《模擬電子技術》基于“1+X”證書教材建設探析

蔣興加

（廣西機電職業技術學院 電氣工程系，廣西 南寧 530007）

從2014年國務院發布《關于加快發展現代職業教育的決定》至2019年國務院等部門密集發布《國家職業教育改革實施方案》、《關于實施中國特色高水平高職學校和專業建設計劃的意見》、《關于在院校實施“學歷證書+若干職業技能等級書”制度試點方案》等多個職業教育文件，高等職業教育培養的是技術應用型人才，培養學生會思考、會學習、會應用，掌握一定的專業理論知識，又具有較強職業實踐技能的高素質人才是高等職業教育培養的基本目標。

1 引言

職業教育改革涉及到教學理念、教學方法、教學內容及教材、考核評價、雙師型教師隊伍、教學設備、資源庫等方面，而教材建設是承載職業教育改革的核心；目前模擬電子技術教材既存在脫離后續課程的需求，又未能充分吸收教研教改最新成果；編寫對接“1+X證書”和“工學結合”教材，以融合學歷教育和提升職業能力的課程具有十分重要的現實意義。

傳統教材源于學科性，普遍存在理論抽象、繁瑣，實例枯燥、脫離實際。目前，雖出版了“項目教學法”為主體的《模擬電子技術》類教材；但此類教材也存在一定不足，主要表現為：①較大程度限于實現形式上的“項目教學”，其實質源于學術性課程內容的重構，“項目教學”無法有效實施。②“唯項目”至上，過分堆砌項目，其實用性和可操作性存在一定的局限性。

2 教材建設

2.1 指導思想

以“工學合作、1+X證書、立體化跨界”為切入點，以更好地適應當前高等職業教育跨越式發展需要，對接教研教改成果和模擬電子技術發展，結合學習規律和專業基礎課特性，立足于將新知識、新技術、新方法、新理念、新的職教精神融合到教學實踐中并指導教材編寫工作。以“懂結構、懂原理、懂性能，會看、會畫、會算、會選、會用，上下一體互通”為目標，并以“理論和實踐并重，培養技能和應用優先”的基本理念指導課程標準制訂、教材內容的確定及具體編寫工作。

2.2 基本目標

本課程的目的在于使學生通過本課程的學習，主要掌握模擬電子技術的常用元件和電路，為崗位核心能力的培養奠定基礎。以基本知識、基本理論、基本技能為主線，突出器件與基本應用相結合，理論教學與實踐訓練相結合，做到理論知識夠用為度，加強實踐教學和實際應用能力的培養，對接雙證融通考核點。使學生掌握元件的結構和特性，掌握電路的分析、識圖、繪圖、計算、裝配、調試、維護、設計、技術文檔書寫、交流合作等應用能力。為實現課程目標，編寫教材的立足點在于項目載體的選擇。

2.3 基本思路

教材編寫充分體現理論分析和電子制作技能的有機融合，注重學生分析問題、解決問題和創新能力的培養。

（1）課程編寫首先改變理念。以職業能力為基礎、以服務后續課程為主線、以1+X證書為起點，貫徹“項目教學法”與“課證融通”教學模式。

（2）精心構筑課程建設團隊。強化“工學結合”；邀請企業人員參與課程設計，召集課程專家、行業專家及生產一線技術員對教材建設進行研討、論證，使課程能夠體現崗位核心能力，課程內容與工作內容相結合，使工學結合的思想滲透到課程教學的各個方面。

（3）確定課程開發路徑。通過調研工作崗位群、分析上下一體的課程體系、分析X證書標準，從而確定課程開發主體、確定課程內容和項目載體。另外，編寫教材的同時，完善配套的教學資源庫建設，服務于學生自主學習。

3 課程項目載體

3.1 項目載體指導思想

為踐行“懂結構、懂原理、懂性能，會看、會畫、會算、會選、會用”根本目標，突出實用性、綜合性、設計性、靈活性思路。課程以“人才培養規格”和“課程編寫理念、培養目標”為依據，圍繞維修電工、儀表工、可編程控制系統設計師等職業資格標準為需求，貫徹“教、學、做”、“跨界互動”、“1+X 證書”培養模式，遵循學生認知規律和職業教育特色，采用逐級遞進、以“工程”平臺進行學習情境設計，從而確定課程項目載體。

