陳紀(jì)友 黃順

【摘 要】隨著教育部提出”引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變”的指導(dǎo)意見(jiàn)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法和模式已經(jīng)不能滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求，根據(jù)《PCB設(shè)計(jì)與制作》課程的專業(yè)性、實(shí)踐性特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并實(shí)施以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方案，將項(xiàng)目教學(xué)法融入到教學(xué)實(shí)踐中，力圖提高學(xué)生的工程項(xiàng)目應(yīng)用能力，培養(yǎng)應(yīng)用型人才。

【關(guān)鍵詞】PCB；項(xiàng)目化教學(xué)；實(shí)踐

【中圖分類號(hào)】G642.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-3089（2018）32-0126-01

一、引言

PCB（Printed Circuit Board），中文名為印制電路板，又稱電子CAD，是所有電子元器件的支撐載體，幾乎每個(gè)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)都離不開(kāi)它。傳統(tǒng)的PCB設(shè)計(jì)與制作課程教學(xué)著重于PCB設(shè)計(jì)軟件的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講解，根據(jù)課本的編排，從軟件的介紹，原理圖的設(shè)計(jì)、PCB繪制以及元件庫(kù)的操作，教師在講解的過(guò)程中容易忽視工程化和整體化，過(guò)多的重視知識(shí)“點(diǎn)”而忽視知識(shí)“面”的講解，容易導(dǎo)致上課內(nèi)容枯燥，學(xué)生難以集中注意力，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣減弱。針對(duì)這種教學(xué)情況，筆者借鑒“項(xiàng)目化教學(xué)”[1]的理念并結(jié)合課程的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了3層6個(gè)項(xiàng)目的教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)過(guò)程采用以項(xiàng)目為載體，任務(wù)驅(qū)動(dòng)的形式，將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)嵌入到每一個(gè)項(xiàng)目中，項(xiàng)目的安排循序漸漸，環(huán)環(huán)相扣，每一個(gè)項(xiàng)目既要融入新的知識(shí)點(diǎn)，又要對(duì)舊的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行鞏固在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，既學(xué)習(xí)了新的知識(shí)“點(diǎn)”，又體驗(yàn)到了將這些“點(diǎn)”轉(zhuǎn)換成“面”，從而能夠把握整個(gè)PCB設(shè)計(jì)和制作的系統(tǒng)性和工程性。

二、項(xiàng)目化教學(xué)在《PCB設(shè)計(jì)與制作》課堂中的實(shí)施

與傳統(tǒng)的課程教學(xué)設(shè)計(jì)相比，以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方式不再是單一的講解某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，而是將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合，采用知識(shí)、技能、任務(wù)、項(xiàng)目相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)形式，倡導(dǎo)以“項(xiàng)目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”[2-3]，結(jié)合企業(yè)中相應(yīng)崗位的工作任務(wù)、工作職責(zé)，同時(shí)考慮到后續(xù)課程的課程設(shè)計(jì)、知識(shí)點(diǎn)的覆蓋面以及電子產(chǎn)品的趣味性和實(shí)用性進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)。項(xiàng)目?jī)?nèi)容根據(jù)任務(wù)驅(qū)動(dòng)法進(jìn)行設(shè)置，學(xué)生根據(jù)任務(wù)書(shū)有計(jì)劃的進(jìn)行項(xiàng)目的實(shí)施，項(xiàng)目的內(nèi)容不機(jī)械的與教科書(shū)排序一致，但不脫離課本，由簡(jiǎn)到繁，學(xué)生可以通過(guò)查閱課本進(jìn)行項(xiàng)目知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，也可以將相關(guān)的問(wèn)題收集起來(lái)，由教師組織在某個(gè)時(shí)間由學(xué)生互相討論，教師做補(bǔ)充與解答，這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，同時(shí)也促進(jìn)了教師不斷學(xué)習(xí)新的技術(shù)知識(shí)。

