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【關(guān)鍵詞】 電子產(chǎn)品 外部破壞力 安全性 精度 可靠性
一、前言
隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對于電子產(chǎn)品的安全性和可靠性要求也越來越高。而電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的外部破壞力的不斷降低可以讓電子產(chǎn)品更加耐用,可靠性,安全性以及使用精度更好。本文從電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性出發(fā),分析了電子產(chǎn)品的特點(diǎn),并重點(diǎn)探討了減少電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外部破壞力的有效方法:做好密封工作,保障結(jié)構(gòu)完整,避免過多的受環(huán)境影響;做好減震緩沖工作,避免機(jī)械因素對電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外部造成破壞;做好屏蔽工作,避免外界電磁信號的干擾;加裝保險(xiǎn)裝置,確保安全性和可靠性;合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),方便后續(xù)維修;盡量做好檢測裝備,有助于及時(shí)的發(fā)出警報(bào)。
二、子產(chǎn)品的特點(diǎn)分析
1、電子產(chǎn)品的組成相當(dāng)復(fù)雜,密度非常大。電子產(chǎn)品比較精密,其結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜,密度大是其主要的特點(diǎn)。由于電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜密度大,所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要求更合理。2、工作環(huán)境變化多樣,外部影響大。電子產(chǎn)品工作的環(huán)境大都為環(huán)境比較復(fù)雜,溫度濕度要求比較高,電磁干擾等影響比較大等等。3、可靠性要求非常嚴(yán)格。電子產(chǎn)品的主要目的是提高各種精確的數(shù)據(jù),所以對于可靠性要求比較高,準(zhǔn)確度要求比較精準(zhǔn)。4、功能要求和精度要求都非常高。電子產(chǎn)品對操作控制的要求更高。將精密機(jī)械應(yīng)用當(dāng)中,也是其發(fā)展當(dāng)中的一個(gè)顯著的特征。
三、減小電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外部破壞力的方法
1、做好密封工作,保障結(jié)構(gòu)完整,避免過多的受環(huán)境影響。電子產(chǎn)品容易受到外部環(huán)境的影響,比如溫度和濕度對電子產(chǎn)品的影響都比較大。通過復(fù)雜的外部環(huán)境,容易影響電子產(chǎn)品的外部結(jié)構(gòu),對電子產(chǎn)品的使用產(chǎn)生非常大的影響。為此,為了減少電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外部破壞力必須做好電子產(chǎn)品的密封工作。通過良好的密封工作,保障結(jié)構(gòu)的完整性,這樣讓電子產(chǎn)品在受到溫度和濕度影響時(shí),受損情況不會太嚴(yán)重,對外部環(huán)境會有一定的抵抗力。所以,做好電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的密封工作非常關(guān)鍵。
2、做好減震緩沖工作,避免機(jī)械因素對電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外部造成破壞。電子產(chǎn)品除了容易受外部環(huán)境影響外,還容易受機(jī)械因素的影響。通過外部機(jī)械因素的影響,會對電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外部造成一定的破壞。因此,要想降低機(jī)械因素的影響,減少電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外部破壞力,必須做好電子產(chǎn)品的減震緩沖工作。通過做好減震緩沖工作,對外部機(jī)械因素影響產(chǎn)生一定的抵抗,可以保障電子產(chǎn)品的有效使用,提升其結(jié)構(gòu)完整性,保障其良好的使用壽命。
3、做好屏蔽工作,避免外界電磁信號的干擾。外部電磁信號的干擾也會對電子產(chǎn)品產(chǎn)生非常大的影響。會容易造成電子產(chǎn)品精度不準(zhǔn)。為此,做好電子產(chǎn)品的屏蔽工作,是減小電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外部破壞力的一個(gè)重要措施。這就要求電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員,在其設(shè)計(jì)上,將屏蔽工作考慮進(jìn)去。首先考慮設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品的使用環(huán)境,在使用環(huán)境下,會經(jīng)常出現(xiàn)哪些電磁干擾信號,根據(jù)電磁干擾的特點(diǎn),來加裝屏蔽。在做好屏蔽工作后,盡量在實(shí)際環(huán)境下進(jìn)行試運(yùn)行,根據(jù)使用的具體情況,來加以改進(jìn)和完善。
4、加裝保險(xiǎn)裝置,確保安全性和可靠性。保險(xiǎn)裝置的合理使用,也可以有效的減小電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外部破壞力。在擁有保險(xiǎn)裝置后,在超負(fù)荷下,保險(xiǎn)裝置就會起到作用,對電子產(chǎn)品的整個(gè)部件起到保護(hù),保障了電子產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。后續(xù)正常環(huán)境下,只需要更換保險(xiǎn)裝置就可以再次使用,使用成本降低,使用壽命提升。
5、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),方便后續(xù)維修。整體結(jié)構(gòu)便于維修,比如可以使用快速裝拆結(jié)構(gòu),折疊式結(jié)構(gòu)等。
6、盡量做好檢測裝備,有助于及時(shí)的發(fā)出警報(bào)。電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要想更加合理,必須加裝檢測裝置,這樣在擁有檢測裝置后,一旦遇到異常情況,可以及時(shí)的發(fā)出警報(bào),給操作人員警示,提前做好安全操作。盡可能的避免電子產(chǎn)品損壞。
總結(jié):在以后的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,必須不斷的完善其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,規(guī)范生產(chǎn)步驟,盡量保障電子產(chǎn)品少受外部環(huán)境和氣候等的影響,保障電子產(chǎn)品的使用壽命更長,保障電子產(chǎn)品的使用精度更靈敏。只有這樣,才能不斷的減少電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外部破壞力,才能讓電子產(chǎn)品的安全性和可靠性更加讓用戶滿意。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]劉麗偉. 科技風(fēng). 關(guān)于創(chuàng)新電子產(chǎn)品方面電子信息技術(shù)的應(yīng)用分析[J]. 2016(02)
關(guān)鍵詞:課程;智能控制;項(xiàng)目式教學(xué);教學(xué)改革
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 16-0000-02
Vocational"Intelligent Control and Programming"Course of Project-Based Teaching
Xia Guangwei
(Wuhan Polytechnic,Wuhan430074,China)
Abstract:Let the students to learn professional knowledge to practical work to go,and ultimately the students'zero distance'posts,these are the curriculum reform in vocational schools of concern.We are in the"Intelligent Control and Programming"course in the implementation of the project approach,optimization and knowledge through the project of reconstruction and integration points to improve the efficiency and effectiveness of training to develop the abilities of students so that students in the electronic technology skills has been greatly improved.
