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中圖分類號:F830.9 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2012)22-0064-02
隨著中國零售行業的發展,家電連鎖業現在基本形成“雙寡頭”壟斷格局,國美電器和蘇寧電器在短短幾年內由區域發展到全國,控制了家電銷售連鎖市場將近80%的市場份額,取得了可觀的經營業績。在他們取得勝利的同時,我們不得不將其成功部分歸功于二者的“類金融”企業性質。他們獨有的企業性質,使他們能夠更多的利用供應商資金進行擴張,使他們的資本結構具有獨特性。
一、家電銷售上市公司資本結構現狀分析
1.家電銷售上市公司資產負債率整體下降。通過分析蘇寧電器和國美電器從2006—2010年的財務報表,得到兩家上市公司的資產負債率的相關數據,得出家電銷售上市公司資產負債率整體下降的結論,數據如下:從2006—2010年度國美電器的資產負債率分別為75.25%、65.17%、68.36%、66.99%和59.31%,而蘇寧電器的資產負債率則分別為63.71%、70.25%、57.85%、58.36%和57.08%。通過上述數據我們可以看出,蘇寧電器的資產負債率由2006年的63.71%下降到了2010年的57.08%,而國美電器的資產負債率則由2006年的75.25%下降到了2010年的59.31%;兩家公司的資產負債率整體上處于下降之中。其中,蘇寧電器的總資產由2006年的8 829 047萬元增長到了2010年的43 907 382萬元,增長了397.31%;總負債則由2006年的5 535 283萬元增長到了2010年的25 061 991萬元,增長了352.77%,而股東權益則由5 151 606萬元增長到了14 735 187萬元,增長了186.03%,在資產、負債和所有者權益都在不斷增長的同時,所有者權益增長的比重大于負債增長的比重,導致了資產負債率的下降。國美電器的資產、負債和所有者權益分別由2006年的21 176 229萬元、15 935 840萬元和 5 151 606萬元變為2010年的36 209 913萬元、21 474 726萬元和14 735 187萬元,分別增長了70.99%、34.76%和186.03%,在三者增長的同時,所有者權益增長的比重遠遠大于負債增長的比重,導致了資產負債率的不斷下降。
2.家電銷售連鎖企業流動負債比重過大。蘇寧電器和國美電器流動負債占總負債比率一直處于很高的水平,通過相關的數據統計,我們得知,2006—2010年度蘇寧電器的流動負債比分別為99.94%、99.9%、99.78%、99.06%和97.89%,而國美電器的流動負債比則為100%、93.85%、83.21%、86.32%和91.03%。通過以上我們可以看出,蘇寧電器的流動負債占總負債的比重超過了90%,一度達到了99%,長期負債所占的比重微乎其微,而國美電器的流動負債比也均在80%以上,甚至在2006年達到了100%,兩家銷售企業的流動負債所占比重過大。
3.資產總體規模不斷擴大,但增長方式有所不同。2006—2010年國美電器的資產總額分別為:21 176 229萬元、29 837 493萬元、27 495 104萬元、35 763 180萬元和36 209 913萬元,資產增長百分比分別為:102.48%、40.9%、-7.85%、30.07%和1.25%,與之相比較,蘇寧電器的資產總額則分別為:8 829 047萬元(調整后)、16 229 651萬元、21 618 527萬元、35 839 832萬元和43 907 382萬元,資產增長百分比分別為:104.56%、83.82%、33.20%、65.78%和22.51%;經過分析,我們知道兩家上市公司的資產總額不斷增長,2009年以前蘇寧電器的總資產低于國美電器,2009年與國美電器基本持平,2010年總資產水平超過國美電器達到43 907 382萬元。
蘇寧電器的發展戰略在于先做精,提升盈利能力,再逐漸穩步擴大規模,所以,蘇寧電器在2009年以前并未過多的致力于大規模的建設,把更多的注意力投放于提升盈利能力上,直至2009年啟動了國際化連鎖戰略,入股日本LAOX株式會社、進入香港市場,隨著不斷的發展,2010年,蘇寧電器在中國地區223個地級以上的城市擁有120萬家電連鎖店,常規點1 103家、縣鎮店95家、精品店8家,連鎖店面積474.38萬平方米,總體規模不斷擴大,總資產在2010年超越國美。而國美電器則更加傾向于通過兼并等行為收購其他企業,先擴大規模,再提升盈利能力,所以,國美電器將籌集到的資金全部投入到連鎖店的開發、信息系統以及物流見識方面,依靠中小板投資平臺的支撐,實行一系列的擴張活動,包括收購永樂電器、大中電器、控股三聯商社以及進駐二、三級市場,規模不斷的擴大。
近些年來電子商務在我國迅速發展,許多技工院校為適應形勢,紛紛開設了電子商務專業課程。但是,目前大部分技工院校電子商務專業培養目標定位不清晰,教學內容缺乏針對性,課程設置隨意性較大,缺乏精品教材及突出實踐的教材;教學內容概念多、理論多,實踐環節少,重理論輕實踐;學生被動接受,缺乏學習的主動性、積極性。在這種模式下,學生很難在課堂上深入了解電子商務,教學效果無法得到真正意義上的展現,因此對電子商務課程教學進行改革變得十分重要。
一、完善電子商務課程實踐教學體系的意義
建立完善的電子商務課程實踐教學體系是搞好電子商務課程教學的重要保證,更是適應職業教育課程一體化改革的新要求。教師在教學中應明確教學目標,通過實驗項目和實踐課程設計等典型工作任務,把教學內容巧妙地融入到每個實驗與實踐項目的任務中,充分發揮實踐課程在教學中的作用,培養學生的商務意識和電子商務技能,激發學生的學習興趣,提高學生的理解能力與實踐能力,加強電子商務職業素養,適應當今電子商務發展的需要。
二、技工院校電子商務專業的人才培養目標
強化電子商務實踐教學,首先要明確技工院校電子商務專業的人才培養目標。電子商務涉及學科很多,而且交叉性很強,但總體而言可歸結為計算機科學類與商務貿易類兩大類。社會對電子商務的需求具有多樣性,技工院校是培養側重計算機開發的“技術性電子商務人才”,還是培養側重商務貿易的“商務型電子商務人才”,這個培養方向性的問題要明確。電子商務所涉及的計算機技術種類多,如軟件技術、網絡技術、數據庫技術等,許多課程比較深奧,即使電子商務專業的本科生通過四年的系統學習也不一定能全部熟練掌握,而當前技工學校大部分學生基礎比較薄弱,要在短短2~3年時間內熟練掌握這些計算機知識是相當困難的。因此,筆者認為大部分技工學校電子商務專業培養目標應確定為“商務型電子商務人才”,即培養能基本運用計算機技術,具備電子商務基本知識,熟練掌握市場營銷知識、商務貿易知識的應用型技能人才,如通過學習能為企業開拓網上業務,或者能在網絡平臺開店創業等。筆者所闡述的電子商務實踐教學就是針對培養“商務型電子商務人才”目標來展開的。
三、電子商務專業實踐教學體系的階段教學模式
電子商務作為一門實踐性很強的學科,實踐教學起到舉足輕重的作用。以前電子商務實踐一般在學校自建的電子商務實驗室進行,或者操作模擬軟件。但是現在電子商務發展日新月異,軟件只能模擬理想的商業環境,軟件的更新速度遠比不上電子商務的發展速度,而且和企業的實際運作有很大的差距,筆者建議少用或者不用模擬軟件,直接在真實環境中操作,盡早接觸真實的電子商務。針對電子商務教學的特點,采用循序漸進的階段教學模式是非常合適的。
第一階段目標,學生初步了解電子商務平臺網站,能在幾個傳統的B2C、C2C網站進行完整的購物操作。比如讓每位學生能在淘寶、天貓、拍拍、京東等幾個當前流行的平立完成購物操作,以消費者的身份對網上購物的流程進行了解。從購物過程中了解電子商務平臺的基本業務流程,直接感受電子商務知識商業化的應用過程,深刻理解電子商務的原理。
第二階段目標,學生深入了解電子商務平臺,能在C2C網站創建個人網店,如能在淘寶、拍拍上獨立開店。激發學生對電子商務課程的興趣,培養學生的創業意識。該階段,學生能充分了解個人電商的業務操作,熟悉個人網店經營模式,能熟練運用網店推廣技巧推廣產品,熟悉電子訂單、支付模式、市場營銷手段、網絡安全和評價體系。
第三階段目標,學生能創建簡單的企業電商網站。學生能掌握基本的網絡知識、數據庫知識,能熟練通過建站模板創建電子商務平臺,能把電子商務網站到網絡上,能進行簡單的平臺維護與商務模擬。
一、引言
公司經營管理中常常會遇到怎樣優化企業的資本結構以促進財務績效最優的問題。很多國內外學者已研究了公司資本結構和財務績效關系的問題,但對家電行業公司資本結構與財務績效關系方面的研究不多,學者們得出的結論也不盡一致。有的學者(如Steen Thomsen和Torben Pedersen)認為股權的集中度與股東財富、公司業績之間存在正相關性。有的學者卻有不同觀點。例如,賈展坤(2007)認為上市公司資本結構與公司的績效是非線性關系,而且存在一個負債區間使得績效最大。Booth等(2001)認為企業的資本結構與財務績效兩者的關系是顯著的負相關關系。黃憲(2009)以2004年至2006年間汽車和電力行業的43家上市公司為樣本,進行回歸實證分析,得出的結論是上市公司股權結構與公司績效呈正相關關系,債務結構與公司績效呈負相關關系。
公司應如何確定自身的資本結構?在安排資本結構時需要考慮哪些因素?資本結構與財務績效二者之間究竟有何關系?本文針對這幾個問題分兩個研究步驟:首先,構建符合我國家電上市公司的財務績效評價指標體系,對家電上市公司的資本結構和財務績效的現狀進行描述性統計分析;其次,運用因子分析和多元回歸分析方法對家電上市公司的財務數據進行實證分析。
