光电技术应用课程开展项目教学探索
颜光
前言
我校开设光电技术应用课程以来，该课程配套的实训教材较少，如何在光电技术应用课程顺利开展实训教学，成为这几年专业课程改革的重点与难点。
笔者任教此课程的几年以来，不断摸索与开拓一些实训项目，同时结合实训项目，收集了一些光电技术应用的理论知识。在此，笔者将开展该课程中典型的实训项目“LED发光字广告牌的制作”，并谈谈开展此项目教学的一些做法、感受和教学效果。
一、了解市场上的LED发光字的现状
当今，LED灯具以及相关产品已经广泛应用，不管是在LED技术开发上，还是LED产品在市场推广上都已经很成熟。走在大街小巷上，随时都可以看到LED广告牌，其中LED发光字这种广告牌最常见。现在很多广告店都可以承接制作此类项目，市场价格大概200-300元/平方米（单面），300-400元/平方米（双面）。但其制作所需要的材料与人工成本都相对便宜且制作工艺比较简单，如果学生能够掌握此LED发光字制作技能的话，对其以后从事此类工作有很大的帮助。故我们在光电技术应用课程中开展此项目。因此，这需要教师不但对市场有一定的了解，也要对LED发光字的制作原理、制作工艺和制作过程都要熟悉，才能顺利开展此项目。
开展此实训项目之前，笔者走访了学校周边广告店市场。通过了解，LED广告牌包括LED发光字和LED点阵显示条屏。我们选择相对简单的LED发光字来作为实训项目，了解LED发光字广告牌制作所需要的材料、制作过程及工艺要求。
二、准备实训项目制作材料
LED发光字广告牌所需要的材料并不多，主要的材料包括：LED连体灯珠、控制器、铝塑板、特定铝边框、功率电阻和一些导线。其中LED连体灯珠采用Φ5散光连体灯珠;控制器的参数是220V交流输入，三路至八路输出，输出直流电压约220V;功率电阻的参数是2W-5W的功率电阻，电阻值根据实际电路计算。这些材料在实体店购买比较困难，很多实体店都买不到一些电子材料。所以LED连体灯珠、控制器、各种阻值的功率电阻在网上购买比较方便，其价格也适中;铝塑板在装修木板实体店购买比较好，而特定铝边框如果在实体店能买到就最好，但很多卖铝材的店都没有适合广告牌用的铝边框，如果在广告店里购买就会很贵，所以铝边框还是在网上购买比较合适。制作LED发光字需要的工具也比较常用：手持电钻、电烙铁、热熔胶枪、手锯等。
三、实训项目实施过程
（一）项目开展前准备工作
在开展此项目教学之前，我们已经让学生使用KT板和单颗LED灯珠制作过单个发光字或简单的图形，同时使用的是低压供电，比如9V或12V等。
此实训项目制作的产品完全按照市面上的产品工艺要求来制作，故与以前采用KT板制作的简单发光字相比有很大的区别，比如现在的控制器输出电压是直流220V左右，但是以前制作的有关知识与电路连接的原理可以在此用得上，比如计算限流电阻的大小、灯珠的串并联电路知识等。
（二）项目开展过程
本项目实训教学形式采用小班制分组教学，即半个小班（24人左右）进行教学，此小班分三组，每一组8人，并任命一人担任组长，负责管理与监督该组的组员。制作前师生共同讨论LED发光字的内容及制作的方案，并规定每个LED发光字的外形尺寸，每一组制作的广告牌内容可以不同，外观尺寸大小是规定好的。在实训教学中，教师要引导好学生选择合适的LED发光字内容，要求学生选择正能量或常见的内容，不能选择负面或消极的文字内容。学生制作了以下几个LED发光字内容：中山建斌、LED应用、Welcome、学业进步等广告牌发光字样。
LED发光字广告牌实训制作过程：（1）准备好材料与工具;（2）设计好广告牌尺寸与内容;（3）设计好灯珠的孔位;（4）专人负责切锯铝塑板和打孔（注意开孔大小）;（5）连体灯珠的安装（注意方向）;（6）计算限流电阻阻值与线路连接（包括控制器）;（7）通电测试与测量电流;（8）打胶固定灯珠;（9）专人切锯铝边框并安装边框与背板。
在以上制作广告牌的各个环节中，教师要合理安排每组学生完成分配好的任务，不能让个别学生无所事事，同时控制好每组制作的流程，尽量错开，以便合理使用一套或两套工具而不会出现冲突。在此项目实施前期阶段，学生比较兴奋与相对活动自由，教师要及时控制好课堂的秩序，限定每组学生活动范围及安排每组学生具体的工作任务，整个课堂就相对有序，每组组员可以相互讨论相互合作。在这过程中教师可以到每一组或每一个岗位中了解他们的制作情况并加予指导。
