PCB設(shè)計(jì)與制作課程微課的設(shè)計(jì)與實(shí)施探索

鄔如梁

【摘 要】本文探索高職PCB設(shè)計(jì)與制作課程教學(xué)改革，提出將微課應(yīng)用在該課程中，并闡述PCB設(shè)計(jì)與制作課程微課的設(shè)計(jì)思路以及具體的實(shí)施。

【關(guān)鍵詞】PCB設(shè)計(jì)與制作課程 微課 設(shè)計(jì) 實(shí)施 嘗試

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）03C-0076-02

PCB設(shè)計(jì)與制作是一門對操作性、專業(yè)性要求極高的課程，雖然目前高校使用的教材中對PCB設(shè)計(jì)與制作的工藝要求和操作過程進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，對新知識、新技術(shù)和新方法進(jìn)行了有效的反映，但是，傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)難以真正滿足提高學(xué)生技能的目標(biāo)。本文探索PCB設(shè)計(jì)與制作課程的微課設(shè)計(jì)和實(shí)踐嘗試。

一、PCB設(shè)計(jì)與制作課程微課的設(shè)計(jì)思路

微課設(shè)計(jì)最為主要的制作理念其實(shí)就是幫助教師在一個較短的時間內(nèi)使用最為合理科學(xué)的教學(xué)策略、方法對某一個知識點(diǎn)進(jìn)行講清講透，以期學(xué)生可以在較短時間內(nèi)依據(jù)自身實(shí)際的學(xué)習(xí)情況對一個有價值的知識點(diǎn)進(jìn)行完全的認(rèn)識、了解。目前，我國電子技術(shù)得到了大力的發(fā)展，集成電路的體積在縮小的同時其規(guī)模也在擴(kuò)大，但是也逐漸呈現(xiàn)出越來越多的問題，比如PCB的信號完整性、電磁兼容性、電源完整性等。對于PCB工程師而言，要設(shè)計(jì)一個滿足要求的PCB，不僅需要大量的理論支持，更需要工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。但是在當(dāng)前高職PCB教學(xué)過程中，還延續(xù)著傳統(tǒng)教學(xué)方式，大多數(shù)學(xué)生只是單純地掌握了簡單的理論知識以及繪圖技能，對相關(guān)的制作技能了解得極少，致使學(xué)生的技能水平得不到提高，難以達(dá)到企業(yè)的具體要求。再者，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)達(dá)，手持終端性能得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，信息壓縮技術(shù)進(jìn)一步獲得了改進(jìn)，素材與課件為一體的微課教學(xué)也隨之孕育而生，與傳統(tǒng)的微視頻、教學(xué)短片形式相對應(yīng)，對操作性要求較強(qiáng)的PCB教學(xué)起著一定的補(bǔ)充作用。

（一）對教學(xué)內(nèi)容的選取。目前學(xué)校使用的教材作為應(yīng)用電子技術(shù)、高職高專院校電子信息工程技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)和電氣自動化技術(shù)專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)的教材，只能夠供工程技術(shù)人員進(jìn)行參考。要想幫助學(xué)生得到相關(guān)的PCB制作經(jīng)驗(yàn)，一方面，所選的教學(xué)內(nèi)容要保證全面性。如今應(yīng)用較為廣泛的就是Altium Designer，作為一種高效的電子原理圖圖設(shè)計(jì)軟件，涉及PCB圖設(shè)計(jì)、原理圖設(shè)計(jì)、信號完整性分析、電路仿真等技術(shù)。另一方面，要想充分防止講解的理論過于空洞，在實(shí)際PCB設(shè)計(jì)與制作教學(xué)中，要將具體電子產(chǎn)品載體融入教學(xué)內(nèi)容中，應(yīng)用工業(yè)制板、雕刻機(jī)或者腐蝕法實(shí)現(xiàn)PCB的制作，同時科學(xué)有效地應(yīng)用電子設(shè)計(jì)軟件，展開對PCB圖以及電路原理圖的繪制。鑒于此，這就需要讓學(xué)生在練習(xí)具體項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，感性認(rèn)識電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制作，充分掌握PCB設(shè)計(jì)與制作的整個過程，通過對PCB的制作，加深學(xué)生對理論的認(rèn)識程度，得到PCB的制作經(jīng)驗(yàn)，豐富體驗(yàn)，強(qiáng)化自信心。

