瞿新南 陶 洪

(常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇常州 213164)

0 引言

近年來實(shí)施的課程建設(shè)和開展的教學(xué)研究活動(dòng)都是針對(duì)某門課進(jìn)行的，即對(duì)某課程的內(nèi)容體系、教學(xué)方法、教學(xué)手段、評(píng)價(jià)方法等進(jìn)行研究，但是隨著學(xué)科的相互滲透和交叉，對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)提出了新要求。為了適應(yīng)這種變革和發(fā)展，必須重新對(duì)教材體系和實(shí)踐教學(xué)等環(huán)節(jié)進(jìn)行研究與建設(shè)，由單一課程建設(shè)向綜合優(yōu)化的課程群建設(shè)方向轉(zhuǎn)化［1］。筆者以常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)所開設(shè)的數(shù)字電路應(yīng)用、印制電路板設(shè)計(jì)與制作兩門課程為例，在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上，對(duì)這兩門課程進(jìn)行通盤考慮及改革，重新規(guī)劃、設(shè)計(jì)和構(gòu)建，形成一個(gè)理論與實(shí)踐相結(jié)合、硬件與軟件相結(jié)合的課程群。

1 教學(xué)內(nèi)容的選取

無論是教學(xué)內(nèi)容方面，還是教材選擇上，數(shù)字電路應(yīng)用和印制電路板設(shè)計(jì)與制作兩門課程都做了調(diào)整，以“理論夠用，技能實(shí)用，重在運(yùn)用”為原則，拋棄以往理論教學(xué)為主、實(shí)踐教學(xué)為輔的教學(xué)方式。

1.1 數(shù)字電路應(yīng)用課程內(nèi)容的優(yōu)化

1)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，注重技能培養(yǎng)。數(shù)字電路應(yīng)用中，不再使用傳統(tǒng)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱來完成實(shí)驗(yàn)，而是整個(gè)教學(xué)過程以產(chǎn)品數(shù)字電子鐘的生產(chǎn)為載體，采用基于工作過程的教學(xué)組織，既教知識(shí)、也教技能，同時(shí)特別注重職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)，取得了明顯的效果。在教學(xué)過程中，我們花1/3 的課時(shí)，大概30 個(gè)課時(shí)左右，簡(jiǎn)明扼要的講授數(shù)字電路基礎(chǔ)知識(shí)、常用工具儀器使用和仿真軟件的應(yīng)用;2/3 的時(shí)間，則以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力、職業(yè)發(fā)展的能力為主要目標(biāo)，主線是以數(shù)字電子鐘產(chǎn)品為例，按數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程來組織，內(nèi)容涉及數(shù)字電子鐘的分析、設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維修等。

2)仿真軟件和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐相結(jié)合。在數(shù)字電路應(yīng)用課程的講授過程中，引入Proteus 仿真軟件，大量的實(shí)驗(yàn)，可以用Proteus 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試仿真，讓學(xué)生掌握這些實(shí)物的工作原理和設(shè)計(jì)流程;最后到實(shí)訓(xùn)室在實(shí)物電路板上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的連線、焊接和調(diào)試。

1.2 印制電路板設(shè)計(jì)與制作課程內(nèi)容安排

1)合理安排課程內(nèi)容。印制電路板設(shè)計(jì)與制作這門課程，一般安排的時(shí)數(shù)較少，如果把它單純的看成一個(gè)制圖軟件的學(xué)習(xí)，那么對(duì)于計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生來說，完全可以自學(xué)。我們要做的是在有限的時(shí)間內(nèi)，不僅讓學(xué)生熟練掌握制圖軟件Protel的基本操作，而且讓整個(gè)Protel 教學(xué)和生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合，使得學(xué)生對(duì)線路板的制作工藝、電子電路的安裝調(diào)試等知識(shí)有全面的了解，真正做到學(xué)以致用。