LED发光字广告牌制作有以下几方面的重难点需要教师及时指导与检查。
第一个难点是：如何控制每个灯珠的孔位与距离，如果太近或太远都会影响显示效果，学生由于缺少经验，教师在学生打孔之前一定要检查学生设计的灯珠孔位是否合理。
第二个难点也是重点：如何计算每一串LED灯珠串联的功率电阻阻值多大？由于学生的数学水平有限又加上对电路不太了解，很容易计算错误，不正确的电阻值将影响LED发光字的亮度，这需要教师提醒每组的成员都要相互检查，并且在讀电阻色环方面要重点检查。最后由教师检查确定正确才能让学生继续实训。LED发光字电路工作原理如图1所示。
第三个难点也是重点：如何正确规范地测量每一串LED灯珠的工作电流（小功率LED灯珠功率约20mA左右）。学生测量之前，教师先示范操作一次测量电流的步骤（档位、笔表接法、读数等），然后安排组内动手能力强的学生负责测量电流。
四、实训项目评价与展示
根据工作过程系统化的教学方法，我们需要对学生的作品进行评价，以考查他们的制作能力和达到的教学效果。
评价主要从以下几方面进行，并制作一个评分表：
（1）团队合作，小组成员分工明细方面，这需要教师在平时制作过程中，记录他们每一组的工作情况，如出现无所事事或其他与课堂无关的事，将会相应扣分。
（2）电路连接是否有误，计算电阻是否正确，测量电流的操作是否规范，电气连接是否安全可靠。
（3）切锯铝塑板、背板和铝边框的长度是否精确。
（4）边框安装是否工整与牢固。
（5）总体显示效果是否良好。
以上评价主要是教师评价，占总评价分数的60%，但评价表还设置了学生组内评价，学生组内评价主要由组长评价及学生自我评价组成，但占总评价分数的40%。通过对以上几方面的检查评价，给每个组评出优良中等级，同时给学生及组别评出最佳设计奖、最佳组合奖、最佳工艺奖等。
将制作好的LED发光字广告牌安装于专业实训室或用于班级文化建设，增加专业文化气息，有助提升学生对专业实训的学习兴趣。在完成此实训项目之后不久，班级举行了家长会，充分利用这个机会，让几位学生将制作好的作品布置在教室里，让前来参加家会长的家长观看学生制作的作品，欣赏自己小孩在学校的学习成就，家长会时，很多家长都用手机拍照发到微信朋友圈。这也是一种促进学生爱学习，增强家校融合的新途径。
五、教学效果与反思
在开展这个实训项目之前，笔者一直很担心：半个小班只分三组，每组那么多学生，能顺利开展吗？课堂秩序是否很乱呢？
一开始的几节课，课堂的确有点乱，因为以前的上课形式都是每位学生坐在自己的工位上，不允许走动，安安稳稳地听课或在自己的工位上焊接电路。但传统的实训课堂形式不适合制作此实训项目，此实训项目需要学生到不同岗位上完成任务，并轮流使用岗位。如果课程秩序比较混乱，会影响教学，因此笔者想方法调整了课堂形式，在第一节课的前半节课中，笔者先讲解将要制作的有关内容或电路原理或注意事项，然后安排好每组成员的分工任务后，接下来的课堂时间才交给学生动手制作，同时笔者也加强监管，要求每组学生尽量围绕在自己组内协助制作。在往后的课堂中，学生渐渐习惯与适应这种课堂分组合作模式，故此项目开展也较为顺利。通过这个实训项目的实施，学生真正从以前只学知识变为现在的实际应用，学生才意识到自己所学的知识有用、能用。同时此项目的实施也可以启发学生在毕业后可以从事有关LED广告牌制作方面的工作，有利于学生就业和创业。
但是整个项目实施过程中，也有个别学生缺少主动性，不积极参与项目的制作，在这种情况下，笔者要求他们至少要遵守课堂秩序，不能随便说话，不能随便走动或睡觉以免影响课堂，并鼓励他们做事一定要积极主动，这样才能找到属于自己发挥的空间。
结语
整个实训项目有秩序顺利地实施，也让笔者感到意外，因为以前从来没有采用这种相对自由的形式開展教学。在这个过程中，学校相关巡视课堂的领导也没有给这个实训课堂评价为中或差，让笔者感到很欣慰。在以后的实训项目课堂中，笔者还会根据实际的需要，大胆地打破常规的教学模式开展教学工作。通过开展此项目教学，笔者将一个学期以来实施的实训项目汇编起来，已经编写了一本校本教材《典型LED应用电路制作》一书，用于光电技术应用课程的实训教学使用，希望它对此课程开展实训教学有所帮助。
责任编辑 朱守锂
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