（二）進(jìn)行教學(xué)組織，展開實(shí)際的微課制作。PCB設(shè)計(jì)與制作課程其實(shí)就是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的一門核心課程。該課程主要立足于職業(yè)崗位分析，基于真實(shí)產(chǎn)品這一載體，以工作過程為導(dǎo)向，以培養(yǎng)學(xué)生對PCB板設(shè)計(jì)與制作、電路原理繪制、產(chǎn)品調(diào)試的能力。在完成對合適教學(xué)項(xiàng)目進(jìn)行選擇后，就需要具體進(jìn)行實(shí)施以及教學(xué)組織。第一步，在相關(guān)項(xiàng)目要求、任務(wù)的基礎(chǔ)上，幫助學(xué)生有目的性地查閱資料。第二步，把知識點(diǎn)與任務(wù)進(jìn)行對應(yīng)，細(xì)化知識點(diǎn)，對于較為重要的技能操作要點(diǎn)、知識點(diǎn)，可以錄制微課視頻，便于學(xué)生之后的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)共享。比如，在教授“微課資源庫的管理”這一知識點(diǎn)時，老師需要將部分重點(diǎn)項(xiàng)目的微課視頻上傳，同時將實(shí)際的教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)生反饋等相關(guān)資料也一一共享。另外，老師將教學(xué)資源嚴(yán)格按照需要展開分類，使學(xué)生能夠快捷地對所需的微課資源進(jìn)行檢索，也可以把教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)PPT上傳至免費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)空間，如優(yōu)酷、土豆網(wǎng)、百度視頻，使學(xué)生能夠使用手機(jī)、電腦就能隨時隨地地觀看，實(shí)現(xiàn)開放性學(xué)習(xí)的目標(biāo)。幫助學(xué)生認(rèn)識PCB設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)則、Altium Desig-net Summer 09軟件的應(yīng)用以及工藝要求等內(nèi)容，以求學(xué)習(xí)基于工作過程的課程教學(xué)。

（三）PCB設(shè)計(jì)與制作微課作品的推廣。微課也可以稱為一個產(chǎn)品，在之前對目的、類型、設(shè)計(jì)、制作等一系列步驟進(jìn)行討論之后，還需要探討最后一環(huán)，也就是如何進(jìn)行應(yīng)用、推廣。分析怎么樣才能有效地在學(xué)生群體中應(yīng)用、推廣微課。在PCB設(shè)計(jì)與制作微課的推廣工作中，大部分老師會選擇使用微信。微信和其他通信軟件相比有自身的優(yōu)勢，可以在微信的基礎(chǔ)上對微課進(jìn)行應(yīng)用、推廣。相比于微信，QQ群的方式更加適合于微課的實(shí)際應(yīng)用。主要有以下幾種原因：其一，QQ管理員以及群主能夠合理地應(yīng)用“群公告”這一獨(dú)特功能，使學(xué)生能夠及時地了解老師的微課公告，讓公告公布之后才入群的同學(xué)也可以看到公告，相比之下，微信群就不具備這項(xiàng)功能；其二，QQ群能夠進(jìn)行分組，便于老師及時有效地定位學(xué)生班級；其三，QQ管理員以及群主能夠充分控制消息的主動權(quán)，必要時實(shí)習(xí)“禁言”的控制權(quán)，提高學(xué)生成員閱讀PCB設(shè)計(jì)與制作微課的時間。

二、PCB設(shè)計(jì)與制作微課的具體實(shí)施

（一）PCB的設(shè)計(jì)與制作。不同的微課形式可以表現(xiàn)不同的講授內(nèi)容，針對PCB設(shè)計(jì)與制作這一教學(xué)課程，微課形式可以以拍攝、錄屏、手繪、手寫板、仿真動畫的形式來呈現(xiàn)。與此同時，老師也需要針對不同的微課形式認(rèn)識、了解、學(xué)習(xí)不同的制作工具。比如，拍攝型微課需利用視頻編輯軟件以及相關(guān)的攝像設(shè)備，要想得到精益求精的效果，還需要使用藍(lán)箱；錄屏型微課要使用屏幕錄制軟件，主要包括Camtasia Studio、FastStone Capture、視頻編輯軟件、PPT等。在實(shí)際PCB設(shè)計(jì)與制作的教學(xué)過程中，涉及的具體步驟如下：第一步，對PCB制作的課程目標(biāo)有一個充分的了解，帶著疑問進(jìn)行課程探索，針對學(xué)生普遍不清楚的部分老師要詳細(xì)展開解答；第二步，在課程教學(xué)中展開操作實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對單片機(jī)開發(fā)板進(jìn)行自制，在PCB設(shè)計(jì)與制作中主要涉及打印輸出原理圖、制作元件符號、PCB文件的設(shè)計(jì)規(guī)則以及PCB 設(shè)計(jì)的規(guī)則的檢測。上述步驟可以使學(xué)生學(xué)習(xí)熱轉(zhuǎn)印法的流程，對PCB原理有充分的了解、認(rèn)識，學(xué)習(xí)到手工腐蝕的科學(xué)方法，有效檢測電路板質(zhì)量。

