基于模塊化教學的《LED射燈設計與制作》課堂教學改革探索

鄭盛梅

【摘 要】本文分析了高職院校模塊化教學改革的現狀，重點關注了LED燈具設計與組裝課程的開展現狀，剖析了開展基于模塊化教學的《LED射燈設計與制作》課堂教學改革的意義。針對現在存在的問題，提出了本課堂教學改革的具體內容和具體實施方案，確定了課程編排方式、上課方式、內容選擇、教材選擇、考核方式等5大方面的內容，并且探索了主模塊的劃分方式以及子模塊的具體內容，對于LED燈具設計與制作方面的課程的開展與實施具有一定的借鑒意義。

【關鍵詞】教學改革；模塊化

1 現狀分析與改革的意義

1.1 高職院校模塊化教學改革的現狀分析

模塊化教學法（MES），是20世紀70年代初由國際勞工組織研究開發出來的以現場教學為主，以技能培訓為核心的一種教學模式，它一出臺就在許多國家，特別是發展中國家得到了廣泛應用。近年來，隨著我國經濟由計劃轉向市場，我國的教育從“應試教育”轉向“素質教育”，該教學模式以其靈活性、針對性、現實性、經濟性的特點，越來越受教育理論工作者及各類職業技術學校的關注[1-2]。

我國各大專院校都積極展開了不同專業的模塊化教學培養模式研究與探索。第四軍醫大學進行了器官系統神經科學模塊化教學初探，采用理論、講座、實驗和基于問題的學習等多種方式，教師聯合備課和穿插授課，探索適合神經科學的整體授課模式，提高了學員學習能力，也促進了教師授課能力和知識結構的提高[3]。黃石廣播電視大學陽新分校開展了模塊化教學在電工技能實訓中的應用分析，提出了模塊化教學在電工技能實訓中的應用，在整個實施過程中注重合理模塊分類教學，注重模塊化實驗環節，明確實訓教學任務，使學生的學習成果和教師的教學能力都有所提高[4]。

1.2 LED燈具設計與組裝課程的開展現狀分析

LED以前主要應用于指示、顯示、背光源等領域，近年來隨著LED光效的提高及散熱技術的進步才逐漸被應用于照明領域。但是LED燈具的設計與組裝課程在高校中的開設還是剛剛起步，可供借鑒的經驗不多。

大連職業技術學院開展了《LED封裝與檢測技術》一體化模式教學改革的研究與實踐，通過“教學做”一體化改革實現人才培養目標，在LED封裝與檢測實訓基地的情境下開展基于工作過程的教學做一體化的項目式教學。將理論教學教室和實訓場地合一，創設真實的工作情境，實現教學過程的優化[5]。廈門市集美職業技術學院進行了“理實一體化”在《LED應用技術》教學中的實踐，充分利用現代教育技術，將理論、實驗、實訓等教學內容一體化設置；理論和實踐交替進行，形象和抽象交錯出現。由此形成融合知識傳授、能力培養、素質教育于一體的一體化課程模式[6]。

1.3 開展基于模塊化教學的《LED射燈設計與制作》課堂教學改革的意義

根據我校信息工程學院應用電子技術專業內涵發展“創特爭優”行動計劃任務書（2016-2018年），半導體照明方向是計劃內擬新開設的方向。《LED射燈設計與制作》在該方向內是一門專業核心課，學生必須熟練掌握，但同時其又是一門相對比較新的課程，在實施的過程中將會遇到以下問題：

1）理論教學與技能訓練脫節；

2）實際操作中與時俱進的設備匱乏；

3）師資隊伍很難達到相應要求。

將模塊化教學應用于《LED射燈設計與制作》課程中是一種全新的以及有益的嘗試，是有現實意義的。學生通過“做中學，學中做”，可以激發學習興趣和積極性，每一個模塊都能做出產品的一部分，學生將所有的模塊都完成以后，就可以組裝成一個完整的產品，可以大大提高他們的主觀能動性以及成就感。教師也可以發揮各自的專業特長，對某個模塊比較熟悉的以及經驗比較豐富的老師就可以擔任這個模塊的教學任務，在多次講授的過程中熟能生巧，將知識融會貫通，用最恰當的方式因材施教，讓學生盡快接受，這樣可大大提高教學質量。

2 本課堂教學改革的具體改革內容

本項目將在課程編排方式、上課方式、內容選擇、教材選擇、考核方式等5個方面進行課堂教學改革。

在課程編排上，將打破一門課程只傳授一個方面的知識或者技能，而是根據產品所涉及到的光學，電學，熱學，機械，材料等各個不同的領域，將課程劃分成為相應的模塊。同一門專業技能課程作為一個教學模塊，集中在連續的幾周內組織完成教學、實訓、考核（考試），一個模塊完成以后，再轉入下一個模塊的學習。這樣學生學習的知識點和技能就有一定的集中性與連貫性，教師也可以根據課程和學生的特點采取不同的教學方法與教學要求，靈活調整每一個模塊的教學時間和教學內容，因材施教，激起每個學生的學習興趣，最終可以使學生把每一個模塊都串聯起來，從而實現整個課程系統的教學目標和實踐目標。

