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电路板设计基础知识范文1
【文章编号】0450-9889（2017）05B-0049-02
印制电路板设计与制作课程是信息工程技术专业当中一门主要的科目，对于学生的技术能力培养和专业素质的提升具有重要的意义。因此，在教学中一定要对印制电路板设计与制作课程进行积极深入的研究，找到最为合理的教学对策，以提升学生积极性，达到强化教学质量的目的。本文对印制电路板设计与制作课程的改进对策进行分析，希望为课堂教学改革提供一些有益的建议。
一、当前印制电路板设计与制作教学中存在的问题
（一）教学内容不合理。在传统教学中，任课教师需要根据教材内容来进行课程安排，并制订相应的课程计划表，对教学内容进行详细安排，并在教学中逐步实施。这种教学方式使得教学内容受到限制，导致在教学中缺少工程应用意识，对软件的绘制和标准性的线路制作等方面均重视度不足。虽然学生能学会基础的 Protel DXP 2004 软件的基本操作知识，但事实上对原理图和电路板等方面的知识掌握得不是很好，或者在设计中出现不合理现象，导致设计的印制电路板无法在实际中应用。
（二）教学方法比较落后。在以往的教学方法中，主要以教材为主导按照教材顺序来进行授课。通常来说，教师会在课堂中利用计算机实验室进行部分课程的讲解，然后再让学生进行上机练习。但由于实训课程课时比较少，在课程安排上受到限制，因此在教学中，学生往往只能学会基础的绘制电路原理图、印刷电路板，无法实际制作印制电路板。这样的教学方式势必会给学生的实践能力造成不良影响，导致学生主动性也受到阻碍。
（三）考试方法不合理。在以往的考试中，几乎都是通过计算机方式进行开卷考试，所测评的内容也基本上都是教师在课堂中所讲述的内容，与学生的实践和理论知识的结合性考虑得比较少。没有与实践基础相联系，学生将在日后工作中难以应用自身所学知识。
二、印制电路板设计与制作课程教学改进策略
（一）以工作过程为导向进行教学。在日常教学中，教师应当认识到学生参与实践的重要性，并以工作过程为主要导向进行教学设计，从而对教学模式进行整体性的优化。同时，要将学生放在主置上，将学生看作独立的个体，通过理实一体化的方式和针对性的教学方式指导和帮助每一个学生，从而突出学生的个性化特点，促使他们在日常的学习中能更加积极主动，提升教学的有效性。比如在设计和制作贴片式收音机电路板的过程中，教师需要加强在原理图绘制、单面板设计方面的指导，让学生把握整个流程，从而更好地制作相应的作品。
（二）以职业技术为导向进行教学。信息技术工程类学生日后的工作多数为实践性比较强的工作，因此在教学中应当建立起以课程为指导、以实践为支撑的教育平台。印刷电路板设计与制作中需要选取数控直流稳压电源、功率放大器和电子钟等作为代表性的项目充当重要教学载体，并将以前所学习的知识融入其中。对此，在教学中教师不仅要让学生对课本中的知识有全面的掌握，同时还需要在实践中促使学生能对此有正确的认识和理解，为日后的学习提供可靠的技术支持。比如在设计和制作可调稳压电源电路板的过程中，教师需要联系教材讲解设计自制封装和自制元件的方法，而后为学生演示热转移法制作单面板的操作流程。其次，在课程中如果涉及电子技术知识和软件操作知识，为了避免学生忽视电路涉及操作的问题，在进行教学设计的过程中可以适当地融入电路板的板材选择内容和电路板制作工艺等相关知识，促使学生能及时地将设计知识与工艺要求等联系起来，从而在整体上把握所学知识。
（三）以工作项目为导向开展教学。在教学中教师可以采取“项目驱动”教学模式，按照难度或者其他形式将教学内容划分为不同的部分，以工作项目为导向进行学习，让学生在实践锻炼中掌握知识和技能。教师要建立能力培养目标，让学生掌握企业中常用的基本电路设计与制作，将培养学生的实践能力放在首要位置上，从而培养技术型人才。为了提升学生的实践操作能力，教师可以指导学生设置和制作多功能信号发生器电路板，让学生在实践中掌握复杂双面板的修改和设计能力以及提高其实际操作水平。同时，教师要对学生的能力进行拓展培养，根据产品来模仿电路设计，并鼓励学生参与到企业的一些实践项目中去，提高他们的能力。在知识性能力培养上，主要以电子线路板的设计能力为核心，与社会中一些企业进行合作，实施校园与企业的联合计划，将学生引入项目当中去，模拟电路，并进行相应的技术练习，提升学生的电路板设计和制作能力。
（四）为学生创设学习情境。在教学改革中，教师需要适当地采取一些灵活的教学方式，如采取情境设计的方式来实施教学，保证每一个教学情境都能与企业的实际情况相统一，从而构建一个完整的工作过程。在情境设计中，教师应当有一两个情境设计是为学生提供基础能力培养的。有三四个情境则是拓展性的训练内容的。每一个不同的情境都是一个完整的学习过程，将这些情境进行统一就能形成一个完整的教学模式。在良好的学习环境下，教师可以更好地开展教学，学生也能提升自身的学习效率；在生动的学习情境中，学生能更好地掌握相应的实用知识内容，并且能够在实践中进行灵活的应用，具有较高的价值。因此，在当前的硬质电路板设计与制作教学中，教师必须重视创设学习情境。