Keywords:Curriculum;Intelligent control;Project-based teaching;Teaching reform
提高學(xué)生的職業(yè)能力,讓學(xué)生把所學(xué)的專業(yè)知識應(yīng)用到實(shí)際工作當(dāng)中去,最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生的“零距離”上崗,這些都是目前高職院校課程改革中關(guān)注的問題。并且,用人單位對高職院校畢業(yè)生的考察主要是看學(xué)生有沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),有沒有參與過實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā)。針對這樣的現(xiàn)狀,我們在《智能控制與程序設(shè)計(jì)》課程中實(shí)施了項(xiàng)目教學(xué)法。教學(xué)實(shí)踐表明:通過項(xiàng)目的優(yōu)化和知識點(diǎn)的重構(gòu)和整合,在提高實(shí)訓(xùn)的效率與效果,培養(yǎng)學(xué)生全面能力等方面,確實(shí)收到了一定的成效。它使我們的學(xué)生在電子技術(shù)應(yīng)用方面的技能有了很大的提升。
一、課程來源及定位
(一)專業(yè)調(diào)研與崗位分析
組織專業(yè)教師走訪多家電子產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)企業(yè),進(jìn)行廣泛深入的調(diào)研,采取與企業(yè)的工程技術(shù)人員座談、交流和回訪畢業(yè)生等形式,了解電子信息技術(shù)專業(yè)的發(fā)展和人才需求,聽取他們對教學(xué)的意見和建議,召開專家論證會,確定了電子信息技術(shù)專業(yè)的職業(yè)領(lǐng)域,主要是電子產(chǎn)品生產(chǎn)、智能電子產(chǎn)品研發(fā)、電子產(chǎn)品技術(shù)服務(wù)3個(gè)方面。以上職業(yè)領(lǐng)域主要包括5個(gè)就業(yè)崗位――電子產(chǎn)品裝配與檢測、電子元件采購與管理、智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與調(diào)試、電子產(chǎn)品營銷、電子產(chǎn)品售后服務(wù)。
(二)人才培養(yǎng)目標(biāo)與專業(yè)課程體系
根據(jù)就業(yè)崗位的要求,確定了專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)為:主要面向電子產(chǎn)品制造行業(yè),培養(yǎng)擁護(hù)黨的基本路線,適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)第一線需要,具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神,具備電子材料采購,電子產(chǎn)品制造、檢測、調(diào)試,工藝管理及銷售與售后服務(wù)能力,主要從事電子產(chǎn)品生產(chǎn)、研發(fā)、維護(hù)、銷售和技術(shù)服務(wù),以及電子技術(shù)領(lǐng)域的生產(chǎn)和管理的高素質(zhì)技能型人才。通過分析、提煉,將專業(yè)能力中導(dǎo)線與電纜的識別與使用、微處理器的應(yīng)用、電子產(chǎn)品性能的測試以及電子產(chǎn)品現(xiàn)場安裝、調(diào)試、維修和應(yīng)用等能力歸納為選、讀、焊、寫,測、裝、調(diào)、檢、編、設(shè)等10項(xiàng)職業(yè)能力,因此確定了本專業(yè)的專業(yè)課程體系。
(三)課程性質(zhì)與定位
《智能控制與程序設(shè)計(jì)》課程主要是培養(yǎng)學(xué)生具有綜合應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試能力,面向電子產(chǎn)品裝配與檢測、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與調(diào)試等主要崗位,在專業(yè)人才培養(yǎng)中起主要作用,因此確定本課程是電子信息技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程。
(四)課程目標(biāo)
根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)中智能電子產(chǎn)品的調(diào)試與應(yīng)用等專業(yè)能力的培養(yǎng)需要,確定了本課程的課程目標(biāo):
1.知識目標(biāo):(1)了解單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理。(2)了解單片機(jī)控制設(shè)備的工作原理。(3)掌握單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)方法及指令系統(tǒng)。(4)掌握單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)工具的使用方法。
2.能力目標(biāo)。選取了人才培養(yǎng)目標(biāo)10項(xiàng)職業(yè)能力中的6種。(1)測:會檢測常用電子元器件。(2)編:會使用keil、proteus軟件進(jìn)行程序的編寫、運(yùn)行及仿真。(3)裝、調(diào)、設(shè):會制作、調(diào)試、設(shè)計(jì)簡單小型智能電子產(chǎn)品。(4)寫:會規(guī)范撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。
3.素質(zhì)目標(biāo):(1)培養(yǎng)耐心、細(xì)致的工作態(tài)度。(2)培養(yǎng)安全生產(chǎn)、規(guī)范操作的職業(yè)素養(yǎng)。(3)樹立質(zhì)量、成本的意識。(4)養(yǎng)成交流與協(xié)作的習(xí)慣。
(五)課程設(shè)計(jì)
