边做边学,学做一体

【内容摘 要 】《电子产品结构工艺》是一门专业理论和实践性都非常强的学科,中职学生在这门专业课学习中,不可避免地存在着学习积极性不足,学习理论有一定困难等问题.在实际教学中,转变教学理念,以学生为本；结合学生实际,优化教学过程,从实践环节入手,先实践再理论,理论与实践统一,激发学生学习动力,发挥学生主体作用,进而提高教学效率,更好地完成课程教学目标和任务.

【关 键 词 】电子产品结构工艺 学做一体 设计 制作

《电子产品结构工艺》是一门综合性的应用型边缘学科,专业理论和实践性都很强.职高生学习有困难.在多年教学中,笔者尝试实行“学做一体”的教学模式,借助项目式教学,通过一套行之有效的教学方案,把课程各章节抽象的理论知识融合进实践项目的各个实施阶段.这样的优化设计降低了学习难度,提升了教学效果.

为了更好地从学生出发,优化教学过程和内容,由实践到理论,提高课堂教学有效性,本人设计了《电子产品设计与制作任务书》,以指导教学实践.

1.目的与要求

通过一个简单的电子产品的整机设计与制作,全面了解电子产品的开发与生产过程,巩固和提高学生的电路设计能力、PCB板设计和PCB板的制作能力,电子元器件的选择与检测能力,电路安装能力与电路的调试及检修能力等等,以检测学生知识的掌握程度和综合能力,同时也了培养适应电子企业相应岗位的能力.

2.任务：完成一个实用电子产品的PCB板设计与整机制作.

3.具体任务操作

（1）选定一个简单的电子线路.写出其性能指标及电路功能.

（2）按照元件清单,选择电子产品材料.

（3）设计PCB板.PCB板大小根据选定电路具体情况而定.要求打印出电子产品原理图、印制电路板图、元件清单,并有布局和布线说明、基本电气检测（ERC）及设计规则检测（DRC）结果说明.注意元件封装必须与实际元器件相符.

（4）PCB制作.要有制作过程说明.

（5）电路组装应符合工艺要求,既考虑电气性能要求又考虑美观要求.

（6）电路调试并写出调试报告.检测、调试的过程,方法及调试的结果.

4.组织方法

分组教学,3人一组,选定一个电路,每人独立完成PCB板的设计,选出设计最好的印制电路板制作出电子产品.

5.具体实施时间安排

6.考核评价（每个任务评价,老师与学生评分各占50%）

7.课题举例（学生可另选）

（1）直流稳压电源；

（2）闪光灯电路；

（3）晶闸管调光电路；

（4）晶体管延时电路.

8.课题报告（格式）

（1）封面.

（2）设计任务书.

（3）课题内容（包括课题目的、课题选用器材、设计总体方案、电路原理图、PCB设计图、PCB制作过程说明、整机调试原理、方法及性能指标、整机维修过程说明等）.

（4）整机特点、功能和使用说明.

（5）课题总结.

下面以《直流稳压电源印制电路板的制作及装配》为例,具体说明“边做边学、学做一体”的实施方法和过程.

1.课程设计思路

电源电路是一切电子设备的基础.由于电子技术的特性,为电子设备提供稳定的直流电能的直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位.学生在之前的《电子线路》学习中已对直流稳压电源有所了解,加上直流稳压电路比较简单,便于实践操作,故将此电路作为学生学习《电子产品结构工艺》的实例.

2.课前准备工作

稳压电源散件一套、覆铜板一块、腐蚀液（三氯化铁水溶液）、烙铁一把、毛笔、电钻、装配工具等

3.预备知识：覆铜板

（1）覆铜板是制作PCB板的材料,一般选用的是1.5mm和2.0mm的覆铜板.

（2）根据覆铜面的不同又分为单面覆铜板、双面覆铜板、多层覆铜板.本课题只需采用单面板.

4.任务一：印制电路板的设计

（1）选择电路图及理论知识回顾：电路原理分析,计算输出电压的范围.

（2）绘制电路原理图（PROTEL DXP2004）

电路原理图、元件清单、ERC、DRC检测.

（3）绘制印制电路板（PCB）图.

①元件封装必须与实际元器件相符.

②合理安排电路中的元器件.

③选择合适的导线安全间距和走线宽度.

5.任务二：印制电路板的制作

（1）覆铜板的处理

根据电路选好一块大小合适的覆铜板,去掉氧化层,将覆铜板四周打磨平整.

（2）图形转印（由于实习条件的限制,我们采用手工描绘法）

具体操作：将设计好的PCB的图纸通过打印机按照1：1比例打印出来,然后通过复写纸印到覆铜板上.用耐水洗、抗腐蚀的油性记号笔涂描焊盘和印制导线.本环节要求线条清晰、无断线、无砂眼、无短接,且耐水洗、抗腐蚀.

（3）腐蚀、钻孔

将自配的三氯化铁水溶液（三氯化铁和水可按1：2配制）腐蚀液放入塑料盒中,将待腐蚀的PCB板线路朝上放入盒内,用长毛软刷往返均匀轻刷,待不需要的铜箔完全消除后取出,清洗并擦干,再用电钻将PCB板钻孔和进行防表面氧化处理即可.

通过任务一和任务二的实施,学生对电子设备的防护的基本知识有了简单直观的认识,并且结合课程第三章内容能对电路的元器件进行较为合理的布局,又动手DIY了一块由自己设计的印制电路板,同时也基本掌握了简单的印制电路板的设计及制作过程,对本课程第四章印制电路板的结构设计及制造工艺有一定的了解.感兴趣的学生在制作自己的电路板过程中也开始研究企业双面孔金属化印制板和常规多层板的制作工艺.

6.任务三：稳压电源的焊接装配与调试

注意元器件装配流程及元件安装技术要求.

7.任务四：调试与检测

（1）安装完毕,经检查无误后方可通电调试检测.

（2）电压测量：测量三极管各极电位并判断其工作状态、电路输出电压可调范围.

（3）调试：本环节意在让学生明白电路调试的内容,能选择正确的仪器仪表,分析调试中出现的问题并进行排故,对调试数据进行分析处理,作出产品是否合格的结论,也要提出电

路改进的意见.

实践证明,以《电子产品设计与制作任务书》来实施教学,可以优化教学内容与教学过程,提高教学效率.在教学实践中,教师要根据教学内容的需要,制定切实可行的实施方案,激发学生学习动力,发挥学生主体作用,进而提高教学效率.

【参考文献】

[1] 董成春、郭玲玲. 加强实践教学,突出技能培养,《中国校外教育A》,2011年第1期.

[2] 廖芳 主编.《电子产品制造工艺》,电子工业出版社,2007年.

[3] 王卫平 主编.《电子产品制造技术》,清华大学出版社,2005年.

[4] 陈森 主编.《印制电路技术》,化学工业出版社,2008年.

[5] 崔允淳 主编.《有效教学》,华东师范大学出版社,2009年.

（作者单位：江苏省江阴市周庄职业高级中学）