电子技术基础与PCB设计教学模式范文

摘要：电子类专业的基础课程理论性强，而后续的专业课程一般实践性强且需要前期的理论基础。如何使这两类相对独立且特性各异的课程在理论与实践之间进行有效衔接和深度融合，是适应当前高职教学课程改革中亟待研究和解决的关键问题。本文在分析电子技术基础和PCB设计这两门课程在教学过程中存在的现实问题基础上提出基于项目的课程融合教学改革思路，不仅符合国家对职业教育改革的需求，而且能大大提高学生的学习积极性和专业技能。

关键词：电子技术；PCB；项目；课程融合

一概述

中国的高等职业教育已经进入了新的历史阶段，2019年1月24日国务院印发了《国家职业教学改革实施方案》，方案中明确指出为对接科技发展趋势和市场需求，要深化职业教育育人机制改革，着力培育高素质劳动者和技术技能人才[1]。同时，随着我国电子产业升级和经济结构调整不断加快，电子行业对技术技能人才的需求越来越紧迫、要求也越来越高。因此，对电子类专业课程进一步进行现代化教学改革不仅能大大提高高职电子类专业学生的专业技能和知识水平，同时也是顺应国家和社会发展的需求。在当前大多数职业院校中，电子技术基础理论性较强，是电子类专业的核心基础课程，也是后续所有专业课程的重要先导课程。作为电子技术基础的后续课程之一的PCB设计是一门实践性很强的专业课程[2]，市场庞大的PCB产业体系决定了目前该产业对高水平应用型人才的极度需求。传统教学模式中，这两门课程分布于不同学期且相对独立，无论是“教”还是“学”都很难真正做到将理论应用与实践，致使学生培养效果难达预期。由于电子技术基础理论与PCB设计实践在实际教学过程中存在的脱节、且理论课与实践课之间无法有效互补，因此本文拟在实际实施中以真实电子产品设计项目为载体，针对这两门课程的教学改革，提出基于项目的课程融合教学模式，将理论与实践融合教学，切实提高教学效果及学生的专业技能。

二电子技术基础和PCB设计课程教学现状

（一）两门课程在教学中的不足

电子技术基础课程包含模拟电子技术和数字电子技术两部分内容，理论性较强，其内容目前已具有一套非常完整的系统理论和教学方法[3]。通常以多媒体+黑白讲授以及学生完成习题作业为主，过分注重课堂讲授，学生在“漫无目的”的学，老师也在“漫无目的”的教，造成的结果是学生的兴趣和知识脱节、理论与实践脱节、知识体系前后脱节，基本不明白模电和数电的用处何在，这样的教学效果很难达到预期目标。PCB设计虽然是一门实践性很强的课程，且对电子类专业来说很多职业院校将其设计为重要的专业技能课[4]。但是传统的PCB设计课程往往偏重EDA设计软件的使用教学，主要原因有两点[5]：一是学生对电子技术理论知识掌握不好，不能结合电路功能对印制电路板进行设计规划。对于简单电路，任课老师尚可以重复讲述其工作原理后再进行印制电路板设计教学，但对于稍微复杂电路，如果想让学生吃透电路功能再进行PCB设计则势必影响课程的进度与教学。其次，电子技术基础在高职教育中通常安排在第二和第三学期，在这个阶段学生其实对实际电路接触并不多，很难将抽象的电路符号和实际的电子元器件联系在一起，在后续课程PCB学习中导致设计效果不好，所设计的PCB实物即使能满足电路连线需求也无法满足实际应用需求。

（二）相互割裂，缺乏联系

独立授课方式是目前绝大部分高职院校的主力授课方式，即每门课程有相互独立的授课教师[6]和相互独立的课程标准。电子技术基础和PCB设计两门课程分属不同的学期，无论授课内容还是授课计划基本都没有丝毫的前后连贯性和融合性，授课教师之间通常也很少进行沟通。理论与实践的孤立将会直接导致学生对知识点的孤立[7,8]，不利于培养学生的知识的应用能力和综合能力。因此，急需将相关课程进行融合，以实际电子产品的原理和设计过程为基础，将理论知识点和电路设计应用进行融合，帮助学生扩展自身在电路设计、分析与测试以及其他基本工程设计知识方面的技能。