（五）改革实践教学。首先在印制电路板设计与制作教学中，应当尽量地安排成为全面的计算机教学，做到“教学做”一体化。这样的教学模式将比以往的多媒体教学和理论知识教学所产生的效果更加明显，不仅可以改善教学效果，同时也能有效地提升教学实践力度，将教学与实践之间充分地结合起来，提升教学质量。对此，可以在教学中采取项目教学法。比如，教师可以组织学生完成设计复杂电路板的设计和制作项目，包括激光发生器设计制作项目、超声波测距器设计和制作项目以及模拟烘手器设计制作项目，这些项目能够锻炼和考核学生设计复杂双面板、制作双面板以及电路仿真方面的综合能力水平。在熟悉设计环境和完成简单的原理图以后，以工程项目为中心，完成设计过程的操作。在这个过程中，应当注意布线的调整和电路当中的原件位置安排，从而提升设计实践的效果。此外，教师应当加强学生工程实践和系统观念的培养，让学生在整个操作过程中能更好地熟悉印制电路板的整理流程和细节内容，从而强化学生的积极性。
（六）完善当前的教学考核。在印制电路板设计与制作当中，教师不能仅以期末考试成绩来评价学生。在日常教学中，教师应当在每一节课上都设置相应的实践内容，根据学生所完成的任务、速度和质量等对学生进行评价，并在期末考试中按照考试项目对学生进行综合评价。将日常考核与期末考试结合在一起才能促使学生更好地掌握基础知识，使对学生的评价更加中肯，从而达到提升学生积极性、强化教学效果的目的。
电路板设计基础知识范文2
关键词：电装实习；教学改革；纹机
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.192
1 传统电装实习存在的问题
以往高校的电装实习课程都只是停留在对元器件的了解，电路原理的理解，焊接技术的实践，在已经设计好的印制电路板上进行元器件的安装、测试操作，我校一直是通过对收音机和万用表的焊接实验达到以上教学目标。近几年随着嵌入式单片机的快速发展和广泛应用，电装实验仅仅停留在以上两个实验的基础上远远达不到高校学生对知识的渴求，社会对人才的需求，所以我实验中心从2016年开始着手对电装实习课程的教改研究。
2 实习改革的目标
此次实验教学改革的最终目标是保留原有的理论知识考核点和原有的焊接操作考核点，改变原有的实验模式，在新的实验中融入单片机开发的基础，多学科知识点交叉运用，软件知识和硬件知识交叉学习，学生自己动手设计电路，设计驱动程序，最终做出一个具有实际应用需求的电子产品。
3 实习改革的措施
考虑到我校的课程安排，以及各相关专业的知识结构，我们以STM32F103ZET6开发板为基础，把嵌入式单片机的开发过程和电装组装、焊接结合在一起，设计了电子时钟和密码锁两个实验。
电子时钟实验要求设计功能模块使用4个数码管和2个LED灯显示分钟和秒数，实现模拟秒表功能、倒计时功能和置数功能。
模拟秒表功能：按下按键S2开始/暂停计时；能计时到59分59秒。
倒计时功能：按下按键S5启动倒计时功能，数码管默认显示59：59，可以通过按键S3和按键S4进行初始值修改。再次按S5暂停倒计时。
置数功能：按下S4设置倒计时初始值。
模拟密码锁实验要求设计模块以矩阵键盘为输入模块，以Nokia5110液晶屏为显示模块，实现密码的设置、模拟开锁、结果显示，错误报警功能。
密码设置功能：按下S1键开始密码设置，利用矩阵键盘输入四位密码，每输入一个数字，显示屏上出现一个“-”号，再次按下S1键结束密码设置。按“CLR”键，可以清除全部数字。
模拟开锁功能：按下S2键开始解锁过程，利用矩阵键盘输入相应密码，每输入一位，显示屏上显示“*”，再次按下S2键密码输入完毕，如果此密码与先前设置的密码一致，液晶屏上显示“正确”字样；如果此密码不正确，液晶屏上显示“错误”字样。
教改后的电装实习采取教学与实践、软件与硬件交叉进行的实施模式，通过下表所列的教学与实践环节达成教学目标。
第一个阶段主要是讲解需要用到的电路原理知识，元器件基础知识，带领学生研究设计模块的电路图，规划电路板。第二个阶段在已经印制好的电路板上进行元器件的焊接安装，调试，此阶段做一个阶段性验收，以检查学生对电路知识和焊接工艺的掌握程度。第三个阶段主要讲解在已经组装好的硬件基础上怎么设计程序流程，怎么进行软件编程调试，完成实验要求的功能，以及如何下载程序到我们的硬件开发板上，驱动我们自己设计的功能模块实现相应的功能。第四个阶段主要用简单编程实例讲解软件程序编写的基本方法。最后做最终成果的验收考核。
4 实习改革的成果
整个教学改革的亮点是通过电装实习把多个学科的知识交叉学习、运用，从原来简单的元器件组装工作变为学生根据实验要求从设计电路，选择需要的元器件，印制电路板，焊接实践到设计编程思路，下载程序、实验调试，实验验证的整个过程，把单片机程序的开发过程融入到电装实习的过程中，能使学生对之前学到的课程知识融会贯通，对之后要深入学习的嵌入式单片机产生浓厚的兴趣，该实习课程的改革起到了一个承上启下的作用。此次教学改革符合独立学院为社会培养动手能力强，创新能力强的应用型人才的教学目标，在2017年春季学期的电装实习课程中，学生表现出了浓厚的学习兴趣，亲手制作出的电子产品大大加强了学生们的成就感。
参考文献：
[1]薛梅.工程教育背景下电装实习改革探索与实践[J].实验科学与技术，2016（04）：191-193.
