光電技術應用課程開展項目教學探索

顏光

前言

我校開設光電技術應用課程以來，該課程配套的實訓教材較少，如何在光電技術應用課程順利開展實訓教學，成為這幾年專業課程改革的重點與難點。

筆者任教此課程的幾年以來，不斷摸索與開拓一些實訓項目，同時結合實訓項目，收集了一些光電技術應用的理論知識。在此，筆者將開展該課程中典型的實訓項目“LED發光字廣告牌的制作”，并談談開展此項目教學的一些做法、感受和教學效果。

一、了解市場上的LED發光字的現狀

當今，LED燈具以及相關產品已經廣泛應用，不管是在LED技術開發上，還是LED產品在市場推廣上都已經很成熟。走在大街小巷上，隨時都可以看到LED廣告牌，其中LED發光字這種廣告牌最常見。現在很多廣告店都可以承接制作此類項目，市場價格大概200-300元/平方米（單面），300-400元/平方米（雙面）。但其制作所需要的材料與人工成本都相對便宜且制作工藝比較簡單，如果學生能夠掌握此LED發光字制作技能的話，對其以后從事此類工作有很大的幫助。故我們在光電技術應用課程中開展此項目。因此，這需要教師不但對市場有一定的了解，也要對LED發光字的制作原理、制作工藝和制作過程都要熟悉，才能順利開展此項目。

開展此實訓項目之前，筆者走訪了學校周邊廣告店市場。通過了解，LED廣告牌包括LED發光字和LED點陣顯示條屏。我們選擇相對簡單的LED發光字來作為實訓項目，了解LED發光字廣告牌制作所需要的材料、制作過程及工藝要求。

二、準備實訓項目制作材料

LED發光字廣告牌所需要的材料并不多，主要的材料包括：LED連體燈珠、控制器、鋁塑板、特定鋁邊框、功率電阻和一些導線。其中LED連體燈珠采用Φ5散光連體燈珠;控制器的參數是220V交流輸入，三路至八路輸出，輸出直流電壓約220V;功率電阻的參數是2W-5W的功率電阻，電阻值根據實際電路計算。這些材料在實體店購買比較困難，很多實體店都買不到一些電子材料。所以LED連體燈珠、控制器、各種阻值的功率電阻在網上購買比較方便，其價格也適中;鋁塑板在裝修木板實體店購買比較好，而特定鋁邊框如果在實體店能買到就最好，但很多賣鋁材的店都沒有適合廣告牌用的鋁邊框，如果在廣告店里購買就會很貴，所以鋁邊框還是在網上購買比較合適。制作LED發光字需要的工具也比較常用：手持電鉆、電烙鐵、熱熔膠槍、手鋸等。

三、實訓項目實施過程

（一）項目開展前準備工作

在開展此項目教學之前，我們已經讓學生使用KT板和單顆LED燈珠制作過單個發光字或簡單的圖形，同時使用的是低壓供電，比如9V或12V等。

此實訓項目制作的產品完全按照市面上的產品工藝要求來制作，故與以前采用KT板制作的簡單發光字相比有很大的區別，比如現在的控制器輸出電壓是直流220V左右，但是以前制作的有關知識與電路連接的原理可以在此用得上，比如計算限流電阻的大小、燈珠的串并聯電路知識等。

（二）項目開展過程

本項目實訓教學形式采用小班制分組教學，即半個小班（24人左右）進行教學，此小班分三組，每一組8人，并任命一人擔任組長，負責管理與監督該組的組員。制作前師生共同討論LED發光字的內容及制作的方案，并規定每個LED發光字的外形尺寸，每一組制作的廣告牌內容可以不同，外觀尺寸大小是規定好的。在實訓教學中，教師要引導好學生選擇合適的LED發光字內容，要求學生選擇正能量或常見的內容，不能選擇負面或消極的文字內容。學生制作了以下幾個LED發光字內容：中山建斌、LED應用、Welcome、學業進步等廣告牌發光字樣。

LED發光字廣告牌實訓制作過程：（1）準備好材料與工具;（2）設計好廣告牌尺寸與內容;（3）設計好燈珠的孔位;（4）專人負責切鋸鋁塑板和打孔（注意開孔大小）;（5）連體燈珠的安裝（注意方向）;（6）計算限流電阻阻值與線路連接（包括控制器）;（7）通電測試與測量電流;（8）打膠固定燈珠;（9）專人切鋸鋁邊框并安裝邊框與背板。

在以上制作廣告牌的各個環節中，教師要合理安排每組學生完成分配好的任務，不能讓個別學生無所事事，同時控制好每組制作的流程，盡量錯開，以便合理使用一套或兩套工具而不會出現沖突。在此項目實施前期階段，學生比較興奮與相對活動自由，教師要及時控制好課堂的秩序，限定每組學生活動范圍及安排每組學生具體的工作任務，整個課堂就相對有序，每組組員可以相互討論相互合作。在這過程中教師可以到每一組或每一個崗位中了解他們的制作情況并加予指導。