二、研究設計
(一)財務績效評價指標的建立
根據我國的國情和家電上市公司的具體情況,在借鑒我國財政部統計評價司對企業績效的評價體系的基礎上,本文選取傳統的財務指標,分別從公司的盈利能力、償債能力、營運能力和發展能力來綜合衡量公司的績效水平。建立的財務指標評價體系如表1所示。
(二)研究假設
本文根據相關理論以及家電上市公司的特點提出以下假設:
假設1:我國家電上市公司的資產負債率和財務績效呈負相關關系。
在我國,市場經濟體制尚不成熟,財務績效較差的公司可能需要貸得更多的資金以保證企業的經營。但在我國債務對經營者的約束力不強,因此有可能形成資產負債率與財務績效的負相關關系。
假設2:我國家電上市公司的流動負債率和財務績效呈負相關關系。
據統計,我國家電上市公司的流動負債率很高,偏向于流動負債的融資。但公司只能將這部分流動資金用于各種短期的企業日常經營,無法將短期資本創造更多利潤。所以高的流動負債率會產生負面的影響,與公司財務績效呈負相關關系。
假設3:我國家電上市公司的股權集中度和財務績效呈正相關關系。
大股東之間相互協調直接促進了我國許多上市公司財務績效的提升,所以股權越集中,上市公司的財務績效可能越好。
(三)樣本選取和數據來源
本文依據我國證監會(CSRC)的行業劃分標準,選取在滬深兩地上市的家電公司作為研究樣本。根據研究需要,本文對家電上市公司進行了如下篩選:剔除2010年后新上市的公司使樣本公司數據具有可比性;剔除財務狀況異常的ST和PT類上市公司以避免異常值的影響;剔除了數據不全或不連續的樣本公司。經過篩選,選擇我國28家家電上市公司2010-2012年三年的數據(包括每一季度數據),總共336個樣本數據進行研究。本文實證分析中涉及到的財務數據來源于我國證監會網站()以及RESSET金融研究數據庫。
(四)變量設計及模型構建
1.解釋變量的設計。本文用反映資本結構的變量作為自變量,從債權結構和股權結構角度對公司的資本結構進行研究。本文選取資產負債率、流動負債率、第一大股東持股比例和前十大股東持股比例作為解釋變量。資產負債率和流動負債率反映了企業的債權結構,而第一大股東持股比例和前十大股東持股比例反映了企業股權結構中的股權集中度。
2.被解釋變量的設計。本文用反映企業財務績效的指標作為因變量。由于單一指標很難全面、合理地反映我國上市公司的財務績效,所以本文旨在將前文分別反映公司盈利能力、償債能力、營運能力和發展能力的14個指標通過因子分析法,選取幾個新變量代替原來較多的原始數據,然后利用這些新變量計算公司的綜合財務績效得分。變量設計表如表2所示。
3.模型構建。將財務績效綜合因子Y作為因變量,各解釋變量X1、X2、X3、X4作為自變量,構建多元線性回歸模型:
其中:β0為常數項;β1、β2、β3、β4分別為各自變量的回歸系數;ε為隨機誤差項。
三、實證分析
(一)描述性統計
本文運用SPSS 20.0軟件分別對家電上市公司的資本結構和財務績效的現狀進行描述性統計分析。描述性統計結果如表3和表4所示。
從對家電上市公司資本結構現狀描述統計表中可以看出,我國家電上市公司的資本結構不大合理,負債占有絕對比重,尤其是流動負債比例很高,均值達到了92.46%,這大大增加了公司的財務風險。第一大股東持股比例、前五大股東持股比例、前十大股東持股比例3年均值分別為33.06%、49.97%、54.85%,說明我國家電行業上市公司的股權相對集中,公司治理結構中存在“一股獨大”的現象。
從對家電上市公司財務績效的描述統計結果看,我國家電行業上市公司的盈利能力、償債能力、營運能力、發展能力總體水平較好,但存在兩極分化的現象。
(二)因子分析
因子分析是在盡可能不損失信息或者少損失信息的情況下,將多個變量減少為少數幾個因子的方法,這幾個因子可以高度概括大量數據中的信息。財務績效作為被解釋變量,受到多方面的因素影響,本文采用因子分析法對財務績效進行綜合評價。因子分析過程:
1.可行性檢驗。KMO檢驗用于檢驗輸出抽樣充足度的Kaisex-Meyer-Olkin度量,檢驗變量間的偏相關是否很小,一般KMO值大于0.5就認為能做因子分析。表5是對28家樣本公司共336個樣本數據進行的可行性檢驗。其KMO的值為0.721,適合做因子分析。Bartlett球度方法檢驗相關系數陣是否為單位陣。如果是單位陣,則表明該因子模型不適合采用因子模型。表中Bartlett球體檢驗值為 4 384,顯著性概率為0.000
2.主因子提取。本文采用主成分分析方法,提取特征值大于1的特征根的數目,得到解釋方差總和,根據表6的結果,前3個因子的累計解釋度為71.93%,因此,選擇前3個因子能夠很好地解釋原有變量總方差,使原有變量的信息丟失的較少,達到因子分析的理想效果。
3.建立因子載荷矩陣與主因子命名。本文采用方差最大正交旋轉法建立因子載荷矩陣,并對因子進行進一步的旋轉,如表7所示。從中可以看出第一個公共因子Y1反映的是公司的盈利能力和營運能力,因為在每股收益、凈資產收益率、資產凈利率、存貨周轉率、流動資產周轉率等指標上的載荷占有絕對比重,因此可把Y1命名為盈利能力與營運能力綜合因子;第二個公共因子Y2反映了公司的償債能力,在流動比率、速動比率上的載荷較高,可稱為償債能力因子;第三個公共因子Y3在營業收入增長率、凈利潤增長率、總資產增長率上占有很大的比重,反映的是公司的發展能力,可命名為發展能力因子。通過這3個公共因子就能較好地衡量和評價我國家電上市公司的財務績效。
4.計算因子得分函數和綜合因子得分函數。根據表8因子得分系數矩陣,我們可以得出各個主因子與各個變量之間的關系式:
其中,Y1代表盈利能力與營運能力綜合因子,Y2代表償債能力因子,Y3代表發展能力因子。
(三)多元回歸分析
在實際中,影響公司財務績效的因素眾多,可通過建立多元線性回歸模型,對各個變量與財務績效綜合因子進行回歸擬合,進而對資本結構的不同因素影響財務績效的程度進行研究?;貧w結果如下頁表9、表10、表11所示。
根據表11中的回歸系數,可得多元回歸模型為:Y=-0.820-0.010X1+0.012X2-0.532X3+0.733X4
從模型概述表中可看出R約等于0.44,R2為0.195,說明解釋變量與被解釋變量之間有較強的相關性,該回歸方程的擬合程度較好。
從模型的方差分析表中可知F值=20.058>F0.05(3,24)=3.01,顯著性概率Sig.值為0.000
再看各自變量的回歸系數,β1= -0.0100,β3=-0.5320,說明X1、X3與Y之間有著線性負相關的關系,X2、X4與Y之間具有線性正相關的關系。
對線性回歸模型,除了要考慮總的回歸效果外,還需檢驗每個解釋變量對被解釋變量的影響是否顯著?,F在對每個自變量進行t檢驗。t0.025(24)=2.0639,|t1|=5.971>t0.025,|t2|=3.776>t0.025,|t3|=1.684t0.025,因此β1、β2、β4通過了顯著性檢驗,而β3沒有通過檢驗,說明X1與Y之間具有顯著的負相關關系,X2與Y之間具有顯著的正相關關系,X3與Y之間呈不顯著的負相關關系,X4與Y之間具有顯著的正相關關系。
四、結論及建議
本文采用因子分析和多元回歸分析兩種統計分析方法,探討家電上市公司的資本結構與財務績效的關系。實證結果表明:我國家電上市公司的資產負債率與財務績效呈顯著負相關關系,假設1成立;我國家電上市公司的流動負債率與財務績效顯著正相關,假設2不成立;我國家電上市公司第一大股東持股比例與公司財務績效呈不顯著負相關關系,前十大股東持股比例與財務績效顯著正相關,假設3在一定程度上成立?;谝陨戏治?,本文提出以下建議:
(一)優化資本結構,完善公司治理
本文實證分析的結果是資產負債率與財務績效顯著負相關。目前我國資本市場的運行機制和監管體系尚未完善,但銀行對企業長期負債的監控有利于企業財務預算的硬化,這能夠提升公司的治理效率。實行資本結構優化戰略管理,建立產權明晰的企業制度,從而使企業治理結構發揮作用,促使企業價值最大化的實現。
(二)控制流動負債比率
在對我國家電上市公司債權結構的現狀分析中,流動負債率的平均值達到了92.46%,說明我國家電上市公司的流動負債水平很高,雖然實證分析的結果是家電上市公司的流動負債率和財務績效呈正相關關系,但流動負債水平過高容易造成突發性的財務危機,這不利于公司財務狀況的穩定。
(三)發展多元化融資方式
從對我國家電上市公司資本結構的現狀分析中可看出,家電公司的資本在很大比重上是由負債構成的,單一的融資方式可能給家電企業帶來財務風險。所以家電上市公司就更應尋求現有融資方式的創新和發展,打通多元化融資渠道,打破資金的制約因素。
(四)優化股權結構,適度增加股權集中度
通過實證分析可知我國家電上市公司第一大股東持股比例與財務績效呈不顯著負相關關系,這與其他很多學者的研究結論不同,究其原因,由于樣本公司中第一大股東持股比重存在兩極分化的現象,扭曲了公司的治理結構,制約了公司的正常經營和發展。雖然二者之間存在一定的關聯程度,但并不具備顯著性。實現公司產權的多元化,應避免出現“一股獨大”的情況,但大股東之間相互協調直接促進了我國許多上市公司財務績效的提升。因此,適當地降低第一大股東的持股比例,合理增加前十大股東的股權集中度在當前是提高我國家電上市公司的財務績效的有效途徑。S
參考文獻:
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2.Steen Thomsen,Torben Pedersen.Ownership structure and economic performance in the largest European companies[J].Strategic Management Journal,2000,(21):689-705.