教學(xué)內(nèi)容的選取電動(dòng)玩具開發(fā)為載體。與深圳德普施科技有限公司、上海得實(shí)科技有限公司、武漢天藍(lán)宇智能科技有限公司密切合作,設(shè)計(jì)了以工作過程為主線的教學(xué)過程,如圖1所示。考評標(biāo)準(zhǔn)的制定以崗位能力的需要為依據(jù),參考了電工、電子儀器儀表裝調(diào)工、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作員等工種對智能電子產(chǎn)品調(diào)試與應(yīng)用技術(shù)的要求。在教學(xué)過程中,著力提升智能電子產(chǎn)品調(diào)試與應(yīng)用能力的同時(shí),注重職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。
圖1:以工作過程為主線的教學(xué)過程
二、教學(xué)內(nèi)容
(一)內(nèi)容選取
單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛,如生活中常見的電動(dòng)玩具、電子廣告牌、電飯煲、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床設(shè)備等,均用到了單片機(jī)技術(shù)。經(jīng)過對比,我們選擇了電動(dòng)玩具作為項(xiàng)目制作的載體。本課程具有注重技能訓(xùn)練與理論學(xué)習(xí)相結(jié)合、注重過程考核、注重綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)的特點(diǎn)。根據(jù)知識點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)化的項(xiàng)目設(shè)計(jì),設(shè)置了基本訓(xùn)練項(xiàng)目和拓展訓(xùn)練項(xiàng)目,構(gòu)建能對學(xué)生相應(yīng)單片機(jī)應(yīng)用能力進(jìn)行訓(xùn)練的工作任務(wù),并在課程教學(xué)結(jié)束后安排課外競技訓(xùn)練項(xiàng)目,以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。
(二)內(nèi)容序化
項(xiàng)目及任務(wù)的設(shè)計(jì)遵循從運(yùn)用單片機(jī)的內(nèi)部資源,到控制外部設(shè)備,最后到設(shè)計(jì)實(shí)用產(chǎn)品的規(guī)律,前面的知識是后面學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),由簡單到復(fù)雜。通過對學(xué)生的實(shí)際情況和教學(xué)內(nèi)容的難易程度進(jìn)行綜合分析,共40學(xué)時(shí)。課外競技訓(xùn)練在本課程教學(xué)結(jié)束后安排,教師自主命題,學(xué)生課外完成,不占課內(nèi)學(xué)時(shí)。本課程在大二上學(xué)期授課。
(三)表現(xiàn)形式
課程組教師與深圳德普施科技有限公司等企業(yè)共同編寫的教學(xué)做一體化教材《智能控制與程序設(shè)計(jì)》,與武漢天藍(lán)宇智能科技有限公司聯(lián)合編寫了項(xiàng)目教材《智能控制-射頻卡項(xiàng)目》,課程組還編寫了《學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案集》和《學(xué)生評價(jià)》等校內(nèi)教材;制作了學(xué)生工作頁和圖文并茂的多媒體課件;錄制了教學(xué)視頻;制作了精品課網(wǎng)站;專業(yè)教師與企業(yè)工程師共同開發(fā)了智能控制-射頻系統(tǒng)。為不斷規(guī)范和完善《智能控制與程序設(shè)計(jì)》的課程教學(xué),課程組教師與相關(guān)的企業(yè)工程技術(shù)人員制定了課程標(biāo)準(zhǔn),其內(nèi)容包括課程概述、課程目標(biāo)、內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配、課程實(shí)施要求、標(biāo)準(zhǔn)說明及評價(jià)等方面。
三、教學(xué)設(shè)計(jì)
(一)教學(xué)模式
1.教學(xué)模式。本課程采用計(jì)算機(jī)虛擬仿真和實(shí)物制作相結(jié)合,課內(nèi)教學(xué)、課外二課活動(dòng)、競技教育相結(jié)合的教學(xué)做一體的教學(xué)模式。(1)課內(nèi)學(xué)習(xí)。通過計(jì)算機(jī)虛擬仿真加實(shí)物制作的課內(nèi)教學(xué),要求學(xué)生具有簡單程序的分析、設(shè)計(jì)、調(diào)試能力,培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)的基本應(yīng)用能力。(2)二課活動(dòng)。通過課外科技活動(dòng),加深和鞏固單片機(jī)基本理論、強(qiáng)化基本應(yīng)用能力的同時(shí),鍛煉學(xué)生對單片機(jī)的技術(shù)應(yīng)用能力。(3)競技教育。通過競技活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的能力。
2.考核反饋。(1)課程考核。本課程的考核主要包括3部分:平時(shí)成績占20%,包括學(xué)習(xí)態(tài)度,自主學(xué)習(xí),語言表達(dá)等方面;專業(yè)知識考核占30%,通過理論考試測試專業(yè)知識掌握程度;項(xiàng)目訓(xùn)練成績占50%,包括專業(yè)技能、文字表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識等方面。另外,學(xué)生可以通過網(wǎng)上自測系統(tǒng)進(jìn)行自我測試,檢查知識和技能的掌握程度。(2)教學(xué)反饋。在整個(gè)教學(xué)過程中,教師通過課堂提問、課外交流、作品評價(jià)、課后作業(yè)等直接反饋,了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況;也可通過教學(xué)系部、學(xué)院督導(dǎo)(查、聽、評)和企業(yè)相關(guān)人員的評價(jià)等途徑,反饋教師對教學(xué)內(nèi)容、重難點(diǎn)把握程度和學(xué)生運(yùn)用單片機(jī)知識、技能的水平,不斷改善教學(xué)。