电路板设计基础知识范文3
【关键词】电子产品装配；电工电子专业课程
中图分类号： F407 文献标识码： A
一、前言
在我国的电工电子专业课程中，电子产品装配占据了很大一部分篇幅，如何让学生学好电子产品装配的基础知识，并了解其在电工电子专业课程中的作用十分重要。
二、电子产品装配理论知识
1.电子元器件基础知识：重点要掌握各电子元器件的结构组成、分类、作用、电路符号及常用的字母表示符号、引脚判别和性能检测等。对不同的元件要求的内容和程度也不一样，电子装配中数量上用得较多的、常用的应该作详细的介绍，例如，电阻、电容器、二极管、三极管等。不常用的元器件，如晶振、陶瓷滤波器、可控硅、场效管、达林顿管、电声器件和显示器件、变容二极管等，对这些元器学生平时接触少，用的机会也少，但很多现代电子设备中用到了这些元件，对这些元件的作用、电路符号及性能特点作一些简要的介绍。
2.电子装配基础知识：电子装配中常用的工具及设备的作用；装配前应做好的准备工作；元件及材料的认识和清点；用到的工具及设备；元件的筛选(外观检查及仪表测试)：装配顺序：从小到大，从轻到重，先里后外，先水平后立式，上道工序不影响下道工序的安装；装配的工艺要求要让学生记背；手工焊接的步骤及影响焊接质量的因素；SMT安装技术，教材上只作了简要的阐述，但目前很多电子厂教采用了该技术，所以教学中要作专题讲解。导线与接线端子的焊接种类和常见的焊接缺陷：装配技术文件：能看懂原理图或工装图；万用表的使用步骤及方法；电子产品装配中的注意事项：防触电、防尘、防潮、防静电等；印制电路板的认识及使用注意事项．
三、电子产品装配基本技能
电子产品装配基本技能如下：电子产品装配中工具及仪表的熟练使用，如万用表、示波器、信号发生器、计数器、频率计等：手工焊接的训练；元器件的引脚成形：导线端头的搪锡处理；元器件的性能检测与判断：电子整机的防尘与屏蔽；导线的走向与捆扎；印制电路板的结构组成及使用；整机装配工艺与要求：电路板的清洗；元器件的拆除。
四、基于电工电子专业课程的电子产品装配
1.开展以项目为主导的模块化教学
电子产品装配与调试涉及内容广泛,如何将这些内容串接起来呢？最好的办法就是设置训练项目,将教学内容模块化,电子理论与实操整合进项目之中,使枯燥的理论知识具体化。如:依据竞赛时的内容,实习时分为电子元件与仪器模块、电子产品装配训练模块、模块安装与测试、protel抄板模块、单片机装配模块、综合训练模块等, 在每个模块中,分若干项目展开,每个项目下有具体的实训目的,将理论及实训中的要求渗透进去。实习中,把握两条主线,一条是各实训模块, 让学生系统的掌握电路的元件识别、电路安装、电路检修、电路调试等知识,另一条是各实训模块下的知识要点,以任务为导向,以问题为纽带,掌握这些理论等知识就容易多了。这样进行实习教学时就按部就班,有的放矢,老师易教,学生易学,学生在轻松愉快的环境下学习, 学习兴趣越来越浓,实习效果也有大幅提高。
在具体专业装配教学过程中应努力实现:以问题为纽带、化结果为过程、以综合为导向,以项目为主导的模块式教学。
2.发挥学生主观能动性, 开展探究性学习
探究性学习是一种积极的学习过程,主要是学生自己探索问题的学习方式,是一种理论与实践相结合的综合实践过程。电子产品装配与调试竞赛涉及的知识面非常广,需要掌握的知识比较多,要求竞赛选手临场发挥的能力特别强,在教学中培养学生独立解决问题的能力相当重要,学生独立解决问题的能力从何而来呢？在实训教学中充分发挥学生主观能动性,开展探究性学习, 对于学生能力的提高很有帮助。
五、电子产品装配在电工电子专业课程中的作用
电子工业的发展，促进了电子产品装配技术的提高，具体技术发展如下。
1.过孔安装技术
（一）元器件的布局与排列。元器件布局、排列是按照电子产品电原理图，将各元器件、连接导线等有机地连接起来，并保证电子产品可靠稳定地工作。如果布局、排列不合理，产品的电气性能、机械性能都将下降，也给装配和维修带来不便。
（1）元器件布局的原则。应保证电路性能指标的实现；应有利于布线，方便布线；应满足结构工艺的要求；应有利于设备的装配、调试和维修。
（2）元器件排列的方法及要求。元器件的标志方向应按照图纸规定的要求，安装后能看清元件上的标志。若装配图上没有指明方向，则应使标记向外，易于辨认，并按照从左到右、从下到上的顺序读出。
