STEM綜合實(shí)訓項目設計——概述及小型綜合實(shí)訓項目（1）
加入技術(shù)交流群
掃碼加入
和技術(shù)大咖面對面交流
海量資料庫查詢(xún)
說(shuō)明：學(xué)生進(jìn)入企業(yè)終將完成綜合崗位工作，如電路調試、整機裝配、售后維護等。除了本專(zhuān)業(yè)知識外，學(xué)生還需要整機裝配常識、工況與實(shí)驗室區別等知識，這些知識及相應能力將通過(guò)綜合實(shí)訓項目來(lái)獲得。
這里將本專(zhuān)業(yè)原分散的電子實(shí)訓統一組織和實(shí)施，內容安排如圖1所示。圖中單一項目如運放電路、整流濾波電路、負反饋放大電路等，綜合項目以STEM為指導理念設計，以學(xué)生的綜合應用能力、實(shí)際工作能力為目標，完成一個(gè)相對完整的制作。
圖1 電子綜合能力培養路徑
________________________________________________
一、STEM含義
STEM教育,是一種由科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程( Engineering)和數學(xué)( Mathematics)四門(mén)學(xué)科知識融合集成的教育模式，它強調以項目或問(wèn)題為驅動(dòng)，通過(guò)學(xué)生合作探索與自主學(xué)習相結合的方式完成項目或解決問(wèn)題，旨在培養學(xué)生的創(chuàng )新意識、創(chuàng )新能力及問(wèn)題解決能力，跨學(xué)科和整合性是其核心理念。
二、小型綜合STEM項目
小型綜合STEM項目共10個(gè)，每學(xué)期2個(gè)，它們都是一些較為簡(jiǎn)單但又比較完整的儀器、儀表、智力玩具等。
1.項目?jì)热?/span>
10個(gè)STEM項目及其相關(guān)知識如表1所示。
表1 教學(xué)項目來(lái)源及特色 | ||||
項目名稱(chēng) | 項目來(lái)源 | 科學(xué)、技術(shù)、數學(xué)知識等 | 項目特色 | 學(xué)期 |
學(xué)生電源 | 電子儀器 | 電容充放電；電子裝配；鉆孔、銼削；自然對數 | 實(shí)用儀器，學(xué)生自制的個(gè)人專(zhuān)屬儀器 | 學(xué)期一 |
電子幸運轉盤(pán) | 生活娛樂(lè ) | 555振蕩電路、十進(jìn)制計數器電路；焊裝；隨機數、測繪 | 使用電池供電，學(xué)生自制的娛樂(lè )工具 | |
信號發(fā)生器 | 電子儀器 | 電路振蕩；電壓跟隨電路；鉆孔、銼削；函數表達式 | 學(xué)生自制的個(gè)人專(zhuān)屬儀器；運放選型 | 學(xué)期二 |
七彩電子琴 | 生活及藝術(shù) | 聲音響度、音色、音調與物理量的對應關(guān)系，定時(shí)常數計算 | 用于學(xué)生日常娛樂(lè )，單片機課模仿編程 | |
電子沙漏計時(shí)器 | 體育賽事 廚房定時(shí) | 計數器、觸發(fā)器、施密特電路；頻率計算 | 用于家庭生活，可讓學(xué)生向家長(cháng)匯報 | 學(xué)期三 |
圓盤(pán)電子鐘 | 生活 | 頻率的穩定度；根據材料選鉆頭、鉆孔加工；三角函數 | 可進(jìn)行模仿性編程及改變顯示效果 | |
電子大風(fēng)車(chē) | 生活娛樂(lè ) | 視覺(jué)暫留；電子裝配；鉆孔；三角函數 | 通過(guò)模仿編程獲得不同效果 | 學(xué)期四 |
噪聲測試儀 | 工業(yè)產(chǎn)品 | 信號放大、A/D轉換；測繪、裝配、鉗加工；映射 | 可變換為頻譜測試儀，用于編程訓練 | |
電子聲光報警器 | 生活 | 振蕩電路、數字電路、計數器；鉆頭選擇、孔加工；測繪 | 對原產(chǎn)品認真觀(guān)察后進(jìn)行拓展性設計 | 學(xué)期五 |
數控穩壓電源 | 工業(yè)產(chǎn)品 | PWM知識、編碼開(kāi)關(guān)知識；電源功率計算；儀器結構設計 | 對真實(shí)產(chǎn)品的模仿設計 | |
2.項目例子
當前職業(yè)教育中強調“技能”，但對“工程”關(guān)注較少，而綜合型應用人才離不開(kāi)其工程素養。工程素養的起點(diǎn)是發(fā)現問(wèn)題，并對問(wèn)題進(jìn)行審視，靈活應用其已學(xué)到的知識或者探索當前可以被掌握的知識來(lái)解決問(wèn)題。這種審視是對真實(shí)問(wèn)題的拆解，它離不開(kāi)科學(xué)，也離不開(kāi)技術(shù)。以七彩電子琴為例，它由七彩燈電路、鍵盤(pán)電路、功放電路等部分組成，表2列出了跨學(xué)科知識及其應用。學(xué)生在STEM課程中完成機殼選擇、按鍵尺寸測量、面板初步設計、焊接調試電路板等工作。
表2 跨學(xué)科知識及應用 | ||
序號 | 解決問(wèn)題的方法 | 跨學(xué)科知識 |
1 | 電路能發(fā)出聲音 | 聲音是如何產(chǎn)生的 |
2 | 需要生成不同音調的聲音 | 音調與頻率關(guān)系 |
3 | 聲音要足夠大 | 功率放大、共鳴 |
4 | 要能夠顯示不同的色彩的光 | 光學(xué)原理 |
5 | 根據成本、可加工性等選擇機殼 | 市場(chǎng)知識 |
6 | 根據所選機殼、按鍵、電位器等設計面板 | 計算機及機械知識 |
7 | 機殼的面板加工 | 機械加工知識 |
8 | 綜合制作、調試 | 電子產(chǎn)品裝配 |
STEM項目1——七彩電子琴的裝配與調試
1.STEM學(xué)習項目學(xué)習框架
框架如圖2所示。
圖2 STEM學(xué)習項目框架
2.部分學(xué)習內容
本項目部分學(xué)習內容如下：
電路原理圖如圖3所示，本項目將分成CPU部分、鍵盤(pán)部分、雙聲道功放部分、七彩燈驅動(dòng)部分等分別介紹。
圖3 電路原理圖
本項目將識讀下圖中的線(xiàn)型、尺寸標注等知識，可以結合實(shí)物來(lái)學(xué)習。
圖4 電子琴面板圖
電子產(chǎn)品裝配離不開(kāi)各種螺釘，這里介紹兩種常用螺釘，沉頭螺釘的安裝方法等。
圖5 沉頭螺釘與平頭螺釘
圖6 沉頭螺釘的機械圖
安裝時(shí)可以參考如下電路板正面及反面圖來(lái)制作。
圖8 電路板正面圖
圖9 電路板反面圖
安裝好的電路板可以裝入外殼，如圖10所示。
圖10 七彩電子琴外形
圖11 電子琴內部
圖12 彈奏電子琴
待續... http://czlyzhj.spaces.eepw.com.cn/articles/article/item/323814
*博客內容為網(wǎng)友個(gè)人發(fā)布，僅代表博主個(gè)人觀(guān)點(diǎn)，如有侵權請聯(lián)系工作人員刪除。
