LED照明技術(shù)的項目化教學(xué)研究

1、    led照明技術(shù)的項目化教學(xué)研究    梁桃華孟奕峰周江謝菁楊仕清邱俊杰摘要從高職院校的led照明技術(shù)課程項目化教學(xué)實踐出發(fā)，以1瓦燈珠封裝項目、cob光源制作項目、平板燈的應(yīng)用項目為主線，開展led照明技術(shù)的項目化教學(xué)研究。項目由淺入深，從簡單到復(fù)雜，通過項目實踐培養(yǎng)學(xué)生動手能力、學(xué)習(xí)能力、團隊合作能力，適應(yīng)了新形勢下高等職業(yè)院校的人才培養(yǎng)需要。關(guān)鍵詞項目化教學(xué);led照明技術(shù);高職教育tb858              &#

2、160;  文獻標志碼  a                         2096-0603（2018）36-0041-03一、引言發(fā)光二極管（light emitting diode，led）是以半導(dǎo)體管芯作為發(fā)光材料的電致發(fā)光器件。近年來，隨著led制造工藝的不斷進步和新材料的不斷開發(fā)應(yīng)用，大功率白光led、高亮度led、超高亮度led、有機led（

3、oled）、全彩led等均得到突破性發(fā)展，成為人類歷史上繼愛迪生發(fā)明白熾燈后又一重大發(fā)明。由于其具有高亮度、長壽命、響應(yīng)快、低損耗、污染小等諸多優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于led照明、平板顯示、光通信等諸多領(lǐng)域1-4。其中，led照明亦稱為半導(dǎo)體照明或固態(tài)照明。作為我國七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，半導(dǎo)體照明具有學(xué)科跨度大、技術(shù)與應(yīng)用更新快的特點，被譽為21世紀節(jié)能環(huán)保型綠色照明。因此，led照明技術(shù)課程是一門理論聯(lián)系實踐、應(yīng)用性很強的課程，也是職業(yè)院校的光電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的核心課程之一。一方面，若采用傳統(tǒng)的學(xué)科式教學(xué)，由于偏重學(xué)科的系統(tǒng)和完整，側(cè)重理論教學(xué)，存在重邏輯思維輕實踐的特點;另一方面，高職學(xué)生普遍存在理論

4、學(xué)習(xí)能力較弱，邏輯思維較差等特點;故此類課程若采用學(xué)科式教學(xué)在高職院校中會存在學(xué)生接受不好、教學(xué)效果不佳等諸多問題5-7。因此，探索研究led照明技術(shù)課程在高職院校的項目化教學(xué)顯得格外重要。二、課程定位led照明技術(shù)課程為光電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)中的一門專業(yè)核心課程，主要包含led的發(fā)光原理、結(jié)構(gòu)與封裝、燈具設(shè)計、燈具組裝、電源驅(qū)動等知識模塊，為led應(yīng)用于節(jié)能照明領(lǐng)域的理實一體化課程。其前期課程包括半導(dǎo)體器件物理、光電器件制造與工藝等，后續(xù)課程有l(wèi)ed驅(qū)動與智能控制。本課程可作為光電、光伏、應(yīng)電等電子類專業(yè)的核心專業(yè)課程，也可作為電子類相關(guān)專業(yè)從事節(jié)能照明、燈光裝飾等領(lǐng)域的拓展課程。三、課程目標通過

5、了解led的發(fā)光原理、芯片選型、封裝材料及基本工藝、cie圖等具體知識;掌握燈珠cob燈具的結(jié)構(gòu)設(shè)計，cob芯片排布、工作原理、驅(qū)動、散熱設(shè)計、燈具外觀設(shè)計等技術(shù)特點;能熟練使用焊線機、點膠機、烤箱、脫粒機、壓邊機等機器;掌握led電、光、色、熱性能測試，老化測試，能熟練運用各測試工具。通過項目化教學(xué)實踐培養(yǎng)學(xué)生查閱整理資料及自主學(xué)習(xí)的能力;培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力;培養(yǎng)學(xué)生的團隊意識和創(chuàng)新精神。四、知識與能力目標本課程以學(xué)生小組形式制定實施項目方案，通過小組分析討論，找出關(guān)鍵性問題，制定解決方案，從而強化學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。課程以燈珠cob燈具項目實施為主線，由淺入深，從簡單

6、到復(fù)雜，幾乎涵蓋了led照明技術(shù)的所有知識點。項目實施初期，主要是進行簡單的練習(xí)，重在掌握led的基礎(chǔ)知識及設(shè)備的基本操作技能。逐步過渡到cob光源，掌握cob的結(jié)構(gòu)設(shè)計、散熱設(shè)計、熒光粉調(diào)制等更深層次知識學(xué)習(xí)及技能的掌握。最后，通過平板燈項目的設(shè)計與實施，實現(xiàn)燈具的電源驅(qū)動學(xué)習(xí)、結(jié)構(gòu)設(shè)計、散熱設(shè)計、功率匹配、節(jié)能指標等知識的學(xué)習(xí)與應(yīng)用。通過項目化實施“做中學(xué)”，組織學(xué)生真實地參與項目設(shè)計、履行和管理全過程，在項目實施過程中完成教學(xué)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、分析能力及合作能力等，突破了傳統(tǒng)的“以課堂為中心、以教師為中心、以教材為中心”教學(xué)模式，強調(diào)實用技能，知識創(chuàng)新，有效建立了課堂與社會生活的

