光電技術(shù)應(yīng)用課程開展項目教學(xué)探索
——以LED發(fā)光字廣告牌制作項目教學(xué)為例

文/中山市建斌職業(yè)技術(shù)學(xué)校 顏 光

前言

我校開設(shè)光電技術(shù)應(yīng)用課程以來，該課程配套的實訓(xùn)教材較少，如何在光電技術(shù)應(yīng)用課程順利開展實訓(xùn)教學(xué)，成為這幾年專業(yè)課程改革的重點與難點。

筆者任教此課程的幾年以來，不斷摸索與開拓一些實訓(xùn)項目，同時結(jié)合實訓(xùn)項目，收集了一些光電技術(shù)應(yīng)用的理論知識。在此，筆者將開展該課程中典型的實訓(xùn)項目“LED發(fā)光字廣告牌的制作”，并談?wù)勯_展此項目教學(xué)的一些做法、感受和教學(xué)效果。

一、了解市場上的LED發(fā)光字的現(xiàn)狀

當(dāng)今，LED燈具以及相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用，不管是在LED技術(shù)開發(fā)上，還是LED產(chǎn)品在市場推廣上都已經(jīng)很成熟。走在大街小巷上，隨時都可以看到LED廣告牌，其中LED發(fā)光字這種廣告牌最常見。現(xiàn)在很多廣告店都可以承接制作此類項目，市場價格大概200-300元/平方米(單面)，300-400元/平方米(雙面)。但其制作所需要的材料與人工成本都相對便宜且制作工藝比較簡單，如果學(xué)生能夠掌握此LED發(fā)光字制作技能的話，對其以后從事此類工作有很大的幫助。故我們在光電技術(shù)應(yīng)用課程中開展此項目。因此，這需要教師不但對市場有一定的了解，也要對LED發(fā)光字的制作原理、制作工藝和制作過程都要熟悉，才能順利開展此項目。

開展此實訓(xùn)項目之前，筆者走訪了學(xué)校周邊廣告店市場。通過了解，LED廣告牌包括LED發(fā)光字和LED點陣顯示條屏。我們選擇相對簡單的LED發(fā)光字來作為實訓(xùn)項目，了解LED發(fā)光字廣告牌制作所需要的材料、制作過程及工藝要求。

二、準(zhǔn)備實訓(xùn)項目制作材料

LED發(fā)光字廣告牌所需要的材料并不多，主要的材料包括：LED連體燈珠、控制器、鋁塑板、特定鋁邊框、功率電阻和一些導(dǎo)線。其中LED連體燈珠采用Φ5散光連體燈珠；控制器的參數(shù)是220V交流輸入，三路至八路輸出，輸出直流電壓約220V；功率電阻的參數(shù)是2W-5W的功率電阻，電阻值根據(jù)實際電路計算。這些材料在實體店購買比較困難，很多實體店都買不到一些電子材料。所以LED連體燈珠、控制器、各種阻值的功率電阻在網(wǎng)上購買比較方便，其價格也適中；鋁塑板在裝修木板實體店購買比較好，而特定鋁邊框如果在實體店能買到就最好，但很多賣鋁材的店都沒有適合廣告牌用的鋁邊框，如果在廣告店里購買就會很貴，所以鋁邊框還是在網(wǎng)上購買比較合適。制作LED發(fā)光字需要的工具也比較常用：手持電鉆、電烙鐵、熱熔膠槍、手鋸等。

三、實訓(xùn)項目實施過程

(一)項目開展前準(zhǔn)備工作

在開展此項目教學(xué)之前，我們已經(jīng)讓學(xué)生使用KT板和單顆LED燈珠制作過單個發(fā)光字或簡單的圖形，同時使用的是低壓供電，比如9V或12V等。

此實訓(xùn)項目制作的產(chǎn)品完全按照市面上的產(chǎn)品工藝要求來制作，故與以前采用KT板制作的簡單發(fā)光字相比有很大的區(qū)別，比如現(xiàn)在的控制器輸出電壓是直流220V左右，但是以前制作的有關(guān)知識與電路連接的原理可以在此用得上，比如計算限流電阻的大小、燈珠的串并聯(lián)電路知識等。