安装元件的极性不得装错，安装前应套上相应的套管。安装高度应符合规定要求，同一规格的元器件应尽量安装在同一高度上。安装顺序一般为先低后高，先轻后重，先易后难，先一般元器件后特殊元器件。元器件在印刷板上的分布应尽量均匀，疏密一致，排列整齐美观。不允许斜排、立体交叉和重叠排列。元器件的引线直径与印刷焊盘孔径应有0.2~0.4mm 的合理间隙。一些特殊元器件的安装处理。MOS 集成电路的安装应在等电位工作台上进行，以免静电损坏器件。发热元件要与印刷板面保持一定的距离，不允许贴面安装，较大元器件的安装应采取固定（绑扎、粘、支架固定等）措施。
2.表面安装技术
表面安装技术（STM）又称表面贴装技术、表面组装技术，是将电子元器件直接安装在印制电路板或其他基板导电表面的装接技术，主要问题有这几点。
（一）元器件有缺憾。表面安装元器件目前尚无统一标准，给使用带来不便。品种不齐全，价格高于普通器件也是发展中的问题。
（二）技术要求高。如元器件吸湿引起装配时元器件裂损，结构件热膨胀系数差异导致焊接开裂，组装密度大而产生散热问题复杂等。
（三）初始投资大。生产设备结构复杂，涉及技术面宽，费用昂贵。
3.微组装技术
微组装技术（MPT-microelectronics packaging technology，又作MAT）和集成电路技术的不断发展是实现电子产品微小型化的两大支柱。微组装技术被称为第五代组装技术，它是基于微电子学、半导体技术特别是集成电路技术，以及计算机辅助系统发展起来的当代最先进组装技术。它是以现代多种高新技术为基础的精细组装技术，主要有以下基本内容。
（一）设计技术。微组装设计主要以微电子学及集成电路技术为依托，运用计算机辅助系统进行系统总体设计、多层基板设计，电路结构及散热设计以及电性能模拟等。
（二）高密度多层基板制造技术。高密度多层基板有很多类型，从塑料、陶瓷到硅片，原膜及薄膜多层基板，混合多层及单层多次布线基板等，涉及陶成型、电子浆料、印刷、烧结、真空镀膜、化学镀膜、光刻等多种相关技术。
（三）芯片贴装及焊接技术。除表面贴装所用组装、焊接技术外还要用到丝焊、倒装焊、激光焊等特种连接技术。
（四）可靠性技术。主要包括在线测试、电性能分析、检测方法等技术，以及失效分析。
六、结语
电工电子专业课程的学习对电力专业的学生至关重要，因此，在电工的后续学习中，要不断提高学生学习水平，加强对电子产品装配的重视，严格学习体系，促进电工电子专业水平的提高。
参考文献：
[1]王晓飞、胡建 基于标准化的电子产品Top-Down设计技术研究 中国制造业信息化 2010(39)
[2]聂辉海 2010电子竞赛总结汇报 2010广东省电子产品装配与调试竞赛研修班上的讲话
电路板设计基础知识范文4
关键词：电工学；教学质量；教学形式；教学方法；实验实践
作者简介：宋芸（1974-），女，江苏徐州人，南京林业大学信息科学技术学院，讲师；王蓁蓁（1975-），女，江苏南京人，金陵科技学院信息技术学院，讲师。（江苏?南京?211169）
中图分类号：G642.3?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）21-0059-03
由于“电工学”课程的知识逻辑性极强、极具抽象性、枯燥无味。如果在整个教育过程中注重的是对书本知识的传授和灌输，主要采取老师讲、学生听的教学模式，互动式、启发式等教学模式相对欠缺，在很大程度上难以把学生的主动性、创造性思维的欲望释放出来，造成学生感到难学、学不懂、不会学的不利局面。这对于后继专业课程和今后工作都有较大的影响，因此提高“电工学”课程的教学质量有着十分重要的意义。
随着科学技术的高速发展，要求“电工学”教学内容要与新技术、新器件、新应用相配合，对人才能力素质的培养和知识的传授效率提出了更高更新的要求。[1]在保留经典知识的基础上增加新知识量势必导致教学内容和学时之间的矛盾更为突出。因此，必须丰富教学形式、优化教学内容、采取各种教学方法和手段，激发和培养学生的学习动机，提高学生学习的积极性和主动性，将学生“要我学习”的状态转变为“我要学习”的状态，促使学生在学习的过程中主动思考、主动发现问题、主动探索解决问题的方法，促进学生思维能力的发展。
