盘。2.SMT工艺流程,锡膏、SMB知识,SMT设备(锡膏印刷、贴片、再流焊)及热风枪的操作规程,“5S”管理。3.多路波形发生器的工作原理。4.Protel对设计文件的管理,建立.DDB文件,加载元件库,新建原理图符号及封装。1.掌握SMT工艺的基本流程,了解无铅工艺。2.理解电路工作原理,完成电路原理图绘制与PCB设计。3.数字电桥、数字示波器的用法。4.掌握手动锡膏印刷台、真空吸笔、台式再流焊机操作,学会锡膏准备、再流焊工艺曲线设置,锡膏印刷、贴片、焊接缺陷评判标准。20情境3 ZX2031型电调谐贴片FM调频收音机组装与调试1.调制/解调、超外差的概念,Z2031型FM贴片收音机的工作原理。2.收音机联调方法。3.整机参数测量。4.耳机无声、频率覆盖范围小、无法调谐等常见故障的分析与排除。1.看懂SC1088的芯片资料,理解整机原理方框图及工作原理。2.进一步熟练操作锡膏印刷、贴片、再流焊相关工艺。3.掌握收音机整机联调方法。4.运用理论知识分析常见故障,掌握故障分析思路与排除方法。20情境4单片机数字钟组装与调试1.单片机片上资源与定时器中断。2.硬件电路方框图与电路原理图。3.STC89C52单片机的C语言编程与调试方法,软件流程图分析。4.电路原理图的绘制与PCB设计。5.软、硬件联调工作。1.理解软/硬件电路工作原理。2.掌握半自动锡膏印刷机、自动贴片机、轨道式再流焊机操作及QFP的手工焊接技能。3.正确布局,完成PCB设计。4.正确排除常见的软/硬件问题,能改动软/硬件,实现新功能。20情境5 ZX2035型5.5寸黑白电视机组装与调试1.全电视信号与电视传输体制。2.整机信号流程及各单元电路工作原理。3.Protel层次化电路原理图设计。4.“三无”“有光栅无图像”“有图像无伴音”等常见故障分析与排除。1.掌握整机信号流程及各单元电路工作原理。2.按照工艺要求完成各单元电路的装联与整机调试工作。3.完成层次化电路图绘制。4.运用所学理论知识结合测量数据,缩小故障范围,确定故障。30总学时 100

在实际工程应用中,时常会遇到新的或Protel元件库中没有包含的元器件,学会自建元件符号和PCB封装是关键技能。

子任务2:软、硬件联调。通过联调掌握软件程序流程图,同时,为完成后续任务4进阶提高打下基础。

以“学习情境4单片机数字钟组装与调试”为例,说明该课程的教学过程。

子任务2:创建元件PCB封装。

子任务3:电路原理图(.SCH)绘制。通过绘制电路图以及添加元器件封装,熟悉电路图,加深对元器件的认知。在这个过程中,帮助学生掌握电路供电关系、信号流程,理解工作原理,明晰每个元器件在电路中的作用和功能。

子任务4:PCB印制板图设计。培养学生从电路图到印制板图的迁移能力,为后续调试与维修奠定基础。

(3)任务二单片机数字钟的制作。

整个制作过程在SMT生产线上完成,贯穿“5S”管理理念。

子任务1:贴片元器件与SMB认知。在常见的贴片阻容元件基础上,侧重QFP、球栅阵列(BGA)等封装形式和SMT焊盘、过孔、微孔等知识学习。

子任务3:锡膏印刷机、贴片机、回流焊机操作。掌握印刷机、贴片机及回流焊机编程及生产操作技能。

子任务2:SMT生产工艺文件识读。掌握SMT工艺流程。学习锡膏准备、备料、再流焊工艺曲线设置。

又是一个薄雪的夜,睡不着,冷,于是翻箱子找被子,就翻出了那副手套。依旧是柔软、平滑,满满实实拿在手里,心里一暖。索性爬起来开电脑,又一次打开了最初买里程的那家网站,网页弹开的一霎那,她心里有点赌,有点甜,也有点酸,说不上是什么滋味。纯黑的羊皮手套就躺在枕边,可是,那已经不是笃定,而成了忧伤。

(4)任务三单片机数字钟的调试。

(2)打造精英型组织或团队,由其专门负责构建和完善我国航空用金属材料标准和标准体系。一个优秀的组织或团队是所有体系运行的基石。要汲取国外已经成熟的航空用金属材料标准和标准体系运用及管理模式的精髓,结合我国实际情况,由专业组织或团队对我国航空用金属材料标准体系进行实时跟踪、不断更新和持续维护,确保技术领先、科学管理。

子任务1:单片机程序写入。学生掌握单片机应用的基本技能,正确写入示例程序。

子任务1:创建STC89C52单片机的电路原理图元件符号。

[例 10]He turned to look at her.He said sourly:“You look such aneat littlethingand look at what you write.”