(二)方法手段
1.教學(xué)方法。本課程采用項(xiàng)目教學(xué)法組織教學(xué),教學(xué)過程按照5個(gè)步驟進(jìn)行,充分應(yīng)用多媒體網(wǎng)絡(luò)資源,結(jié)合虛擬實(shí)訓(xùn)室、單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室等實(shí)踐場所實(shí)現(xiàn)教學(xué)。
2.教學(xué)手段。教學(xué)過程中,我們充分運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù),利用教學(xué)軟件輔助監(jiān)控課堂教學(xué);利用keil、proteus軟件進(jìn)行系統(tǒng)的虛擬仿真;通過精品課網(wǎng)站實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)資源開放、共享和師生互動(dòng),同時(shí)利用學(xué)院的教務(wù)管理系統(tǒng)將教案、課件、授課進(jìn)度計(jì)劃等資料上傳,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上輔助教學(xué)管理。
四、教學(xué)組織與實(shí)施
本課程的教學(xué)過程按照5個(gè)步驟進(jìn)行,如圖2。下面以顯示系統(tǒng)的制作的項(xiàng)目5輸入輸出接口與紅外線傳感器應(yīng)用――(4學(xué)時(shí))為例具體說明。
圖2:教學(xué)過程
任務(wù)布置(1學(xué)時(shí)):教師通過多媒體課件、視頻、實(shí)物等途徑展示產(chǎn)品效果,讓學(xué)生明確產(chǎn)品功能,確定本任務(wù)的教學(xué)目標(biāo),引導(dǎo)學(xué)生搜集相關(guān)資料。這個(gè)過程是讓學(xué)生知道做什么。
方案討論(1學(xué)時(shí)):學(xué)生分組,搜集資料,討論制定初步方案,填寫制作過程記錄卡。
方案確定(2學(xué)時(shí)):學(xué)生在老師的指導(dǎo)下通過計(jì)算機(jī)模擬仿真論證方案,完善并確定一個(gè)最優(yōu)方案,學(xué)生匯報(bào)方案,老師講解知識,答疑解惑。這個(gè)過程是讓學(xué)生明確怎么做。
實(shí)物制作(3學(xué)時(shí)):學(xué)生根據(jù)最優(yōu)方案,準(zhǔn)備所需設(shè)備和元件,在單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行實(shí)物制作和產(chǎn)品調(diào)試,老師在制作之前介紹安全操作注意事項(xiàng),制作之中巡查、糾正學(xué)生的不良習(xí)慣,指導(dǎo)學(xué)生分析、解決調(diào)試故障。目的是教會學(xué)生規(guī)范制作。
任務(wù)考評(1學(xué)時(shí)):學(xué)生展示作品,參加答辯,老師量化評分。學(xué)生總結(jié),老師點(diǎn)評,布置下個(gè)任務(wù)及與本任務(wù)相關(guān)的拓展訓(xùn)練任務(wù),如往屆電子設(shè)計(jì)大賽題,以便學(xué)生能在創(chuàng)新工作室進(jìn)行拓展訓(xùn)練,最后收取制作過程記錄卡、任務(wù)考核評分卡、總結(jié)報(bào)告等資料。這個(gè)過程是檢查學(xué)生做得怎么樣。
五、特色與創(chuàng)新
(一)虛實(shí)結(jié)合、軟硬兼修
利用單片機(jī)軟件模擬仿真確定可行、合理的設(shè)計(jì)方案,結(jié)合方案制作出實(shí)物,一虛一實(shí),培養(yǎng)學(xué)生軟、硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及調(diào)試能力。
(二)以賽促練、以賽促改
課程教學(xué),通過基本訓(xùn)練項(xiàng)目、拓展訓(xùn)練項(xiàng)目,訓(xùn)練學(xué)生的單片機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用能力;課外通過組織校內(nèi)競技比賽項(xiàng)目,開展競技訓(xùn)練,選拔優(yōu)秀選手參加校外比賽,調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。通過成果總結(jié)促進(jìn)教師不斷完善教學(xué)內(nèi)容,改革教學(xué)方法,提高教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】電子類競賽;應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè);課程體系;微控制器
0 引言
電子類競賽項(xiàng)目開展以來,一直充當(dāng)著教學(xué)改革的“指揮棒”的角色,“以賽促學(xué),以賽促教,以賽促改”已成為發(fā)展職業(yè)教育,完善培養(yǎng)技能型人才的長效機(jī)制[1]P36-37。本院應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)參與競賽活動(dòng)歷經(jīng)近十年,積累了眾多大賽課題與成果,形成了多種賽項(xiàng)全面參與的形勢。但是大賽受益學(xué)生僅限于若干優(yōu)秀學(xué)生,推廣面不夠?qū)挕=陙恚瑖鴥?nèi)各類電子大賽越來越傾向于將工作過程系統(tǒng)化融入大賽,大賽的評審指標(biāo)與產(chǎn)業(yè)要求相接軌,這與高職高專最近幾年將工作過程系統(tǒng)化融入專業(yè)與課程的改革正相穩(wěn)合,本文在剖析電子類競賽的基礎(chǔ)上,對大賽成果進(jìn)行升級并應(yīng)用于日常教學(xué),以期取得擴(kuò)大受益人群的效果,使得以賽促建的優(yōu)勢得到真正的發(fā)揮。
1 電子類競賽項(xiàng)目的透析
