| 标题 | 《PCB设计与制作》项目化教学实践 |
| 范文 | 陈纪友 黄顺 【摘 要】随着教育部提出”引导部分地方普通本科高校向应用型转变”的指导意见，传统的教学方法和模式已经不能满足应用型人才培养的需求，根据《PCB设计与制作》课程的专业性、实践性特点，设计并实施以项目为驱动的教学方案，将项目教学法融入到教学实践中，力图提高学生的工程项目应用能力，培养应用型人才。 【关键词】PCB；项目化教学；实践 【中图分类号】G642.3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）32-0126-01 一、引言 PCB（Printed Circuit Board），中文名为印制电路板，又称电子CAD，是所有电子元器件的支撑载体，几乎每个电子产品的设计都离不开它。传统的PCB设计与制作课程教学着重于PCB设计软件的各个知识点的讲解，根据课本的编排，从软件的介绍，原理图的设计、PCB绘制以及元件库的操作，教师在讲解的过程中容易忽视工程化和整体化，过多的重视知识“点”而忽视知识“面”的讲解，容易导致上课内容枯燥，学生难以集中注意力，学生的学习兴趣减弱。针对这种教学情况，笔者借鉴“项目化教学”[1]的理念并结合课程的特点，设计了3层6个项目的教学设计，教学过程采用以项目为载体，任务驱动的形式，将各个知识点嵌入到每一个项目中，项目的安排循序渐渐，环环相扣，每一个项目既要融入新的知识点，又要对旧的知识点进行巩固在学习的过程中，既学习了新的知识“点”，又体验到了将这些“点”转换成“面”，从而能够把握整个PCB设计和制作的系统性和工程性。 二、项目化教学在《PCB设计与制作》课堂中的实施 与传统的课程教学设计相比，以项目为驱动的教学方式不再是单一的讲解某一个知识点，而是将各个知识点进行整合，采用知识、技能、任务、项目相结合的驱动形式，倡导以“项目为主线、教师为主导、学生为主体”[2-3]，结合企业中相应岗位的工作任务、工作职责，同时考虑到后续课程的课程设计、知识点的覆盖面以及电子产品的趣味性和实用性进行教学内容设计。项目内容根据任务驱动法进行设置，学生根据任务书有计划的进行项目的实施，项目的内容不机械的与教科书排序一致，但不脱离课本，由简到繁，学生可以通过查阅课本进行项目知识点的学习，也可以将相关的问题收集起来，由教师组织在某个时间由学生互相讨论，教师做补充与解答，这样不仅培养了学生自主学习和创新能力，同时也促进了教师不断学习新的技术知识。 1.教学项目的设计。 本课程项目化内容教学设计为3层6个项目，如表1所示，其中3层分为基础层、提高层和实践层。基础层主要使学生快速了解软件各个区域的功能，快速入门；提高层分为四个项目，利用已学模电和数电的知识进行项目设计，同时将课程内容嵌入到项目当中，既学习新的专业内容，又对以前学习的知识进行巩固，使学生体验到知识的延续性，增加学生的学习积极性。实践层中将已设计好的项目在实训室进行洗板、钻孔、焊接、调试，分批次使每个人都有一个台位，让学生感受电路板从电路设计、原理图绘制、PCB布线、制板、焊接以及调试的工作过程，教师在此过程中引导学生发现问题、分析问题、解决问题以及进行现场教学，演示各种操作的正确和错误示范，通过教学行为的导向，提高学生的学习能动性，与传统在教室进行口头或者PPT演示教学相比，将项目化教学内容通过实践进行实物的制作，很大程度上提高了学生的积极性，激发了学生的创新创造能力。 2.项目的实施。 基础层教学需要教师花2个课时的时间对PCB软件做一些基本功能以及应用介绍，结合实际应用的例子以及展示往届学生的优秀作品，从而让学生了解PCB软件的大概功能以及所学能够用于何处，激发学生的学习兴趣和积极性。提高层教学分为4个项目，每个学生都需要独立完成项目的训练，项目安排依据学生已经学习的模拟电子技术和数字电子技术内容，每个项目需要布置不同的训练任务，由易到难，循序渐进，通过4个项目训练，使学生能够基本熟练的使用PCB软件完成简单的项目设计。