基于LED骰子電路的設(shè)計與制作的幾點思考

文/劉桂鳳

摘　要：電子CAD課程設(shè)計作為電子CAD課程的實訓(xùn)課程，是電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)高級工與預(yù)備技師專業(yè)的主要實踐課程之一，也是一門旨在深刻學(xué)生理論學(xué)習(xí)、提升學(xué)生實操能力的綜合性課程?；诖耍笇?dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的電子CAD課程設(shè)計便也成了老師們著力實現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)。本文里，筆者以指導(dǎo)學(xué)生電子CAD課程設(shè)計的心得為依據(jù)，從選題、教學(xué)和評價三方面進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：電子CAD；課程設(shè)計；合理選題；有效教學(xué)；綜合評價

基于LED骰子電路的設(shè)計與制作的幾點思考

文/劉桂鳳

摘要：電子CAD課程設(shè)計作為電子CAD課程的實訓(xùn)課程，是電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)高級工與預(yù)備技師專業(yè)的主要實踐課程之一，也是一門旨在深刻學(xué)生理論學(xué)習(xí)、提升學(xué)生實操能力的綜合性課程。基于此，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的電子CAD課程設(shè)計便也成了老師們著力實現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)。本文里，筆者以指導(dǎo)學(xué)生電子CAD課程設(shè)計的心得為依據(jù)，從選題、教學(xué)和評價三方面進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：電子CAD；課程設(shè)計；合理選題；有效教學(xué)；綜合評價

作者簡介：劉桂鳳(1977.09-)，女，江蘇靖江，本科，廈門技師學(xué)院，助講。

中圖分類號：TP2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：碼：A

文章編號：號：2095-9214(2015)11-0101-01

電子CAD課程設(shè)計作為電子CAD課程的實訓(xùn)課程，是電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)高級工與預(yù)備技師專業(yè)的主要實踐課程之一，也是一門旨在深刻學(xué)生理論學(xué)習(xí)、提升學(xué)生實操能力的綜合性課程。筆者以為，在學(xué)完P(guān)ROTEL 99SE軟件后應(yīng)該增加課程設(shè)計課程。這樣，學(xué)生通過電子CAD課程設(shè)計，可以進(jìn)一步全面地掌握電子線路CAD原理圖的設(shè)計步驟及繪制、元件電氣圖形符號的繪制、PCB圖的設(shè)計步驟和設(shè)計、PCB元件封裝的繪制等知識。于學(xué)生而言，既激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，提高和鞏固了他們的實操技能，也擴(kuò)展了他們的就業(yè)領(lǐng)域。于老師而言，在充實創(chuàng)新了“理實一體化”教學(xué)模式的內(nèi)容的同時也積累一些課程設(shè)計與開發(fā)的實踐經(jīng)驗和研究成果。那么，如何有效進(jìn)行電子CAD的課程設(shè)計教學(xué)呢？筆者以為可以從以下方面進(jìn)行：

一、選擇合適的課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)趣，調(diào)動學(xué)生的積極性

合適的課題是進(jìn)行有效課程設(shè)計的前提，因此，選擇既能激發(fā)學(xué)生學(xué)趣，又能確實提高學(xué)生設(shè)計與實操能力的課題，在課程設(shè)計過程中尤為重要?；诖?，筆者在課程設(shè)計時選用了由555定時器構(gòu)成多諧振蕩器和CD4017計數(shù)器驅(qū)動LED燈的“LED骰子電路”。并且在設(shè)計指導(dǎo)時將選擇的理由告知學(xué)生：骰子是閩南博餅活動的重要工具。當(dāng)年，鄭成功為了鼓舞思鄉(xiāng)將士們，命令其下屬發(fā)明此游戲。經(jīng)過幾百年的變遷，閩南地區(qū)成為一種獨特的中秋文化。博餅都會用到骰子，當(dāng)學(xué)生知道了他們設(shè)計的任務(wù)源于這民間中秋有一活動——博餅時，便體現(xiàn)出了極大的興趣，對于將傳統(tǒng)博餅文化轉(zhuǎn)化為智能娛樂的“LED骰子電路”的設(shè)計與制作積極性也空前高漲，設(shè)計時，學(xué)生的主觀能動性充分展現(xiàn)，因而，課程設(shè)計的成效極為顯著。

二、采用“教學(xué)做一體化”模式，提升課程設(shè)計質(zhì)量

(一)邊教邊做的課堂教學(xué)模式。

電子CAD課程設(shè)計教學(xué)中如果還是采用傳統(tǒng)的老師講學(xué)生聽的教學(xué)方式則難以取得很好的教學(xué)效果，需要采取講授和實操結(jié)合的教學(xué)方式。我歸納為“三講”，一講基本目標(biāo)和步驟；二講重點及注意事項；三講疑難點。

