《电子工艺与测量技术》课程教学改革与实践

课题/项目：扩提强视域下“信息化+职场化”嵌入式人才培养模式实践与创新，XJGZKZZX202017。

摘要：通过对电子工艺与测量技术课程的多年教学实践分析，提出对单片机控制技术硬件类实训课程教学进行改革，具体从教学内容的选择、教学案例的设计、教学实施、课程考核等方面进行改革。以NE555呼吸灯电路为例，详细提出了引导学生进行电路分析教学案例的设计。

关键词：电子工艺;硬件电路;教学案例;设计

中图分类号：TM93-4;G642文献标识码：A文章编号：1672-9129（2020）03-0051-02

Abstract：Byanalyzingtheteachingpracticeofelectronicprocessandmeasurementtechnologycourseformanyyears，thispaperputsforwardthereformofSCMcontroltechnologyhardwarecourseteaching，fromtheaspectsofteachingcontentselection，teachingcasedesign，teachingimplementation，curriculumassessmentandsoon.TakingtheCIRCUITofNE555breathinglampasanexample，thedesignofteachingcaseofguidingstudentstoconductcircuitanalysisisputforwardindetail.

Keywords：Electronictechnology;Hardwarecircuit;Teachingcases;design

嵌入式技术与应用专业主要学习以单片机或arm控制器控制外设完成一定功能的控制技术。这需要同学们既要熟悉单片机、arm控制器、以及外设的硬件电路原理，又能编程控制外设按需动作，即软硬件方面的知识都需要学习和掌握。

嵌入式技术与应用专业课程体系也是按软件、硬件两条线进行设计的，主要偏软一点。电子工艺与测量技术课程，是硬件类课程，开设在大学一年级下学期，前导课程是数字电子技术。电子工艺与测量技术课程以培养学生硬件电路的安装调试能力、常用仪器仪表的使用能力为目标。在多年电子工艺与测量技术课程教学中，对课程教学进行了不断的改进与探索。

1课程教学中存在的主要问题及其原因分析

1.1主要问题。

一是，学生简单认为电子工艺与测量技术是一门训练焊接工技术的一门课程，没有引起重视。

二是，在实际电路制作中，大部分学生电路分析、检查能力提高较慢，只是能够按照给定的电路原理图，把电路组装完成，但出现问题时，自我检查、发现、改正的能力较差。

三是，硬件电路的教学有一定的难度，首先它需要一定的理论知识为基础，其次它需要多次的实践，通过实践积累经验。

1.2原因分析。

（1）学生简单认为电子工艺与测量技术课程仅是提高焊接水平，是对课程目标认识不够。该课程除了训练学生的焊接技术外，很重要的方面是提高学生对电路原理图分析能力、电路检测能力，以及电路设计能力，此类能力的提高需要不断的实践、总结，才能慢慢提升，这点学生耐心不够。

（2）通过该课程的学习，同学们对电路分析能力、检测能力、以及设计能力进步不大的原因。笔者认为，电路分析的理论课程，应该在项目实践之前进行学习，先做再学习原理，对学习主动，好奇心强的同学有效果，但对学习主动性不高，需教师引导的学生，效果并不理想。

（3）硬件电路难学，学生耐心不够，硬件课程学习需要多做项目实践，学校实训室开放时间有限，仅上课时间开放，学生实践机会有限。

2课程的改革与实践

2.1教学内容的改革。由于嵌入式专业课程体系偏软，硬件课程开课相对较少，在电子工艺课程前期，仅开设有数字电路基础课程，学生进行电路分析的理论知识过少。而先实践再学习电路原理分析的教学方法，对学习主动，好奇心强的学生有效，但对于学习不够主动的学生，效果并不十分理想，而且有可能养成照葫芦画瓢的习惯，随着项目综合复杂度加大，学生的畏难情绪也增大。根据高职学生前期知识体系，以及单片控制电路设计所需的知识点。在该课程的教学改革中增加了电路分析和模拟电路的基本理论知识讲解。

