摘 要：實訓教學是訓練學生動手操作，培養(yǎng)動手能力的重要環(huán)節(jié)。自制儀器設(shè)備誕生于教學、應用于教學，在電工電子實訓教學過程中開發(fā)研制自制儀器設(shè)備——電子電路故障排除實驗箱，應用于電工電子實訓和職業(yè)技能鑒定考試中。原有的訓練及技能鑒定項目應用的設(shè)備已經(jīng)不適應教學需要，傳統(tǒng)方法無法滿足教學和職業(yè)技能鑒定的要求，迫切需要自制儀器設(shè)備。自制儀器設(shè)備目的是電子電路教學中訓練學生分析電子電路故障并排除故障的技能，促進學生對電子電路原理的理解，提高分析問題、解決問題的能力，目前作為電工職業(yè)技能鑒定的專項設(shè)備應用于教學技能考試，克服了諸多弊端。推動實踐教學改革，深受老師和學生的喜歡。

關(guān)鍵詞：自制儀器設(shè)備;電工電子實訓;職業(yè)技能鑒定

中圖分類號：G641 文獻標識碼：A

實訓是職業(yè)技能實際訓練的實踐教學，是學校按照專業(yè)人才培養(yǎng)方案與目標、對學生進行職業(yè)技術(shù)應用能力訓練和培養(yǎng)學生結(jié)合專業(yè)知識分析問題、解決問題能力的教學過程，電工電子實訓是培養(yǎng)學生操作技能的重要環(huán)節(jié)，而技能的形式是通過觀察、實踐和反復練習實現(xiàn)的。以實習實例激發(fā)興趣，讓教學貼近生產(chǎn)和生活。通過這樣的實習，使學生產(chǎn)生好奇心，凝聚學生的注意力，以保持興趣。通過實際的學習，提高學生分析能力、增強獨立工作、獨立思考的能力。同時在討論中，培養(yǎng)了學生的團結(jié)協(xié)作能力。

電工電子實訓課程教學過程中的電子電路故障分析及故障排除項目，是電子電路實訓中必不可少的一項內(nèi)容，也是高級電工職業(yè)技能鑒定考試中的一項內(nèi)容。此項目的設(shè)備功能為：訓練學生分析電子電路原理、掌握電子電路性能、查找電子電路故障所在、訓練分析電子電路綜合的技能。訓練的操作傳統(tǒng)方法為：需要人為在訓練用印刷電路板上設(shè)置故障點，然后讓學生運用電路原理分析現(xiàn)象，查找故障位置。設(shè)置故障點的常規(guī)方法不便于培養(yǎng)學生電子電路分析排除故障的能力、又要頻繁地更換印刷電路板，造成大量浪費。多種不利因素，迫切需要教學改革，憑借多年的實踐教學經(jīng)驗，探索研發(fā)自制儀器設(shè)備。此項自制儀器設(shè)備用于電子電路故障診斷實訓教學設(shè)備，顛覆了傳統(tǒng)的教學手段，在人才培養(yǎng)、環(huán)境保護和降低成本方面收到顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。

一、實訓教學中自制儀器的必要性

實訓在教學過程中使學生了解電子器件，掌握其基本種類和工作原理，并能應用到一些簡單的電氣控制系統(tǒng)中，為學生的實踐能力和創(chuàng)新精神構(gòu)筑一個基礎(chǔ)扎實而又充滿活力的平臺。展示實訓環(huán)節(jié)在人才培養(yǎng)中的不可替代的地位。電子電路實訓是通過學生動手，掌握一定操作技能并親自制作電子產(chǎn)品的實訓過程，將基礎(chǔ)技能訓練、基本工藝知識和創(chuàng)新啟蒙有機結(jié)合。該實訓旨在使學生能將理論知識與實踐操作相結(jié)合，既鍛煉了學生的動手能力，同時又為學生樹立起安全生產(chǎn)的意識和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L?？萍疾粩噙M步，對學生的學習提出了更高的要求，保證學生實訓教學的前提便是教師與實訓設(shè)備的使用。飛速發(fā)展的社會，教學設(shè)備必須更新適應教學需求。教師憑借豐富的教學經(jīng)驗，發(fā)揮創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的科研優(yōu)勢，在實訓教學迫切需求的環(huán)境下，大膽提出自制儀器設(shè)備的設(shè)想。

