電子線路CAD 課程的教學(xué)探討

趙 麗 徐作華 譚麗娜

（長(zhǎng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130033）

電子線路CAD 是高職院校電子類、自動(dòng)化類等電類專業(yè)的職業(yè)核心課程之一。隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，使印制電路日趨精密和復(fù)雜，傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)和制作印制電路板的方法難以適應(yīng)生產(chǎn)的需要，隨之而來(lái)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）軟件應(yīng)運(yùn)而生。在眾多EDA軟件中，Protel 應(yīng)用最為廣泛，隨著軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，很多高職院校都選擇Protel 2004 軟件作為電子線路CAD 課程的教學(xué)軟件。如何在有限的時(shí)間內(nèi)使學(xué)生更好的掌握該軟件，并能為將來(lái)的就業(yè)奠定基礎(chǔ)，是教育工作者應(yīng)該不斷研究的課題。

1 引入典型電路項(xiàng)目作為學(xué)習(xí)情境

傳統(tǒng)的電子線路CAD 課程教學(xué)重點(diǎn)在于傳授教材上的理論知識(shí)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證理論知識(shí)，這種章節(jié)式的教學(xué)進(jìn)程雖然系統(tǒng)性很強(qiáng)，但學(xué)生很難從整體上把握PCB 板圖的設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)規(guī)范。

本課程在建設(shè)過(guò)程中通過(guò)企業(yè)調(diào)研、專家論證，確定了幾個(gè)既來(lái)源于工作崗位又高于工作崗位的學(xué)習(xí)情境，具體的課程教學(xué)設(shè)計(jì)是以項(xiàng)目為導(dǎo)向、能力為核心，構(gòu)建新的實(shí)踐化課程內(nèi)容體系，確保教學(xué)內(nèi)容的合理性、實(shí)用性和先進(jìn)性以及符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。以典型項(xiàng)目分解為若干個(gè)任務(wù)，并將任務(wù)分解得到相應(yīng)的知識(shí)模塊，以各個(gè)任務(wù)構(gòu)建知識(shí)，前后連貫，層層遞進(jìn)。

從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律入手，確定了由淺入深的幾個(gè)典型項(xiàng)目，并兼顧學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，選取了學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的電路板或電子實(shí)訓(xùn)時(shí)的小制作，包括搶答器電路板、穩(wěn)壓電源、PWM 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路、FM 收音機(jī)和簡(jiǎn)易秒表。

這些任務(wù)既涵蓋了電子線路CAD 的所有知識(shí)模塊，又包括了在相關(guān)崗位中應(yīng)該具備的實(shí)踐能力，通過(guò)這些任務(wù)的訓(xùn)練，學(xué)生既能學(xué)到系統(tǒng)的理論知識(shí)，又能充分理解并運(yùn)用知識(shí)，增強(qiáng)動(dòng)手實(shí)踐能力。其中，搶答器電路板電路簡(jiǎn)單，作為軟件的入門，學(xué)習(xí)軟件的設(shè)計(jì)流程，包括原理圖的繪制以及PCB 板制作的流程，穩(wěn)壓電源和PWM 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路進(jìn)行原理圖和單面PCB 板的繪制，F(xiàn)M 收音機(jī)和簡(jiǎn)易秒表進(jìn)行原理圖和雙面PCB 板的繪制。

2 教學(xué)的實(shí)施

課程實(shí)施的過(guò)程中將以往以傳授知識(shí)為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問(wèn)題、完成任務(wù)為主的互動(dòng)式教學(xué)模式，主要采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。Protel 2004課程在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)任務(wù)的提出、分析、實(shí)現(xiàn)與評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)的習(xí)慣，以達(dá)到增強(qiáng)學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性、提高教學(xué)效果的目的。在某一個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)之前，首先對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分析，使學(xué)生理解該項(xiàng)目的電路原理，并且明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)過(guò)程。