一、丰富教学形式，进行有机结合
理论教学以“教师的教—学生的学”为基本教学结构，以知识传授为主要目标，以教师讲解和学生听讲为主要活动方式，它重视学生知识结构的丰富与完整，注重信息传递的数量和接受的效率，而忽视学生的心理需要与动力结构的完善。实验教学则以“师生互动”为基本教学结构，以学生的能力发展、素质提高为主要目标，以观察、检测、动手等为主要活动方式，注重通过心灵的体验加深对知识的感知和认识，从而产生强烈的学习内驱力。实践教学侧重于学生在体验感悟基础上的自主发现、自主探究，培养学生的创新意识和创造能力。[2]由于“电工学”课程理论性和实践性较强的特点，将理论教学，实验教学和实践教学三种教学形式相结合，通过实验教学和实践教学使学生充分理解掌握“电工学”中的基本理论知识、基本原理、基本分析方法。教学实践表明，将三者有机结合，能充分激发学生的学习热情，发挥学生的主动性，提高学生的参与度，增强教学的吸引力。
二、优化教学内容
1.理论教学内容的优化
在分析了我校各专业特点及不同要求后，主选唐介编制的《电工学》少学时教材，机械类专业采用秦曾煌的教材。改革了往年专业与学时混乱的情况，对“电工学”课程进行重新分类。按各专业学时减少顺序依次命名为《电工及电子技术A》、《电工及电子技术》、《电工及电子技术B》、《电工及电子技术C》和《电工及电子技术D》。然后再针对这5种不同学时编制相应的教学大纲，这样分类，编写大纲使教务处、任课教师和学生清楚明白。安排前三类课程理论与实验独立授课，并要求学期末进行为期两周的电工电子实习，有效地解决了教学内容与学时之间的冲突。
在选择教学内容时，贯彻重基础，重应用原则，对基础理论、基本知识和基本技能提出了明确的要求。适当补充新知识，比如增加电压源电流源与支路的串并联等效变换、电动机稳定运行分析、讲功率因数提高时由提高的原因引申到家装电力导线选择知识，使学生明白选择不当会出现怎样的危害。删去了非线性电阻电路、非正弦周期信号电路、控制电机、直流电机等与专业相关性不大或陈旧的逐渐被淘汰的内容。各专业除必学内容外，根据需要选学其它相关内容，例如过程装备与过程控制专业适当增加PLC控制内容。有的内容虽然涵盖在教学大纲里，但是要求学生自学来完成，如磁路，直流电磁铁等等。
2.实验教学内容的优化
“兴趣是最好的老师”。实验是电工学的魅力和激发学习兴趣的源泉。实验教学是整个教学过程中的一个重要环节，是培养学生科学实验能力的主要手段。实验教学也是最初培养学生电类实践能力、综合能力、创造性思维能力的摇篮。只要精心的设计好课内外实验内容，将验证性实验与综合性设计性实验相结合，高质量的完成实验的各项要求，就能使学生学习的积极性和自觉性充分的调动起来，达到锻炼人才、培养能力的综合性的教学效果。我校“电工学”课程实验教学大纲和实验指导书由《电工学》任课教师和专职实验员合作编写，根据各章节内容至少编写一个基础实验项目，将该章节基础知识、基本原理通过学生的主动学习，融入到实验课程中。综合性和设计性实验是培养学生实验设计能力和创造性思维能力的重要载体，有利于学生个性发展。[3]为此在每个基本实验中扩展一些小型综合性和设计性实验。例如基本实验项目中给出的分析类实验子项目。学生只有利用已学知识进行分析后，自行拟定实验电路、选择仪器、仪表，作好数据测量分析，才能得出正确结论。如数字电路中的组合逻辑实验，给出一道逻辑函数表达式，要求学生分析其逻辑功能。学生只有对该表达式进行化简变换后，设计出相应的逻辑电路，通过对电路实验数据分析才能得到正确的逻辑功能。
电路板设计基础知识范文5
关键词：单片机 教学改革 单片机开发板 单片机课程设计
0 引言
单片机因体积小、功能强、可靠性高和价格低廉等一系列优点，已渗入到人们工作和生活的各个角落，应用前景广阔[1]。目前多数高职院校的机械专业都开设了单片机课程，但大多院校的教学思路仍然借鉴本科先基础后应用的常规教学模式，理论教学与实际应用结合较少。对于高职学生，课程入门比较困难，知识不易掌握，实际应用较少，学习兴趣不高，该课程的实际教学效果并不理想。因此，单片机的教学模式亟需改革，改变原来以知识传授为目标的教学方式，要理论与实践并重，以实践入门来吸引学生学习的兴趣，提高教学质量。