3.王景.房地產上市公司資本結構與經營績效的實證研究[J].經濟理論與經濟管理,2010,(7):13-15.
電力工業是國民經濟發展中最重要的基礎能源產業,是關系國計民生的基礎產業,是世界各國經濟發展戰略中的優先發展重點。作為重要的基礎產業,電力行業對促進國民經濟的發展和社會進步起到了重要作用。與社會經濟和社會發展有著十分密切的關系,它不僅是關系國家經濟安全的戰略大問題,而且與人們的日常生活、社會穩定密切相關。因此,本文選擇我國電力行業上市公司做為研究對象,研究其融資結構與績效的關系,提出針對性的政策建議以優化電力行業上市公司的融資結構。
一、文獻回顧
夏蘭[1](2006)采用托賓Q比率衡量公司績效,對2002-2004年中國電信上市公司的股權結構與公司績效之間的關系做了實證研究,結論是電信運營企業經營績效與國有控股比率、流通股比例、總資產呈正相關,與資產負債率等呈負相關。李寶仁、張院[2](2010)選擇了中國制造業上市公司,采用因子分析與回歸分析的方法,研究得出資產負債率對公司業績是負相關關系,其中,短期資產負債率比長期資產負債率對公司業績的影響更顯著。袁放建、許燕紅、劉德運[3](2011)利用我國傳統行業上市公司2004-2009年的公司數據構建了一個多元線性回歸模型,對我國傳統行業上市公司的流動資產結構、債務再融資結構與企業價值關系的實證研究表明:債務再融資結構中流動債務再融資率與企業價值負相關,說明傳統行業上市公司的財務杠桿與企業價值負相關,在傳統行業上市公司中沒有發揮債務融資的財務杠桿效應。
二、樣本公司與指標選擇
本文以2007-2011年A股的電力行業上市公司為研究對象,所有數據來源于國泰安CSMAR金融數據庫和新浪財經網站(http://.cn)中公布的電力行業上市公司的財務報表,并運用EXCEL軟件對數據進行了預處理。為保證數據分析的有效性,不受異常值的影響,本文剔除了ST類的公司和缺乏相關數據的公司,最終選取了43家A股電力行業上市公司作為研究樣本。本文選取資產負債率、公司前五大股東持股比例的平方和、流動負債占總資產之比和長期負債占總資產之比作為衡量公司融資結構的指標。本文在選取衡量經營績效的指標時,綜合采用財務指標和市場價值指標,選取指標如下:凈資產收益率、每股收益、營業利潤率、利息保障倍數、營業收入增長率、托賓Q值。
三、模型實證
這樣,原有的衡量經營績效的六個指標的信息便被綜合集中到一個經營績效指標F中來了。
2.回歸分析
四、結論與建議
通過上述回歸模型的實證分析,資產負債率、股權集中度和經營績效有明顯的線性關系,且兩者的回歸系數都為負,說明了資產負債率、股權集中度和經營績效呈現的是負相關關系。流動負債占總資產之比與長期負債占總資產之比的回歸系數都非常顯著的通過了T檢驗,回歸系數都是負值,表明電力行業上市公司的債權結構中,流動負債和長期負債都與公司的經營績效呈負相關關系,從系數絕對值上看,流動負債占總資產之比的回歸系數大于長期負債占總資產之比的回歸系數,說明了公司流動負債的經營對公司產生的影響與長期負債的經營對公司產生的影響相比之下更大,在公司的負債經營中需要更多的改善對流動負債的經營管理。
針對這些實證結論,筆者提出相關建議: (下轉第134頁)(上接第82頁)
1.要完善電力行業上市公司的資本結構,國家可以直接對電力行業公司注資,增加股權融資在融資總額中的比例,降低資產負債率;
2.改革電力行業上市公司一股獨大的格局,完善公司股權結構,降低股權集中度,提高公司治理水平;
3.大力發展債券市場,推動電力行業上市公司企業債券的發行;
4.開拓新的融資渠道,推動電力行業公司進入國際資本市場,放大國有資本的功能;
5.政府要通過科學民主的決策,加強對電力行業公司的發展規模以及布局的監管,防止投資規模的盲目擴大;
6.合理安排長短期債務融資期限,盡量做到資產與負債的期限結構匹配,降低償付風險。
參考文獻:
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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)22-0039-04
電子實習是高等學校電類專業教學計劃中的一個重要環節,是高等學校電子與電工技術課程教學的重要組成部分。它為學生的理論聯系實際提供重要的實踐活動,使學生能夠了解并初步掌握一般電子產品的生產制作、調試與研制開發過程,并從中學到有關新技術、新工藝方面的知識和基本技能。電子實習課程的關鍵在于培養學生分析問題、解決問題的能力,提高學生的實際動手能力。學生在其中獲得的感性認識可以為學習電子與電工技術課程、其他相關課程,以及后續電子產品制造與創新設計工作奠定基礎。傳統的電工和電子實習課程,已經足夠重視實習中的動手能力。但高校的電子實習課程在過去的近10年中一直保持固定不變,與目前電子產品的快速更新換代脫節。目前的電子實習課程包括基礎焊接訓練、簡單的電子設備組裝訓練、完成晶體管收音機的元器件識別、篩選、測試、焊接、組裝和調試過程,這些是多數大學電子訓練課程選擇的主要實踐方法。這些訓練已經不能反應當前電子產品技術的進步,雖然在一定程度上能夠達到培訓學生的動手能力的目的,但導致學生缺乏興趣,在實習中敷衍了事,因此不能引導和促進學生創新能力的培養。教學實踐內容和現代電子產品的脫節將導致兩方面的問題。首先,盡管作為目前電子實習課程主體的晶體管收音機仍然是世界上存在最廣泛的電子設備,但隨著電子技術、計算機技術和封裝工藝的飛速發展,其所涉及的技術在工科電子類教學中所占比例正在不斷減少,這減弱了對專業課程學習的支撐。其次,為降低實驗難度,教學中使用的設備只具有單一的功能,與現有廣泛使用的、功能強大的移動設備相比難于激發學生的興趣。同時,教學內容陳舊、模式固化也限制了學生的創新能力培養。怎樣使電子實習能夠激發不同專業學生的學習興趣,同時培養大學生的創造能力是現代高校電子實習課程亟待解決的問題。
針對目前這些問題,很多高校通過引入各種新型設備、建設新的創新實驗室等措施提供后續的電子實習課程。這些課程為學生提供特定的創新實驗平臺,使其熟悉一些單片機和PLC系統的開發基礎和技巧。但是受限設備成本,難于滿足大多數學生的需求,且設備不易更換。近年來,隨著開源運動的發展,開源思想從最初的軟件領域逐步拓展到電子、機械領域。在帶來各種創新的同時,也降低了相應設備的成本。本文通過引入開源硬件Arduino到現有的電子實習訓練中,作為當前教學的有效補充,同時探索現代大學生電子實習教學的改進方向。
一、Arduino簡介
Arduino是一套能用來實現傳感和控制電路的開發工具,它由一個安裝微處理器核心電路板和不同設備構成。作為一套電子開發套件,Arduino核心通過USB接口與電腦相連,采用類似Processing的語言進行應用開發,因此具有易學易用的特點。受到開源運動的影響,Massimo Banzi和David Cuartielles等人在2005年設計了最初的Arduino硬件,并將其設計資料公布于網絡上。開源促進了Arduino本身的發展,截至目前為止,Arduino已經了近13個不同的版本,其應用范圍涵蓋從無人飛機到快速成型機等各個領域。已經成為一個新興地、并且飛速發展的硬件開發平臺。使用Arduino可以方便的構建通過傳感器感知外界環境(比如溫度、壓強、濕度、顏色等等),并且當外界環境發生變化時,可以按照預先設定的程序通過控制馬達、制動器、繼電器等對環境進行干預??梢允褂肁rduino開發單獨電子功能模塊,也可以設計在運行時與電腦互動的應用。因此Arduino可以用于開發交互產品,例如支持外部開關、溫度傳感器、紅外傳感器等信號的讀取,控制各式各樣的LED電燈模塊、觸摸屏控制、蜂鳴器、電機和其他各種支持輸入輸出的物理設備。整個Arduino電子實驗平臺的成本可以控制在幾百元之內,可以組裝形式多樣的功能模塊,包括PWM調控燈亮度實驗、交通燈設計實驗、搶答器設計實驗等十幾種電子工作平臺。而且隨著各種Arduino社區的不斷發展,可以得到低成本的技術支持。對于訓練使用者的基礎技能,激發其創造性具有非常好的價值。Arduino支持多種操作系統Windows、Macintosh、Linux,開發系統配置簡單編程語言易學易用,具有電路設計經驗的同學能夠根據自己的設計思路設計新的模塊,可以對其擴展或改進,開發獨具特色的計算機與Arduino的交互平臺。沒經驗的同學可以根據課堂講解迅速掌握系統開發的技巧。對于工科院校的老師而言,Arduino易于理解和使用,適用于各類專業學生,因此是最合適教學設備之一。
