PCB設計與制作課程微課的設計與實施探索

鄔如梁

【摘 要】本文探索高職PCB設計與制作課程教學改革，提出將微課應用在該課程中，并闡述PCB設計與制作課程微課的設計思路以及具體的實施。

【關鍵詞】PCB設計與制作課程 微課 設計 實施 嘗試

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）03C-0076-02

PCB設計與制作是一門對操作性、專業性要求極高的課程，雖然目前高校使用的教材中對PCB設計與制作的工藝要求和操作過程進行了系統的介紹，對新知識、新技術和新方法進行了有效的反映，但是，傳統教學模式已經難以真正滿足提高學生技能的目標。本文探索PCB設計與制作課程的微課設計和實踐嘗試。

一、PCB設計與制作課程微課的設計思路

微課設計最為主要的制作理念其實就是幫助教師在一個較短的時間內使用最為合理科學的教學策略、方法對某一個知識點進行講清講透，以期學生可以在較短時間內依據自身實際的學習情況對一個有價值的知識點進行完全的認識、了解。目前，我國電子技術得到了大力的發展，集成電路的體積在縮小的同時其規模也在擴大，但是也逐漸呈現出越來越多的問題，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，要設計一個滿足要求的PCB，不僅需要大量的理論支持，更需要工程實踐經驗。但是在當前高職PCB教學過程中，還延續著傳統教學方式，大多數學生只是單純地掌握了簡單的理論知識以及繪圖技能，對相關的制作技能了解得極少，致使學生的技能水平得不到提高，難以達到企業的具體要求。再者，由于網絡技術的發達，手持終端性能得到了突飛猛進的發展，信息壓縮技術進一步獲得了改進，素材與課件為一體的微課教學也隨之孕育而生，與傳統的微視頻、教學短片形式相對應，對操作性要求較強的PCB教學起著一定的補充作用。

（一）對教學內容的選取。目前學校使用的教材作為應用電子技術、高職高專院校電子信息工程技術、機電一體化技術和電氣自動化技術專業以及相關專業的教材，只能夠供工程技術人員進行參考。要想幫助學生得到相關的PCB制作經驗，一方面，所選的教學內容要保證全面性。如今應用較為廣泛的就是Altium Designer，作為一種高效的電子原理圖圖設計軟件，涉及PCB圖設計、原理圖設計、信號完整性分析、電路仿真等技術。另一方面，要想充分防止講解的理論過于空洞，在實際PCB設計與制作教學中，要將具體電子產品載體融入教學內容中，應用工業制板、雕刻機或者腐蝕法實現PCB的制作，同時科學有效地應用電子設計軟件，展開對PCB圖以及電路原理圖的繪制。鑒于此，這就需要讓學生在練習具體項目的基礎上，感性認識電子產品的生產制作，充分掌握PCB設計與制作的整個過程，通過對PCB的制作，加深學生對理論的認識程度，得到PCB的制作經驗，豐富體驗，強化自信心。

（二）進行教學組織，展開實際的微課制作。PCB設計與制作課程其實就是應用電子技術專業的一門核心課程。該課程主要立足于職業崗位分析，基于真實產品這一載體，以工作過程為導向，以培養學生對PCB板設計與制作、電路原理繪制、產品調試的能力。在完成對合適教學項目進行選擇后，就需要具體進行實施以及教學組織。第一步，在相關項目要求、任務的基礎上，幫助學生有目的性地查閱資料。第二步，把知識點與任務進行對應，細化知識點，對于較為重要的技能操作要點、知識點，可以錄制微課視頻，便于學生之后的學習，實現共享。比如，在教授“微課資源庫的管理”這一知識點時，老師需要將部分重點項目的微課視頻上傳，同時將實際的教學設計、學生反饋等相關資料也一一共享。另外，老師將教學資源嚴格按照需要展開分類，使學生能夠快捷地對所需的微課資源進行檢索，也可以把教學設計、教學PPT上傳至免費的網絡空間，如優酷、土豆網、百度視頻，使學生能夠使用手機、電腦就能隨時隨地地觀看，實現開放性學習的目標。幫助學生認識PCB設計相關規則、Altium Desig-net Summer 09軟件的應用以及工藝要求等內容，以求學習基于工作過程的課程教學。