1 高职机械专业单片机教学现存的难点
单片机是一门理论性很强的专业基础课程，同时也是一门实践性和技术性很强的学科。要求学生掌握一定的电子电路知识，还要熟练掌握计算机的相关知识，掌握编程的思维和方法。高职学生的基础知识相对薄弱，对于单片机的学习有一定的困难。
1.1 对于单片机中的专业术语和电路很难理解
学习单片机要以电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、计算机基础知识等相关课程的理论知识为基础。与电子专业学生不同的是，我校机械专业学生只开设一门电工电子课程，所有的电路、模电和数电的相关知识都集中在一门课程中讲授，知识点多且课时量偏少，知识点讲授较为粗浅，不能深入展开。因此，学生对于单片机中遇到的一些专业术语和电路，如集电极开路、上拉电阻、存储器地址、D触发器、555振荡电路等，很难理解。这些知识都需要重新讲授，且讲授效果不佳。学生往往在学到单片机的硬件电路部分时，突然间觉得很难，学习的积极性下降，甚至有了厌学的情绪。
1.2 对于汇编指令不易理解
像所有其他的指令一样，汇编指令也是英文的，我校机械专业大部分学生的英语能力比较差，遇到有英文的地方，本能地会回避，更不要说进行深入的研究。单片机中要求他们短时间记忆和理解数十条甚至上百条指令的格式和功能，他们觉得比较有压力，很多学生达不到这个目标。
汇编语言是一种低级语言，每一条汇编指令都与机器的硬件结构密切相关，
如果学生对于硬件结构没有掌握好，那么对于汇编语言的指令也很难完全理解。即使学生勉强知道每条指令的大概意思，但由于没有充分理解其内涵，不能做到融会贯通，常常错误地运用指令，即使在一个程序里运用正确，可能题型改变，就做不出来了。
1.3 对于单片机的应用比较陌生
我们在学校的教学中，受制于课时量的不足和传统教学思维和方法的限制，通常都以传授理论知识为主，实际应用提到的比较少。因此，出现一些学生直到学完这门课程，都不知道单片机能干什么。有些学生告诉老师，以前我们学过的课程，如机械制图，很有实用性，单片机讲的这么多、这么复杂，到底有什么用，我们机械专业为什么要学这一门课程。学生不能深入理解该门课程的实际应用，认为学了无用知识。
2 高职机械专业单片机教学改革的具体措施
学习单片机的最终目标是能运用单片机进行一些项目的开发，解决生产和生活中遇到的实际问题。人才市场需要的不是只懂理论、不懂实践的研究型人才，而是既懂理论，又能实践的应用型人才。因此，单片机的改革也要以就业市场为导向，结合高职机械类学生的特点，做一些针对性的调整，使学生既能学好，又能快速地适应社会的需求。本文针对单片机课程在教学方面现有的种种弊端，提出了单片机课程教学改革实施的一些具体措施。
2.1 实施“项目任务驱动法”，理论教学紧扣实践应用
单片机教学应该采用工程实际应用课题或实践案例进行教学的方法，实施“项目任务驱动法”，即课程教学以单片机应用技术的典型实用案例进行分析讲授的一种教学方法。授课时以单片机技术“案例”演示作为引入，以实现“案例”为主线讲述各相关理论知识。为巩固理论知识的学习和培养学生实际动手的能力，理论教学应与实际“案例”实验教学穿行，以实验教学充实理论内容，使两者融会贯通。整个教学过程的思路设计如下：
例如，在第一次上单片机的课时，就应该给学生演示单片机的用途，如单片机驱动流水灯、驱动数码管显示数字，驱动16×16点阵显示汉字，驱动蜂鸣器演奏一段铃声等，让学生了解单片机的应用，领略单片机的妙处，激发学生学习的兴趣。兴趣对一个学生学习一门课程很重要，如果学生对某门课程失去兴趣，即使再好的老师也教不好。第二次上课可以选择一个简单的应用，如单片机驱动一个LED的亮灭，通过仿真软件，当堂给学生画电路图，编写软件，使学生感到单片机并不是很难，自己也可以学会，打消他学不好的顾虑。后面每次课都以项目任务为导向，每次课时可以先将我们要实现的功能给学生演示一遍，然后告诉学生我们实现这个功能的思路是什么，我们要实现这个功能，需要学习哪些基础知识，让学生有一个清晰的概况和热切学习的期盼。下表为四个常用的典型项目的实验任务设置：