二、實驗課程
本文利用Arduino電子平臺的開放性、低成本和易用性等優勢,在電子實習課程中加入一個新的教學環節,以彌補電子實習中創新力度不夠的問題。鑒于學生的參與教學過程的程度對能力培養的重要性,整個課程被設計為演示和實踐兩個部分。首先以開源平臺Arduino為基礎,結合計算機接口技術,為學生提供體現電子產品特點和發展趨勢的電子實驗課程。其次,在學生掌握電子的知識、數字電路和模擬電路的基礎上,通過老師的對電子平臺的講解和實驗演示,在實踐環節中將自己所掌握的電路知識實踐化。學生可以根據自己的想法任意設置電路,編寫簡單的程序,通過計算機控制整個電路運行過程。由于這個平臺安裝簡單可以反復使用,像積木可以隨意組合任意搭配,極大的提高了它使用性能,使學生積極參與到教學過程中,對電子電路方面知識得到最大限度的運用,同時動手能力和創新能力得到了鍛煉。
演示環節中包含兩個實驗,分別為傳感器電路和燈光控制電路。前者利用所搭建的傳感器電路通過USB口與計算機相連,將外部數據顯示在網頁中。而后者則提供計算機控制接口,通過網頁控制外部搭建的LED燈光。在后續的實踐環節,學生將在這兩個電路的基礎上自行擴展,并可以修改程序改變輸入輸出的參數和控制方法。以下將對實驗平臺和實驗設計進行詳細介紹。
(一)演示環節
在演示環節安排的兩個實驗按照難易程度進行安排。第一個傳感器電路演示了計算機如何讀取外部傳感器電路的信息。實驗以簡單的電路向學生展示基本元器件的識別、檢測和連接方法,同時介紹Arduino的安裝、使用和開發的基本知識。第二個燈光控制電路則在第一個實驗的基礎上,演示了如何構造計算機控制的電子功能模塊。為增加實驗的趣味性和實用性,這兩個實驗都計算機中運行的瀏覽器作為顯示和控制終端。
1.傳感器電路。傳感器是測量物理量的主要手段,在現代智能控制中占據非常重要的地位。如圖1所示本實驗演示設計為傳感器電路,接口服務和瀏覽器界面三個部分,演示了以光線傳感器控制LED燈光亮度,并將當前亮度數據通過USB接口送入計算機,并在網頁界面中動態顯示。
傳感器電路由LED燈、光敏電阻、10千歐、470歐、面包板和面包板跳線搭建,可獨立運行,同時將傳感器以每秒10次的速率送往上位機(如圖2所示)。上位機運行的接口服務通過USB端口接收數據,并通過socket服務和http協議將其送往瀏覽器。這個模塊通過NodeJS實現,因此可以方便的運行于各種不同的系統中。最后通過瀏覽器中運行的網頁將實時接收到的傳感器數據以圖形方式動態的顯示出來。
在演示過程中將依次向學生講解系統結構設計、電路實現、控制程序的編制方法,以及接口服務器的原理以及網頁界面的實現方法。演示過程中讓學生改變室內燈光,并觀察LED和計算機界面中的顯示信息。這個演示應用可以方便的擴展為智能室內燈光調節系統,或者更改為根據室內燈光自動調節顯示器亮度的智能家庭助手系統。
2.燈光控制電路。計算機控制是現代電子產品的特征,在第一個實驗的基礎上,本演示增加了與計算機連接的雙向控制,演示了通過將計算機控制電路的過程。在演示過程中,可在課堂上直接在第一個電路的基礎上現場搭建本實驗的硬件部分。與第一個演示類似,本實驗仍分為燈光控制電路、接口服務和瀏覽器界面三個部分,如圖3所示。
電路部分增加了多個LED光源,以實現控制功能的演示。在瀏覽器、接口服務和電路之間增加了反向回路,使控制命令可以從網頁傳遞到電路。在演示過程中則反復強調系統結構設計、電路實現、控制程序的編制方法。由于本實驗采用網頁控制實際物理電路的特性,演示過程中可采用本地控制和遠程控制兩種方式。首先讓學生在本地的瀏覽器界面中控制電路中的各路LED,觀察LED和計算機界面中的顯示信息。然后讓學生在網絡上模擬異地控制,觀察物理電路中的燈光變化情況。這個演示應用可以方便的擴展為智能室內燈光調節系統,或者更改為根據室內燈光自動調節顯示器亮度的助手系統。
(二)實踐環節
實踐環節主要作用是鞏固學生對課堂內容的理解,使學生通過改變電路、改變控制程序和應用形式等不同手段發揮自身創造性,達到鍛煉學生思考和動手能力的目的。根據課程的時間可酌情安排元器件識別、電路板設計、制作、電路調試和實驗報告撰寫等訓練環節。
鍛煉學生思考和動手能力是實踐環節的重點,同時應向學生介紹現代電子產品的發展趨勢。例如,如何將微處理器和計算機技術引入家電設備后形成智能家居;如何將本節課提供的實驗系統原型擴展成為具有自動監測自身故障、自動測量、自動控制、自動調節,并具有遠程控制功能的現代集成控制系統??梢越Y合實際課堂上的移動設備控制的演示和多媒體演示,激發學生的學習興趣和能動性,鼓勵他們總結實驗心得,將本節課的內容用于感光燈、窗簾控制等與實際生活息息相關的產品制作中。
三、小結
從本門課程的教學實踐中可以看出,Arduino開源平臺應用簡單,但形式多樣,在課堂中使學生完全可以根據自己的興趣,創新制作一些電子模塊,然后運用編程語言進行交互。這套平臺具有可接受的成本和逐漸成熟的開源社區的支持,可以通過反復實驗提高學生創新能力和動手能力。從實驗安排中看,這兩個實驗保持的新穎性,其功能原型與當前最新的電子產品接近,在這兩個實驗的基礎上,可以進一步開發先進的智能家電和智能控制應用,通過網頁直觀的演示實踐過程,能夠大大提高學生對電子電路的學習興趣。通過新舊兩種課程的設置方案的對比,可以看出本方案更注重實踐和創新能力的培養,增加了設計電路、編寫程序、通過計算機端口讓電子設備與計算機互動,充分的把計算機和電路知識結合起來,通過課堂實踐發現新的課程安排,在課堂中學生積極性能更好的發揮其能動性。
電子實習為工科學生的實踐的重要一環,對培養學生的動手能力和創新能力具有重要作用。因此,我們要重視工程技術訓練中心在實踐課程中的安排,堅持以學生為中心,把教學重點從傳統的技能傳授轉變為培養學生的實踐能力和創新精神上來,培養適應社會和企業需要的新型工科人才。
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1前言
近些年來,我國的職業教育呈現迅猛發展之勢,技工學校為社會輸送了不少技能型人才。與普通院校相比,技工學校的人才培養方式更要注重實踐性,要強調實習教學,旨在全面提升學生的實踐操作能力。目前,很多技工學校都開設了電工專業,如何創新電工實習教學,是技工學校必須慎重考慮的重要問題。本文重點研究技工學校優化電工實習教學的對策,意在起到拋磚引玉之用。
2技工學校在電工實習教學中的優化途徑
我認為,技工院校要對電工專業的學生加強實習教學,可以從以下幾點入手,方能收獲事半功倍的效果:
2.1加強示范教學
按照實習教學的要求來看,電工專業在實習教學方面必須兼顧理論教學和實踐教學,要將理論與實踐有機結合,使學生實現學以致用的境界。示范教學是實現理論與實踐有機結合的有效路徑。教師在課堂教學中一方面要對學生加強理論知識的引導。另一方面也要注重培養學生的實際操作能力,使學生在“做中學”。首先,教師要加強理論教學建設,為學生介紹有用的理論知識,提升學生的理論素養,因為實踐活動要以理論為指導,所以理論教學必不可少。教師要加強備課,根據學生的實際情況組織教學內容。比如對于電工、無電線技術專業的學生,他們在日后工作中肯定會遇到這樣的問題,即按照具體要求設計一個電路,并進行裝配和調試,直至達到合格指標。針對這樣的任務,教師首先要將其中的理論知識介紹給學生,教師要通過各種教學方式為學生深入淺出地講解其中隱含的原理知識,加強示范教學,使學生掌握應有的理論知識,然后放手讓學生進行實際操作,引導學生制作元件、測量元件等,使學生對電工學習形成親近感,激發他們的學習興趣。
2.2優化教學方法