在上課的方式上，采取小班化教學，每個班級10名左右學生，在LED開發工作室進行教學與實踐。此工作室是集教、學、做于一體的多功能實訓室，可以保證整個項目化教學過程的順利實施。在講授相關理論知識時，采用多媒體課件的方式，教師還可以展示相關的實物，使學生有更直觀的認識。在進行實踐操作時，可以直接在旁邊的工作臺上進行，學生可以操作相關的儀器設備，進行現場組裝與檢測，檢測結果不符合預期時教師可以現場分析原因及幫助學生解決問題。

在內容的選擇上，要根據每個學生不同的基礎和不同的掌握程度，提出不同的要求。對于優等生，出一些提高性的題目，指導他們思考完成；對于中等生，指導他們全面復習本節課所學知識，加以歸納總結，并與前面所學知識聯系起來，形成系統的知識結構，能夠完成一般性題目要求；對于暫時學習有困難的學生，指導他們先閱讀教材，對基本的知識做到心中有數，牢固掌握基本知識點和基本操作。

在教材的選擇上，不局限于某一本特定的教材，而是要強調教材的專業性和實戰性。對每個模塊所需的教材，不采用按章節分類的傳統模式，而是根據不同模塊要解決的工種內容的需求來選擇教材。不同模塊可以選擇不同的教材，為了避免學生購買太多的教材，可以在每次上課前將本次的課程內容放到互聯網上，學生可以事前預習，做到心中有數；在上課的過程中遇到問題時也可以及時查閱。

在考核方式的選擇上，應該更注重過程的監控，而降低結果的比重。這門課程的學習結果是開放性的，每個學生完成的射燈可能都有不同的功率，光通量，發光角度，光強度，壽命，以及不同的電源抗干擾性。學生在整個設計過程中材料的選擇，元器件的選擇，以及工藝過程的可靠性控制都會影響最終產品的性能。在評價學生某一個模塊或者這門課程的完成情況時，應該更注重他們不同選擇的合理性，只要他們能夠合理解釋每一步驟，有充分的理論依據和實踐的可操作性，就應該認可他們對于這一模塊的學習是有成果的。

3 具體實施方案

《LED射燈設計與制作》由7個主模塊組成，每個主模塊又分為若干個子模塊。每個主模塊都是一個獨立的項目，由理論教學和實踐操作環節構成，7個主模塊之間又緊密聯系，后面的模塊中許多材料，參數，結構的選擇都由前面的模塊的結果所決定，所以要將這7個模塊作為一個整體來考慮才能保證課程的順利實施。具體的模塊劃分方式如下：

1）LED燈珠的選擇： 子模塊包括LED燈珠的分類，射燈中燈珠數量的確定，燈珠的封裝形式，以及燈珠的檢測與結果分析等。

2）透鏡的選擇：子模塊包括透鏡的材料，透鏡的出光角度及其決定因素等。

3）散熱器的選擇：子模塊包括散熱器的材料，散熱器的大小及決定因素，散熱器的形狀及決定因素等。

4）PCB設計與制作：子模塊包括PCB的材料，光源的布板形式及其決定因素，PCB板的設計，制作與性能檢測等。

5）驅動器設計與制作：子模塊包括恒流/穩壓的選擇，降壓方式的選擇，驅動器的設計，制作與性能檢測等。

6）LED射燈的組裝：子模塊包括LED燈珠的回流焊工藝，導熱硅脂的選擇，PCB的固定，透鏡的固定，以及電源與燈泡的連接等。

7）LED射燈的檢測：子模塊包括光性能的檢測，電性能的檢測，以及電氣安全性能的檢測等。

4 結語

本文分析了目前國內高職院校開展模塊化課堂教學改革的現狀與面臨的問題，并且提出了《LED射燈設計與制作》課程教學的改革具體內容與具體實施方案，具有一定的借鑒意義。《LED射燈設計與制作》將整個課程劃分為7個相對獨立的模塊，學生對某個模塊掌握得不是很到位時，對于其他模塊的學習影響不是太大。這7個模塊都可以學到某一方面的知識，訓練相應的技能，學生可以在整個過程中嘗試不同的知識方向和技能方向，找到自己的興趣點和擅長點，只要熟練掌握其中的某一個模塊并加以融會貫通，畢業以后就能找到相應的工作崗位，大大提高了學生的就業率。

【參考文獻】

[1]張紹軍.概念廓清及其互動機理——當前教學改革中課程與課堂關系的新認識[J].湖南師范大學教育科學學報，2016（1）：52-59.

[2]朱敏玲，張偉，侯凌燕.基于Proteus的微機原理與接口技術教學改革[J].實驗室研究與探索，2016（1）：155-160.

[3]王文挺，鄺芳，羅層，邢俊玲，徐暉，胡三覺.器官系統神經科學模塊化教學初探[J].基礎醫學與臨床，2015（7）：1008-1010.

[4]李相逵.模塊化教學在電工技能實訓中的應用分析[J].價值工程，2011（36）：174.

[5]于雯雯.《LED封裝與檢測技術》“教學做”一體化模式教學改革的研究與實踐[J].考試周刊，2014（3）：12-14.

[6]夏威.LED應用技術課程一體化教學設計與思考[J].職業，2015（11）：23-24.

[責任編輯：田吉捷]