《電子電路制作技術》課改研究與探索

楊建，田巧玉，楊雪梅，簡磊，陳理

（四川大學錦江學院電氣與電子信息工程學院，四川成都，620860）

1 課程特色與創新

《電子電路制作技術》以電子產品為載體，采用項目層次教學，產教融合為一體，讓學生“在學中做，在做中學”，通過原理圖設計、電路制作和調試，項目驗收等環節，使學生掌握電子電路制作技術相關技能，適應社會的需求，符合人才培養目標。

本課程通過完成典型實訓項目（典型電子產品），達到培養學生實用電子線路設計與制作能力的目的。采用工學結合的教學模式、項目教學法，教學活動參照企業崗位的工作過程，總體流程：“(1)獲取信息、明確任務。(2)制定計劃、安排進度。(3)選擇方案、做出決策。(4)任務實施、完成工作。(5)對照要求、檢查控制。(6)總結評估、提出改進。”六個教學步驟來設計。

電子電路制作技術是電子信息類各專業必不可少的重要實踐環節，它包括設計方案的選擇、設計方案的論證、方案的電路原理圖設計、印制板電路（即PCB）設計、元器件的選型、元器件在PCB 板上的安裝與焊接，電路的調試，撰寫設計報告等實踐內容。電子電路制作技術的全過程是以實踐操作為主，教師的講授、指導、討論和研究相結合為輔的方式進行。根據實訓項目的要求，對設計思路、設計方案等展開討論。

2 課程建設與改革探索

2.1 課程沿革

電子電路制作技術是電子信息類相關專業實踐課程體系核心課程之一，積累十余年實踐經驗，已成為學院課程建設的亮點。

本課程至2006 開始設置，課程名為電子實習，以收音機組裝為載體培養學生的電子工裝技能，系統集成和調試技能；2017 年至今，課程名為電子電路制作技術，運用OBE 教育理念，通過對行業企業需求調研分析后，充實了課程內涵，學生可結合理論學習提出不同的設計任務；改進了教學方法，采用探究式、翻轉教學等方法發揮學生主體作用，激發學習興趣。

2.2 課程與教學改革要解決的重點問題

本課程是學生進入大學后受到系統實驗方法和實驗技能訓練的開端，是對理工科專業學生進行科學實驗訓練的重要基礎。訓練學生理論聯系實際，培養學生初步的實驗能力，良好的實驗習慣以及嚴謹的科學作風，使學生具有良好的實驗素質，同時又為后繼的課程打好基礎。

2.3 課程內容與資源建設及應用情況

本課程要求使Altium Designer 為設計工具，完成原理圖、PCB 板的設計、布局；依托新一代信息技術綜合訓練中心，對PCB 電路進行熱轉印、蝕刻、打孔、焊接、調試檢測等提高學生電子電路制作設計能力。

課程項目內容多樣化，課程內容包括：幸運轉盤，無線收發話筒，小音響，多彩搖搖棒等。與學生興趣相結合，加入實用元素，學生對制作產品感興趣，能驅動其進行更深入的學習，并能使學生在完成任務的過程中，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 課程教學內容及組織實施情況

本課程以任務為主線，學生為主體，將學生的學習活動與任務相結合，圍繞任務展開學習，以任務的完成情況作為檢驗的重要依據，使學生主動探究、實踐、思考后，運用相關知識解決問題的綜合能力。

在項目任務實施過程中，注重培養學生的自主創新意識，引導學生進行自主性的電子產品單元電路設計和規劃。在學生自主創意設計的過程中，充分發揮學生的創新思維，豐富學生制作以及設計的多樣性，提升學生設計制作的興趣和積極性。

通過創新思考、設計、電路規劃及實訓報告思考中，體現學生的學習效果。評價采用分階段分評價的模式，重點評價學生的綜合職業能力。

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%）和設計報告（占20%）四個環節。平時考勤考核學生到課與遵守課堂紀律情況；階段考查檢查學生對每個任務的完成情況，以及階段性成果，功能考核主要檢查學生作品完成情況以及功能實現情況。通過平時考勤，確保學生都能積極參與課堂，通過任務考核和階段性考查驅動學生去學習，并完成任務，最后功能考核是對學生最后成績的肯定，也是學生對自己工作的認定，通過設計報告，鍛煉學生撰寫設計文案的能力，也是學生對整個設計工作的總結。

3 課程開發原則

本課程通過充分的社會企業調研，以“走出去，引進來”原則完成課程開發，大致分五個環節。

圖1 電子電路制作流程圖

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

4 課程設計方案

4.1 課程設計理念

《電子電路制作技術》通過理能聯系實際，產教融合，對電路進行合理設計、制作、調試、驗收為前提，綜合提升學生工程實踐能力。

4.2 項目任務設計

本課程通過完成典型項目，達到培養學生工程應用能力的提升。在開發典型項目任務時，既要考慮工作過程的真實性，也要考慮與教學規律相結合，考慮教學的適用性。因此，我們選擇以下典型的項目任務：項目1：NE555 多諧振蕩器設計與制作；項目2：計數器設計與制作；項目3：LED 顯示設計與制作；項目4：對前面項目進行級聯調試。

4.3 學習活動的設計

本課程采用工學結合的教學模式，采用項目教學法，學習活動參照企業崗位的工作過程，大體按照“信息、計劃、決策、實施、檢查、評估”六步工作法來設計。

對每一個項目，具體的教學過程如圖2 所示。

圖2 教學過程框圖

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

（2）設計電路：在理論基礎上，充分查閱相關文獻，根據設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計要求，必要時應詳細擬定主要單元電路的性能指標。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換之類的接口電路，以簡化電路結構、降低成本。擬定出各單元電路的要求后進行全面檢查，無誤后按順序設計各單元電路。

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

（4）驗收：學生獨立測試，教師對項目輸出結果，電路制作工藝等方面進行評分

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

（6）提出改進意見：教師對學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，設計原理，制作過程，輸出數據參數等，誤差分析。

5 教學效果

（1）學生的學習積極性和學習興趣有了很大程度的提高。多數同學利用課余時間到實訓室制作電路的情況。

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

（3）從一開始遇到問題不知如何是好，到現在能分析問題，解決問題。

（4）學生參加各種競賽獲得佳獎。

由此看出，我們的教學改革已初見成效。

6 課程建設計劃

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。

能夠根據電路原理圖完成PCB 的設計制作。

能夠按照電路原理圖焊接實用電路。

熟練使用萬用表、信號發生器、示波器等常用儀器儀表。

能夠對制作完成的電路進行調試以滿足設計要求。

結合生產生活實際，培養對電子產品制作技術的學習興趣和愛好，養成自主學習與探究學習的良好習慣；通過參加電子產品制作的教學活動，培養運用電工電子技術知識和工程應用方法解決電子產品生產過程中相關的實際問題的能力；強化安全生產、節能環保和產品質量等職業意識，養成良好的工作方法、工作作風和職業道德。