《PCB設(shè)計與制作》課程教學(xué)創(chuàng)新模式研究

蔣雪琴

摘 要：《PCB設(shè)計與制作》是高職高專院校電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，學(xué)習(xí)這門課程首先要讓學(xué)生了解基礎(chǔ)印制電路板的基礎(chǔ)理論知識；其次要掌握CAD軟件的安裝、繪圖等操作方法；最后依賴學(xué)院PCB實訓(xùn)室學(xué)習(xí)PCB的制作方法。教師應(yīng)該做到以下幾點：提高課程的授課效果；設(shè)計有導(dǎo)向性的課程內(nèi)容；將實際工作和學(xué)習(xí)結(jié)合起來。該文改變了傳統(tǒng)模式的軟件學(xué)習(xí)，依托于項目的教學(xué)設(shè)計，每個項目有側(cè)重某個知識點的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。該文對《PCB設(shè)計與制作》課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程實施、對學(xué)生考核這3個階段的研究。

關(guān)鍵詞：PCB設(shè)計與制作 創(chuàng)新 教學(xué)過程 項目

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）03（b）-0099-02

《PCB設(shè)計與制作》是高職高專院校電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)課程，開設(shè)這門課程的目的是讓同學(xué)們了解印制電路板基本知識，能夠運(yùn)用Altium Designer14熟練的繪制原理圖；繪制圖形庫元件，制作封裝；掌握元件布局所遵循的原則；能按規(guī)則設(shè)計PCB圖；掌握單面PCB的設(shè)計方法、單面混裝PCB的設(shè)計方法；熟悉雙面PCB設(shè)計方法及規(guī)則設(shè)置方法。學(xué)會設(shè)計層次電路圖；能根據(jù)客戶需求設(shè)計出合適的電路板。在熟練應(yīng)用基本技能的同時，能夠設(shè)計電子類的產(chǎn)品，并進(jìn)一步擴(kuò)展到一般性的電子類產(chǎn)品的設(shè)計、制作，可以為企業(yè)服務(wù)，并且可為創(chuàng)業(yè)提供一定的知識保障。

1 課程內(nèi)容設(shè)計

由于這門課程實操性比較強(qiáng)，因此安排在機(jī)房上課，采用理論和實驗相結(jié)合的方式。以一個實際的項目為主導(dǎo)，對課程內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計。課程設(shè)計必須具備一定的導(dǎo)向性，針對各個不同專業(yè)進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)不同專業(yè)選擇不同的設(shè)計項目，這樣的話針對性更強(qiáng)一些。這門課程原則性開設(shè)5個項目，項目開設(shè)難易程度遵從先易后難的原則。將理論知識融匯到實際操作中去，這樣更能深刻地理解理論知識，有利于實踐操作的順利進(jìn)行，讓同學(xué)們能夠真正的做到學(xué)做合一，既培養(yǎng)了高職學(xué)生的實際動手能力，也培養(yǎng)了理論理解能力。設(shè)計各個項目需要細(xì)化分解，將項目變?yōu)槎鄠€具體的工作任務(wù)的組合，以工作任務(wù)為主線，相關(guān)知識點為輔佐，以 “在做中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中做，學(xué)習(xí)和做合二為一”教學(xué)方法，在學(xué)生完成多個PCB圖設(shè)計后，選擇其中一個或兩個PCB圖進(jìn)行制作。

以應(yīng)用電子專業(yè)的《PCB設(shè)計與制作》課程教學(xué)設(shè)計為例。首先選擇5個基本電路，模擬電子電路和數(shù)字電子電路為主。首先第一個項目可以選擇簡單電路，用快速的方法設(shè)計PCB。第一個項目可以讓學(xué)生初步對設(shè)計步驟有一個大致的理解，掌握繪制簡單電路原理圖，制作PCB。第二個項目，可以有目的地設(shè)計一個單面混裝PCB圖，并生成制造文件，該項目主要是對PCB設(shè)計步驟的回顧，引入新知識點，混裝元件和插裝元件，單面PCB的布線層規(guī)則設(shè)計以及制造文件的生成方法，并引入PCB制作實訓(xùn)內(nèi)容，將PCB圖加工制作成能實現(xiàn)功能的電路板。第三個項目雙面PCB的設(shè)計，這個項目可以加深前面兩個項目知識點內(nèi)容，并可以引入元器件的繪制和封裝的制作，引入雙面PCB的制作方法。第四個項目可以設(shè)計異形雙面PCB，鞏固前三個項目所學(xué)知識點，新知識為不為矩形的PCB圖設(shè)計，加工制作雙面板，并實現(xiàn)其電路功能。第五個項目設(shè)計層次電路圖，掌握層次電路原理圖的設(shè)計方法。通過這5個項目，由淺入深，讓學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握到設(shè)計PCB的技巧及流程，以及制作PCB的整個過程。