（三）无法培养学生的综合能力

目前的电子技术基础课程与PCB设计课程由于理论与实践各自独立侧重且相互割裂，不利于学生综合能力的开发与培养。以真实电子产品项目为载体进行理论和实践的教学，可以使学生在项目仿真的过程中掌握电子技术基础理论知识，在项目制板、的过程中掌握PCB的绘图与设计，在项目制作的过程中锻炼焊接电路板、选择元器件技能，在项目调试的过程中进一步理解电路的理论知识和工程应用，在课程考核答辩环节锻炼学生交流沟通能力和团队合作精神，同时在整个项目实施的过程中融入企业文化，培养学生职业素养。基于项目的课程融合教学能有效培养学生的综合能力。

三基于项目的课程融合

（一）体系构建

电子技术和PCB设计课程的融合教学改革需要学校教学管理部门和任课教师协作共进、打破陈旧观念。一方面，需要配套的鼓励机制和评价机制为课程改革提供制度保障，在政策上鼓励多样化的授课及考核方式；另一方面，任课教师应积极学习新的前沿知识和信息化的教学手段，提高自身专业技能和业务水平。此外，任课教师之间应充分沟通交流，协同制定项目内容、实施步骤和统筹方法，使课程在充分融合的前提下展开。实现电子技术基础和PCB设计课程项目化的融合教学必须从修订专业标准和人才培养方案开始。将两门课程的授课时间应安排到相同的学期是课程融合教学的前提条件，电子技术基础和PCB设计的课程内容决定了课程融合教学需要两个学期。在教学形式上需要理论教学单独授课，实践教学统一进行、即理实一体。此外，两门课程许需要统一考核形式，做到两门课程考核体系融合，以项目驱动为导向，将学生进行分组后在理解电路原理的基础上设计一个完整的PCB板即完成两门课程考核。最后，通过对PCB板进行电路焊接安装调试，加深对电路理论的理解同时提升对学生焊接、安装、维修技能的培养，为后期进行电子类设计竞赛选拔学员。电子技术基础和PCB设计课程融合教学以任务完成为目标，以项目实施为载体。在后期PCB设计项目制作实现的过程中，可以模拟企业电子产品项目制作的实施模式，课程中融入企业管理模式，结合智能制造的要求对项目制作流程进行合理设计，可以使学生提前熟悉企业工作与管理模式，培养个人素养，同时让学生了解实际电子产品生产制作过程，保证项目的高质量完成，同时也有利于提高学生的职业素养和团队合作精神。