LED發光字廣告牌制作有以下幾方面的重難點需要教師及時指導與檢查。

第一個難點是：如何控制每個燈珠的孔位與距離，如果太近或太遠都會影響顯示效果，學生由于缺少經驗，教師在學生打孔之前一定要檢查學生設計的燈珠孔位是否合理。

第二個難點也是重點：如何計算每一串LED燈珠串聯的功率電阻阻值多大？由于學生的數學水平有限又加上對電路不太了解，很容易計算錯誤，不正確的電阻值將影響LED發光字的亮度，這需要教師提醒每組的成員都要相互檢查，并且在讀電阻色環方面要重點檢查。最后由教師檢查確定正確才能讓學生繼續實訓。LED發光字電路工作原理如圖1所示。

第三個難點也是重點：如何正確規范地測量每一串LED燈珠的工作電流（小功率LED燈珠功率約20mA左右）。學生測量之前，教師先示范操作一次測量電流的步驟（檔位、筆表接法、讀數等），然后安排組內動手能力強的學生負責測量電流。

四、實訓項目評價與展示

根據工作過程系統化的教學方法，我們需要對學生的作品進行評價，以考查他們的制作能力和達到的教學效果。

評價主要從以下幾方面進行，并制作一個評分表：

（1）團隊合作，小組成員分工明細方面，這需要教師在平時制作過程中，記錄他們每一組的工作情況，如出現無所事事或其他與課堂無關的事，將會相應扣分。

（2）電路連接是否有誤，計算電阻是否正確，測量電流的操作是否規范，電氣連接是否安全可靠。

（3）切鋸鋁塑板、背板和鋁邊框的長度是否精確。

（4）邊框安裝是否工整與牢固。

（5）總體顯示效果是否良好。

以上評價主要是教師評價，占總評價分數的60%，但評價表還設置了學生組內評價，學生組內評價主要由組長評價及學生自我評價組成，但占總評價分數的40%。通過對以上幾方面的檢查評價，給每個組評出優良中等級，同時給學生及組別評出最佳設計獎、最佳組合獎、最佳工藝獎等。

將制作好的LED發光字廣告牌安裝于專業實訓室或用于班級文化建設，增加專業文化氣息，有助提升學生對專業實訓的學習興趣。在完成此實訓項目之后不久，班級舉行了家長會，充分利用這個機會，讓幾位學生將制作好的作品布置在教室里，讓前來參加家會長的家長觀看學生制作的作品，欣賞自己小孩在學校的學習成就，家長會時，很多家長都用手機拍照發到微信朋友圈。這也是一種促進學生愛學習，增強家校融合的新途徑。

五、教學效果與反思

在開展這個實訓項目之前，筆者一直很擔心：半個小班只分三組，每組那么多學生，能順利開展嗎？課堂秩序是否很亂呢？

一開始的幾節課，課堂的確有點亂，因為以前的上課形式都是每位學生坐在自己的工位上，不允許走動，安安穩穩地聽課或在自己的工位上焊接電路。但傳統的實訓課堂形式不適合制作此實訓項目，此實訓項目需要學生到不同崗位上完成任務，并輪流使用崗位。如果課程秩序比較混亂，會影響教學，因此筆者想方法調整了課堂形式，在第一節課的前半節課中，筆者先講解將要制作的有關內容或電路原理或注意事項，然后安排好每組成員的分工任務后，接下來的課堂時間才交給學生動手制作，同時筆者也加強監管，要求每組學生盡量圍繞在自己組內協助制作。在往后的課堂中，學生漸漸習慣與適應這種課堂分組合作模式，故此項目開展也較為順利。通過這個實訓項目的實施，學生真正從以前只學知識變為現在的實際應用，學生才意識到自己所學的知識有用、能用。同時此項目的實施也可以啟發學生在畢業后可以從事有關LED廣告牌制作方面的工作，有利于學生就業和創業。

但是整個項目實施過程中，也有個別學生缺少主動性，不積極參與項目的制作，在這種情況下，筆者要求他們至少要遵守課堂秩序，不能隨便說話，不能隨便走動或睡覺以免影響課堂，并鼓勵他們做事一定要積極主動，這樣才能找到屬于自己發揮的空間。

結語

整個實訓項目有秩序順利地實施，也讓筆者感到意外，因為以前從來沒有采用這種相對自由的形式開展教學。在這個過程中，學校相關巡視課堂的領導也沒有給這個實訓課堂評價為中或差，讓筆者感到很欣慰。在以后的實訓項目課堂中，筆者還會根據實際的需要，大膽地打破常規的教學模式開展教學工作。通過開展此項目教學，筆者將一個學期以來實施的實訓項目匯編起來，已經編寫了一本校本教材《典型LED應用電路制作》一書，用于光電技術應用課程的實訓教學使用，希望它對此課程開展實訓教學有所幫助。

責任編輯 朱守鋰