采用项目导向的电子线路板设计与制作课程教学的研究——以声控LED流水灯项目为例

陈赤华，陈紫鹏，朱汉阳

（吉安职业技术学院，江西吉安 343000）

0 引言

随着高职教育的不断发展，教学方法和教学资源层出不穷。无论教学方法和资源获取方式怎么变革，都改变不了高职教育以培养学生能力为目标的使命。通过人们的不断研究，目前教学方法也变得多样化[1-2]。例如：Haviz等人[3]提出了教学定量研究法与三种教学方法的比较，探讨了课堂讲授法（LD）、直接指导法（DI）和引导法（GI）的教学效果。并在不同的班级选取多名学生作为测试样本，历时三年收集学生的学习成绩，将这三种方法与教学定量研究法进行比较。又如：龙祖连[4]提出了《电子线路板设计与制作》项目设计与教学研究，阐述了项目化教学的重要意义，以及提出了《电子线路板设计与制作》课程项目导向设计的思路。如：文献[5]中也提出了项目化教学在《电子线路板设计与制作》课程的应用，表明了项目化教学的有效性。由此可见，虽然当下教学方法具有多样性，但项目化教学在高职教育中还是具有重要的地位。

1 《电子线路板设计与制作》课程项目导向教学的必要性研究

《电子线路板设计与制作》 课程是属于电子信息类专业需要学习的一门专业课程。该课程借助CAD软件，依据所需的电路功能，设计所需电路的线路布局，最终通过设计的线路布局，将其在覆铜板上实现出来。由此可见，《电子线路板设计与制作》 课程是一门实践性较强的课程，其对学生的动手能力培养具有重要的作用[6-7]。

项目导向的教学，就是以一个与教学内容相关，而且在课堂上可实施的项目为依据。通过教师的指引，以教师设计的项目为导向，让学生在制作项目的过程中，完成所需知识技能的学习和练习，从而实现学生所需能力的培养[8-9]。《电子线路板设计与制作》课程就可按照项目导向的思路，通过设计多个适宜的项目，让学生在完成项目的时候，逐渐学会CAD软件的使用以及线路板设计的思路和技巧。

2 以声控LED流水灯项目为例分析项目导向的实施过程

项目的设计和实施，是基于项目导向的《电子线路板设计与制作》课程进行的重要内容。项目的设计最好能够以生活实例为依据，将其进行教学化改造，形成课堂的教学项目，这样就更有利于提升学生的学习兴趣[10]。

声控LED流水灯项目，就是一个以生活中随处可见的广告牌为例，进行教学化改造后形成的教学项目。现将以其为例，来介绍项目导向《电子线路板设计与制作》课程的实施过程。

首先，可以建立一个《电子线路板设计与制作》课程的在线学习平台，将如图1所示的教师所完成的声控LED流水灯实物放于该平台上，在课前让学生观看该实物。同时在上课前给出声控LED流水灯项目的设计和制作要求。要求学生能顺利将原理图元件封装和网络关系装入到PCB文件；能简化电路的连接，会使用总线、总线分支、网络标号；能对电路图中的元件进行自动编号；能编译和查错电路图；能对PCB元件进行手动布局，会设置布线宽度、间距和布线层。

图1 声控LED流水灯实物图

图2 声控LED流水灯原理图

然后，给出如图2所示的声控LED流水灯的原理图。并解释该电路的工作原理：Q1及其外围电路组成简易放的电路，MIC将声音信号转换为电信号，经C3耦合到Q1进行放大，在Q1集电极形成高低变化的电压信号，幅度足够的电压送到CD4017的计数输入端（14脚），每到来1个脉冲，计数器的Q0-9输出的高电平依次移动1位，点亮对应的发光二极管，从而产生流水的感觉。其中L11接到4017计数输出端CO，当L1-5点亮时，4017的CO端输出高电平，点亮L11，当L6-10点亮时，CO端输出低电平，L11不亮。

接着，让学生根据图2所示原理图，在CAD软件上绘制声控LED流水灯的电路图，同时可以给出如图3所示的参考电路图。学生在绘制声控LED流水灯的电路图时，教师可随堂指导学生解决在绘制电路图时产生的问题。

图3 参考电路图

最后，让学生在自己绘制的电路图上，设计声控LED流水灯电路的PCB布局图。在学生做完了PCB布局图后，即可让学生将PCB布局图转换到覆铜板上，进而完成声控LED流水灯实物的制作。在学生完成实物制作后，需要学生分组，汇总制作过程中遇到的问题以及解决办法。同时汇总出小组制作过程中的心得交流。

3 结语

项目导向的教学方式在高职教育中较为盛行，其有助于高效课堂的建立，能较好地培养学生的实践能力。通过项目导向，让学生在完成项目的同时，学会所需的知识技能。本研究对采用项目导向的电子线路板设计与制作课程的教学方法进行了研究，并且以声控LED流水灯项目为例展现了项目导向教学的过程，体现了项目导向教学在电子线路板设计与制作课程的有效利用。