自制實驗儀器設(shè)備項目——電子電路故障排除實驗箱，屬于電子電路故障診斷實訓教學器具技術(shù)領(lǐng)域。傳統(tǒng)方法存在諸多弊端，通常的手段是在訓練用印刷電路板上劃斷覆銅線以形成斷路故障。這種方法存在四個方面的弊端：一是設(shè)置斷路故障的隱蔽性不強，部分學生通過尋找劃痕來走捷徑，從而達不到訓練目的;二是無法隱蔽設(shè)置短路故障;三是訓練用印刷電路板不能靈活組合設(shè)置故障，這樣不便于培養(yǎng)學生分析排除電子電路故障的能力，不便于教師的講授與輔導，更不便于技能鑒定考試;四是訓練用印刷電路板重復利用率低，需要大量頻繁地更換印刷電路板，訓練成本高。如圖1所示教學現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)圖，在教學中迫切需要一種適應教與學的設(shè)備，完成電子電路故障診斷并及時排除故障，恢復電路原有功能。使學生能將專業(yè)理論知識，應用在具體實際電路中，培養(yǎng)學生具體問題具體分析的能力，突出實訓教學的重要性。

二、自制儀器設(shè)備的意義

傳統(tǒng)方法已經(jīng)不適應教學，只有通過教學實踐，不斷探索適應電子電路故障排除的新設(shè)備，經(jīng)過多年的實踐教學經(jīng)驗完成自制儀器設(shè)備，使之具有操作方便低成本、靈活組合、隱蔽設(shè)置斷路點和短路點，并實現(xiàn)重復利用的特點。方便教師講授訓練，適合學生操作練習。

（一）自制儀器設(shè)備的功能

自制儀器設(shè)備采用磁扣鎖將訓練用印刷電路板的內(nèi)表面及撥碼開關(guān)鎖定在此儀器設(shè)備內(nèi)，學生無法看到故障點設(shè)置情況，達到訓練的真實性、可靠性，學生只能接觸到印刷電路板設(shè)有電子電路的外表面，從而真正訓練學生分析和排除電子電路故障的能力;教師可以使用磁扣鎖的解扣器很方便地開啟此儀器設(shè)備進行故障點設(shè)置，使用手動操作的撥碼開關(guān)設(shè)置斷路點、短路點以及設(shè)置不同階梯的故障類型，滿足故障點設(shè)置的需要，提高教師的訓練效果，訓練學生對電子電路故障排除達到穩(wěn)、準、快。由于撥碼開關(guān)體積很小，符合電子電路迅速發(fā)展的需求，能夠突顯訓練用印刷電路板作為實訓的主體的真實性。學生不配置磁扣鎖的解扣器，無法輕易打開此儀器設(shè)備，從而保證了故障設(shè)置的隱蔽性。自制儀器設(shè)備不僅應用電子電路故障排除實踐教學，更適應職業(yè)技能鑒定考試應用。

（二）教與學共贏

教師可以使用磁扣鎖的解扣器很方便地開啟此儀器設(shè)備、更便捷地設(shè)置電路故障，為學生進行電路斷路點和短路點的組合設(shè)置;由于撥碼開關(guān)體積很小且隱藏在設(shè)備內(nèi)，能夠突顯訓練用印刷電路板作為實訓的主體，引導學生使用儀器和根據(jù)原理進行能力訓練;學生不配置磁扣鎖的解扣器，無法直接打開此儀器設(shè)備，從而保證了故障設(shè)置的隱蔽性和訓練的實戰(zhàn)性，突顯電子電路故障排除的真實性，給教師的實踐教學帶來極大的便利。