每个项目的设计都要以实践应用为导向，让学生感觉到能学以致用。任务的设计应遵循由浅到深、循序渐进的手法，与理论章节知识的进度遥相呼应，使学生能够逐步接受并加深理解。同一个知识点，可以举不同项目中的相近任务反复讲解，使学生对所学知识点理解透彻，达到举一反三的目的。
2.2 以C语言为主，汇编语言为辅，讲授单片机的指令系统
目前单片机的实际项目开发多采用C语言程序编写，传统的单片机教材和教学，大多采用汇编语言讲授单片机的指令系统[2]。为了改变传统所学与实际所用的差别，单片机指令系统的教学，应在汇编语言的基础上，增加单片机C语言程序设计内容，采用以C语言为主，汇编语言为辅的编程方式。这样可以使学生尽快与实践接轨，提高单片机的开发效率，使学生毕业后更快更好地适应工作环境。例如：在采用案例教学过程中，同一程序分别用汇编语言和C语言编写，通过比较二者的优缺点，可以真正理解两种语言在实际应用中的效果。Keil C51程序编译工具，既可以实现汇编语言的编程，又可以实现C语言的编程。因此，在我们实际教学工作中，完全可以用Keil C51软件实现了单片机软件开发和应用案例的日常教学，简化理论课学习的内容，降低学习难度，使学生能尽快上手单片机，这样就提高了同学们学习单片机的热情，同时也非常适合实践应用的需求，为将来工作中单片机的开发应用奠定了良好的软件基础。
2.3 单片机仿真软件和实验开发板并重的双重实验教学模式
实验教学中应实施单片机仿真软件和实验开发板并重的双重实验教学模式。开发板是在一块电路板上集成了单片机常用功能模块，虽然体积小，但涵盖了绝大多数单片机常用的实验，并可以根据教学需求，开发扩展相关功能模块[3]。课堂教学结束后，学生可将开发板带回宿舍，只需要一台电脑、一根USB下载线，就可在开发板上自学单片机或是做一些小项目锻炼实际动手能力，充分调动学生学习单片机的积极性。开发板价格便宜，现在市面上简单通用的单片机开发板（适用入门者学习），每套均价不到200元，完全满足初学者做一些常用的开发应用。实验教学中，可先让学生在Keil C51和Proteus软件中编写和仿真单片机案例程序，程序仿真正确无误后，将程序下载到单片机开发板中，在开发板上实现实际电路功能的运行，强化对实际电路的认识和理解。
2.4 增添单片机课程设计专项实训，实施理论与实践并重的考核方案
在单片机课程结束前，可在临近期末设置3周的单片机课程设计专项实训，一周调研选题，一周设计软硬件、一周焊接电路板，完成作品。具体实施的方法是让学生独立在单片机开发板上完成自选项目的设计与实现，如“数字钟”、“LED显示器”、“数字温度显示计”等智能化小产品。3-4人一组，查阅资料，自选题目，自行设计电路图、编辑程序，然后选择并购买相应的元器件，亲自焊接并完成电路，提交课题设计报告。该课程设计的开展，可以使学生了解市场行情，培养学生开发项目的能力，团队合作能力等，同时也可以作为学生期末考试实践环节的考核成绩。
为防止学生原搬照抄网上和有关资料的单片机实验设计，达不到课程考核的初衷，单片机的考核还应保留原有的理论考试。应将传统的以理论考核为主的期末闭卷考试与以实践开发应用为主的单片机课程设计考核相结合，将二者的成绩共同作为单片机课程的最终考核成绩。这样，能同时对学生的理论基础知识和实践动手开发能力做出合理的考核评价。
3 结语
单片机是高职机械专业学生的重要基础课程，目前教学效果普遍不佳。在分析高职机械专业学生单片机教学难点的基础上，针对传统教学模式的弊端，提出了该课程教学改革的具体实施措施。在教学方法上，实施了“项目任务驱动法”，较好地融合了理论与实践教学；在教学内容上，紧贴能实际运用的教学理论与技术，如以C语言为主，汇编语言为辅的单片机编程语言；在教学手段上，实行单片机仿真软件和实验开发板并重的双重实验教学模式；在考核方式上，采用理论与实践并重的考核方案。实践教学结果表明，改进后的教学模式要优于过去传统教学模式的教学效果，达到了单片机课程教学改革的预期目标。
参考文献：
[1]王效华，张咏梅.单片机原理与应用[M].北京：北京交通大学出版社，2007：5.
[2]谢维成.单片机原理及应用C51程序设计[M].北京：清华大学出版社，2008.
[3]周润景，张丽娜.基于Proteus的电路及单片机系统的设计与仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.