目前,全國面向高職高專院校開展的電子類的競賽,主要有全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽和全國職業(yè)院校技能大賽。
1.1 競賽的主要技術(shù)體系
縱觀浙江省和教育部舉辦的大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽與制作競賽,競賽的技術(shù)體系主要包含理論知識測試、電路識圖、元件選型與參數(shù)計(jì)算、原理圖繪制、PCB設(shè)計(jì)、PCB板制作、電子工藝焊接、單片機(jī)軟件程序編寫、電路調(diào)試、軟件調(diào)試、電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與安裝工藝、電子產(chǎn)品的工藝文件編寫、電子產(chǎn)品的技術(shù)文件編寫、技術(shù)答辯等技術(shù)考核內(nèi)容。整個(gè)競賽過程貼近生產(chǎn)、工藝、注重質(zhì)量,以企業(yè)實(shí)際要求出發(fā)。
1.2 原課程體系與競賽的融合情況
通過參加各類電子競賽,我們清楚的認(rèn)識到高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)和電子競賽的宗旨是一致的,競賽促進(jìn)了電子信息專業(yè)課程體系,以電子競賽的實(shí)踐來促進(jìn)教學(xué)改革,形成以“素質(zhì)教育為基礎(chǔ),能力培養(yǎng)為主線”的創(chuàng)新型應(yīng)用性人才培養(yǎng)模式。
對于傳統(tǒng)的電子類基礎(chǔ)課程,如模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、高頻電子技術(shù)等,整合為《電子技術(shù)基本技能實(shí)訓(xùn)》、《單元電子電路分析與測試》和《電子電路調(diào)試與應(yīng)用》。按照競賽的要求,通過《電子技術(shù)基本技能實(shí)訓(xùn)》專門訓(xùn)練學(xué)生的技能,并在后續(xù)的課程里不斷反復(fù)應(yīng)用,以促進(jìn)學(xué)生掌握。
新的應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中對于創(chuàng)新型應(yīng)用性人才的培養(yǎng),主要通過《簡易智能產(chǎn)品編程》、《微控制器應(yīng)用》、《電子產(chǎn)品制圖與制板》、《電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與管理》、《智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作》、《電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作》和《嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》等課程的相輔相成,實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的全面素質(zhì)、技能的培養(yǎng)。
2 競賽引領(lǐng)下應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)課程的改革
根據(jù)前面對競賽的深度剖析,我們對原來應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)課程的教學(xué)組織做了相應(yīng)調(diào)整。將競賽中對學(xué)生提出的要求融入日常課程的教學(xué),并重新梳理了各個(gè)課程的教學(xué)內(nèi)容及上下承接的關(guān)聯(lián)部分的內(nèi)容。參照企業(yè)中的技術(shù)開發(fā)部與生產(chǎn)部管理模式,課程中實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目來自于競賽題目、教師科研項(xiàng)目、企業(yè)實(shí)際產(chǎn)品等方面。
教學(xué)開展的具體步驟:
(1)在《簡易智能產(chǎn)品編程》課程中,以競賽項(xiàng)目為例,培養(yǎng)學(xué)生的C語言編程技巧,要求學(xué)生能夠消化吸收。
(2)在《電子產(chǎn)品制圖與制板》課程中,以《微控制器應(yīng)用》課程教學(xué)案例為例,培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求利用Protel軟件,遵循國際和行業(yè)規(guī)范,依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn),完成原理圖的設(shè)計(jì)與繪制,在符合PCB布局和布線要求的基礎(chǔ)上完成PCB設(shè)計(jì),并制作出相應(yīng)PCB板。
(3)在《電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與管理》課程中,以后續(xù)課程所選教學(xué)案例為例,培養(yǎng)學(xué)生常用電子元器件、基本材料和工具的使用知識、電子產(chǎn)品的裝配準(zhǔn)備工藝、線路基板焊接工藝、電子產(chǎn)品總裝和調(diào)試工藝、電子產(chǎn)品檢驗(yàn)和包裝工藝、電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝文件編制等專業(yè)知識和相關(guān)技能;同時(shí),培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、根據(jù)企業(yè)實(shí)際條件決定生產(chǎn)工藝方案的管理意識,樹立質(zhì)量第一的觀點(diǎn)和分工協(xié)作的團(tuán)隊(duì)意識和嚴(yán)肅認(rèn)真一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)。