在很長一段時間內,技工院校的電工實習教學都是采取傳統的教學方法,比如“滿堂灌”、“一言堂”,這種教學方法忽視學生的主體性,很容易引發學生對電工實習教學的反感情緒,使他們意識不到實習教學的重要意義。有鑒于此,教師在實習教學中要靈活采取教學方法。隨著現代教育理論的不斷發展,新型教學法層出不窮,諸如案例教學法、問題教學法等都是值得推薦的教學方法,教師要尊重學生的主體性,將學習主動權還給他們,使學生以飽滿的熱情參與到課堂教學中。比如教師可以在實習教學中采取多媒體教學法。很多電工員工對學生而言比較抽象和深奧,而多媒體技術可以將抽象的知識變得形象具體化,教師可以利用多媒體技術為學生展示整個電路的動作過程,調動學生的多重感官進行學習,可以大大提升學生的學習興趣。教師還可以解決具體的實習任務,安排學生利用網絡渠道收集資料,制定實習計劃,培養學生的自主學習能力,為他們的日后發展奠基。
2.3組織技能比賽
技工學校的學生正處于青春年華,有著強烈的競爭意識,但由于他們自身存在一定的自卑心理,需要教師激發學生的探索欲望,為學生參與實踐活動創造機會,技工學校電工專業可以根據具體情況組織技能競賽,比如設計電路比賽,調試元件技能比賽等,只要與電工專業有關,都可以組織一些比賽。教師還要鼓勵學生參與這些比賽,比賽成果與學生的學分相掛鉤,激發學生的參與興趣。為了使學生更好地參與比賽,教師還要對學生加強指導,及時解答學生提出來的各種問題,使學生在賽前做好準備。這樣的過程可以使學生及時發現自己在理論學習和實踐操作方面存在的問題,及時查缺補漏,以更好的狀態參與比賽。在比賽后,教師要及時反饋學生的參賽情況,包括比賽狀態、比賽結果等,要盡量多設置一些獎項,激發學生的成就感。技能比賽以激勵為主,使學生感受到學習的趣味性,更加樂于接受電工專業的教學。
2.4推廣校企合作
如今,社會競爭越發激烈,社會企業對從業者的綜合素質提出了越來越高的要求,希望畢業生不僅要具備良好的理論素養,更要具備豐富的實踐經驗,能在最短時間內適應工作崗位的要求,這就要求技工學校要大力培養學生的實踐能力,推廣校企合作是一條有效路徑。所謂校企合作,顧名思義,就是學校與企業一起合作,共同培養人才。如今,校企合作對很多技工學校而言已經不再陌生,這是技工學校的辦學特色。為了培養出更多的合格人才,技工學校要進一步加強校企合作的力度,與對口企業進行密切配合,一起制定人才培養方案,學校要安排電工專業的學生進入企業進行見習和頂崗實習,使學生以“準職業人”的身份參與企業運作,體會社會企業的工作氛圍,做好心理準備。企業要為學生安排指導教師,這些指導教師要手把手地引導學生進行實踐操作,并及時將學生的實習情況反饋給學校,使學校意識到自己在人才培養方面存在的問題,繼而調整人才培養方案。學生自身也要在企業中努力學習,掌握先進的操作技能,及時撰寫實習報告和實習小結,實現學以致用的境界。
3結語
總之而言,未來的社會競爭是異常激烈的。技工學校要重視對學生的實習教學,使學生既具備理論素養,又具備實踐技能,將學生培養成復合型人才,為他們日后踏上工作崗位創造應有的良好條件。
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高職院校的一門專業基礎課就是電工電子技術,而電子電工實驗對學生理解、掌握和熟練應用這門課的基本知識理論很有幫助,也可以培養學生動手操作能力。高職教育的目標是培養高素質技能型專門人才,但傳統的實驗教學方式是不能達到這個目標的。因此,對高職電子電工實驗教學方法進行研究是很有必要的。
1 傳統實驗教學存在的主要缺陷
傳統的實驗教學模式主要是根據教學大綱和教學計劃的規定,以教師為核心,學生被動的接受知識。有很大的局限性,不能調動學生的積極性,一般事先安排好實驗的上課時間、地點、內容,提前告知實驗步驟,按照教師教授的步驟按部就班的做實驗,缺少創新性。因此,目前一部分高職院校培養出來的人才缺少專業性和技能性,傳統的實驗教學模式約束和學生的實踐操作能力和創新能力,使學生缺乏主動性,很少積極主動的參與實驗,因而畢業之后不能很熟練的參與到企業生產中去,缺乏創新思維,不能滿足社會和企業的需要。
2 實驗教學方法的研究
根據上述問題,高職學校應該研究當今社會所需人才的特點和社會發展需要和趨勢,探索新型的適應社會發展的教學模式,來提高學校的綜合實力。例如改善教學方法和教學環境,提高教學質量,提高教師的綜合素質,提高學生學習興趣,重點培養學生動手操作能力和創新能力,把感性認識上升到理性認識,提高學生的綜合素質,這樣學生畢業之后才能滿足社會和企業的需要。
2.1 明確教學目標
傳統的實驗教學方式是以教師為核心,學生被動的接受知識,學生很少有主動性參與教學,這樣很難提高學生的技能性和創新性,也很難提高教學質量。因此要改變教學理念,明確教學目標。在教學過程中,應該以學生為核心,理論與實際結合,調動學生參與教學過程的主動性,重點培養學生操作能力和創新能力,提高學生綜合能力,以便于畢業后更好的適應現代高科技社會的快速發展。也可以應用多媒體互聯網技術,在教學過程中播放相關視頻,更加形象具體生動的讓學生觀察做實驗過程中應該注意的細節,學生一邊操作教師在一旁講解指導,提高學生的動手能力合作實驗的興趣,便于學生了解并掌握重難點。
2.2 改善實驗環境
學校應該提高改善實驗環境和實驗技術設備,為學生提供良好的實驗環境,激發學生做實驗的興趣,從而積極的參與到教學中與教師互動。另一個重要因素就是教師的綜合素質。教師學會先進的實驗是學生能掌握先進的實驗技術的前提。高職學院可以讓教師在企業培訓一段時間,這樣不但可以了解現在社會和企業需要的人才類型,通過與企業中有豐富的社會經驗的工人師傅交流,還提高自身的綜合水平和教學質量,通過這樣的方式來培養出一批又一批社會需要的人才。
2.3 開啟校企合作模式
學??梢耘c企業聯合辦學,充分利用企業先進的設備和技術資源,可以讓學生去企業里實習并熟練的掌握機器操作業務,把理論與實際結合,感性認識上升到理性認識,更好的掌握和熟練技能以適應社會需求和發展。學校與企業合作既適合我國當代社會發展又可以提高學校教學質量。學生如果在企業中遇到什么問題,可以請教具有豐富經驗的工人師傅,以便將來更好地適應在企業中工作。學校應該增強與企業的溝通和合作,相互學習,共同發展,為畢業生就業問題打下良好的基礎。
2.4 嚴格考核制度
教師通過學生提交的實驗報告評價并給出實驗成績是傳統的實驗考核的方式,這樣的方式會讓學生不重視實驗過程,只關注實驗結果和數據,甚至不參與實驗過程直接抄襲其他同學的數據。因此,嚴格的考核制度也是督促學生積極參與實驗的一種手段。(1)日常考核,包括學生實驗出勤情況、做實驗時參與程度、與其他同學合作能力、實驗結果處理和數據分析能力;(2)實際操作,包括學生對相關知識和基本原理、實驗儀器的使用方法和實驗操作步驟的掌握程度;(3)課程設計。學生不僅要掌握教師教授的實驗,還要有自己的動手和思考能力。教師可以給學生出一道新的實驗課題,讓學生獨立完成或與小組成員共同合作完成。這樣不僅可以鍛煉思考能力,還可以增強團隊合作意識。
3 小結
高職教育的目的是培養技術型人才,因此,學生的實際動手能力和創新能力是很重要的,這種能力也是學生畢業后適應崗位需求所必須具備的綜合素質。所以,高職院校不能只局限于傳統的教學模式,應該勇于改革勇于創新,及時引進新設備和先進技術,應用先進的科技提高教學環境和教學質量,培育出優秀的適應時展的優秀學生。
[參考文獻]
電子電工實訓課教學是職業學校培養學生操作技能的一個重要環節,而技能的形成則是學生通過觀察、模仿、實踐來重復教師所演示的動作和反復練習來實現的。根據教學目標,電子電工專業學生在三年內要掌握的技能和達到中級工應知應會標準,都要通過生產實訓教學來完成。
一、電子電工實訓的教學方法
1.根據實訓對象調整實訓教學內容。高一的電子實訓內容一般以簡單,趣味為主,比如說做一些流水燈、閃光燈等電路,主要是培養學生的學習興趣,提高學生的動手能力;而高二的實訓內容相對難一點,要自己根據電路來設計組裝電路,重點培養學生的分析設計,儀器儀表使用的能力。
2.單純操作與紙上練習相結合。對一些元器件較多、線路安裝復雜的電路,采用“紙上練兵”法。所謂“紙上練兵”是指學生在理解電路原理和掌握電路接法的基礎上,在實訓報告上練習布線的做法。通過這種練習,學生對理論知識進一步消化和理解,逐步熟悉其原理對安裝工藝做到心中有數;實踐證明這樣做不僅節約了大量時間,而且節省了材料,達到事半功倍的效果。