电路板设计基础知识范文6
关键词：全国大学生电子设计竞赛，教学改革，电子技术，本科
0.引言
作为全国最高规格的学生电子类竞赛，全国大学生电子设计竞赛一直引导高校在实验教学中注重培养大学生创新能力、协作精神和理论联系实际的学风。[1]每一届的竞赛都涌现出许多优秀的、动手能力强的电子人才，但另一方面，也暴露了现今高校电子类本科教学的许多不足之处。
在全国大学生电子设计竞赛中，参赛的大多是每所高校最具动手能力的学生。但从交作品的情况看，即便是优秀学生，某些学生的电子设计水平还是明显不足：有的学生拿不出一点成果，既没有硬件电路，也没有软件程序，甚至没有设计论文；有的参赛学生虽然把一些硬件电路板做出来了，却因为程序调试不通过，即使设计论文写得再好，也没有达到题目的基本要求。而从这些学生的参赛过程，可以分析其在电子设计方面存在的主要问题。
1.知识面窄
面对竞赛题目，方案选型、实际产品制作，学生表现出知识面非常狭窄，思维不够活跃，不能够提出多种设计方案来选择。根本原因在于学生甚至个别教师，在教与学过程中都过于注重教科书的个别经典案例，而对实际应用、设计思路却知之甚少，导致面对设计题目时不知所措。论文大全。
因此，电子专业教学中就要加入大量的关于电子设计、应用的内容。应该在保证基础知识的前提下，适当剔除对实际应用意义不大而偏重理论研究的内容，将这些内容留给考研学生或研究生学习。另外，集成技术和芯片封装飞速发展，要求我们在教学过程中强调基本原理、基本分析方法的同时，增加新器件和专用集成电路内容，使基本原理和实际应用有机结合，进而着重分析由功能单元构成的通用集成电路的应用。因此，应该根据社会的需求和电子设计竞赛的内容增加介绍一些新集成电路和可编程器件等教学内容。同时，还可以组织开展一些跟电子设计有关的选修课、讲座以及技能训练活动，以提高学生的专业水平、开拓学生的专业视野。
2.实践动手能力较弱
部分学生虽然做过相关课程的实验、实习，但制作实际产品时却不知从何做起，基本的电子制作技能较差，不能做到布线规范、焊接牢固、懂得排除故障等等。若一个电子设计者不掌握这些技能，那么他不可能把自己的设计成果做成实物来调试，也就不能验证其设计的合理性。论文大全。因此，这些都是把电子产品付诸实际的基础技能。而部分学生缺乏技能锻炼，能力亟待提高。
要解决这个问题，建议压缩纯理论的教学内容，把时间留给学生多做实验、多做实习、多做电子产品的设计，而且学生要有足够的时间把这些实践练习仔细做、重复做。譬如电子工艺实习时，制作电子产品的每一步骤都应该让学生操作：从电子元器件（包括贴片元件）的识别与检测，到印制电路板的设计、制作，再到电子元器件的安装、焊接（包括拆焊），整机调试、测试，最后写出总结报告。整个过程缺一不可，而且应该在实习中安排若干件电子产品，让学生通过这几件产品把每个步骤都重复几遍。只有这样，学生才会练就制作电子产品的功底，在真正设计电路的时候，就会减少因为制作上的失误而导致调试失败、产品完成不了的机会。
3.综合运用知识能力差
一个电子产品的开发，包括方案论证、器件选取、单元电路调试、电路图的设计、电路板的制作、程序编写、调试及系统测试等内容。这一方面要求设计者有很强的系统概念，对整个方案的选取有宏观的把握；另一方面，又要求设计者对每个单元电路有相当的把握。在电子系统的设计中，部分学生会因一个很小的细节问题而导致整个系统最终失败或开发停滞不前。而另外一些学生，虽然对每个知识点都熟悉，但是多个知识点结合起来，关系错综复杂，多个模块组合成一个系统的时候，驾驭能力明显力不从心，综合应用所学知识的能力不强。论文大全。
学生出现此问题，归根结底是因为他们缺乏电子设计的锻炼。所以，可以改变以理论带动教学的传统思维，尝试以典型产品来带动电子技术理论课程的教学，能使理论与实践结合，提高教学效果。譬如以电子时钟作为主题，当学生学习数字电子技术时，教师引导学生利用数字集成电路芯片设计一款电子时钟；当学生学习单片机技术时，教师引导学生采用软件和硬件相结合的思想重新设计一款电子时钟，用与之前完全不同的电路结构实现同样的功能；随着课程的继续，在基本的电子时钟的基础上逐步加入闹钟、整点报时、语音报时等等功能。用这种方法推广到以多个典型产品来带动教学，学生就既能掌握到理论知识，又能掌握到设计技术，更对基本的电子产品烂熟于胸，这不止对其比赛，对其以后的工作或深造也是极为有利的。
4.眼高手低
全国大学生电子设计竞赛极能检测学生的电子设计功底。若学生在课外不花大量时间浸在电子设计的世界中，很难锻炼出设计实际产品的能力。很多学生在校学习过程中，老师布置的作业、实验、实习、小设计等都能很好地完成，考试也能高分通过，就觉得自己能自如地参与竞赛。但实际上，在有限的四天三夜的竞赛时间里，真正能踏踏实实做出实物，调试成功的却凤毛麟角。这反映出学生缺乏对自身能力的审视，眼高手低。
针对此情况，可以开展校内电子设计大赛，这样既可形成学习气氛，提高学生的实际动手能力，让学生有审视自身能力的机会，也可为学生提供施展才能的空间，为更多的优秀学生脱颖而出创造条件，更能为全国大学生电子设计竞赛选拔优秀学生。其次，建立电子设计竞赛训练中心，定时开展课外活动，让学生在教师的指导下根据自己的兴趣，自己或组队选题、设计，进行电子制作，培养学生自主学习和合作能力。
5.结束语
“重理论轻实践”一直是高等教育中的问题。[2]大学生电子设计竞赛再一次证实了问题的存在，也正在促进各大高校的教学改革。而教学改革又会提高竞赛的水平。竞赛与教改，必将互相要求、互相促进，共同为培养优秀的电子人才而持续发展。
【参考文献】
[1]侯蕊,刘国通.电子设计竞赛对高职实践教学改革的启发[J].中国电力教育,2009，（147:145-146
[2]巩恩福,江兴盟.从全国电子设计大赛谈第二课堂与人才培养[J].电子制作,2008,1:7-9.