(4)在《微控制器應(yīng)用》課程中,以競賽項(xiàng)目為例,培養(yǎng)學(xué)生能設(shè)計(jì)一個(gè)完整的、簡單的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng),從單片機(jī)選型、接口電路搭建、內(nèi)部資源分配、程序編寫以及下載調(diào)試等環(huán)節(jié)對學(xué)生進(jìn)行全面綜合的訓(xùn)練,使學(xué)生具備單片機(jī)應(yīng)用的基礎(chǔ)能力。
(5)《智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作》、《電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作》和《嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》的課程教學(xué)中,以競賽項(xiàng)目及企業(yè)項(xiàng)目為例,培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)際需求,選擇不同的控制器,從設(shè)計(jì)方案、成本核算、電路設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)及系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、產(chǎn)品裝配、工藝文件編寫及使用說明書撰寫到項(xiàng)目總結(jié)與創(chuàng)新,完整的體驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)的全過程。促使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中不斷的總結(jié)、不斷的提升。
(6)在《生產(chǎn)實(shí)習(xí)》和《頂崗實(shí)習(xí)》等實(shí)踐環(huán)節(jié)中,讓學(xué)生親臨企業(yè)一線,切身感受工作中的壓力、努力和興奮等感受,促進(jìn)其快速成長。
3 結(jié)論
電子競賽在高職高專院校的普遍開展,給予了我們許多的啟示,以電子競賽為載體,促進(jìn)了專業(yè)課程改革,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為培養(yǎng)更多的高素質(zhì)技能型人才提供了有效指導(dǎo)。
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1.1傳統(tǒng)意義上的“三防”
針對影響電子產(chǎn)品使用穩(wěn)定性和可靠性的因素(諸如溫度、濕度、鹽等),在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)提出了防濕熱、防鹽霧、防霉菌的基本要求,合稱為“三防”。其具體的定性理論如下:(1)防濕熱:當(dāng)空氣濕度過大時(shí),電子產(chǎn)品的材料構(gòu)件易受潮而發(fā)生變形,從而加速金屬腐蝕,并最終導(dǎo)致性能降低或破壞,為避免該類現(xiàn)象應(yīng)進(jìn)行防濕設(shè)計(jì);(2)防鹽霧:鹽霧中的氯離子可以穿透產(chǎn)品的金屬保護(hù)膜,形成的鹽溶液能加速化學(xué)腐蝕和金屬電蝕,降低絕緣性,常見的空氣污染中所含有的二氧化硫、氨氣、氯氣等有害氣體易導(dǎo)致該類現(xiàn)象;(3)防霉菌:電子產(chǎn)品運(yùn)作時(shí)的產(chǎn)熱量利于霉菌的繁殖,其所產(chǎn)生的分泌物不僅影響美觀,也能引起腐蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生,從而損壞電路功能。
1.2新“三防”時(shí)代
三防技術(shù)是針對電子產(chǎn)品開展的有關(guān)環(huán)境條件及其影響、耐環(huán)境設(shè)計(jì)、綜合防護(hù)技術(shù)、效果評價(jià)及技術(shù)管理等方面的理論研究及工程應(yīng)用的一項(xiàng)系統(tǒng)工程。隨著信息時(shí)代的到來,通信設(shè)備的三防性能已成為重要的技術(shù)指標(biāo)之一,常作為產(chǎn)品試驗(yàn)考核的基本內(nèi)容以考察設(shè)備的可靠性?,F(xiàn)階段,其主要涉及對象包括材料、元器件、電路、結(jié)構(gòu)、工藝等,而在現(xiàn)有的使用環(huán)境條件下,從上述各方面改變產(chǎn)品的性能已成為未來電子通信設(shè)備三防設(shè)計(jì)的主要發(fā)展趨勢,已達(dá)到提高通信設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性的目的。
2三防設(shè)計(jì)的內(nèi)容
電子產(chǎn)品研究和設(shè)計(jì),需根據(jù)其應(yīng)具備的性能要求和使用的環(huán)境條件進(jìn)行相關(guān)的考量,因此,三防設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容有:(1)產(chǎn)品壽命期環(huán)境剖面及其對腐蝕的影響程度,電子產(chǎn)品的使用環(huán)境對產(chǎn)品的性能影響巨大,考察環(huán)境中可能存在的不利因素是三防技術(shù)應(yīng)用的前提,也是十分重要的技術(shù)依據(jù)。(2)三防技術(shù)保護(hù)措施?,F(xiàn)有的三防保護(hù)主要從材料防護(hù)(主要體現(xiàn)為材料的抗腐蝕性能)、結(jié)構(gòu)防護(hù)(主要是避免腐蝕問題的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))和工藝防護(hù)(技術(shù)工程化過程)。(3)三防試驗(yàn)及評價(jià)技術(shù),試驗(yàn)的方法主要包括人工加速試驗(yàn)和大氣暴露試驗(yàn)兩類,同屬于破壞性試驗(yàn),旨在通過短時(shí)間的惡劣環(huán)境(自然環(huán)境條件、人為使用條件)得出破壞產(chǎn)品性能指標(biāo)的參數(shù),以便進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。(4)三防管理技術(shù),電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過程拉伸大,從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)到最終的生產(chǎn)驗(yàn)收,各個(gè)環(huán)節(jié)都有不同程度的影響,建立合理的管理體系,首先可以方便整個(gè)過程的有序化執(zhí)行,也有利于后續(xù)的反饋性查詢。針對以上內(nèi)容,戴柏林等人形象化地給予了其基本的結(jié)構(gòu)層次,如下圖所示。圖中十分明確地描述了各層次的基本屬性和協(xié)作屬性,即:管理體系的作用;各層次可合并或拆分;低層次的內(nèi)容條目更具體;第三、四層次可補(bǔ)充。