2 教學(xué)過程設(shè)計

以“學(xué)生為主，教師為輔”的方式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，一人一機(jī)，同學(xué)之間可以互相幫助。針對高職高專人才的培養(yǎng)具有專業(yè)性、技術(shù)性和基層性的特點，要有針對性地教學(xué)?！禤CB設(shè)計與制作》課程的知識和能力目標(biāo)是要學(xué)生熟悉PCB設(shè)計的一般流程；PCB的設(shè)計規(guī)則；PCB制作的工藝流程；按客戶需求設(shè)計。對學(xué)生綜合素質(zhì)能培養(yǎng)、溝通和團(tuán)結(jié)協(xié)調(diào)能力培養(yǎng)、語言表達(dá)能力培養(yǎng)。為此可將教學(xué)過程設(shè)計為以下3個階段。

2.1 學(xué)習(xí)PCB的設(shè)計與制作

教師布置項目，學(xué)生分解任務(wù)，學(xué)生查找每一項任務(wù)所需要的知識點，需要完成什么電路的設(shè)計。對于不了解的部分提出，教師進(jìn)行詳細(xì)解答，同時在課程過程中進(jìn)行實際的操作實驗，自制電路板。包括制作元器件符號，繪制電路原理圖，打印輸出原理圖，生成PCB，為PCB添加設(shè)計的規(guī)則，PCB規(guī)則檢查，生成Gerber和鉆孔文件，打印圖紙，掌握熱轉(zhuǎn)印流程，掌握手工蝕刻方法，對電路板進(jìn)行質(zhì)量檢測，焊接調(diào)試。

2.2 提出PCB設(shè)計與制作新觀點

在學(xué)習(xí)過程中，由于同學(xué)們的理解力和領(lǐng)悟力有差別，同學(xué)們可以進(jìn)行小組討論，各自發(fā)揮自己的觀點，對于有異議的地方可以動手實操得出正確結(jié)論，提出獨(dú)創(chuàng)性的觀點。同學(xué)們在自我學(xué)習(xí)，獨(dú)立操作過程中，如果有問題，可以翻閱課本，網(wǎng)上查閱資料，通過這些過程，形成自己的設(shè)計思路。在教師的幫助下，同學(xué)們可以自己形成獨(dú)有的繪圖習(xí)慣，從而設(shè)計出完美的PCB圖。

2.3 教學(xué)過程評價

在教學(xué)中，去發(fā)揮同學(xué)們的最大潛能，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生有一種主動學(xué)習(xí)的欲望。提供良好的教學(xué)環(huán)境，討論氛圍，鼓勵同學(xué)大膽的提出自己的想法，在培養(yǎng)學(xué)生動手能力的同時，不能忽略語言表達(dá)能力，同時采取多樣式的評價方式，自評、互評、教師評論。最終得到客觀、公平、公正的評價。

3 學(xué)生考核方式

改變傳統(tǒng)理論考試加上機(jī)考試。改革后采用項目形成性考核+實訓(xùn)技能考核+軟件操作考核方式。項目形成性考核：由5個項目的PCB設(shè)計成績、項目測試成績、課堂考勤等構(gòu)成；制板操作技能考核：由2個包含制板的實訓(xùn)項目成績構(gòu)成，涉及安全文明操作、制板工藝規(guī)范、制板質(zhì)量、電路焊接裝配、檢測調(diào)試等模塊構(gòu)成；軟件操作考核：采用上機(jī)考試方式。

4 結(jié)語

通過項目化教學(xué)的設(shè)計，學(xué)生變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主人，教師起指導(dǎo)作用，這樣更有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使得知識點的學(xué)習(xí)更加有趣，不再枯燥乏味，同時教師們的知識能夠適宜地傳授給同學(xué)，真正地做到在學(xué)習(xí)中提升學(xué)生的動手能力， 并且完美地發(fā)揮學(xué)生的主體地位，真正地為學(xué)生們提供自由的發(fā)揮空間，完美地展現(xiàn)出高等職業(yè)院校以培養(yǎng)高等技術(shù)人才為中心理念，為整個社會提供技術(shù)的支持。當(dāng)然在此過程中，也存在一些課堂管理問題，也有學(xué)生偷懶，這需要教師繼續(xù)地探索教學(xué)模式。

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