為實現“1+X證書”要求，項目載體應遵循三原則：其一，優選項目，確保項目質量；其二，為利于學歷教育，立足于學科跨界互動，體現“上下對接”理念；其三，項目載體對接職業證書，為職業能力提升奠定基礎，所選項目載體應體現工程實用價值。下面以“電感接近開關”項目為例進行簡要說明。

3.2 電感接近開關項目簡介

3.2.1 概況

接近開關是一種無需與運動部件進行機械直接接觸而可以動作的位置開關，當物體接近開關的感應面到動作距離時，不需要機械接觸及施加任何壓力即可使開關動作，從而驅動直流電器或給計算機類裝置提供控制指令。電感接近開關的實質采用渦流效應，利用電渦流效應，將位移、振動、厚度、轉速等非電量轉換為阻抗的變化或電感的變化，從而實現非接觸測量。

電感接近開關傳感器由電感線圈、電容和晶體管組成振蕩器，并產生一個交變磁場，當有金屬物體接近這一磁場時就會在金屬物體內產生渦流，從而導致振蕩停止，這種變化被后極放大處理后轉換成開關信號輸出；接近開關的負載可以是信號燈、繼電器線圈或可編程控制器PLC的數字量輸入模塊。電渦流傳感器的功能框圖如圖1所示。

圖1 電感接近開關傳感器的功能框圖

3.2.2 電路原理

電感接近開關傳感器的典型電路原理示意如下圖2，分析圖2基本上涵蓋了模擬電子技術的核心元件和基本應用電路，核心元件包括：電阻、電容、電感、三極管、二極管、運算放大器，基本應用電路包括：整流、放大、振蕩、濾波、電壓比較器。

電渦流式接近開關的核心電路由LC變壓器反饋式振蕩器組成，利用金屬物體接近產生交變電磁場振蕩感應頭時，使金屬物體產生渦流，渦流反作用于接近開關，使接近開關的振蕩能力衰減，內部電路的參數發生變化，進而識別出有無金屬物體靠近，進而控制開關的通斷。電路中有關元件的參數通過理論計算和實踐驗證，同時利用電位器體現靈活性。

圖2 典型電路原理圖

3.2.3 項目實施

項目立足于理解電感接近開關的原理，掌握電路元器件識別與檢測、電路圖設計與繪制，元件的裝配、焊接、調試、故障處理等綜合應用能力，逐步培養分析問題和解決問題的工程能力，項目主要實施環節為：元件測量、電路圖設計繪制、電路裝配、電路調試運行、項目考核評價。

（1）元件測量。根據元件清單，利用萬用表逐一測量各個元件，避免元件“帶病”安裝調試，掌握常用元件符號標識、管腳判斷、質量初測原理和方法，做好測量結果記錄、整理和分析工作。

（2）電路圖繪制。參考圖2，利用繪圖軟件自行繪制電路原理圖，根據電路原理及參數，利用仿真軟件multisim驗證電路性能，記錄其靜態值和動態性能指標。

（3）電路裝配。根據印制電路板布局圖，把合格的元件插入安裝孔，注意元件管腳、方向和高度，尤其注意變壓器線圈分布及同名端，正確裝配焊接元件。裝配完畢，電路板通過自查和互查，確保裝配正確后才能進行上電調試。

（4）電路調試運行。衡量電路相關單元安裝、功能驗證、性能是否符合要求，電路調試是關鍵，主要工作環節為：其一、通電前的檢測工作，主要包括：檢查焊接質量是否達到要求、布線是否有短路、印制電路板清理、電源電壓正常。其二、通電后的檢測工作，檢查三極管各點的電壓，確保三極管處于放大狀態。其三、調試100K電位器使電路進入振蕩狀態，用示波器觀察獲得最大不失真正弦波；100K電位器為振蕩器提供合適的靜態工作點，改善失真。其四、調試10K電位器使運放工作在電壓比較狀態；用金屬靠近感應頭，觀察到發光二極管亮滅狀態正確切換。

4 結論

分析電感接近開關項目，充分地體現了“1+X證書”模式。一方面，融合了模擬電子技術自身的核心元件和基本應用電路，也涉及到了前續《電工基礎》課程的電渦流現象，以及后續《傳感器檢測技術》、《可編程控制器》、《過程控制系統》等課程的跨界互動，能有效地實現學歷教育。另一方面，通過項目的原理分析和實施，對接維修電工、儀表工等職業資格證書的考點及職業能力的培養?？傊?，基于“跨界互動”、“1+X證書”模式實現教材建設，對提升教學質量和職業教育改革具有一定的意義。