3三防設(shè)計(jì)的強(qiáng)化
3.1三防技術(shù)管理的提高
三防技術(shù)管理體系,指為使電子產(chǎn)品達(dá)到三防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而應(yīng)具備的技術(shù)和管理?xiàng)l件,其應(yīng)具備標(biāo)準(zhǔn)化、程序化和制度化的基本特征,所涉及的基本內(nèi)容包括管理框架、相關(guān)過程、工作程序及所需資源四個(gè)部分,三防管理體系建設(shè)的主要目的在于規(guī)范和約束設(shè)計(jì)師行為,避免設(shè)計(jì)的隨意性。將三防問題納入管理體系內(nèi),就必須要求在產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造的整個(gè)過程中嚴(yán)格檢查相應(yīng)的各個(gè)點(diǎn)的執(zhí)行情況,具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):(1)設(shè)計(jì)方案的反饋:確立設(shè)計(jì)方案后,進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn),試驗(yàn)的具體情況應(yīng)及時(shí)反饋給工藝、結(jié)構(gòu)總設(shè)計(jì)師,便于從整機(jī)防護(hù)的高度調(diào)整或改進(jìn)其三防問題;(2)分工協(xié)作能力:要求各個(gè)部門明確職責(zé),從生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)配合三防工作的良好展開;(3)流程監(jiān)督、記錄:針對生產(chǎn)流程中影響產(chǎn)品性能的特殊工藝過程,嚴(yán)格填寫必要的生產(chǎn)記錄,便于查找和分析問題;(4)產(chǎn)品的驗(yàn)收:零部件應(yīng)進(jìn)行相關(guān)專業(yè)、工序的自檢、互檢、專檢過程,驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行破壞性模擬鑒定;在進(jìn)一步的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,也應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行產(chǎn)品驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),針對客戶的反饋應(yīng)進(jìn)行及時(shí)的工藝技術(shù)修訂。
3.2三防技術(shù)材料的選擇
針對電子通信結(jié)構(gòu)部件特性,正確、合理地選擇相應(yīng)材料(金屬及非金屬材料)是進(jìn)行三防設(shè)計(jì)的第一步,只有從原料上保證質(zhì)量可靠性,才能從根本上保證設(shè)備的可靠性,因此,選材至關(guān)重要。在材料的選擇上,為了使電子通信設(shè)備具有更好的適用性,應(yīng)盡量選擇耐腐蝕性能好的金屬材料(諸如鋁合金、鈦合金、奧氏體型不銹鋼等)和耐老化、不長霉菌的非金屬材料。在材料選用前,應(yīng)對其基本性能十分了解。21世紀(jì)進(jìn)入納米材料時(shí)代,納米技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛,究其原因是因?yàn)榧{米材料具有常規(guī)狀態(tài)下材料難以比擬的優(yōu)勢,比如良好的耐受紫外線功能、抗菌性能、顆粒度小(可制作無色材料)等,目前已有應(yīng)用的納米材料有二氧化鈦。
3.3三防技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的提高
三防結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)具有簡便性和實(shí)用性兩大特征,同時(shí)也應(yīng)滿足其基本的力學(xué)要求和性能要求:(1)對所選材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?電鍍、涂漆、噴塑等),提高性能指標(biāo)。(2)暴露件應(yīng)進(jìn)行防雨、瀝水性設(shè)計(jì),大容積構(gòu)件應(yīng)避免氣密式設(shè)計(jì),而需進(jìn)行氣密設(shè)計(jì)的部件應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行密封標(biāo)準(zhǔn)。(3)后續(xù)加工處理工序(電鍍、膠粘、灌封等)對尺寸的要求應(yīng)作提前考量。(4)應(yīng)考慮加工的可行性,諸如重量限制、死角、殘留等。(5)外觀指標(biāo):主要體現(xiàn)為零件的光潔度和色彩統(tǒng)一。
一、模擬真實(shí)工作崗位下達(dá)工作任務(wù)
將全班學(xué)生自由組合分成若干個(gè)研發(fā)小組,每個(gè)研發(fā)小組由三到五個(gè)學(xué)生組成,組員之間可以根據(jù)自己的專業(yè)特長和興趣愛好進(jìn)行合理分工。教師下達(dá)研發(fā)工作任務(wù),對研發(fā)任務(wù)作適當(dāng)?shù)慕忉屨f明和提出具體的目標(biāo)要求。期間教師要根據(jù)工作任務(wù)的目標(biāo)要求講授必備的專業(yè)理論知識,并提供必要的有關(guān)技術(shù)背景資料。如在我系電子信息專業(yè)的智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程教學(xué)中就是在模擬企業(yè)真實(shí)的研發(fā)崗位環(huán)境來開發(fā)一個(gè)智能數(shù)字溫度報(bào)警器,要求學(xué)生在兩個(gè)星期時(shí)間內(nèi)完成樣機(jī)的安裝調(diào)試工作,寫出比較完善的使用說明書。