3.注重基本技能的訓練,電子電工實訓的主要內容包括常用元器件的識別與測試,基本焊接訓練及產品的焊接、調試和組裝。電子電工實訓課程有精心準備的一整套實訓工具,通過指導教師的演示操作,使學生們了解各種工具的基本用途,掌握其基本操作方法。為了避免枯燥,積極開發校本教程,去網上購買一些有趣味的套件,比如流水燈電路、聲控開關、音樂開關等等,這一教學環節的增加不僅活躍了實訓課堂,增加了焊接練習的趣味性,而且還熟悉了各種工具的運用。
二、實施有效的教學管理
為了達到培養應用型技術人才的目的,我們的做法嚴格把握實訓的四個環節。
1.實訓前的準備。為了確保電子電工實訓的順利進行,要求學生排隊進入電子電工實訓室,必須學習實訓規定的有關規章制度,每人自覺遵守。實行按學號分組,班長、小組長分工負責,落實到每個人,提高管理自己的自覺性。強調“必須安全用電”的意識,了解安全用電知識。從家用電器的使用,聯系身邊日常生活中用電常識,既提高興趣,又達到了授課的目的。授課既有重點的講解,又留有余地,讓學生認真思考。給予一定時間預習,強調自學與講授相結合,使學生很快進入角色。
2.實訓中的指導。采用“集體示范指導”為主和“個別單獨指導”為輔,為了培養學生具有創新精神和實踐能力,強調嚴格訓練。以提高動手能力為主,采取少講多練的形式,點到為止,啟發思維。對每一項訓練內容做到勤巡視、多檢查、把好關。 在實訓別要強調學生職業素養的培養,比如工具的擺放必須統一一致,操作習慣必須嚴格安全規范。
以手工焊接作為基本訓練。讓學生在舊印刷電路板上反復練習,體會摸索一下,然后,帶著問題聽老師講操作要領并作示范和解答問題。再用正式印刷電路板練習,學生自己檢驗質量,小組互檢,小組長寫評議。由此,讓學生熟練地掌握使用電烙鐵焊接的基本功。
實訓內容的綜合訓練。制作一臺電子產品――收音機。學生對此制作過程抱有極大興趣,但對于剛開始接觸實訓的學生來講,它的線路還是比較復雜,確實有一定的難度,但對學生綜合能力的訓練是有益的。尤其是收音機的調試,需要耐心細致地查找線路、檢測、排除故障,的確是一種很好的綜合素質訓練,既培養了獨立思考、理論聯系實際、分析問題、解決問題的能力,又培養了嚴謹的科學態度。制作完畢后,學生非常興奮,拿著自己親手做的收音機非常有成就感
3.實訓后的考核。結合嚴格實訓的內容嚴格考核,采取“A、B、C、D、”等級制評分辦法,由學生根據訓練內容自檢、小組評議和教師檢查實訓產品綜合評定成績??己藰藴嗜缦拢浩綍r表現及考勤(20%);焊接訓練(20%);實訓成績(40%);實訓報告(20%)。
4.實訓后的小結。一方面,實訓結束后,教師填寫《7S評分表》,其內容包括:實訓題目、要求、實訓過程等。填寫《7S評分表》時,應改變以往單純以分數為標準的評價方式,采用學生自評、互評、指導教師點評等方法,實現評價主體的多元化。這樣,學生不僅能夠了解自己實訓中的不足,也為指導教師改進實訓教學提供了依據。另外一方面,實訓結束后要求學生整理好實訓臺,擺放好工具,嚴格按照7S的要求做好衛生保潔等其他問題。從而使職校培養的學生不僅能掌握良好的技能,而且能培養他們的職業素養。
電子電工實訓作為中職學校實踐教學中的一個重要環節,不但可以將理論與實踐緊密地結合起來,而且還為學生今后的工作打下良好的基礎,其在中職教學中的重要性是不言而喻的,但實訓內容、實訓方法、實訓手段、實訓形式等問題還有待進一步的探討,以提高電子電工實訓的質量和效果。
一、概述
理論與實踐一體化教學法正是順應當前技工院校技術教育發展而產生的一種教學方法,旨在提高被教育者的綜合素質,采用理論教學與實踐相結合的方法。這種教學方法改變了傳統的理論和實踐相分離的教學方式,解決了專業理論與專業技能重復教學的問題,將應知的專業理論和應會的操作技能緊密結合在一起,以基本技能訓練為主線,強化專業理論的指導作用,突出學生實際操作能力的培養,增強學生理論興趣,促進他們對理論的理解,為學生走向實際工作崗位增強了適應能力。
當然,理實一體化教學要有與專業和規模相適應的硬件設備和學習環境。由于一體化教學方法強調空間和時間的統一,即在同一場地、同一時間完成教學的多種任務。所以,要實施一體化教學,就必須具有既能滿足理論教學,又能滿足實踐教學的“一體化”場所。為了滿足理實一體化的教學的需要,各院校都在不斷探索研究,尋找適合職業教育的教學環境。那么到底什么樣的環境更適合一體化教學呢,當前得以認同的觀點是建設一體化實驗室,因此,一體化實訓室建設改革已經是大勢所趨。
以維修電工專業實訓室建設為研究對象,本文通過深入調研分析了維修電工專業實訓室建設現狀?,F有模式存在時間、空間沖突和實訓設備缺乏真實性、先進性等弊端,遠不能滿足一體化教學對實訓場地的需求。因此,本文以我院維修電工專業技師培養所需實訓場地為藍本提出一種新的實訓室建設思路,能夠改善原有的實訓室建設方案中存在的種種不足,以期節約經費,提高效率,改善教學效果。
二、現有維修電工專業實訓室模式及存在的弊端
2.1現有維修電工專業實訓室模式。
我院維修電工專業招收6年制初中起點技師班,每年兩個班。學生下廠實習一年,在校時間五年,在校班級數10個。每班配備一個“一體化”教室,使用帶有電源的“一體化”課桌,在教室中可以完成電子焊接實訓,配電板安裝等基本實訓項目,同時完成理論教學。另外,整個專業配有多個專業實訓室,完成專業課程的實訓課題。現有維修電工專業實訓室模式占用實訓場地19間,一體化教室10間,共計29間,實際投資500萬左右,具體實訓室配置情況及其功能見表1。
2.2現有實訓室模式存在的弊端。
以往的實訓室建設思路都是在設備上投入巨資,認為設備的到位就能實現“工學結合”為核心的人才培養目標。在對多個技工院校實訓室建設方案和案例的研究、分析的基礎上,結合我院的維修電工專業建設的研究,本文認為實訓室的大投入現狀并不樂觀。雖然現有實訓室設備資金投入很多,但整個實訓室的配置仍然存在著一些不合理性,主要體現在以下幾個方面:
2.2.1存在時間沖突:不同的班級可能在相同的時間需要使用同一個實訓室,這就會造成使用沖突,需要通過編制場地安排表來解決,但并不能完全避免沖突,造成了實訓室使用率低下的問題。
2.2.2存在空間沖突:很多專業課程的理論講解在教室進行,而實操又要換到實訓室進行。其原因是實訓室不具備講課條件,教室不具備實訓條件。這就造成教學過程被人為割裂,不能面對實物講解,也不能在實訓出現問題時及時講評,無法實現“教學做一體化”的教學目標。
鑒于現有實訓室模式存在的種種弊端,本文針對維修電工專業提出一種新的實訓室建設方案,力求在滿足一體化教學對實訓場地更高要求的基礎上,合理配置資源,節約經費,最大限度發揮實訓室的效率,改善實訓的教學效果。
三、維修電工專業一體化實訓室建設方案
3.1一體化實訓室模式構思。
實訓室建設是技師院校實現高技能人才培養的關鍵環節,因此,我院維修電工專業實訓室建設堅持以服務為宗旨,以就業為導向,以學生職業能力訓練為核心,充分體現技工教育特色,以達到培養高技能技師人才的目標。
一體化實訓室建設方案本著節約費用的原則,其設計將在原有實驗室和教室資源的基礎上進行合理的重組和配置。為了解決原有實訓室存在的問題,提高實訓室利用率,提高教學效果,實現“教學做”一體化的教學模式,我們將建立“一體化”實訓教室,該實訓教室既能夠完成理論教學,又能完成大部分的專業實訓。另外,我們將保留部分公用實訓室和規模擴大的倉庫。在新的模式中,一體化實訓室配置情況及其功能見表2。
3.2一體化實訓室建設實施。
在一體化實訓室建設模式中,整個實訓場地建設需要10間實訓教室、3間專業實訓室和2間倉庫,共計15間。其中,專業實訓室和倉庫的建設是在原有實訓室的基礎上,進行一些適當調整和改進,使之更好地服務于實訓課程,以提高實訓效果。該實訓室建設方案的重點是10間實訓教室的建設,要求該實訓教室滿足“教學做一體化”的教學模式,能夠完成維修電工專業大多數的實訓課程。因此,該類實訓教室需要更大的空間,我們考慮將原有的兩間教室打通,成為一個廠房式大教室。