（二）PCB的實(shí)施。一方面，在實(shí)際的教學(xué)過程中，老師要適當(dāng)?shù)靥岢鯬CB設(shè)計(jì)與制作發(fā)展過程中的新觀點(diǎn)，發(fā)揮學(xué)生的主體性，針對有異議的知識點(diǎn)展開動手操作實(shí)驗(yàn)，有效完成設(shè)計(jì)、修改、再設(shè)計(jì)的工作，讓學(xué)生在自身的動手實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題，讓學(xué)生融問題于課本學(xué)習(xí)中，積極查閱資料，得出獨(dú)創(chuàng)性的觀點(diǎn)。在融入新觀點(diǎn)的同時，老師要充分利用平時教學(xué)的實(shí)際案例，利用這些案例的條件展開進(jìn)一步的設(shè)計(jì)，優(yōu)化具體的步驟。另一方面，完善教學(xué)評價。現(xiàn)如今，應(yīng)用最廣泛的微課制作軟件是Camtasia studio。要想具備有關(guān)軟好錄制環(huán)境，通常安裝的Camtasia studio計(jì)算機(jī)有獨(dú)立顯卡，創(chuàng)造一個安靜的錄音環(huán)境，準(zhǔn)備好無線或有線話筒，提供一些相關(guān)圖片、聲音素材。眾所周知，一個有效的評價機(jī)制，能夠在一定程度上發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，對教學(xué)過程展開評價，并且將評價工作貫穿于整個教學(xué)過程中，營造一個輕松愉悅的討論氛圍，讓所有學(xué)生可以大膽地提出自己的建議、想法，這時老師要切記不要使用一種完全否定或者肯定的態(tài)度，在學(xué)生進(jìn)行討論的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化學(xué)生的語言表達(dá)能力，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，更好地讓學(xué)生處于輕松自由的環(huán)境中展開學(xué)習(xí)。另外，老師應(yīng)用的評價方式要保證其多樣性，通過互評、自評、師生評論的方式，獲得全面、正確、合理的評價。

（三）注重微課資源庫的管理。微課教學(xué)可以對大量簡短視頻進(jìn)行錄制，在管理的過程還需要一個功能完善的管理系統(tǒng)。在管理系統(tǒng)中，老師需要將微課視頻以及學(xué)生作業(yè)、教學(xué)設(shè)計(jì)展開共享與上傳。老師需要嚴(yán)格按照用戶權(quán)限對微課視頻資源和其他教學(xué)資源展開管理、上傳，同時對其展開合理的組織、分類、管理，幫助學(xué)生能夠?qū)ο胍奈⒄n資源進(jìn)行有效、快捷地檢索。另外，該平臺能夠?qū)缙脚_運(yùn)行進(jìn)行支持，幫助師生雙方對電腦以及各類移動終端等微課資源設(shè)備的在線使用。針對教學(xué)管理平臺缺乏的情況而言，需要基于免費(fèi)的視頻網(wǎng)站，把錄制好的教學(xué)設(shè)計(jì)、短小視頻、教學(xué)PPT等資源上傳至百度視頻、土豆網(wǎng)、優(yōu)酷等免費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)空間，幫助學(xué)生使用手機(jī)或者電腦觀看視頻，關(guān)鍵嚴(yán)格自主學(xué)習(xí)以及開放性學(xué)習(xí)模式。值得注意的是，在這個過程中，教師語言應(yīng)盡量做到精練。主要是因?yàn)槲⒄n只有大約10分鐘，這就需要教師的語言簡潔明了，在使用標(biāo)準(zhǔn)的普通話的同時，最大限度地避免出現(xiàn)口頭禪。在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，需要先有效地設(shè)計(jì)講稿，再反復(fù)琢磨，確保錄制過程的流暢性，便于后期的處理。

總之，當(dāng)前越來越多的學(xué)者關(guān)注微課教學(xué)模式，把微課和PCB設(shè)計(jì)與制作課程中相關(guān)專業(yè)知識點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，可以滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]連艷.“微課”教學(xué)法在高職《PCB設(shè)計(jì)與制作》教學(xué)改革中的應(yīng)用研究[C].2016年4月全國教育科學(xué)學(xué)術(shù)交流會論文集，2016

[2]蔣雪琴.《PCB設(shè)計(jì)與制作》課程教學(xué)創(chuàng)新模式研究[J].科技資訊，2016（7）

（責(zé)編 盧 雯）