李紅妹陳芳芳

1.吳江市職教中心 江蘇吳江 215200 2.南京高等職業(yè)技術學校 江蘇南京 210019

基于任務驅動的PCB板制作生產性實習教學研究

李紅妹1陳芳芳2

1.吳江市職教中心 江蘇吳江 215200 2.南京高等職業(yè)技術學校 江蘇南京 210019

借助職業(yè)分析方法探索電子CAD項目化實訓課程教學新模式，以真實的工作任務驅動實訓教學，通過學習在生產性實習中的角色扮演，強化學生專業(yè)技能與職業(yè)能力，樹立學生的崗位意識與團隊合作能力。

任務驅動；生產性實習；職業(yè)能力；電子CAD項目化實訓

一、教材簡析

“單片機學習開發(fā)系統(tǒng)電路板的PCB板設計”選自中職電子CAD項目化實訓教程，本課程是一門操作性、實踐性較強的課程，針對電子技術應用專業(yè)的特點，以在生產一線從事電子產品設計與生產的技能型人才所必需的知識、能力和素質要求為基本依據(jù)，以完成一個真實工作任務的工作過程、工作情境、專業(yè)能力、崗位分工和相互協(xié)作等為基礎，在整個教學過程中采用典型案例為主線、整合優(yōu)化本課程教學內容、設計教學環(huán)節(jié)與教學方法，來提高學生整體把握電子產品電路板的設計全過程，從而使學生形成嚴謹?shù)膷徫宦殬I(yè)意識。

二、教學理念

鑒于本課內容以企業(yè)生產任務為中心，具有任務明確性、訓練全面性、內容生產性和產品應用性的實踐特點。在模擬真實的生產環(huán)境、企業(yè)文化和職業(yè)體驗條件下，按真實的生產要求生產真實的產品。實施按照企業(yè)的管理標準、產品的質量標準、效益的評價標準、項目的訓練標準進行多維度的考核。教師把“單片機學習開發(fā)系統(tǒng)電路板的設計與制作”這個項目劃分為幾個工作任務分配下去，如SCH繪制、PCB設計、電路仿真及制板機制板，本節(jié)課就是其中一個工作任務PCB設計，在教學時應以學生自主設計為主線，通過“做”中體會、聯(lián)系生產實際，激發(fā)學生的情感參與，加深對任務完成的理解和體會，增強團結學生的合作意識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

三、教學目標

根據(jù)本節(jié)課的教學內容及特點，筆者參照布盧姆提出的行為目標分類體系，將本節(jié)課的教學目標劃分為如下3個層次：認知領域、動作技能領域及情感領域。

1.認知領域：單片機學習開發(fā)系統(tǒng)電路板PCB設計的理論知識，及知識的理解、應用、分析、綜合及評價。

2.動作技能領域

(1)通過實踐教學，培養(yǎng)學生的理解和思維能力，提高學生觀察分析判斷的能力。

(2)讓學生進行探索、嘗試性學習，鼓勵小組內學生相互討論、合作，培養(yǎng)團隊協(xié)作學習的能力及精神。

(3)通過仿真實驗，激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)新思維，進一步提高操作技能。

3.情感領域：培養(yǎng)學生愛動腦、勤思考的良好習慣、讓學生進行探索、嘗試性學習，鼓勵小組內學生相互討論、合作，培養(yǎng)團隊協(xié)作學習的能力及創(chuàng)新設計的意識，形成良好的職業(yè)素養(yǎng)。

四、教學重、難點

1.教學重點：利用ProtelDXP軟件進行單片機學習開發(fā)系統(tǒng)PCB板設計及電路仿真。

2.教學難點：PCB設計布局和布線過程中電路在高頻或低頻狀態(tài)時所產生的分布參數(shù)以及電路的抗干擾能力等因素對電路工作狀態(tài)的影響。

五、教具準備

1.電腦、網(wǎng)絡、ProtelDXP軟件平臺及PCB制板機。

2.成品單片機學習開發(fā)系統(tǒng)電路板。

六、教學方法

1.在任務驅動模式下的全程案例化的教學方法

根據(jù)課程性質及教學內容，采用一個典型案例貫穿整個教學全過程。該典型案例是一個真實工作任務，根據(jù)教學需要與任務的分解，每次課都有具體小設計任務，要求學生完全按照工程開發(fā)的實際流程，實際參與到電子產品設計中去，工學結合。從項目的確立、原理圖繪制一直到PCB設計與制作，讓學生體驗實際工程開發(fā)與生產的全過程。

2.在實習實訓時分組輪流角色扮演的教學方法

按真實工作任務“單片機學習開發(fā)系統(tǒng)電路板的設計與制作”的工作過程、工作情境及專業(yè)技能等將學生輪流分成技術設計組、印制工藝組、質量檢查組等，通過崗位分類與角色扮演的方式，強化學生的崗位意識與工作角色意識。在教學中，我們將工作任務分成3組：(1)技術設計組，主要負責PCB板的設計，要求設計好的PCB板滿足所提供的系統(tǒng)技術要求；(2)印制工藝組，主要負責PCB板整個工藝流程的操作，如鉆孔、曝光、鍍錫等；(3)質量檢查組，主要負責對制作出的PCB板進行質量檢查，檢查是否有電路連接錯誤或布局、布線不合理等等。完成整個任務后，再進行交替分組，直到每組學生都能獨立的完成整個任務的設計與制作。