课程改革后，在实训课的前期，以理论讲解为主，实践测试为辅。在实训课程的后期，以电路连接、调试等实训内容为主，理论解释为辅。

2.2教学案例设计的改革。教学案例的设计是根据所需学习的知识点，选择相应的实训项目，再根据课程安排进行教学案例的设计。以前教学案例设计，直接给定电路原理图及各元器件参数，让同学们按原理图安装、焊接、連线，完成后上电，编程进行测试。学生在课堂上能全部完成项目验收，已是不容易，项目的拓展，主要靠同学们课外自觉。

课程改革后，为了引导同学们进行电路分析，在某些电路原理图中，就不再给出具体的参数，让同学们经过实践测试去选择合适参数，并引导他们去思考，为什么元件参数要那样选择，电路的工作过程是怎么进行的、工作原理是什么等。现以由NE555构成的呼吸灯电路项目制作为例，对教学案例设计改革进行说明。

NE555定时器时是一个应用非常广泛的模拟数字芯片，它有两个经典应用，分别是单稳延时电路和振荡电路，呼吸灯电路就是将其接成振荡电路。

NE555相当于一个触发器，有两个输入脚，分别是2脚和6脚。2脚为“0”时，3脚输出为“1”;当2脚和6脚均为“1”时;3脚输为“0”;当2脚为“1”，6脚为“0”时，3脚保持。非常特别的是2脚和6脚为0和为1时的参考电压各不相同。2脚是与1.67V电压进行比较，6脚是与3.34V电压进行比较。当把2脚和6脚接到一起时，并连接到电容器C4，电源通过R2给C4充电，当7脚接地时，C4通过R1放电，由于C4交变的充放电，使得2、6脚的电压在1.65～3.35之间来回变化，从而使输出电压在0和1之间周期变换，输出脉冲信号，控制指示灯，形成呼吸灯的效果。NE555的具体功能表和呼吸灯电路如下：

以前做项目训练时，会直接给出R1、R2、C4的值，同学们按原理图连线并焊接，连接完成后，上电测试，有呼吸灯的效果，则任务完成，对NE555的工作原理了解不够。改革后的教案是在R1、R2、C4这几个位置放置插孔，给一系列设置好的数据让学生测试，并观察现象，说明原因，引导同学们去思考，去找答案。

2.3教学实施过程的改革。在硬件电路的教学中，电路实践、电路检测与调试，是硬件电路学习的重要环节。在教学实施过程中，如何引导同学们去自行检测、调试电路。我们通过以下三个措施来激励学生自行检查电路。

（1）分组检测。以物理位置为基础，如每排为一组，每组做的最快的同学为组长，协助教师检测验收本小组同学项目。教师对组长在此项目予以额外加分。

（2）同学互助。完成项目的同学，帮助别人检查并、改正成功一个项目，给其本项目一定的加分。

（3）项目验收政策倾向。学生自己正确完成的电路，得在85分以上，同学自己和其他同学共同检测完成的电路，得在80分以上，由教师帮助检测修改完成的电路，得在80分以下，鼓励同学们自行检测电路。

2.4课程考核的改革。注重过程性考核，每一次项目实践，进行验收和评分，一学期下来，平时成绩占总评的60%;期末也以完成实际项目为考核要求，锻练同学们的电路设计、制作、调试能力，以项目答辩的形式进行，让同学们自行介绍其项目的制作情况及效果，并回答评委的问题，期末项目占总评的40%。

总之，硬件教学的改进是一个循序渐近的过程，需要静下心来，细心设计案例与教学内容，合理规划教学设计，不断激发学生学习兴趣，鼓励学生多实践、多思考、多积累。同时建议学院课余时间开放实训室，为学生硬件练习提供条件，从而提高硬件课程的教学效果。

参考文献：

[1]《嵌入式單片机教学与电子工艺实习相结合的课程改革与实践》;李雪;科技风杂志社

[2]《电子工艺实践教学创新探索》李琴琴、杨学军;创新创业理论研究与实践

[3]《电子工艺实训创新实践教学探索与改革》薛桂娟、赵文晶;创新创业理论研究与实践

作者简介：甘海琴，女，汉族，籍贯：江西丰城;生于：1973-3-27，职称：讲师/高级工程师，硕士学历，研究方向：计算机控制。