《電子電路制作技術(shù)》課改研究與探索

楊建，田巧玉，楊雪梅，簡磊，陳理

（四川大學(xué)錦江學(xué)院電氣與電子信息工程學(xué)院，四川成都，620860）

1 課程特色與創(chuàng)新

《電子電路制作技術(shù)》以電子產(chǎn)品為載體，采用項目層次教學(xué)，產(chǎn)教融合為一體，讓學(xué)生“在學(xué)中做，在做中學(xué)”，通過原理圖設(shè)計、電路制作和調(diào)試，項目驗收等環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握電子電路制作技術(shù)相關(guān)技能，適應(yīng)社會的需求，符合人才培養(yǎng)目標(biāo)。

本課程通過完成典型實訓(xùn)項目（典型電子產(chǎn)品），達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實用電子線路設(shè)計與制作能力的目的。采用工學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式、項目教學(xué)法，教學(xué)活動參照企業(yè)崗位的工作過程，總體流程：“(1)獲取信息、明確任務(wù)。(2)制定計劃、安排進(jìn)度。(3)選擇方案、做出決策。(4)任務(wù)實施、完成工作。(5)對照要求、檢查控制。(6)總結(jié)評估、提出改進(jìn)?！绷鶄€教學(xué)步驟來設(shè)計。

電子電路制作技術(shù)是電子信息類各專業(yè)必不可少的重要實踐環(huán)節(jié)，它包括設(shè)計方案的選擇、設(shè)計方案的論證、方案的電路原理圖設(shè)計、印制板電路（即PCB）設(shè)計、元器件的選型、元器件在PCB 板上的安裝與焊接，電路的調(diào)試，撰寫設(shè)計報告等實踐內(nèi)容。電子電路制作技術(shù)的全過程是以實踐操作為主，教師的講授、指導(dǎo)、討論和研究相結(jié)合為輔的方式進(jìn)行。根據(jù)實訓(xùn)項目的要求，對設(shè)計思路、設(shè)計方案等展開討論。

2 課程建設(shè)與改革探索

2.1 課程沿革

電子電路制作技術(shù)是電子信息類相關(guān)專業(yè)實踐課程體系核心課程之一，積累十余年實踐經(jīng)驗，已成為學(xué)院課程建設(shè)的亮點。

本課程至2006 開始設(shè)置，課程名為電子實習(xí)，以收音機(jī)組裝為載體培養(yǎng)學(xué)生的電子工裝技能，系統(tǒng)集成和調(diào)試技能；2017 年至今，課程名為電子電路制作技術(shù)，運用OBE 教育理念，通過對行業(yè)企業(yè)需求調(diào)研分析后，充實了課程內(nèi)涵，學(xué)生可結(jié)合理論學(xué)習(xí)提出不同的設(shè)計任務(wù)；改進(jìn)了教學(xué)方法，采用探究式、翻轉(zhuǎn)教學(xué)等方法發(fā)揮學(xué)生主體作用，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

2.2 課程與教學(xué)改革要解決的重點問題

本課程是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后受到系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓(xùn)練的開端，是對理工科專業(yè)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實驗訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。訓(xùn)練學(xué)生理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生初步的實驗?zāi)芰?，良好的實驗?xí)慣以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，使學(xué)生具有良好的實驗素質(zhì)，同時又為后繼的課程打好基礎(chǔ)。

2.3 課程內(nèi)容與資源建設(shè)及應(yīng)用情況

本課程要求使Altium Designer 為設(shè)計工具，完成原理圖、PCB 板的設(shè)計、布局；依托新一代信息技術(shù)綜合訓(xùn)練中心，對PCB 電路進(jìn)行熱轉(zhuǎn)印、蝕刻、打孔、焊接、調(diào)試檢測等提高學(xué)生電子電路制作設(shè)計能力。