要實現在實訓教室完成大多數實訓項目這一目標,我們列出了實訓教室的基本配置:
1、帶有電源的單人課桌:提供220V電源,放置各種儀表。單人課桌可以滿足理論教學,電子焊接實訓,單片機實訓,配電板安裝實訓,變壓器制作等教學需要。
2、配電柜:提供三相四線電源,可通過導軌或者網孔板安裝電器元件,安裝以鉚釘板或者環氧樹脂板為基礎的電子線路板,如圖1(a)所示。
3、鋁合金導軌工作臺:可安裝仿真機械臂,兩維運動數控裝置,分揀裝置,氣動裝置等通過導軌安裝的仿真自動化裝置或實物,如圖1(b)所示。配電柜和鋁合金導軌工作臺相結合可以滿足PLC、變頻器、觸摸屏,RS-485通訊,CC_link通訊,機床安裝與排故,調速系統排故訓練,自動化設備安裝與調試,數控設備安裝、調試和維護,電機拆裝與維修等實訓。
4、可移動電腦桌:用于編寫程序,繪制電路圖,編寫說明書,幻燈片等,如圖3所示。
(a) 配電柜 (b) 鋁合金導軌工作臺
圖1 控實訓教室基本配置
按照我們所設計的實訓教室布局如圖2所示,左側為學習區,配置講臺、黑板、投影儀、一體化課桌,用于講課、電子線路焊接、控制板制作。中間為實訓區,放置配電柜和鋁合金導軌工作臺組成的實訓裝置(計算機根據需要調配)。配電柜通過金屬網孔板、環氧樹脂板或導軌安裝電氣設備;鋁合金導軌工作臺用于安裝執行部件。右側為準備區,放置一人一門的工具柜、臺虎鉗、臺鉆等輔助設備。
在實訓教室附近應準備一間較小的教室,放置砂輪機、烤漆箱、熱轉印機等教學需要的公用設備。圖2 實訓教室意圖
四、小結
經過多年的實訓教學實踐和深入的調研分析,本文提出的維修電工專業一體化實訓室建設方案不僅滿足維修專業技師培養模式對實訓場地的需求,而且大大節約了經費,提高了效率,改善了教學效果。當然,隨著我國經濟的快速發展,維修電工高技能人才需求不斷增加,什么樣的實訓室模式更適合高技能人才的培養,還有待進一步探索研究。因此,在未來的教學過程中,我們將投入更多的經歷進一步探索研究,不斷完善一體化實訓室的設計和建設,力爭把我院維修電工專業實訓室建設成一個高水平,具有我院特色的實訓中心,以期最大限度發揮實訓室的效率,給學生提供更廣、更深的實訓機會,實現我院提出以“工學結合”為核心的人才培養模式改革目標。
表1 現有維修電工實訓室配置及其功能
序號 主要場地名稱 用途
1 機床室 機床排故
2 半實物機床室 機床排故
3 模電/數電實訓室 電子技術、模電、數電實驗
4 可編程控制器實訓室 可編程控制器編程及模擬通車
5 可編程控制器實訓室(簡化) 可編程控制器編程及仿真
6 技師高級技師實訓室(柜式) PLC、變頻器、觸摸屏實訓
7 技師高級技師實驗室(臺式) PLC、變頻器、觸摸屏、通訊實驗
8 電機實訓室 電機拆裝和維修
9 電力電子實驗室 電力電子實驗,電機實驗
10 直流調速排故實訓室 直流調速系統排故實訓
11 高配、低配實訓室 倒閘操作實訓
12 柔性制造系統實訓室 機械手,下料盤,加溫罐等自動化設備
13 數控設備維修實訓室 數控維修實訓
14 鉗工實訓室(借用機械專業) 鉗工實訓
15 氣動、液壓實訓室 氣動、液壓實訓
16 網孔板實訓室 多用途
17 單片機實驗室 單片機實驗
18 儀器儀表倉庫 存放儀器儀表
19 材料倉庫 存放電工電子器件
20 一體化教室(10間) 理論課和部分基本實訓項目
表2 一體化實訓室配置及其功能
序號 場地名稱 用途
1 實訓教室(10間) 完成理論教學和大部分實訓
2 半實物機床室 機床排故
3 儀器儀表倉庫 存放儀器儀表
4 材料倉庫 存放電工電子器件
5 高配、低配實訓室 道閘操作實訓
6 鉗工實訓室(借用機械專業) 鉗工實訓
參考文獻:
[1] 周龍軍. “一體化”工學結合人才培養模式的研究與實踐[J]. 職業教育研究, 2010(7).
[2] 王新年. “教、學、做”合一實訓基地建設探索[J]. 職業技術教育, 2009(8).
(2)學習并掌握收音機的工作原理;
(3)按照圖紙焊接元件,組裝一臺收音機,并掌握其調試方法。
二、實習器材介紹:
(1)電烙鐵:由于焊接的元件多,所以使用的是外熱式電烙鐵,功率為30w,烙鐵頭是銅制。
(2)螺絲刀、鑷子等必備工具。
(3)松香和錫,由于錫它的熔點低,焊接時,焊錫能迅速散步在金屬表面焊接牢固,焊點光亮美觀。
(4)兩節5號電池。
三、實習目的:
同金工實習的意義是一樣的金工實習要求我都日常的機械車床,電子技術實習的主要目的就是培養我動手能力。勞動工具能夠熟練使用,能夠自己動手做出一個像樣的東西來。而電子技術實習就要我對電子元器件識別,相應工具的操作,相關儀器的使用,電子設備制作、裝調的全過程,掌握查找及排除電子電路故障的常用方法有個更加詳實的體驗,不能在面對這樣的東西時還像以前那樣一籌莫展。有助于我對理論知識的理解,協助我學習專業知識。使我對電子元件及收音機的裝機與調試有一定的感性和理性認識,打好日后深入學習電子技術基礎。同時實習使我獲得了收音機的實際生產知識和裝配技能,培養理論聯系實際的能力,提高分析問題和解決問題的能力,增強獨立工作的能力。同時也培養同學之間的團隊合作、共同探討、共同前進的精神。
具體目的如下:
1.熟悉手工焊錫的常用工具的使用及其維護與修理。
2.基本掌握手工電烙鐵的焊接技術,能夠獨立的完成簡單電子產品的安裝與焊接。熟悉電子產品的安裝工藝的生產流程。
3.熟悉印制電路板設計的步驟和方法,熟悉手工制作印制電板的工藝流程,能夠根據電路原理圖,元器件實物設計并制作印制電路板。
4.熟悉常用電子器件的類別、型號、規格、性能及其使用范圍,能查閱有關的電子器件圖書。
5.能夠正確識別和選用常用的電子器件,并且能夠熟練使用普通萬用表和數字萬用表。
6.了解電子產品的焊接、調試與維修方法。
四、原理簡述:
zx-921型收音機是由8個三極管和2個二極管組成的,其中bg1為變頻三極管,bg2、bg3為中頻放大三極管,bg4為檢波三極管,bg5、bg6組成阻容耦合式前置低頻放大器,bg7、bg8組成變壓器耦合推挽低頻功率放大器。該機的主要技術指標為:
頻率范圍:中波530~1605khz
中頻:465khz
靈敏度:小于lmv/m
選擇性:大于16db
輸出功率:56mw~140mw
電源:1.5×2v(1.5v干電池二節)
zx-921型收音機電路原理圖
(一)調諧、變頻電路
l1(線圈)從磁性天線(磁棒)上感應出的電臺信號,經由l1和cl-a(雙聯電容)組成的輸入調諧回路選擇后,只剩下需要的電臺信號,該信號耦合給l2(線圈),并由l2送bg1的基極和發射極。由于調諧回路阻抗高,約為100kω,三極管輸入阻抗低,約為1~2kω。要使它們的阻抗匹配,使信號輸出最大,就必須適當選擇l1與l2的圈數比,一般取l1為60~80圈,l2取l1的十分之一左右。以改變輸人回路的高端諧振頻率,使之始終低于本機振蕩頻率465khz。所以微調電容c主要用于調整波段高端的接收靈敏度。相反,微調電容c對波段低端接收靈敏度的影響極小,這是因為在波段低端雙連可變電容器cl-a幾乎全部旋進,這時cl-a的電容量很大,約為200多微微法,微調電容器c的電容量的變化對它來說便可忽略不計。來自l2經輸入調諧回路選擇的信號電壓一端接bg1的基極,另一端經c2旁路到地,再由地經本振回路b2次級下半繞組,然后由c3耦合送bg1的發射極。與此同時,來自本機振蕩回路的本機振蕩信號由本振線圈次級抽頭b2輸出,經電容c3耦合后注入bg1的發射極;本機振蕩信號的另一端,即本振線圈次級另一端,經地由c2耦合到l2的一端,并經l2送bg1的基極。由于l2線圈只有幾匝,電感量很少,它對本機振蕩信號的感抗可忽略不計。
可認為由c2耦合的本振信號是直送bg1基極,因此。這樣在bg1三極管的發射結同時加有兩個信號,頻率分別為f振、f外。只要適當地調整bg1上偏置電阻r使bg發射結工作在非線性區(這時對應bg1集電極電流ic為o.20.4ma則f振、f外信號經bg1混頻放大后將由集電極輸出各種頻率成分的信號。由b3中頻變壓器初級繞組與電容組成的465khz并聯諧振電路,選出465khz中頻信號,并將之經中頻變壓器耦合至次級繞組,輸出送中頻放大電路進行中頻信號放大處置。本機振蕩回路中可變電容c1-b或簡稱振蕩連)兩端并接一個微調電容器,主要作用是調整收音機波段高端的覆蓋范圍,其功能與輸入調諧回路中的電容一樣。收音機波段低端的覆蓋范圍調整是調節b2本機振蕩線圈的磁心,當將b2中的磁心越往下旋(用無感螺絲刀順時針轉動磁心)線圈的電感量就越大,這時本機振蕩頻率就越低,對應接收的信號頻率也越低。