(二)項目開展過程

本項目實訓(xùn)教學(xué)形式采用小班制分組教學(xué)，即半個小班(24人左右)進(jìn)行教學(xué)，此小班分三組，每一組8人，并任命一人擔(dān)任組長，負(fù)責(zé)管理與監(jiān)督該組的組員。制作前師生共同討論LED發(fā)光字的內(nèi)容及制作的方案，并規(guī)定每個LED發(fā)光字的外形尺寸，每一組制作的廣告牌內(nèi)容可以不同，外觀尺寸大小是規(guī)定好的。在實訓(xùn)教學(xué)中，教師要引導(dǎo)好學(xué)生選擇合適的LED發(fā)光字內(nèi)容，要求學(xué)生選擇正能量或常見的內(nèi)容，不能選擇負(fù)面或消極的文字內(nèi)容。學(xué)生制作了以下幾個LED發(fā)光字內(nèi)容：中山建斌、LED應(yīng)用、Welcome、學(xué)業(yè)進(jìn)步等廣告牌發(fā)光字樣。

LED發(fā)光字廣告牌實訓(xùn)制作過程：(1)準(zhǔn)備好材料與工具；(2)設(shè)計好廣告牌尺寸與內(nèi)容；(3)設(shè)計好燈珠的孔位；(4)專人負(fù)責(zé)切鋸鋁塑板和打孔(注意開孔大小)；(5)連體燈珠的安裝(注意方向)；(6)計算限流電阻阻值與線路連接(包括控制器)；(7)通電測試與測量電流；(8)打膠固定燈珠；(9)專人切鋸鋁邊框并安裝邊框與背板。

在以上制作廣告牌的各個環(huán)節(jié)中，教師要合理安排每組學(xué)生完成分配好的任務(wù)，不能讓個別學(xué)生無所事事，同時控制好每組制作的流程，盡量錯開，以便合理使用一套或兩套工具而不會出現(xiàn)沖突。在此項目實施前期階段，學(xué)生比較興奮與相對活動自由，教師要及時控制好課堂的秩序，限定每組學(xué)生活動范圍及安排每組學(xué)生具體的工作任務(wù)，整個課堂就相對有序，每組組員可以相互討論相互合作。在這過程中教師可以到每一組或每一個崗位中了解他們的制作情況并加予指導(dǎo)。

LED發(fā)光字廣告牌制作有以下幾方面的重難點需要教師及時指導(dǎo)與檢查。

第一個難點是：如何控制每個燈珠的孔位與距離，如果太近或太遠(yuǎn)都會影響顯示效果，學(xué)生由于缺少經(jīng)驗，教師在學(xué)生打孔之前一定要檢查學(xué)生設(shè)計的燈珠孔位是否合理。

第二個難點也是重點：如何計算每一串LED燈珠串聯(lián)的功率電阻阻值多大？由于學(xué)生的數(shù)學(xué)水平有限又加上對電路不太了解，很容易計算錯誤，不正確的電阻值將影響LED發(fā)光字的亮度，這需要教師提醒每組的成員都要相互檢查，并且在讀電阻色環(huán)方面要重點檢查。最后由教師檢查確定正確才能讓學(xué)生繼續(xù)實訓(xùn)。LED發(fā)光字電路工作原理如圖1所示。

圖1 LED發(fā)光字廣告牌電路原理圖

第三個難點也是重點：如何正確規(guī)范地測量每一串LED燈珠的工作電流(小功率LED燈珠功率約20mA左右)。學(xué)生測量之前，教師先示范操作一次測量電流的步驟(檔位、筆表接法、讀數(shù)等)，然后安排組內(nèi)動手能力強的學(xué)生負(fù)責(zé)測量電流。

四、實訓(xùn)項目評價與展示

根據(jù)工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)方法，我們需要對學(xué)生的作品進(jìn)行評價，以考查他們的制作能力和達(dá)到的教學(xué)效果。

評價主要從以下幾方面進(jìn)行，并制作一個評分表：

(1)團隊合作，小組成員分工明細(xì)方面，這需要教師在平時制作過程中，記錄他們每一組的工作情況，如出現(xiàn)無所事事或其他與課堂無關(guān)的事，將會相應(yīng)扣分。