2)注重電路分析。在印制電路板設(shè)計(jì)與制作這門課具體的教學(xué)過程中，不會(huì)純粹的講解軟件的操作，我們以具體的實(shí)例出發(fā)，在實(shí)例選擇時(shí)，要注重專業(yè)性，可結(jié)合學(xué)生的先修課程電路基礎(chǔ)、數(shù)字電路等或后續(xù)課程單片機(jī)技術(shù)等，將這些內(nèi)容融入到實(shí)例中。在實(shí)例講解時(shí)，對(duì)涉及到的電路知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)要講解提示，既溫習(xí)了過往的電路知識(shí)，又對(duì)以后課程如單片機(jī)技術(shù)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

2 實(shí)施方案

在數(shù)字電路應(yīng)用與印制電路板設(shè)計(jì)與制作兩門課程的教學(xué)實(shí)施過程中，考慮到兩者最大的關(guān)聯(lián)性，即電路設(shè)計(jì)。所以在數(shù)字電路應(yīng)用課程中，不再使用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)箱，而是由老師自己設(shè)計(jì)電子鐘電路板，用于學(xué)生最后的綜合項(xiàng)目實(shí)踐。在印制電路板設(shè)計(jì)與制作課程中，因?yàn)閷W(xué)生已經(jīng)見過前面電子鐘電路板實(shí)物，這時(shí)以此為實(shí)例介紹印制電路板的設(shè)計(jì)與制作過程，學(xué)生非常容易理解和接受，而且只要通過這樣一個(gè)實(shí)例的介紹，整個(gè)電路板設(shè)計(jì)的流程和注意事項(xiàng)都能涉及到，一些難以理解的概念、步驟、注意點(diǎn)都可以一一對(duì)照給學(xué)生講解。

2.1 電子鐘電路板的設(shè)計(jì)

在數(shù)字電路應(yīng)用的實(shí)施過程中，涉及到數(shù)字電子鐘的實(shí)現(xiàn)，在實(shí)現(xiàn)過程中，最重要的實(shí)物電路板，是通過精心設(shè)計(jì)的，既要讓學(xué)生掌握電子產(chǎn)品的分析、設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維修等能力，還要讓學(xué)生了解電路板的相關(guān)知識(shí)，為后續(xù)課程印制電路板設(shè)計(jì)與制作的學(xué)習(xí)做鋪墊。所以，在數(shù)字電子鐘印制電路板設(shè)計(jì)時(shí)既留下足夠的訓(xùn)練內(nèi)容讓學(xué)生完成，而且還設(shè)計(jì)一標(biāo)準(zhǔn)印制電路板設(shè)計(jì)示范區(qū)。

按照數(shù)字電子鐘總體設(shè)計(jì)要求、印制電路板設(shè)計(jì)規(guī)則等，教學(xué)中用的數(shù)字電子鐘印制電路板設(shè)計(jì)如圖1 所示。圖1 具有以下主要特點(diǎn):

1)為訓(xùn)練學(xué)生安裝、焊接、布線、調(diào)試等技能，印制電路板主體采用類似面包板結(jié)構(gòu)，并被分割為顯示電路、信號(hào)電路、計(jì)時(shí)電路、校時(shí)電路和報(bào)時(shí)電路5 個(gè)部分。器件與器件、器件與電源引線、器件與接地線等接線由學(xué)生用“飛線”完成。

2)報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)印制電路板設(shè)計(jì)，并集中放置輸入信號(hào)接入點(diǎn)。

3)顯示電路中小時(shí)、分部分設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)印制電路板設(shè)計(jì)，僅留秒部分讓學(xué)生完成安裝。

4)重復(fù)電路部分采用規(guī)范的印制電路板設(shè)計(jì)，部分留給學(xué)生“飛線”完成。

學(xué)生在完成對(duì)數(shù)字電路應(yīng)用這門課的學(xué)習(xí)過程中，對(duì)印制電路板有了很好的了解，比如，印制電路板的規(guī)劃、元器件布局的基本規(guī)則、電源地線的處理、封裝的概念等。

