电子控制技术是高中通用技术学科的重要组成部分,该部分以理论知识为基础,要求学生能够应用所学知识设计制作电子电路,因此该部分内容需要设置较多的实验,以让学生在动手实践的过程中逐渐掌握电路知识,培养动手能力。然而由于通用技术目前仍缺少适合高中学生动手实验以及课堂教学的硬件平台,实验往往难以开展。
一些学校会用面包板、洞洞板等作为载体,但面包板、洞洞板只适合涉及少量元器件的电路,元器件数量一多,导线连接就会非常复杂、容易出错,即使有学生千辛万苦将线路连接正确,也会因为引脚接触不良、连焊、虚焊等问题导致电路无法正常工作。这些问题极容易打击学生学习的积极性,况且大多数高中学生的动手能力是十分有限的,因此严重影响了教学效果。
Altium Designer(简称AD软件)是一款应用十分广泛的电路设计制作软件[1],它可以将电路设计原理图转化成PCB图,再将制作完成的PCB图交予电路板印制工厂或者网店,就可以获得对应的PCB电路板,这样就解决了复杂电路布线问题导致的电路故障难题,实验时只需确保各个元器件焊接正确完整即可验证电路。从学生学习角度出发,用AD软件制作PCB电路板用于电子控制技术教学,不仅可以适当降低实验难度,专注于提高学生电路设计能力、动手操作能力,还能拓展学生的知识面;从教师教学角度出发,丰富实验教学的内容,提高课堂教学的效率。
一、AD软件介绍
二、用AD软件制作PCB电路的过程
三、实物焊接调试
四、结语
需要注意的是,不能用AD绘制的电路板教学完全替代以往的电路连接实验。因为电子线路连接是每名学生必须掌握的实验技能,只有动手连接过之后,才能掌握实物元器件和图形符号之间的联系。可以选择在确保学生已经掌握线路连接技能的前提下,用印制电路板开展教学,这样可以适当降低实验难度,让学生更多地关注电路设计本身,而不是始终陷于线路的连接故障排查上,这是面包板和洞洞板等教学载体无法达到的教学效果。
相比于部分教师在网上购买固定电路套件,用AD软件绘制电路板可以充分发挥学生的设计思维,让学生真正体验实验设计制作的乐趣,丰富学生的学习体验。从实际课堂反馈来看,极大地提高了学生的学习积极性和学习欲望,学习效果也比使用以往的实验平台要好。
参考文献
[1] 刘佳琪,高敬鹏.Altium Designer 15原理图与PCB设计教程[M].北京:机械工业出版社,2017.
[2] 田薇.Multisim和Altium Designer在电子设计实验中的应用[J].学科探索,2018(13):59-60.
[3] 郑祥明,杨梦雅.Altium Designer和小工业制版在实践教学中的应用[J].安庆师范大学学报,2018(1):114-118.
方银飞 浙江省宁波市武岭中学 |