(2)電路連接是否有誤，計算電阻是否正確，測量電流的操作是否規(guī)范，電氣連接是否安全可靠。

(3)切鋸鋁塑板、背板和鋁邊框的長度是否精確。

(4)邊框安裝是否工整與牢固。

(5)總體顯示效果是否良好。

以上評價主要是教師評價，占總評價分?jǐn)?shù)的60%，但評價表還設(shè)置了學(xué)生組內(nèi)評價，學(xué)生組內(nèi)評價主要由組長評價及學(xué)生自我評價組成，但占總評價分?jǐn)?shù)的40%。通過對以上幾方面的檢查評價，給每個組評出優(yōu)良中等級，同時給學(xué)生及組別評出最佳設(shè)計獎、最佳組合獎、最佳工藝獎等。

將制作好的LED發(fā)光字廣告牌安裝于專業(yè)實訓(xùn)室或用于班級文化建設(shè)，增加專業(yè)文化氣息，有助提升學(xué)生對專業(yè)實訓(xùn)的學(xué)習(xí)興趣。在完成此實訓(xùn)項目之后不久，班級舉行了家長會，充分利用這個機會，讓幾位學(xué)生將制作好的作品布置在教室里，讓前來參加家會長的家長觀看學(xué)生制作的作品，欣賞自己小孩在學(xué)校的學(xué)習(xí)成就，家長會時，很多家長都用手機拍照發(fā)到微信朋友圈。這也是一種促進(jìn)學(xué)生愛學(xué)習(xí)，增強家校融合的新途徑。

五、教學(xué)效果與反思

在開展這個實訓(xùn)項目之前，筆者一直很擔(dān)心：半個小班只分三組，每組那么多學(xué)生，能順利開展嗎？課堂秩序是否很亂呢？

一開始的幾節(jié)課，課堂的確有點亂，因為以前的上課形式都是每位學(xué)生坐在自己的工位上，不允許走動，安安穩(wěn)穩(wěn)地聽課或在自己的工位上焊接電路。但傳統(tǒng)的實訓(xùn)課堂形式不適合制作此實訓(xùn)項目，此實訓(xùn)項目需要學(xué)生到不同崗位上完成任務(wù)，并輪流使用崗位。如果課程秩序比較混亂，會影響教學(xué)，因此筆者想方法調(diào)整了課堂形式，在第一節(jié)課的前半節(jié)課中，筆者先講解將要制作的有關(guān)內(nèi)容或電路原理或注意事項，然后安排好每組成員的分工任務(wù)后，接下來的課堂時間才交給學(xué)生動手制作，同時筆者也加強監(jiān)管，要求每組學(xué)生盡量圍繞在自己組內(nèi)協(xié)助制作。在往后的課堂中，學(xué)生漸漸習(xí)慣與適應(yīng)這種課堂分組合作模式，故此項目開展也較為順利。通過這個實訓(xùn)項目的實施，學(xué)生真正從以前只學(xué)知識變?yōu)楝F(xiàn)在的實際應(yīng)用，學(xué)生才意識到自己所學(xué)的知識有用、能用。同時此項目的實施也可以啟發(fā)學(xué)生在畢業(yè)后可以從事有關(guān)LED廣告牌制作方面的工作，有利于學(xué)生就業(yè)和創(chuàng)業(yè)。

但是整個項目實施過程中，也有個別學(xué)生缺少主動性，不積極參與項目的制作，在這種情況下，筆者要求他們至少要遵守課堂秩序，不能隨便說話，不能隨便走動或睡覺以免影響課堂，并鼓勵他們做事一定要積極主動，這樣才能找到屬于自己發(fā)揮的空間。

結(jié)語

整個實訓(xùn)項目有秩序順利地實施，也讓筆者感到意外，因為以前從來沒有采用這種相對自由的形式開展教學(xué)。在這個過程中，學(xué)校相關(guān)巡視課堂的領(lǐng)導(dǎo)也沒有給這個實訓(xùn)課堂評價為中或差，讓筆者感到很欣慰。在以后的實訓(xùn)項目課堂中，筆者還會根據(jù)實際的需要，大膽地打破常規(guī)的教學(xué)模式開展教學(xué)工作。通過開展此項目教學(xué)，筆者將一個學(xué)期以來實施的實訓(xùn)項目匯編起來，已經(jīng)編寫了一本校本教材《典型LED應(yīng)用電路制作》一書，用于光電技術(shù)應(yīng)用課程的實訓(xùn)教學(xué)使用，希望它對此課程開展實訓(xùn)教學(xué)有所幫助。