學生使用設(shè)備操作增強真實性，引導學生避免弄虛作假、走捷徑的心理，將注意力集中到深刻理解電路原理上來，根據(jù)故障現(xiàn)象查找原因。通過短路點和斷路點的自由組合，合理搭建訓練難度階梯，引導學生強化對電子電路分析問題和解決問題能力的培養(yǎng);培養(yǎng)學生研討式交流的主動性，能參與討論問題，互動啟發(fā)，養(yǎng)成合作意識;引導學生通過電子電路故障排除實驗箱，了解電子元件及集成電路的性能，啟發(fā)學生學會用儀器儀表來觀察現(xiàn)象，驗證判斷，培養(yǎng)科學的邏輯思維，解決電路中的實際問題。

方便教師的講授、更方便學生操作，為高級電工職業(yè)技能鑒定提供了設(shè)備保障，促進教學服務社會，深受老師和學生的歡迎。

三、實訓教學促進技術(shù)創(chuàng)新

以教學促進技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)揮高校教師的科研優(yōu)勢，激發(fā)教師的創(chuàng)造性思維，通過教學實踐，培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力，將復雜的電路故障變得易學、易懂、易上手，增強學生解決復雜電子電路工程問題的信心。探索自制儀器設(shè)備具有操作方便低成本的方法，實現(xiàn)印刷電路板的重復利用，節(jié)省成本、靈活組合、隱蔽設(shè)置斷路點和短路點，突顯訓練用印刷電路板作為實訓的主體，并實現(xiàn)重復利用。

自制儀器設(shè)備電子電路故障排除實驗箱具有多項創(chuàng)新。設(shè)計的內(nèi)部創(chuàng)新在于印刷電路板設(shè)置撥碼開關(guān)，為電子電路設(shè)置故障點，操作方便。撥碼開關(guān)點位數(shù)量可根據(jù)需要增減，因此可隨機組合出各種斷路、短路故障，實現(xiàn)印刷電路板的重復利用節(jié)省成本。設(shè)計的外部創(chuàng)新在于，磁扣鎖將撥碼開關(guān)鎖定在儀器設(shè)備內(nèi)，即磁扣鎖將電子電路設(shè)置的故障點鎖在箱體中，確保訓練的真實性。教師通過解扣器來開啟儀器設(shè)備以進行故障點設(shè)置，而學生不配置解扣器，無法輕易打開設(shè)備，從而可以保證故障設(shè)置的隱蔽性。能夠突顯實訓中操作優(yōu)勢，確保訓練實訓的真實性，提供了新穎真實的技能訓練對象，學生提供了電子電路故障排除技能訓練的有效手段，且創(chuàng)新性很強，方便教師的講授，更方便學生操作，提高了實踐教學和技能鑒定的效率，推進了職業(yè)技能鑒定的新思路，此項自制儀器設(shè)備誕生已經(jīng)為3家學校提供高級電工職業(yè)技能鑒定考試設(shè)備。突顯實訓教學中的操作優(yōu)勢，由5項實用新型專利孕育了此項自制教學儀器設(shè)備。此項自制儀器設(shè)備研發(fā)成功填補了電子電路故障診斷與排除操作項目的一項設(shè)備空白。在實訓教學的引領(lǐng)下，教學與科研相長相容，展示教師教學過程中的積淀，技術(shù)創(chuàng)新的價值體現(xiàn)，同時促進學生的創(chuàng)新思維。能夠針對電氣工程中復雜問題的指標要求，運用工程科學的基本原理，借助文獻研究，分析過程的影響因素，獲得初步解決方案，證實解決方案的合理性，并能正確表達。在工程能力方面，具有扎實的工程科學基礎(chǔ)、較高的人文科學素質(zhì)、寬廣的專業(yè)知識、持續(xù)的創(chuàng)新精神和較強的國際競爭力;在綜合素質(zhì)方面，具備持續(xù)學習、自我發(fā)展能力，了解電氣行業(yè)國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢，適應電氣工程領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展以及職業(yè)發(fā)展的變化。