实践层教学补充了传统教学中学生不能够将自己设计的作品转化为实物的缺点，在实践层教学过程中，将3个学生分为一个小组，设计并制作实际作品，焊接相应的元器件，最后调试成一个可以运行的实物，让学生熟悉从电路设计、元器件焊接、实物安装调试整个流程。 3.效果评价。 项目教学评价过程由教师评价和学生互评两大部分组成。在提高层，4个项目的评价由教师对每个学生的作品进行评价，并对学生存在问题的地方进行点评，将优秀作品在班级QQ群和微信群进行展示，教师根据学生4个项目的作品分别进行打分，最后得出平均分，该分值在整个课程考核中占比为60%。在实践层，各个小组的作品由学生互相点评，各小组组长将本组设计的作品进行讲解，特别对在制作作品的过程中遇到的问题以及解决的方法进行重点讲解，其他小组对作品提出点评，然后根据作品的完成情况、作品设计的规范性以及美观性等采用软件线上不记名打分，教师根据该组的讨论情况以及线上的打分做最后的点评，且根据学生线上不记名打分得出该小组的平均分，该分值在整个课程考核中占比为40%。 三、项目教学的实践效果 经过1年的教学实践结果表明，本课程教学改革基本达到了以下预期效果： 1.提高了学生的实践能力和学习兴趣。 依托项目教学的方式，结合已经完成的模拟电子技术基础、数字电子技术基础等专业必修课程，由浅到深，循序渐进，每个项目都有明确的任务，不同的项目涵盖了不同的知识点，充分调动了学生的学习积极性，学生自己设计的PCB图能够在实训室自己制作出来，经过焊接以及调试，最后得到具有完整功能的电路板，如单片机最小系统能够成为后续综合设计课程或者毕业设计的核心单元。 2.增强了学生课外学习的动力。 传统的教学模式下，一学期下来学生都是在电脑上完成相应的电路设计，并没有将所学所设计的作品转化为可见的实物。在项目化的教学方式中，学生通过在实践层亲自动手把设计的作品进行制作，最后转化成可見的实物。据统计，与传统的教学方式相比，采用项目化教学方式后，学生在课外进行作品的设计并到实训室来进行作品的制作和调试的人数增加了50%以上。 3.较好的理解了项目的工程性和整体性。 传统的教学方式围绕知识点展开教学，容易忽视知识面的概念，从而出现某些学生能够对某一个功能应用熟练，而对项目的系统性缺乏概念。基于项目的教学方式以特定的项目展开教学，以实践带动理论知识的学习。通过几个项目的训练，学生的动手能力基本达到了企业对于应届生的招聘标准，提高了学生在电子行业的就业率。 四、结束语 传统的PCB设计与制作课程教学中存在过多的功能性单元讲解，忽视了项目化、工程化和整体化的教学，脱离了企业的需求。通过项目化教学形式，采用“点”和“面”结合的教学方式，提高了学生的学习兴趣，特别是在实践层，学生不仅学到了新的技能，并且把制作的作品通过实践转化为实物，真正了体现了应用型、实践性人才的培养。当然在此过程中，由于项目化教学对每堂课的任务都有很高的要求，有小部分同学不能够上跟项目化教学的节奏，导致最后无法做出理想的作品，这也是教师今后进行教学改革需要继续探索的方向。 参考文献 [1]宗亚妹，李建启.系列化项目教学的研究与实践[J].中国大学教学，2013，11（1）：44-46. [2]楼建明，傅越千，鲍淑娣，等.基于“产学合作，项目驱动”模式的校内工程训练中心建设与实践[J].实验技术与管理，2014，31（1）：123-126. [3]周秦武，张博，张大龙，等.以项目为导向的专业综合实验课程设计与实践[J].实验技术与管理.2014，31（3）：183-185. 作者简介：陈纪友（1989-），男，湖南浏阳人，衡阳师范学院物理与电子工程学院助教，主要从事机器视觉、电子技术测量研究。 |
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