(二)中頻放大電路
一般收音機的中頻放大倍數要達到1000倍,中頻放大電路的主要任務是放大來自變頻級的465khz中頻信號。收音機的靈敏度、選擇性等技術指標主要取決于中頻放大器。因此,中放三極管的放大倍數取β=70左右。β值不能取得太高,否則將引起中頻放大器自激嘯叫。b3b4和b5分別是第一中頻變壓器、第二中頻變壓器和第三中頻變壓器,都是單調諧中頻變壓器,初級繞組分別與各自電容器組成并聯諧振電路,諧振頻率為465khz電路中它主要起選頻、中頻信號耦合和阻抗匹配作用。來自變頻三極管bgl集電極的中頻信號,經b3選頻后,由b3次級繞組輸出,一端經電容c4c5后送往bg2發射極,另一端送往bg2基極。該信號經bg2放大后由集電極輸出,并再經b4選頻進一步濾除非中頻信號后由b4次級繞組耦合輸出:同樣,b4輸出的中頻信號一端送往bg3基極,另一端經c6r8后送往bg3發射極,中頻信號經bg3再一次放大后由集電極輸出送往b5中頻變壓器。來自bg3集電極已經過兩級中頻放大的中頻信號,經b5再一次選頻后,由b5次級繞組輸出,送往檢波電路進行解調處理。上述的兩級中頻放大電路中,各極工作狀態的確定要考慮到不同的需要。
(三)檢波器及自動增益控制電路
檢波電路主要由檢波三極管bg4、濾波電容c8和檢波電阻r9、w組成。來自b5次級經中頻放大器放大的中頻信號送往三極管bg4的基極和發射極,發射結相當于二極管,檢波后輸出信號的變化規律和高頻調幅波包絡線基本一致。收音機的檢波輸出音頻信號強度也能自動地在一定范圍內保持不變。
(四)低頻前置放大與功率放大電路
來自音量電位器w中心滑片的音頻信號,經c10耦合到bg5的基極,通過由bg5、bg6組成的阻容耦合低頻前置放大器放大后,由bg6集電極送往輸入變壓器b6的初級。為了保證前置放大器有較大的功率增益和較小的失真,取bg6的集電極靜態工作電流為2~3ma。來自bg6集電極的音頻信號經輸入變壓器阻抗變換后,耦合輸出兩組相位差互為180o的音頻信號,然后分別送往bg7、bg8的基極和發射極,bg7、bg8組成變壓器耦合推挽低頻功率放大器。由于電路上下是完全對稱的,來自輸入變壓器的音頻信號,經bg7、bg8功率放大后送往喇叭。r15是交流負反饋電阻,其作用是改善低頻放大器的音質。
五、實習步驟:
(一)熟悉電路元件,掌握烙筆的使用方法
老師發給我們每人一塊電路板,這是別人上一屆的學長們做好的電路摸板。老師只是叫我們用烙筆把各種電路元件拆下來,通過拆的過程,使我們熟練掌握烙筆的使用方法,同時使我們熟悉電路元件的焊接過程。
(二)發收音機裝配零件,檢查和熟悉各種零件
老師讓我們多次熟悉收音機的電路圖和熟悉電路元件,并調試元器件的好壞。
這一天的工作是相對輕松的,僅僅是熟悉電路圖和學習使用常用電子儀器儀表,和識別檢測常用的電子元件。
這一天最重要的就是常用電子元件的識別和檢測。我們常見的電子元件就是電阻、電容、二極管和三極管。電阻上的色帶是就是電阻的色環標記法,通過色環來表示電阻的大小,有效數字、倍率和允許誤差?,F在見到的電阻的色環有四道和五道的,四道環的有效數字是前兩道環所代表,而五道環是由前三道所代表。接著識別電容器,電容用于交流耦合、濾波、隔斷直流、交流旁路和組成振蕩電路等,電容的標注分為直接標注和色標法。通過學習,我明白了直接標注的電容是用數字直接表示電容量,不標單位。標注1~4位整數時,其單位是pf,標注為小數時,其單位是μf。也有用三位數字表示容量大小,默認單位是pf,前兩位是有效數字,第三位是有效倍率(10m),當第三位是9時,則對有效數字乘以0.1。而色標法則同電阻器的標注。檢測電容的方法是利用電容的充放電特性,一般用萬用表電阻檔測試電容的充放電現象,兩只表筆觸及被測電容的兩條引線時,電容將被充電,表針偏轉后返回,再將兩表筆調換一次測量,表針將再次偏轉并返回。用相同的量程測不同的電容器時,表針偏轉幅度越大說明容量越大。測試過程中,萬用表指針偏轉表示充放電正常,指針能回到∞,說明電容沒短路,可視為電容完好?,F在說明在模擬電路中常見的二極管,通常二極管有整流、檢波、穩壓、發光、發電、變容、和開關二極管等。檢測二極管我們利用的是二極管的正向導電性,正向導通反向截止,可以判斷管子的好壞。最后說明三極管的識別和檢測,很明顯,一般的三極管就是三個管腳,很容易識別,所以識別三極管重要的是識別三極管是hph或pnp型,以及各管腳所代表的極性。而這些的判斷都需要使用萬用表。判斷極性:對圓柱型三極管,若管腳處接頭有突出物,則將管腳沖上,順時針依次為ebc極若沒有突出物,則管腳根處間隙較大的兩跟管腳對向自己,順時針依次為ebc極。對半圓型三極管,將管腳向上,半圓向自己,順時針為ebc極。判斷三極管的類型:在基于以上極性判斷的前提下,npn管,基極接黑表筆,測得電阻較小。pnp管正好相反。以上就是我對常用電子元件的識別和檢測方法。
(三)熟悉收音機的裝配圖
我們在寢室里認真熟悉收音機的電路板的裝配圖。
(四)焊接各種零件并交收音機
這一天,我們就真正進入到電子技術實習的操作中去了,以前雖然接觸過電烙鐵,但畢竟沒有實際操作過,總是懷有幾分敬畏之心。而電子電路主要是基于電路板的,元器件的連接都需要焊接在電路板上,所以焊接質量的好壞直接關系到以后制作收音機的成敗。因此對電烙鐵這一關我們是不敢掉以輕心的。
影響焊接質量主要取決于焊接工具、助焊劑、焊料和焊接技術。對焊接工具、助焊劑、焊料這樣的物品我們是沒任何辦法的,唯一可以改善的就是我們的焊接技術,所以焊接技術就直接決定了我們實習的成敗。由于我們使用的電烙鐵是新的,所以我們就免除了除銹的工序,直接將電烙鐵預熱,后上錫,以達到最佳焊接效果。
最終我們在這一天的實習中,焊接了十幾個元件,起初沒經驗,將電阻立得老高,這樣既不美觀也不牢靠容易形成虛焊,之后有了經驗就采取臥式法,既美觀又牢靠,只是拆卸時稍微麻煩,需要別人幫忙。焊接時雖然膽戰心驚,但還是總結出了心得,就是焊錫要用一點點下去,電烙鐵要在錫水熔化后產生光亮就拿開,這樣就能焊出光亮圓滑的焊點了。
將他們插好后就依次拆卸下來,先焊接電阻,再焊接瓷片電容(由于瓷片電容不分正負極,所以焊接同電阻)。然后是三極管,焊接時注意三極管的極性,管腳要放入相應位置。液體電容在裝配時也要注意極性,防止接反,最后就是其他固定位置元件。
在組裝收音機中,最重要的就是天線的安裝,要將天線繞組區分開,分出匝數多的一側和匝數少的一側。用萬用表測量匝數多的還是少的,電阻為零為一側的繞組。將繞組多的焊接在電路板上的ab點上,繞組少的焊接在電路板上的cd點上。
焊接完電路板的電子元件后,就要處理電源同電路板的連接,揚聲器同電路板的連接。將電源槽揚聲器安裝在收音機外殼的對應位置,用焊錫焊接導線在接線柱上。將電源的正負極焊接在電路板對應位置,揚聲器的導線不分正負極所以就近焊接,使導線不容易扭曲干擾為佳。
接下來就是安裝電池,調試收音機了。因為前期安裝焊接時謹慎小心,所以安裝完電池后,調節雙聯電容,就可以調節出臺了,而且能調出四個電臺。調試基本成功。
六、實習小結及心得:
使我對電子工藝的理論有了初步的系統了解。解到焊普通元件與電路元件的技巧、印制電路板圖的設計制作與工藝流程、收音機的工作原理與組成元件的作用等。這些知識不只在課堂上有效,通過一個星期的學習。對以后的電子工藝課的學習有很大的指導意義,日常生活中更是有著現實意義;也對自己的動手能力是個很大的鍛煉。實踐出真知,縱觀古今,所有發明發明無一不是實踐中得到檢驗的沒有足夠的動手能力,就奢談在未來的科研尤其是實驗研究中有所成就。實習中,鍛煉了自己動手技巧,提高了自己解決問題的能力。比如做收音機組裝與調試時,好幾個焊盤的間距特別小,稍不留神,就焊在一起了但是還是完成了任務。覺得自己在以下幾個方面與有收獲: