基于任务驱动的PCB板制作生产性实习教学研究

李红妹陈芳芳

1.吴江市职教中心 江苏吴江 215200 2.南京高等职业技术学校 江苏南京 210019

基于任务驱动的PCB板制作生产性实习教学研究

李红妹1陈芳芳2

1.吴江市职教中心 江苏吴江 215200 2.南京高等职业技术学校 江苏南京 210019

借助职业分析方法探索电子CAD项目化实训课程教学新模式，以真实的工作任务驱动实训教学，通过学习在生产性实习中的角色扮演，强化学生专业技能与职业能力，树立学生的岗位意识与团队合作能力。

任务驱动；生产性实习；职业能力；电子CAD项目化实训

一、教材简析

“单片机学习开发系统电路板的PCB板设计”选自中职电子CAD项目化实训教程，本课程是一门操作性、实践性较强的课程，针对电子技术应用专业的特点，以在生产一线从事电子产品设计与生产的技能型人才所必需的知识、能力和素质要求为基本依据，以完成一个真实工作任务的工作过程、工作情境、专业能力、岗位分工和相互协作等为基础，在整个教学过程中采用典型案例为主线、整合优化本课程教学内容、设计教学环节与教学方法，来提高学生整体把握电子产品电路板的设计全过程，从而使学生形成严谨的岗位职业意识。

二、教学理念

鉴于本课内容以企业生产任务为中心，具有任务明确性、训练全面性、内容生产性和产品应用性的实践特点。在模拟真实的生产环境、企业文化和职业体验条件下，按真实的生产要求生产真实的产品。实施按照企业的管理标准、产品的质量标准、效益的评价标准、项目的训练标准进行多维度的考核。教师把“单片机学习开发系统电路板的设计与制作”这个项目划分为几个工作任务分配下去，如SCH绘制、PCB设计、电路仿真及制板机制板，本节课就是其中一个工作任务PCB设计，在教学时应以学生自主设计为主线，通过“做”中体会、联系生产实际，激发学生的情感参与，加深对任务完成的理解和体会，增强团结学生的合作意识，培养学生的创新意识。

三、教学目标

根据本节课的教学内容及特点，笔者参照布卢姆提出的行为目标分类体系，将本节课的教学目标划分为如下3个层次：认知领域、动作技能领域及情感领域。

1.认知领域：单片机学习开发系统电路板PCB设计的理论知识，及知识的理解、应用、分析、综合及评价。

2.动作技能领域

(1)通过实践教学，培养学生的理解和思维能力，提高学生观察分析判断的能力。

(2)让学生进行探索、尝试性学习，鼓励小组内学生相互讨论、合作，培养团队协作学习的能力及精神。

(3)通过仿真实验，激发学生的学习兴趣和创新思维，进一步提高操作技能。

3.情感领域：培养学生爱动脑、勤思考的良好习惯、让学生进行探索、尝试性学习，鼓励小组内学生相互讨论、合作，培养团队协作学习的能力及创新设计的意识，形成良好的职业素养。

四、教学重、难点

1.教学重点：利用ProtelDXP软件进行单片机学习开发系统PCB板设计及电路仿真。

2.教学难点：PCB设计布局和布线过程中电路在高频或低频状态时所产生的分布参数以及电路的抗干扰能力等因素对电路工作状态的影响。

五、教具准备

1.电脑、网络、ProtelDXP软件平台及PCB制板机。

2.成品单片机学习开发系统电路板。

六、教学方法

1.在任务驱动模式下的全程案例化的教学方法

根据课程性质及教学内容，采用一个典型案例贯穿整个教学全过程。该典型案例是一个真实工作任务，根据教学需要与任务的分解，每次课都有具体小设计任务，要求学生完全按照工程开发的实际流程，实际参与到电子产品设计中去，工学结合。从项目的确立、原理图绘制一直到PCB设计与制作，让学生体验实际工程开发与生产的全过程。

2.在实习实训时分组轮流角色扮演的教学方法

按真实工作任务“单片机学习开发系统电路板的设计与制作”的工作过程、工作情境及专业技能等将学生轮流分成技术设计组、印制工艺组、质量检查组等，通过岗位分类与角色扮演的方式，强化学生的岗位意识与工作角色意识。在教学中，我们将工作任务分成3组：(1)技术设计组，主要负责PCB板的设计，要求设计好的PCB板满足所提供的系统技术要求；(2)印制工艺组，主要负责PCB板整个工艺流程的操作，如钻孔、曝光、镀锡等；(3)质量检查组，主要负责对制作出的PCB板进行质量检查，检查是否有电路连接错误或布局、布线不合理等等。完成整个任务后，再进行交替分组，直到每组学生都能独立的完成整个任务的设计与制作。

七、教学过程

导入新课：

想一想：任务1中设计原理图的步骤？

印制电路板的制作方法？

师：1.手工制作印制电路板(图1)。

创设工厂化的实训环境，提出工作任务，用图片引发学生对印制板制作的好奇，激起学生对本节课的兴趣。

学生活动：思考印制电路板制作方法。阐述印制板制作对学生就业的优势。使学生更加重视本节课的学习。

2.使用雕刻机制作PCB版（图2）。（雕刻机制板视频图3）

图1

通过播放雕刻机制板视频，让学生观察、感知。把知识点融于实际，激发学生的兴趣，使学生愿意积极参与到下一步的学习当中。

新课讲授：

任务2 单片机学习开发系统电路板的设计与制作

师：请同学打开任务一单片机学习开发系统电路板SCH文件（图4）。

图2

图3

图4

PCB板的制作过程：

1.规划电路板；2.设置布线规则；3.加载元件库4.导入网络表；5.元器件的布局与调整。

把网络表比喻成跨越在原理图与PCB版图之间的桥梁，通过形象比喻，让学生感知网络表。

看一看：手工调整元件布局（插入录像）

插入手工调整元件布局录像，让学生从感观上学习自动布局。讲练结合，帮助学生突破知识的重、难点。

做一做：自动布线与手工调整(图5)

学生活动：学生分组协作进行布局，主讲及辅导教师参与其中引导学生。

评价：手工布局的合理性。

主讲老师总结自己及辅导老师巡视过程中发现的问题，通过Ftp上传对学生的作品进行评价。通过评价增强学生的成就感。

学生活动：通过观察效果图让学生回顾自己的作品。分组讨论设计中遇到的问题。

知识拓展：3D效果图

课外拓展是对学生综合能力的提升。把所学的知识更好地与实际生活相联系。

总结评价：

师：分析PCB设计布局和布线过程中电路在高频或低频状态时所产生的分布参数以及电路的抗干扰能力等因素对电路工作状态的影响。

教学反思：

1.任务设计时要突出任务的真实性。教师有意让学生围绕真实任务，提出问题、分析问题和解决问题，培养学生独立思考的能力；同时也要兼顾任务所包含的知识与技能的基础性和代表性，使其具备迁移效应，能让学生触类旁通，形成学习与应用此类知识与技术的一种能力。

2.任务驱动课程教学模式其特点是以任务驱动为主线，以学生为主体，以教师为主导的一整套教学模式。在任务驱动的过程中有效的探究活动是必不可少的。因此，在完成任务的过程中，教师不仅是教学生知能和技能，更要让学生学会自主学习和独立正确操作。

3.采用任务驱动课程教学模式，增强了学生的主体意识，提高了学生的学习积极性，学习效果事半功倍。学生在完成任务的过程中，通过自由讨论，互相学习，不仅增进了学生间的相互了解，还加强了团队的合作意识。更重要的是在完成任务的过程中，改变了学生的学习模式，提高了学生的自学能力和创新能力。

4.任务驱动的方式是一种开放性的教学方式。通过不断的提出问题，分析问题和解决问题，驱动学生主动地去学习，不但可以使学生掌握许多新的基本知识与技能，同时给他们营造了一种竞争的环境，在完成任务的过程中，学生不断地获得学习的自信和创新的动力。

[1]马成荣.职业教育课程开发及项目课程设计[M].江苏：江苏科学技术出版社，2006

[2]张惠莲.信息技术课程中基于任务驱动的协作学习研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库，2007，5

[3]李雪东，朱运航，张平华，等.基于任务驱动的《电子CAD》教学研究与实践[J].高等职业教育,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

李红妹，工学硕士，讲师。陈芳芳，硕士，讲师。