二、接受研發(fā)工作任務(wù)
學(xué)生在充分理解研發(fā)工作任務(wù)之后,積極收集、整理、理解相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)資料,寫出功能需求說明書。在上述智能數(shù)字溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)工作任務(wù)中,要求根據(jù)設(shè)計(jì)的溫度計(jì)使用領(lǐng)域?qū)懗鱿鄳?yīng)的功能需求說明,包括測試的溫度極限、測試溫度的精度、報(bào)警溫度的上限和下限等。
三、提出研發(fā)任務(wù)的設(shè)計(jì)方案
學(xué)生研發(fā)小組根據(jù)功能需求說明書和已有的專業(yè)知識應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),在進(jìn)行可行性的分析和評估之后,提出研發(fā)任務(wù)的設(shè)計(jì)方案,例出工作任務(wù)的具體實(shí)施計(jì)劃。期間教師要充分與學(xué)生研發(fā)小組溝通和交流,指出設(shè)計(jì)方案和具體實(shí)施計(jì)劃中可能存在的問題和采取應(yīng)對措施的解決方法,協(xié)助學(xué)生研發(fā)小組自主完善設(shè)計(jì)方案和具體實(shí)施計(jì)劃。在上述智能數(shù)字溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)工作任務(wù)中,決定把溫度計(jì)應(yīng)用在家庭環(huán)境溫度的測試。因此在設(shè)計(jì)方案中選擇STC12C2052單片機(jī)為控制核心,用線式溫度傳感器DS18B20來檢測環(huán)境溫度,通過一個(gè)四位的數(shù)碼管來顯示溫度,采用兩個(gè)不同顏色的發(fā)光二極管來報(bào)警當(dāng)前環(huán)境溫度處在溫限范圍。這種設(shè)計(jì)方案在硬件上比較容易實(shí)現(xiàn),但是在軟件上實(shí)現(xiàn)從溫度傳感器DS18B20讀出檢測的溫度值具有一定的難度。
四、仿真環(huán)境下驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案
學(xué)生研發(fā)小組根據(jù)具體實(shí)施計(jì)劃開始設(shè)計(jì)硬件電路和編寫軟件,在仿真環(huán)境下對總體設(shè)計(jì)按功能分成功能模塊,并對每一個(gè)功能模塊在硬件和軟件上進(jìn)行驗(yàn)證、修改和完善,然后合并所有功能模塊,直至總體驗(yàn)證達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)要求為止??梢园严到y(tǒng)分成測溫功能模塊、報(bào)警功能模塊和顯示功能模塊三個(gè)部分在Protus仿真環(huán)境中仿真。智能數(shù)字溫度報(bào)警器在仿真環(huán)境下的電路原理圖如1所示。期間學(xué)生研發(fā)小組會遇到很多技術(shù)難題,教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生之間發(fā)揚(yáng)相互幫助的精神,有意識的培養(yǎng)學(xué)生之間溝通、交流和合作的能力,對個(gè)別的學(xué)生或普遍性的技術(shù)難題進(jìn)行針對性的技術(shù)指導(dǎo)。在上述智能數(shù)字溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)方案中。
五、樣機(jī)的制作及測試
由于仿真環(huán)境與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境有一定的差別,因此根據(jù)仿真結(jié)果確定最終設(shè)計(jì)方案并在進(jìn)行樣機(jī)制作時(shí),需要在硬件和軟件上做適當(dāng)?shù)男薷?,調(diào)整樣機(jī)有關(guān)工作參數(shù)使樣機(jī)工作在最佳狀態(tài)。樣機(jī)制作完成后,要對制作的樣機(jī)按照功能需求說明書的功能指標(biāo)在各種使用環(huán)境下進(jìn)行功能測試,并記錄這些功能測試的數(shù)據(jù),通過分析這些測試數(shù)據(jù)來確定樣機(jī)性能的穩(wěn)定性。這是工作過程中最重要的環(huán)節(jié),是學(xué)生對各種專業(yè)知識進(jìn)行系統(tǒng)融合,進(jìn)一步理解、鞏固和掌握理論知識的過程,是專業(yè)理論知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的過程。教師要有意識的引導(dǎo)學(xué)生從專業(yè)的角度去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題,充分應(yīng)用系統(tǒng)專業(yè)知識逐步解決問題。
六、整理設(shè)計(jì)文檔
在工作任務(wù)完成之后,教師要組織學(xué)生回顧工作任務(wù)的完成過程,對設(shè)計(jì)方案和任務(wù)完成過程的優(yōu)缺點(diǎn)展開討論,特別在技術(shù)創(chuàng)新方面給予充分的肯定,幫助學(xué)生總結(jié)專業(yè)知識的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),為將來在適應(yīng)職業(yè)崗位的基礎(chǔ)上激發(fā)技術(shù)創(chuàng)新能力奠定厚實(shí)的基礎(chǔ)。其中整理工作項(xiàng)目設(shè)計(jì)的技術(shù)文檔,撰寫樣品使用說明書,是總結(jié)專業(yè)知識的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)最有效的方法。
七、結(jié)語