1.教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。

本課程項(xiàng)目化內(nèi)容教學(xué)設(shè)計(jì)為3層6個(gè)項(xiàng)目，如表1所示，其中3層分為基礎(chǔ)層、提高層和實(shí)踐層?；A(chǔ)層主要使學(xué)生快速了解軟件各個(gè)區(qū)域的功能，快速入門(mén)；提高層分為四個(gè)項(xiàng)目，利用已學(xué)模電和數(shù)電的知識(shí)進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，同時(shí)將課程內(nèi)容嵌入到項(xiàng)目當(dāng)中，既學(xué)習(xí)新的專業(yè)內(nèi)容，又對(duì)以前學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行鞏固，使學(xué)生體驗(yàn)到知識(shí)的延續(xù)性，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。實(shí)踐層中將已設(shè)計(jì)好的項(xiàng)目在實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行洗板、鉆孔、焊接、調(diào)試，分批次使每個(gè)人都有一個(gè)臺(tái)位，讓學(xué)生感受電路板從電路設(shè)計(jì)、原理圖繪制、PCB布線、制板、焊接以及調(diào)試的工作過(guò)程，教師在此過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，演示各種操作的正確和錯(cuò)誤示范，通過(guò)教學(xué)行為的導(dǎo)向，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性，與傳統(tǒng)在教室進(jìn)行口頭或者PPT演示教學(xué)相比，將項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容通過(guò)實(shí)踐進(jìn)行實(shí)物的制作，很大程度上提高了學(xué)生的積極性，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

2.項(xiàng)目的實(shí)施。

基礎(chǔ)層教學(xué)需要教師花2個(gè)課時(shí)的時(shí)間對(duì)PCB軟件做一些基本功能以及應(yīng)用介紹，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的例子以及展示往屆學(xué)生的優(yōu)秀作品，從而讓學(xué)生了解PCB軟件的大概功能以及所學(xué)能夠用于何處，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。提高層教學(xué)分為4個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)學(xué)生都需要獨(dú)立完成項(xiàng)目的訓(xùn)練，項(xiàng)目安排依據(jù)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)內(nèi)容，每個(gè)項(xiàng)目需要布置不同的訓(xùn)練任務(wù)，由易到難，循序漸進(jìn)，通過(guò)4個(gè)項(xiàng)目訓(xùn)練，使學(xué)生能夠基本熟練的使用PCB軟件完成簡(jiǎn)單的項(xiàng)目設(shè)計(jì)。實(shí)踐層教學(xué)補(bǔ)充了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生不能夠?qū)⒆约涸O(shè)計(jì)的作品轉(zhuǎn)化為實(shí)物的缺點(diǎn)，在實(shí)踐層教學(xué)過(guò)程中，將3個(gè)學(xué)生分為一個(gè)小組，設(shè)計(jì)并制作實(shí)際作品，焊接相應(yīng)的元器件，最后調(diào)試成一個(gè)可以運(yùn)行的實(shí)物，讓學(xué)生熟悉從電路設(shè)計(jì)、元器件焊接、實(shí)物安裝調(diào)試整個(gè)流程。

3.效果評(píng)價(jià)。

項(xiàng)目教學(xué)評(píng)價(jià)過(guò)程由教師評(píng)價(jià)和學(xué)生互評(píng)兩大部分組成。在提高層，4個(gè)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)由教師對(duì)每個(gè)學(xué)生的作品進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)學(xué)生存在問(wèn)題的地方進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，將優(yōu)秀作品在班級(jí)QQ群和微信群進(jìn)行展示，教師根據(jù)學(xué)生4個(gè)項(xiàng)目的作品分別進(jìn)行打分，最后得出平均分，該分值在整個(gè)課程考核中占比為60%。在實(shí)踐層，各個(gè)小組的作品由學(xué)生互相點(diǎn)評(píng)，各小組組長(zhǎng)將本組設(shè)計(jì)的作品進(jìn)行講解，特別對(duì)在制作作品的過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及解決的方法進(jìn)行重點(diǎn)講解，其他小組對(duì)作品提出點(diǎn)評(píng)，然后根據(jù)作品的完成情況、作品設(shè)計(jì)的規(guī)范性以及美觀性等采用軟件線上不記名打分，教師根據(jù)該組的討論情況以及線上的打分做最后的點(diǎn)評(píng)，且根據(jù)學(xué)生線上不記名打分得出該小組的平均分，該分值在整個(gè)課程考核中占比為40%。

三、項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)踐效果

經(jīng)過(guò)1年的教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明，本課程教學(xué)改革基本達(dá)到了以下預(yù)期效果：