課程項目內(nèi)容多樣化，課程內(nèi)容包括：幸運轉(zhuǎn)盤，無線收發(fā)話筒，小音響，多彩搖搖棒等。與學(xué)生興趣相結(jié)合，加入實用元素，學(xué)生對制作產(chǎn)品感興趣，能驅(qū)動其進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)，并能使學(xué)生在完成任務(wù)的過程中，提高動手能力和綜合能力。課后作品可以在生活中使用，一舉多得。

2.4 課程教學(xué)內(nèi)容及組織實施情況

本課程以任務(wù)為主線，學(xué)生為主體，將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動與任務(wù)相結(jié)合，圍繞任務(wù)展開學(xué)習(xí)，以任務(wù)的完成情況作為檢驗的重要依據(jù)，使學(xué)生主動探究、實踐、思考后，運用相關(guān)知識解決問題的綜合能力。

在項目任務(wù)實施過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主性的電子產(chǎn)品單元電路設(shè)計和規(guī)劃。在學(xué)生自主創(chuàng)意設(shè)計的過程中，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維，豐富學(xué)生制作以及設(shè)計的多樣性，提升學(xué)生設(shè)計制作的興趣和積極性。

通過創(chuàng)新思考、設(shè)計、電路規(guī)劃及實訓(xùn)報告思考中，體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。評價采用分階段分評價的模式，重點評價學(xué)生的綜合職業(yè)能力。

2.5 課程成績評定方式

本課程的考核方法采用五級制，包括平時考勤（占20%）、階段考查（占40%）、功能考核（占20%）和設(shè)計報告（占20%）四個環(huán)節(jié)。平時考勤考核學(xué)生到課與遵守課堂紀(jì)律情況；階段考查檢查學(xué)生對每個任務(wù)的完成情況，以及階段性成果，功能考核主要檢查學(xué)生作品完成情況以及功能實現(xiàn)情況。通過平時考勤，確保學(xué)生都能積極參與課堂，通過任務(wù)考核和階段性考查驅(qū)動學(xué)生去學(xué)習(xí)，并完成任務(wù)，最后功能考核是對學(xué)生最后成績的肯定，也是學(xué)生對自己工作的認(rèn)定，通過設(shè)計報告，鍛煉學(xué)生撰寫設(shè)計文案的能力，也是學(xué)生對整個設(shè)計工作的總結(jié)。

3 課程開發(fā)原則

本課程通過充分的社會企業(yè)調(diào)研，以“走出去，引進(jìn)來”原則完成課程開發(fā)，大致分五個環(huán)節(jié)。

圖1 電子電路制作流程圖

根據(jù)項目要求，完成元器件的選用。（2）完成原理圖、PCB板圖設(shè)計。（3）根據(jù)工程模式完成電路的焊接工作，達(dá)到良好的電氣性能與機(jī)械強(qiáng)度。（4）通過電路調(diào)試與測試，掌握常用儀器儀表的使用。（5）項目答辯驗收。

4 課程設(shè)計方案

4.1 課程設(shè)計理念

《電子電路制作技術(shù)》通過理能聯(lián)系實際，產(chǎn)教融合，對電路進(jìn)行合理設(shè)計、制作、調(diào)試、驗收為前提，綜合提升學(xué)生工程實踐能力。

4.2 項目任務(wù)設(shè)計

本課程通過完成典型項目，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的提升。在開發(fā)典型項目任務(wù)時，既要考慮工作過程的真實性，也要考慮與教學(xué)規(guī)律相結(jié)合，考慮教學(xué)的適用性。因此，我們選擇以下典型的項目任務(wù)：項目1：NE555 多諧振蕩器設(shè)計與制作；項目2：計數(shù)器設(shè)計與制作；項目3：LED 顯示設(shè)計與制作；項目4：對前面項目進(jìn)行級聯(lián)調(diào)試。

4.3 學(xué)習(xí)活動的設(shè)計

本課程采用工學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式，采用項目教學(xué)法，學(xué)習(xí)活動參照企業(yè)崗位的工作過程，大體按照“信息、計劃、決策、實施、檢查、評估”六步工作法來設(shè)計。