四、自制儀器設(shè)備應用推廣

自制儀器設(shè)備應用于電工電子實訓課程教學中，同時在高級電工職業(yè)技能鑒定中發(fā)揮了作用，自制儀器設(shè)備研發(fā)之初用于本校的電氣與自動化工程學院電工電子實訓課程及高級電工職業(yè)技能鑒定中，收到較好的應用效果。之后被推薦到本校物理與電子工程學院、市職業(yè)教育中心校、市職業(yè)技術(shù)學校使用，用于高級電工職業(yè)技能鑒定中，同樣收到較好的應用效果，深受職業(yè)鑒定單位的好評，并作為職業(yè)技能鑒定的指定設(shè)備。目前儀器設(shè)備已經(jīng)在高級電工職業(yè)技能鑒定中發(fā)揮了不可替代的作用。普遍應用本市高級電工職業(yè)技能鑒定考試指定儀器設(shè)備并進行推廣使用，是一款創(chuàng)新性強、可重復使用的綠色環(huán)保型實驗儀器，被評為?！白灾苾x器設(shè)備優(yōu)秀項目”，獲得第五屆全國高等學校教師自制實驗教學儀器設(shè)備創(chuàng)新大賽及優(yōu)秀作品展示活動三等獎。本項目儀器使用便捷、經(jīng)濟適用、綠色環(huán)保，深受師生喜愛。本專業(yè)培養(yǎng)具有扎實電氣工程基礎(chǔ)知識和基本技能，能在現(xiàn)代智能控制、電氣自動化等相關(guān)應用領(lǐng)域，勝任電氣系統(tǒng)的運行與維護、電氣自動化裝備的生產(chǎn)制造、電子產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計和應用、電氣工程項目實施和管理等工作，具有工程實踐與創(chuàng)新能力，并能承擔社會經(jīng)濟、科技及可持續(xù)發(fā)展的責任，具有社會責任感和良好職業(yè)道德的應用型工程技術(shù)人才。能夠綜合應用數(shù)理自然科學知識、工程基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識及行業(yè)技術(shù)標準等多學科知識解決電氣工程領(lǐng)域中的復雜工程問題，具備知識的集成、融合及創(chuàng)新能力。具有結(jié)合現(xiàn)代工程技術(shù)和工具從事電氣領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計和工程實施的知識運用能力。在人才培養(yǎng)、環(huán)境保護和降低成本方面收到顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，具有廣泛的推廣應用價值。

結(jié)語

自制儀器設(shè)備電子電路故障排除實驗箱的創(chuàng)新發(fā)展過程為：起源于教師的實踐教學、成長于教師創(chuàng)新研究、回饋于實訓教學、方便于教師授課、受益于學生技能操作、服務于為社會培養(yǎng)應用型工程技術(shù)人才。在電工電子實訓教學及目前我市高級電工職業(yè)技能鑒定使用中反饋良好，訓練測試效果優(yōu)良，自制儀器設(shè)備具備扎實的應用示范效應，是一款創(chuàng)新性強、可重復使用的綠色環(huán)保型實驗儀器。其社會效益體現(xiàn)在人才培養(yǎng)和環(huán)境保護兩個方面。高校教師教學環(huán)節(jié)促進教學改革，教學改革引導科技創(chuàng)新，科技創(chuàng)新誕生自制儀器設(shè)備，教學與科研共生相互促進。能夠針對電氣工程領(lǐng)域復雜工程問題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的系統(tǒng)、單元部件或工藝流程，并能在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮多方面有利因素。能研究和分析與電氣工程相關(guān)的復雜問題，提出設(shè)計解決復雜問題的方案，并在工程實踐過程中考慮經(jīng)濟、環(huán)境、社會、政治、健康和安全等因素的影響。

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項目（教改項目）：1.常熟理工學院院級一流課程建設(shè)項目編號：CSLG-DQ-JX-YLKC2-202011;2.常熟理工學院勞動教育研究項目編號：2021JSJG066

作者簡介：羅野（1965— ），女，漢族，遼寧本溪人，常熟理工學院電氣與自動化工程學院，高級實驗師，研究方向：電氣控制及其實踐教學。