1.提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)興趣。

依托項(xiàng)目教學(xué)的方式，結(jié)合已經(jīng)完成的模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)等專業(yè)必修課程，由淺到深，循序漸進(jìn)，每個(gè)項(xiàng)目都有明確的任務(wù)，不同的項(xiàng)目涵蓋了不同的知識(shí)點(diǎn)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生自己設(shè)計(jì)的PCB圖能夠在實(shí)訓(xùn)室自己制作出來(lái)，經(jīng)過(guò)焊接以及調(diào)試，最后得到具有完整功能的電路板，如單片機(jī)最小系統(tǒng)能夠成為后續(xù)綜合設(shè)計(jì)課程或者畢業(yè)設(shè)計(jì)的核心單元。

2.增強(qiáng)了學(xué)生課外學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，一學(xué)期下來(lái)學(xué)生都是在電腦上完成相應(yīng)的電路設(shè)計(jì)，并沒(méi)有將所學(xué)所設(shè)計(jì)的作品轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)的實(shí)物。在項(xiàng)目化的教學(xué)方式中，學(xué)生通過(guò)在實(shí)踐層親自動(dòng)手把設(shè)計(jì)的作品進(jìn)行制作，最后轉(zhuǎn)化成可見(jiàn)的實(shí)物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相比，采用項(xiàng)目化教學(xué)方式后，學(xué)生在課外進(jìn)行作品的設(shè)計(jì)并到實(shí)訓(xùn)室來(lái)進(jìn)行作品的制作和調(diào)試的人數(shù)增加了50%以上。

3.較好的理解了項(xiàng)目的工程性和整體性。

傳統(tǒng)的教學(xué)方式圍繞知識(shí)點(diǎn)展開(kāi)教學(xué)，容易忽視知識(shí)面的概念，從而出現(xiàn)某些學(xué)生能夠?qū)δ骋粋€(gè)功能應(yīng)用熟練，而對(duì)項(xiàng)目的系統(tǒng)性缺乏概念?；陧?xiàng)目的教學(xué)方式以特定的項(xiàng)目展開(kāi)教學(xué)，以實(shí)踐帶動(dòng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。通過(guò)幾個(gè)項(xiàng)目的訓(xùn)練，學(xué)生的動(dòng)手能力基本達(dá)到了企業(yè)對(duì)于應(yīng)屆生的招聘標(biāo)準(zhǔn)，提高了學(xué)生在電子行業(yè)的就業(yè)率。

四、結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)的PCB設(shè)計(jì)與制作課程教學(xué)中存在過(guò)多的功能性單元講解，忽視了項(xiàng)目化、工程化和整體化的教學(xué)，脫離了企業(yè)的需求。通過(guò)項(xiàng)目化教學(xué)形式，采用“點(diǎn)”和“面”結(jié)合的教學(xué)方式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，特別是在實(shí)踐層，學(xué)生不僅學(xué)到了新的技能，并且把制作的作品通過(guò)實(shí)踐轉(zhuǎn)化為實(shí)物，真正了體現(xiàn)了應(yīng)用型、實(shí)踐性人才的培養(yǎng)。當(dāng)然在此過(guò)程中，由于項(xiàng)目化教學(xué)對(duì)每堂課的任務(wù)都有很高的要求，有小部分同學(xué)不能夠上跟項(xiàng)目化教學(xué)的節(jié)奏，導(dǎo)致最后無(wú)法做出理想的作品，這也是教師今后進(jìn)行教學(xué)改革需要繼續(xù)探索的方向。

參考文獻(xiàn)

[1]宗亞妹，李建啟.系列化項(xiàng)目教學(xué)的研究與實(shí)踐[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2013，11（1）：44-46.

[2]樓建明，傅越千，鮑淑娣，等.基于“產(chǎn)學(xué)合作，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”模式的校內(nèi)工程訓(xùn)練中心建設(shè)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2014，31（1）：123-126.

[3]周秦武，張博，張大龍，等.以項(xiàng)目為導(dǎo)向的專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理.2014，31（3）：183-185.

作者簡(jiǎn)介：陳紀(jì)友（1989-），男，湖南瀏陽(yáng)人，衡陽(yáng)師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院助教，主要從事機(jī)器視覺(jué)、電子技術(shù)測(cè)量研究。