2.2 印制電路板設(shè)計(jì)與制作課程實(shí)施方案

在印制電路板設(shè)計(jì)與制作中，最主要的兩個(gè)內(nèi)容，一是電路原理圖的設(shè)計(jì)，二是由原理圖到印制電路板的繪制。由于有了前導(dǎo)課程數(shù)字電路應(yīng)用，很多枯燥的概念學(xué)生都見過實(shí)物，有深刻體會(huì)了，比如導(dǎo)線、飛線、過孔、安全間距、封裝、敷銅等，不再需要花費(fèi)時(shí)間去講解，即使還需要講解的，也可對(duì)照前面的電子鐘電路板來講，這樣不僅易于學(xué)生理解，而且印象深刻。

圖1 數(shù)字電子鐘印刷電路板

在電路原理圖設(shè)計(jì)上，沿用前面電子鐘為例，學(xué)生已經(jīng)熟悉電路圖的原理，只需通過電子鐘原理圖，讓學(xué)生熟悉軟件的基本操作。另一方面，在印制電路板繪制過程中，由于是以學(xué)生自己完成過的產(chǎn)品為例，所以在布局走線方面，他們會(huì)有很多經(jīng)驗(yàn)，比如，按照信號(hào)流向逐個(gè)安排各個(gè)功能電路單元的位置，并圍繞每個(gè)功能電路的核心元件進(jìn)行布局。走線方面，數(shù)字電路應(yīng)用學(xué)習(xí)中，是用實(shí)物導(dǎo)線連接，現(xiàn)在則以繪圖的方式完成，如何使得元器件連線最短，整體布線簡(jiǎn)潔，學(xué)生都有很好的體會(huì)。教師在這門課的講解過程中，只需通過這樣一個(gè)實(shí)例，就可以讓學(xué)生了解PCB 設(shè)計(jì)的一個(gè)整體流程，舉一反三，教學(xué)過程中，不再拘泥于軟件的如何使用，而是對(duì)線路板的制作工藝、電路的安裝調(diào)試，理論與實(shí)踐相結(jié)合，使得學(xué)生設(shè)計(jì)的電路板能真正應(yīng)用于實(shí)踐。

最后，可以在學(xué)生的作品中，選出設(shè)計(jì)的比較好的印制電路板圖，進(jìn)行實(shí)物制作，由印制電路板圖加工成電路板，安裝上元器件后，可以和之前數(shù)字電路應(yīng)用中手工制作的電子鐘進(jìn)行比較，讓學(xué)生體會(huì)到印制電路板簡(jiǎn)潔緊湊、安裝調(diào)試方便，不容易犯錯(cuò)誤。這樣，學(xué)生既認(rèn)識(shí)了印制電路板的作用，又加強(qiáng)了設(shè)計(jì)電路板的知識(shí)，達(dá)到良好的效果。而且對(duì)前導(dǎo)課程中出現(xiàn)的一些電路圖，主要是電路圖的原理都會(huì)起到溫故而知新的作用。

3 結(jié)束語

數(shù)字電路應(yīng)用和印制電路板設(shè)計(jì)與制作兩門課程是屬同一個(gè)培養(yǎng)能力范疇的同一類課程，內(nèi)在邏輯性強(qiáng)，可以作為一個(gè)課程群組進(jìn)行建設(shè)。課程群建設(shè)對(duì)高職教育的發(fā)展起重要的作用。如何做好高職院校課程間的銜接，如何把相關(guān)課程組建成一課程群，如何做好課程群建設(shè)，這些問題是新形勢(shì)下高職教育課程建設(shè)所面臨的難題。目前，課程的知識(shí)體系還不明確，必須進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)和挖掘相關(guān)課程內(nèi)部的關(guān)聯(lián)性［2］。課程資源也應(yīng)進(jìn)一步整合和優(yōu)化，更新教學(xué)手段，以適應(yīng)新理論和新方法的發(fā)展［3］。

［1］趙朝會(huì).淺談?wù)n程群建設(shè)［J］.中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2008(14):17-18.

［2］郭必裕.課程群建設(shè)與課程體系建設(shè)的對(duì)比分析［J］.現(xiàn)代教育科學(xué)，2005(7):114-116.

［3］李慧仙.論高校課程群建設(shè)［J］.江蘇高教，2006(6):73-75.