對每一個項目，具體的教學(xué)過程如圖2 所示。

圖2 教學(xué)過程框圖

（1）明確任務(wù)，制定計劃：根椐項目，采用從上而下的方法分析任務(wù)要求，明確系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)要求，制定明確完整的計劃，對方案進(jìn)行選擇

（2）設(shè)計電路：在理論基礎(chǔ)上，充分查閱相關(guān)文獻(xiàn)，根據(jù)設(shè)計要求和已選定的總體方案的原理框圖，確定對各單元電路的設(shè)計要求，必要時應(yīng)詳細(xì)擬定主要單元電路的性能指標(biāo)。注意各單元電路之間的相互配合，但要盡量少用或不用電平轉(zhuǎn)換之類的接口電路，以簡化電路結(jié)構(gòu)、降低成本。擬定出各單元電路的要求后進(jìn)行全面檢查，無誤后按順序設(shè)計各單元電路。

（3）制作、調(diào)試電路：電子電路的安裝與調(diào)試在電子電路實踐和電子工程技術(shù)中都占有非常重要的地位。它是把理論付諸于實踐的階段，也是將理論電路轉(zhuǎn)換為實際電路和電子設(shè)備的過程。同時，這一過程也是對理論設(shè)計的檢驗、修改和完善。調(diào)試過程是利用符合指標(biāo)要求的各種電子測量儀器，如示波器、萬用表、信號發(fā)生器等。對安裝好的電路或電子裝置進(jìn)行調(diào)整和測量，以保證電路或裝置正常工作；同時，判別其性能的好壞，各項指標(biāo)是否符合要求等。因此，調(diào)試必須按一定的方法和步驟進(jìn)行。

（4）驗收：學(xué)生獨立測試，教師對項目輸出結(jié)果，電路制作工藝等方面進(jìn)行評分

（5）答辯：項目驗收結(jié)束后，學(xué)生進(jìn)行答辯，闡述項目設(shè)計方案，制作方法以及整個過程中的問題解決思路。

（6）提出改進(jìn)意見：教師對學(xué)生的工作有針對性的提出意見，便于后期整改。

（7）撰寫報告：寫項目報告的寫作，要求包含方案論證，設(shè)計原理，制作過程，輸出數(shù)據(jù)參數(shù)等，誤差分析。

5 教學(xué)效果

（1）學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣有了很大程度的提高。多數(shù)同學(xué)利用課余時間到實訓(xùn)室制作電路的情況。

（2）學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和動手能力有了較大的提高。多數(shù)學(xué)生基本能夠看懂電路圖，并能夠按照電路圖和設(shè)計要求制作和調(diào)試電路，能夠撰寫比較完整的項目設(shè)計報告。

（3）從一開始遇到問題不知如何是好，到現(xiàn)在能分析問題，解決問題。

（4）學(xué)生參加各種競賽獲得佳獎。

由此看出，我們的教學(xué)改革已初見成效。

6 課程建設(shè)計劃

能正確識別、檢測和選用常用電子元器件。

能對典型電子電路進(jìn)行分析和計算。

能讀懂實用電子電路原理圖。

能對照不同電路方案分析選擇電路。

能夠根據(jù)電路原理圖完成PCB 的設(shè)計制作。

能夠按照電路原理圖焊接實用電路。

熟練使用萬用表、信號發(fā)生器、示波器等常用儀器儀表。

能夠?qū)χ谱魍瓿傻碾娐愤M(jìn)行調(diào)試以滿足設(shè)計要求。

結(jié)合生產(chǎn)生活實際，培養(yǎng)對電子產(chǎn)品制作技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣和愛好，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣；通過參加電子產(chǎn)品制作的教學(xué)活動，培養(yǎng)運用電工電子技術(shù)知識和工程應(yīng)用方法解決電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中相關(guān)的實際問題的能力；強(qiáng)化安全生產(chǎn)、節(jié)能環(huán)保和產(chǎn)品質(zhì)量等職業(yè)意識，養(yǎng)成良好的工作方法、工作作風(fēng)和職業(yè)道德。