(5)任务四进阶提高

进阶提高分两个难度等级:初级难度只需改进显示方式,高级难度为增加温度计功能。

子任务1:改进显示方式。实训套件原本用多个贴片发光二极管模拟数码管,针对本电路的特点,改用液晶屏LCD1602显示时间。学生需要改动硬件电路图,并且对软件中的显示子程序进行编写调试。

子任务3:QFP封装的手工焊接。掌握对正、点位、加锡、去锡的焊接要领是实用技能点之一。

子任务2:增加温度计功能。学生可选用温度传感器DS18B20实现环境温度采集。学生需要学习DS18B20的资料,掌握单总线协议,并编写程序与温度传感器通信读取温度。其中,除硬件电路需要改动外,软件编程调试的工作量较大,可进一步提高学生的专业综合能力。

子任务3:整机组装与调试。完成系统方案设计,在万能电路板上手工焊接,实现设计方案。借助万用表、示波器等电子测量工具完成整机功能调试。

3.3 课程考核设计

以国家职业资格鉴定考试为导向,以考核知识的应用能力、技能水平为核心[3]。考核形式兼顾技能考核与职业素质考核,以过程性考核为主,结果性考核为辅。借助考核培养学生的主人翁意识,使其能按照国家职业标准和电子产品制造流程,生产出合格的电子产品。表2给出了学习情境4单片机数字钟的过程性考核标准。

 

表2 学习情境4单片机数字钟的过程性考核标准

  

职业能力 考核内容 考核要求 配分实训态度 1.遵守安全操作章程和生产纪律,有良好的职业道德;2.实训结束时,工位台面整理。 10 5调试前准备任务分析 读懂任务书,能制定工作计划。 5识读工艺文件 1.能识读整机电路图、安装图;2.能读懂调试目标。准备工具 合理选用调试工具 5准备电子元器件与生产耗材1.能完成电子元器件识别与质量好坏判别;2.能借助网络查找芯片的datasheet;3.能正确保管与启用锡膏;4.能正确选用钢模。5

 

续表2 学习情境4单片机数字钟的过程性考核标准

  

职业能力 考核内容 考核要求 配分组装与焊接 组装单片机数字钟1.能完成整机电气连接;2.能正确操作热风枪、半自动锡膏印刷机、自动贴片机、轨道式回流机;3.能排除自动化生产设备的简单故障;4.能手工焊接QFP封装的芯片。20质检与调试 检验、调试单片机数字钟焊接质量1.能准确检查安装焊接错误;2.能用放大台灯目测正确判别优良焊点;3.能查出无法写入程序故障原因并排除;4.能查出显示内容残缺不全的故障原因并排除;5.能检修整机出现的工艺质量问题并返修;6.能软、硬件联调,实现整机功能;7.能记录测试数据,填写调试记录。40综合创新 技术改进 1.能完成时间显示方式的改进升级;2.能完成温度计功能。5自评与互评 能客观进行自我评价、相互评价。 5

4结 语

目前,高职院校同类课程在教学内容上鲜有涉及处理器和SMT,实训电路大都停留在单元电路层次。纳入单片机应用技能,以整机级电路规模为实训载体,在SMT生产线上实施教学,是本课程的特色。教学实践表明,学生自行装配焊接、测试调试电子产品的能力已得到切实提高,从而提升了以专业动手能力、团队协作精神、创新能力为核心的职业能力。学生在全国大学生电子设计竞赛上的优秀表现部分反映了该课程的教学效果。

参考文献

[1]何承,曾文兴.基于国家精品课程的高等职业教育实训教学分析[J].中国教育信息化,2009(19):55-57.

[2]刘莉宏.基于国家职业标准的电子产品组装与工艺课程教学设计的研究[J].北京工业职业技术学院学报,2011(4):54-57.

基坑作为作业区必须划出禁区,并设置围栏,带有‘施工现场,行人不得入内’字样的安全警示牌,禁止行人进入,以免造成安全事故。施工人员进入施工现场时,要进行人员审核,并检查施工人员的安全配置是否符合安全管理要求。

[3]李居参,李晓东.高职教育职业资格证书与“双证书”的研究与实践——谈制订与国家职业标准规范双证融通的教学方案[J].辽宁高职学报,2005(3):1-5.

 
薛继华
《南通职业大学学报》2018年第01期文献

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