7、聯(lián)系，充分展示了現(xiàn)代職業(yè)教育“以能力為本”的價值方向。其具體知識目標與能力目標如下表所示。五、項目化教學(xué)實施過程本課程的項目化教學(xué)以制作1w燈珠、cob光源、平板燈具為任務(wù)，通過組織學(xué)生真實地參加項目設(shè)計、履行和管理的全過程，在項目實施過程中完成教學(xué)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、分析能力及其他關(guān)鍵能力，如合作能力。如下圖所示，以大功率1w燈珠的設(shè)計、封裝應(yīng)用為例，給出了其項目化教學(xué)具體操作流程。上圖給出了“大功率1w燈珠的設(shè)計與封裝”項目化教學(xué)的實施流程。通過情景模擬客戶需求及課程分析給出產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格書，確定任務(wù)目標，然后經(jīng)學(xué)習(xí)討論擬定大功率1w燈珠的設(shè)計與封裝的實施方案，再分組實施1w燈珠封裝流

8、程，最后經(jīng)成果展示和總結(jié)答辯，完成項目教學(xué)的設(shè)計實施評價全過程。具體過程如下。（一）提出led照明技術(shù)項目要求在項目化教學(xué)實踐中，根據(jù)學(xué)生情況進行分組，確定組長人選，并要求組長帶領(lǐng)小組成員先了解led燈珠的結(jié)構(gòu)與發(fā)光原理、三基色原理、cie圖識別、led芯片的檢驗與識別等基礎(chǔ)知識。然后通過情景模擬客戶需求及課程分析，分組提出led照明技術(shù)項目要求，經(jīng)小組討論、歸納整理、總結(jié)來確定項目具體任務(wù)目標。通過該階段實踐，學(xué)生熟悉了led相關(guān)基礎(chǔ)知識，小組成員集思廣益提高了led認知水平，有效促進了學(xué)生之間的交流，培養(yǎng)了團隊溝通協(xié)作能力。（二）項目選定1w燈珠的方案設(shè)計為了實現(xiàn)1w燈珠項目的知識目標與能

9、力目標，在確定了具體任務(wù)目標的基礎(chǔ)上，通過教師對燈珠相關(guān)典型設(shè)計方案的講解與指導(dǎo)，以及小組分析討論，集思廣益，從芯片選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計、熒光粉配置等方面入手，制定出1w燈珠的詳細設(shè)計方案。該過程通過教師指導(dǎo)、學(xué)生討論、資料的收集整理，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、溝通交流及方案設(shè)計能力。（三）制作、交流與改進在大功率1w燈珠制作過程中，要求學(xué)生對照設(shè)計好的方案與工作流程，嚴格按照作業(yè)指導(dǎo)書，經(jīng)擴晶、固晶、焊線、點熒光粉、測試、點膠、蓋帽等工序，完成1w燈珠的封裝。然后經(jīng)外觀檢測、綜合性能測試、抽樣老化測試等，完成1w燈珠的性能指標評價。通過小組之間的交流，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)搜索、請教別人、看書等途徑，實現(xiàn)1w燈珠的制

10、作改進。項目活動過程中出現(xiàn)問題，首先讓學(xué)生嘗試自己解決，以此加強自我學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)，還可通過學(xué)生之間、師生之間的討論來進行;老師可以利用上課時間，開展“1w燈珠成品交流會”。要求每組寫出總結(jié)報告，制作ppt，并在1w燈珠成品交流會上講解演示。成果交流過程中邀請各組組長作為“評分老師”對其他組的作品及演示過程進行評分，教師也需要對各組的情況進行評分，可根據(jù)設(shè)計的權(quán)重比例（推薦46）計算平均值，得到該組的作品展示和項目答辯成績。（四）評價項目評價由平時過程考核、作品設(shè)計與制作過程、作品展示和項目答辯三部分組成，滿分100分，然后根據(jù)設(shè)計的權(quán)重比例（推薦244）計算得到。其中，平時過程考核根據(jù)學(xué)生的學(xué)

11、習(xí)態(tài)度、出勤情況、項目參與度等給出平時過程考核成績;作品設(shè)計與制作成績則是根據(jù)項目的設(shè)計方案、制作過程規(guī)范程度等給出作品設(shè)計與制作過程成績;作品展示和項目答辯成績則是由總結(jié)報告制作質(zhì)量、ppt與講解演示效果、小組與教師綜合評分給出。該評價方式吻合了項目化教學(xué)的特點，提高了學(xué)生參與項目化教學(xué)實踐的積極性。（五）歸檔教師將學(xué)生大功率1w燈珠的方案設(shè)計書、制作的1w燈珠成品、匯報ppt、總結(jié)報告、過程照片、答辯記錄等回收歸檔。六、結(jié)語led照明技術(shù)的項目化教學(xué)實踐，以燈珠cob燈具項目教學(xué)實施為主線，由淺入深、從簡單到復(fù)雜，兼顧了led照明技術(shù)的重要知識點。其實踐過程通過任務(wù)引入，經(jīng)小組分析討論、資

12、料查閱、教師指導(dǎo)等得到設(shè)計方案，再經(jīng)實施改進等過程完成項目任務(wù)。相比傳統(tǒng)課程教學(xué)，該項目化教學(xué)以學(xué)生為主體，以項目任務(wù)訓(xùn)練學(xué)生能力，更能符合新形勢下高等職業(yè)院校的人才培養(yǎng)目標。參考文獻：1馬金龍，王寧軍，李北辰，等.大功率led照明技術(shù)探討j.中國照明電器，2013（2）：41-43.2代丹，陳寅生.led照明技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢j.建筑電氣，2014（12）：14-20.3常衛(wèi)剛.led照明技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢j.產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2017，16（13）：67-68.4閆永生，楊云童.論led照明技術(shù)及其相關(guān)應(yīng)用j.計算機光盤軟件與應(yīng)用，2012（4）：81.5馮小軍，趙鵬飛，陳秀虎，等.課程項目化教學(xué)設(shè)計的原則與方法j.中