LED骰子電路設(shè)計的目標(biāo)是做出真實電路?；静襟E包括PROTEL 99SE軟件設(shè)計電路(原理圖和PCB圖)、制作電路板、裝配調(diào)試。

PROTEL 99SE軟件設(shè)計電路環(huán)節(jié)目的在于設(shè)計出LED骰子電路的PCB圖。PCB圖設(shè)計一般步驟包括建PCB文件→邊框規(guī)劃→加載網(wǎng)絡(luò)表→布局走線→調(diào)整定稿，在設(shè)計過程中注意物理邊框要精確，加載元件封裝要細(xì)心檢查，以防丟網(wǎng)絡(luò)丟元件封裝；元件布局時考慮放置順序以及散熱等問題；尤其走線技巧，最后再次細(xì)致核查網(wǎng)絡(luò)。難點在于走線及三極管使用時的引腳順序的對應(yīng)，在PROTEL 99SE系統(tǒng)中三極管封裝以123的順序選擇連接引腳但不一定跟實際相符,得根據(jù)實際使用的三極管的引腳對應(yīng)順序去調(diào)整。

制作電路板環(huán)節(jié)的目的在于把軟件設(shè)計的圖真正地印到覆銅板上然后腐蝕或雕刻出實際電路的PCB板。制作電路板一般步驟有：清潔覆銅板→熱轉(zhuǎn)印→腐蝕→清洗→鉆孔(如果需要)→清理。在這過程中該注意1清潔覆銅板一定要清潔到位否則腐蝕會出短線或腐蝕不徹底，2熱轉(zhuǎn)印時注意溫度和時間要適中，太熱或時間太長板子有可能會起泡，溫度低或時間短不能完整熱轉(zhuǎn)印，一般使用熨斗1-2分鐘，熱轉(zhuǎn)印機(jī)2-3分鐘；3腐蝕過程注意時間不能過長否則或過腐蝕即走線會被蝕化；4鉆孔力度適中，并要對準(zhǔn)焊盤孔中心。裝配調(diào)試目的在于檢驗設(shè)計效果，把設(shè)計電路中的所需元件按設(shè)計位置裝配，并調(diào)試實現(xiàn)功能驗證設(shè)計效果。裝配步驟遵循一般工藝裝配要求，元件從小到大，從輕到重，從低到高，從內(nèi)到外。

通過這些具體問題的討論解決，學(xué)生增強(qiáng)了操作技能；教師在教學(xué)的過程中既顧全了整體又能顧及到個體的具體問題，同時也增進(jìn)了老師和學(xué)生之間的互動交流，有利于在教學(xué)過程中形成良好的關(guān)系和氛圍，進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

(二)邊學(xué)邊做、互助合作的學(xué)習(xí)模式

在課堂教學(xué)活動中，將學(xué)生分成任務(wù)小組，小組成員共同完成工作任務(wù)，學(xué)生先跟著教師的講進(jìn)行實操，完成教師預(yù)先布置學(xué)習(xí)任務(wù)。在設(shè)計過程中，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)自己設(shè)計中存在的問題，這時小組內(nèi)成員互相討論互相幫助，共同解決問題，這種邊學(xué)邊做、互助合作的方式。使學(xué)生既掌握了專業(yè)知識與技能，鍛煉了學(xué)生解決實際問題的能力，同時培養(yǎng)了學(xué)生的集體榮譽(yù)感和互助合作精神。

三、確立綜合評價體系，客觀學(xué)生課程設(shè)計成果

傳統(tǒng)的評價模式由任課教師獨立完成，根據(jù)作品完成情況給出分?jǐn)?shù)，受教師主觀影響較大。為了更客觀更真實地評價效果，更多地激勵學(xué)生參與到設(shè)計活動中，筆者將評價系統(tǒng)做了改變，評價內(nèi)容不僅包括設(shè)計和制作結(jié)果，而且包括過程評價，同時，評價人不僅僅局限于教師一人，增加自評和互評環(huán)節(jié)。

軟件設(shè)計電路環(huán)節(jié)評價規(guī)則參照計算機(jī)輔助設(shè)計中級等級考證要求，電路板制作與調(diào)試環(huán)節(jié)評價參照電子設(shè)備裝接工高級工等級要求，每一環(huán)節(jié)均由自己、小組成員及教師評價，最后按比例合成最終成績，這樣較為公正客觀地評價整個設(shè)計活動過程。

筆者認(rèn)為，要使學(xué)生順利完成電子CAD課程設(shè)計，合適的設(shè)計課題、有效的教學(xué)模式和客觀的綜合評價三者缺一不可。只有三者合理、有效和客觀，課程設(shè)計才有可能保質(zhì)甚至超量完成。

(作者單位：廈門技師學(xué)院)

參考文獻(xiàn)：

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