（三）PCB設計與制作微課作品的推廣。微課也可以稱為一個產品，在之前對目的、類型、設計、制作等一系列步驟進行討論之后，還需要探討最后一環，也就是如何進行應用、推廣。分析怎么樣才能有效地在學生群體中應用、推廣微課。在PCB設計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勢，可以在微信的基礎上對微課進行應用、推廣。相比于微信，QQ群的方式更加適合于微課的實際應用。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用“群公告”這一獨特功能，使學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也可以看到公告，相比之下，微信群就不具備這項功能；其二，QQ群能夠進行分組，便于老師及時有效地定位學生班級；其三，QQ管理員以及群主能夠充分控制消息的主動權，必要時實習“禁言”的控制權，提高學生成員閱讀PCB設計與制作微課的時間。

二、PCB設計與制作微課的具體實施

（一）PCB的設計與制作。不同的微課形式可以表現不同的講授內容，針對PCB設計與制作這一教學課程，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。與此同時，老師也需要針對不同的微課形式認識、了解、學習不同的制作工具。比如，拍攝型微課需利用視頻編輯軟件以及相關的攝像設備，要想得到精益求精的效果，還需要使用藍箱；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。在實際PCB設計與制作的教學過程中，涉及的具體步驟如下：第一步，對PCB制作的課程目標有一個充分的了解，帶著疑問進行課程探索，針對學生普遍不清楚的部分老師要詳細展開解答；第二步，在課程教學中展開操作實驗，讓學生對單片機開發板進行自制，在PCB設計與制作中主要涉及打印輸出原理圖、制作元件符號、PCB文件的設計規則以及PCB 設計的規則的檢測。上述步驟可以使學生學習熱轉印法的流程，對PCB原理有充分的了解、認識，學習到手工腐蝕的科學方法，有效檢測電路板質量。

（二）PCB的實施。一方面，在實際的教學過程中，老師要適當地提出PCB設計與制作發展過程中的新觀點，發揮學生的主體性，針對有異議的知識點展開動手操作實驗，有效完成設計、修改、再設計的工作，讓學生在自身的動手實踐中發現問題，讓學生融問題于課本學習中，積極查閱資料，得出獨創性的觀點。在融入新觀點的同時，老師要充分利用平時教學的實際案例，利用這些案例的條件展開進一步的設計，優化具體的步驟。另一方面，完善教學評價。現如今，應用最廣泛的微課制作軟件是Camtasia studio。要想具備有關軟好錄制環境，通常安裝的Camtasia studio計算機有獨立顯卡，創造一個安靜的錄音環境，準備好無線或有線話筒，提供一些相關圖片、聲音素材。眾所周知，一個有效的評價機制，能夠在一定程度上發揮學生的學習主動性，對教學過程展開評價，并且將評價工作貫穿于整個教學過程中，營造一個輕松愉悅的討論氛圍，讓所有學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度，在學生進行討論的基礎上，強化學生的語言表達能力，培養學生的動手能力，更好地讓學生處于輕松自由的環境中展開學習。另外，老師應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。微課教學可以對大量簡短視頻進行錄制，在管理的過程還需要一個功能完善的管理系統。在管理系統中，老師需要將微課視頻以及學生作業、教學設計展開共享與上傳。老師需要嚴格按照用戶權限對微課視頻資源和其他教學資源展開管理、上傳，同時對其展開合理的組織、分類、管理，幫助學生能夠對想要的微課資源進行有效、快捷地檢索。另外，該平臺能夠對跨平臺運行進行支持，幫助師生雙方對電腦以及各類移動終端等微課資源設備的在線使用。針對教學管理平臺缺乏的情況而言，需要基于免費的視頻網站，把錄制好的教學設計、短小視頻、教學PPT等資源上傳至百度視頻、土豆網、優酷等免費的網絡空間，幫助學生使用手機或者電腦觀看視頻，關鍵嚴格自主學習以及開放性學習模式。值得注意的是，在這個過程中，教師語言應盡量做到精練。主要是因為微課只有大約10分鐘，這就需要教師的語言簡潔明了，在使用標準的普通話的同時，最大限度地避免出現口頭禪。在教學設計過程中，需要先有效地設計講稿，再反復琢磨，確保錄制過程的流暢性，便于后期的處理。

總之，當前越來越多的學者關注微課教學模式，把微課和PCB設計與制作課程中相關專業知識點進行有機地結合，可以滿足學生自主學習的需求。

【參考文獻】

[1]連艷.“微課”教學法在高職《PCB設計與制作》教學改革中的應用研究[C].2016年4月全國教育科學學術交流會論文集，2016

[2]蔣雪琴.《PCB設計與制作》課程教學創新模式研究[J].科技資訊，2016（7）

（責編 盧 雯）