（二）项目实施

基于项目的电子技术基础和PCB设计课程融合教学模式在我院应用电子技术专业进行改革，该项目已立项校级“一专一项”课题进行试点实施。（1）教学实施电子技术基础和PCB设计融合课程安排在应用电子专业第二和第三两个学期进行，采用两门课程的任课教师协同备课的方式。理论知识点授课由一位老师负责，根据各电子项目分阶段循序渐进进行授课，正式授课前老师先提出项目，学生分组后要求学生通过多途径、方法和手段寻求完成项目的方法及所需理论知识，将教学活动变成“困惑——探索——掌握——实践”的问题解决过程和实现过程，提高学生的主观能动性，转变传统的“听中学”为“做中学”、“学中做”的项目驱动。同时，鼓励学生通过当今发达的网络平台进行自主学习，比如我院教师参与建成的电子技术“微课学”资源以及国家教学资源库PCB教学资源库网络学习平台等，在“困惑——探索”的学习过程中，教师辅以信息化教学方式在网络上与学生开展项目驱动网络课程学习和答疑，引导学生进一步进行网络自主学习。（2）项目确定课程融合教学项目的选取应同时考虑知识点和课程交叉，由浅入深。即需要平衡理论性、综合性与探索性之间的关系，还需要保持现有知识结构上的合理性，切实做到理论与实际的紧密联系，让学生能高效率地建立一个全面完整的知识理论构架和实践教学体系。将电子技术基础理论知识点细分为若干个，针对一个或多个知识点配对相应的电子设计项目。同时电子设计项目的选取还要综合考虑电子小产品的实用性、趣味性以及学生的实际情况，第一学期以简单基础电子线路为主，第二学期以电子小产品电路为主，项目内容由浅入深、循序渐进。（3）实践项目实施实践项目实施及课程同和实施阶段由两门课程负责考试共同指导完成，学生四人制小组，项目选用综合考虑理论知识点及学生的认知阶段，同时结合实际电子产品类小项目进行课程实践。两位任课老师进行教学指导。第二学期，选取学生优秀设计作品交由印制板公司生产加工，学生后续元器件装配、组装、调试。使学生了解产品工艺流程。教师通过对各组项目实施情况进行查阅，针对性给出合理化的建议，使学生项目实施过程中能根据自身特实际情况不断提高，培养学生的学习能动性。同时，以学生为导向的项目驱动，容易使师生之间形成更好的沟通与默契，有利学生学习的良性循环。（4）课程考核体系课程采用过程化考核方式，其中项目的完成及考核情况占整个课程的50%，平时表现及在小组中承担任务情况占课程50%。学生完成PCB设计及电子产品制作后需撰写实践报告与答辩，根据学生作品的完成情况、论文情况与答辩情况，教师将对各组新型量化考核评分，优秀的学生将成为电子设计竞赛的后备选拔学员。

（三）教学要点

在融合教学模式的实施过程中，任课教师应注意以下几点：（1）做好准备工作。教师必须安排好项目实施全过程。开课前做好充分的准备工作，包括项目的设计、教学大纲、实施方案、考核方案等。（2）完善管理制度。教师必须管理好项目实施全过程。特别是实践教学过程中，两位老师要分工协作，保证实践合理有序高效进行。（3）健全安全制度。课程实施的过程中参考企业项目管理制度进行实施管理，实践操作前，对学生进行安全培训，让学生严格遵守注意事项。在电子产品仿真、制作、安装、调试PCB板的过程中，必须严格要求学生注意安全。（4）考核方式要合理。考核要让学生体会到公平和成就感，激发学生的主体能动性和求知欲。

四结束语

基于项目的电子技术基础和PCB设计课程融合教学模式改革以能力培养为导向，打通课程的界限，集理论传授、实践操作为一体，在理论教学的过程中注重学生和实践能力的培养，在实践操作的过程中加深学生对理论知识的理解和应用，符合国家对职业教育改革的需求，满足工业4.0背景下对应用电子专业的要求，能大大提高学生的学习积极性和综合应用能力。

参考文献

[1]国务院.国家职业教育改革实施方案[Z].2019.1.24.

[2]石英春.高职PCB设计课程教学探讨[J].电子制作,2016,(9):93-93,95.

[3]李颖.基于专业视角的机械基础类课程融合式教学改革初探[J].教研资料,2018,8(36):165.

[4]刘秀娟.浅谈PCB设计及制作在职业院校电子专业教学中的重要性[J].专业建设,2015(15):74-75.

[5]杜会静.孙彦龙.郭峰.可持续开发利用的PCB实践课程设计[J].实验室研究与探索,2017,7(36):214-219.

[6]王燕.基于项目导向的单片机+课程融合改革研究[J].内燃机与配件,2018(14):244-245.

[7]刘钰.郭本振.王晓晶.基于项目的单片机与传感器原理课程融合教学改革探索[J].电脑知识与技术,2014(23):5493-5495.

[8]陈晓.基于项目的单片机与传感器课程融合教学研究[J].教育现代化,2018(32):275-277

作者：杨玲玲 单位：武汉软件工程职业学院