每一個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)都按照Protel 2004 主要制圖流程來(lái)進(jìn)行，如圖1所示，主要包括電路原理圖的設(shè)計(jì)和印制電路板的設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。電路原理圖的設(shè)計(jì)主要是用Protel 2004繪制一張正確、精美的電路原理圖。包括以下幾個(gè)部分：①裝入元件庫(kù)，放置元件；② 元件參數(shù)修改；③元件布局；④繪制原理圖；⑤電氣規(guī)則檢查；⑥生成網(wǎng)絡(luò)表。如果遇到系統(tǒng)元件庫(kù)中查找不到的元件，在放置元件之前還要進(jìn)行元件的制作。印制電路板的設(shè)計(jì)主要是在原理圖和網(wǎng)絡(luò)表完成基礎(chǔ)之上進(jìn)行的，包括：①規(guī)劃電路板；② 設(shè)置參數(shù)；③裝入網(wǎng)絡(luò)表及元件封裝；④制作元器件的封裝；⑤布置元件；⑥自動(dòng)布線與手工調(diào)整。

由于學(xué)習(xí)項(xiàng)目的選取是由元器件由少到多，電路圖結(jié)構(gòu)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，所以學(xué)生學(xué)習(xí)也是由淺入深，逐層深入的。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中既能學(xué)習(xí)到具體詳細(xì)的知識(shí)點(diǎn)，也使學(xué)生頭腦中一直有宏觀的制作流程的概念，時(shí)刻了解自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程及目標(biāo)。培養(yǎng)愛(ài)崗敬業(yè)、具有高度的責(zé)任心、團(tuán)結(jié)合作的職業(yè)操守；培養(yǎng)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、工作程序與規(guī)范以及學(xué)習(xí)新知識(shí)新技能、勇于開(kāi)拓和創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度。

課余時(shí)間開(kāi)放實(shí)訓(xùn)室，允許學(xué)生提前完成項(xiàng)目?jī)?nèi)容。鼓勵(lì)學(xué)生積極、主動(dòng)參與實(shí)踐教學(xué)，由授課教師認(rèn)定同意后，學(xué)生可利用課余時(shí)間完成后續(xù)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容或擴(kuò)展實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，要以學(xué)生為主體，由實(shí)訓(xùn)教師進(jìn)行適當(dāng)指導(dǎo)，學(xué)生可自行查找學(xué)習(xí)項(xiàng)目，也可以選用實(shí)訓(xùn)室提供的學(xué)習(xí)項(xiàng)目：多級(jí)放大電路原理圖設(shè)計(jì)、溫度顯示及控制電路原理圖設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床電氣控制電路原理圖設(shè)計(jì)、多級(jí)放大電路單面板設(shè)計(jì)等。教師可根據(jù)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)必備的知識(shí)點(diǎn)、基本技能進(jìn)行講解和指導(dǎo)。

3 采用多種考核方式

本課程采取過(guò)程性考核 +綜合性考核，注重過(guò)程考核的考核方式。過(guò)程性考核是以各個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目的完成情況為依據(jù)，注重基本知識(shí)、基本技能掌握情況的考核及綜合應(yīng)用能力的考核，每個(gè)項(xiàng)目占總成績(jī)的15%，五個(gè)項(xiàng)目共占75%。督促學(xué)生認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目。綜合性考核是期末對(duì)課程知識(shí)與學(xué)生應(yīng)用能力的綜合測(cè)試，給學(xué)生布置一個(gè)新的項(xiàng)目，使學(xué)生完成電路原理圖的繪制與編輯以及印制電路板的制作，學(xué)生獨(dú)立完成項(xiàng)目的制圖流程，占總成績(jī)的25%。

4 結(jié)束語(yǔ)

電子線路CAD 課程的教學(xué)采用了以學(xué)生為主、教師為輔、由簡(jiǎn)入深、理論聯(lián)系實(shí)際的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，同過(guò)去的以知識(shí)結(jié)構(gòu)為主的純教學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式相比，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力以及自主學(xué)習(xí)的能力。培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、工作程序與規(guī)范的能力。

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