七、教學過程

導入新課：

想一想：任務1中設計原理圖的步驟？

印制電路板的制作方法？

師：1.手工制作印制電路板(圖1)。

創(chuàng)設工廠化的實訓環(huán)境，提出工作任務，用圖片引發(fā)學生對印制板制作的好奇，激起學生對本節(jié)課的興趣。

學生活動：思考印制電路板制作方法。闡述印制板制作對學生就業(yè)的優(yōu)勢。使學生更加重視本節(jié)課的學習。

2.使用雕刻機制作PCB版（圖2）。（雕刻機制板視頻圖3）

圖1

通過播放雕刻機制板視頻，讓學生觀察、感知。把知識點融于實際，激發(fā)學生的興趣，使學生愿意積極參與到下一步的學習當中。

新課講授：

任務2 單片機學習開發(fā)系統(tǒng)電路板的設計與制作

師：請同學打開任務一單片機學習開發(fā)系統(tǒng)電路板SCH文件（圖4）。

圖2

圖3

圖4

PCB板的制作過程：

1.規(guī)劃電路板；2.設置布線規(guī)則；3.加載元件庫4.導入網(wǎng)絡表；5.元器件的布局與調整。

把網(wǎng)絡表比喻成跨越在原理圖與PCB版圖之間的橋梁，通過形象比喻，讓學生感知網(wǎng)絡表。

看一看：手工調整元件布局（插入錄像）

插入手工調整元件布局錄像，讓學生從感觀上學習自動布局。講練結合，幫助學生突破知識的重、難點。

做一做：自動布線與手工調整(圖5)

學生活動：學生分組協(xié)作進行布局，主講及輔導教師參與其中引導學生。

評價：手工布局的合理性。

主講老師總結自己及輔導老師巡視過程中發(fā)現(xiàn)的問題，通過Ftp上傳對學生的作品進行評價。通過評價增強學生的成就感。

學生活動：通過觀察效果圖讓學生回顧自己的作品。分組討論設計中遇到的問題。

知識拓展：3D效果圖

課外拓展是對學生綜合能力的提升。把所學的知識更好地與實際生活相聯(lián)系。

總結評價：

師：分析PCB設計布局和布線過程中電路在高頻或低頻狀態(tài)時所產生的分布參數(shù)以及電路的抗干擾能力等因素對電路工作狀態(tài)的影響。

教學反思：

1.任務設計時要突出任務的真實性。教師有意讓學生圍繞真實任務，提出問題、分析問題和解決問題，培養(yǎng)學生獨立思考的能力；同時也要兼顧任務所包含的知識與技能的基礎性和代表性，使其具備遷移效應，能讓學生觸類旁通，形成學習與應用此類知識與技術的一種能力。

2.任務驅動課程教學模式其特點是以任務驅動為主線，以學生為主體，以教師為主導的一整套教學模式。在任務驅動的過程中有效的探究活動是必不可少的。因此，在完成任務的過程中，教師不僅是教學生知能和技能，更要讓學生學會自主學習和獨立正確操作。

3.采用任務驅動課程教學模式，增強了學生的主體意識，提高了學生的學習積極性，學習效果事半功倍。學生在完成任務的過程中，通過自由討論，互相學習，不僅增進了學生間的相互了解，還加強了團隊的合作意識。更重要的是在完成任務的過程中，改變了學生的學習模式，提高了學生的自學能力和創(chuàng)新能力。

4.任務驅動的方式是一種開放性的教學方式。通過不斷的提出問題，分析問題和解決問題，驅動學生主動地去學習，不但可以使學生掌握許多新的基本知識與技能，同時給他們營造了一種競爭的環(huán)境，在完成任務的過程中，學生不斷地獲得學習的自信和創(chuàng)新的動力。

[1]馬成榮.職業(yè)教育課程開發(fā)及項目課程設計[M].江蘇：江蘇科學技術出版社，2006

[2]張惠蓮.信息技術課程中基于任務驅動的協(xié)作學習研究[D].中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫，2007，5

[3]李雪東，朱運航，張平華，等.基于任務驅動的《電子CAD》教學研究與實踐[J].高等職業(yè)教育,2008,10

Productive teaching and research practice of PCB board based on task-driven production

Li Hongmei1, Chen Fangfang2
1.Wujiang vocational middle school, Wujiang, 215200，China
2.Department of electrical engineering,Nanjing, 210019，China

Job analysis methods using electronic CAD program to explore new teaching mode of training courses to the real task-driven practice teaching, practice by learning in the production of speech in the role of the Office to strengthen the professional skills and professional ability students, establish student jobs Awareness and teamwork ability.

task-driven; productive practice; professional ability;electronic CAD program of training

2010-03-12

李紅妹，工學碩士，講師。陳芳芳，碩士，講師。