林明玉 王曉靜
摘要:針對面向PCB設(shè)計人才培養(yǎng)的電子線路CAD課程中存在的問題,文章從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容進行分析,引入了項目式教學(xué)方法,提出了教學(xué)內(nèi)容中理論教學(xué)與實踐教學(xué)權(quán)重的改進,取得了比較滿意的教學(xué)效果,激發(fā)了學(xué)生自我學(xué)習(xí)的主觀能動性,提高了學(xué)生實踐能力和職業(yè)技能,增加了就業(yè)競爭力。
關(guān)鍵詞:PCB;PADS;電子線路CAD;項目式教學(xué)
隨著電子技術(shù)和電子產(chǎn)品井噴式的快速發(fā)展,印刷電路板設(shè)計與制造的需求量也急劇增加。在這種背景下,PCB設(shè)計與制造形成了新的具有巨大潛力的產(chǎn)業(yè)。為此,電子類專業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)也應(yīng)該緊跟時代的潮流,將PCB設(shè)計與制造的人才培養(yǎng)作為該課程的教學(xué)目標,故對電子線路CAD課程的教學(xué)改革也勢在必行。
1 教學(xué)背景
電子線路CAD課程作為本校電子信息工程、通信工程、電氣及其自動化等專業(yè)的專業(yè)課程,其教學(xué)的主要目的是讓學(xué)生可借助計算機輔助設(shè)計軟件(Altium Designer或Protel99SE),進行印刷電路板的原理圖繪制和PCB設(shè)計,培養(yǎng)學(xué)生的獨立動手能力和創(chuàng)新能力,為以后就業(yè)提供必要的專業(yè)職業(yè)技能。本院開設(shè)此課程已有多年,并配套有相應(yīng)的電子技術(shù)基礎(chǔ)、電子工藝等實習(xí)實訓(xùn)環(huán)節(jié)和上機實驗的實驗室,達到了電子線路CAD課程的教學(xué)條件。
電子線路CAD課程的主要內(nèi)容為:(1)原理圖繪制。包括原理圖設(shè)計、原理圖元件設(shè)計等。(2)PCB設(shè)計。包括PCB元件庫封裝文件、元件封裝設(shè)計、PCB設(shè)計基礎(chǔ)和PCB自動設(shè)計與手動設(shè)計等。
2 存在的問題
電子線路CAD課程的教學(xué)方式通常是以教師講授為主,教師通過系統(tǒng)細致的理論知識講解,讓學(xué)生對此課程在知識結(jié)構(gòu)上有了一定程度的了解,再以實驗結(jié)果是否為實驗要求為準,以此檢查學(xué)生對此課程的掌握程度。在此模式下,學(xué)生對PCB設(shè)計的整個系統(tǒng)流程沒有直觀理解。如果讓學(xué)生單獨設(shè)計印刷電路板,即使所涉及的元器件不是很多,大部分學(xué)生依舊有種無從下手的茫然。正是這種茫然,直接導(dǎo)致學(xué)生對PCB設(shè)計的興趣缺失,無法激發(fā)其對電子線路CAD課程學(xué)習(xí)的熱情和自我學(xué)習(xí)的主觀能動性。
隨著PCB技術(shù)的不斷發(fā)展,目前世界上許多大型PCB設(shè)計與制造企業(yè)用諸如Pads,Cadence等計算機輔助PCB設(shè)計軟件,可以設(shè)計多層、高速PCB電路板,滿足現(xiàn)今中高端印刷電路板設(shè)計的需求,從而實現(xiàn)了印刷電路板設(shè)計與制造的軟件升級。而目前,電子線路CAD課程在教學(xué)上主要講授Protel99SE,Altium Designer等計算機輔助PCB設(shè)計軟件,進行單面板或雙面低速PCB設(shè)計,這些教學(xué)內(nèi)容不足以讓學(xué)生在進入相關(guān)企業(yè)后直接進入到PCB設(shè)計與制造的第一線。學(xué)生在進入PCB設(shè)計與制造第一線前,要重新培訓(xùn)和學(xué)習(xí)相應(yīng)的計算機輔助PCB設(shè)計軟件,如Pads,Cadence等,無疑增加了學(xué)生的就業(yè)成本。
為此,需要對電子線路CAD課程的教學(xué)內(nèi)容進行調(diào)整和改革,提高電子類專業(yè)學(xué)生的職業(yè)技能,提升其就業(yè)競爭力。
3 采取的措施
針對電子線路CAD課程教學(xué)問題,筆者在課程教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容上進行了改進,具體如下。
3.1 教學(xué)方法的改進
電子線路CAD課程原本是以教師為中心、以講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)方法,現(xiàn)調(diào)整為以學(xué)生為中心的項目式教學(xué)方法。項目式教學(xué)法是在教師的指導(dǎo)下,將一個相對獨立的項目交由學(xué)生自己處理,信息的收集、方案的設(shè)計、項目實施及最終評價都由學(xué)生自己負責,學(xué)生通過該項目的進行,了解并把握整個過程及每一個環(huán)節(jié)中的基本要求。這種以學(xué)生為主體、教師為引導(dǎo)、注重理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方法,讓師生共同完成項目,共同進步,讓學(xué)生對電子線路CAD課程要求掌握的知識點有了深刻的理解,極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)PCB設(shè)計的興趣,加強學(xué)生自我提高職業(yè)技能的意識,豐富了學(xué)生的就業(yè)準備。
3.2 教學(xué)內(nèi)容的改進
對于電子線路CAD課程而言,理論是基礎(chǔ),實踐才是根本。為此,改進課程的教學(xué)內(nèi)容也是大勢所趨。在此,筆者將該課程教學(xué)內(nèi)容的理論教學(xué)和實踐教學(xué)的權(quán)重進行調(diào)整,同時改進實踐教學(xué),由原本的驗證性實踐改為驗證性實踐和綜合性實踐,加強學(xué)生實踐環(huán)節(jié)。在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)里,驗證性實驗主要加強學(xué)生對本課程基本知識的掌握,綜合性實驗則提高知識綜合處理能力和開發(fā)學(xué)生發(fā)散思維。其課程教學(xué)內(nèi)容改革具體權(quán)重分配變化如圖1所示。
PADS軟件是Mentor Graphics公司的電路原理圖和PCB設(shè)計工具軟件,作為業(yè)界主流的PCB設(shè)計平臺,以其強大的交互式布局布線功能和易學(xué)易用等特點,在消費電子、半導(dǎo)體、通信、醫(yī)療電子等當前最活躍的工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。為此,為迎合PCB設(shè)計與制造的發(fā)展趨勢,筆者將PADS9.5引入到電子線路CAD中,取代以前的AltiumDesigner軟件。
4 教學(xué)成果
通過對電子線路CAD課程教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容的改進,開展以學(xué)生為中心的項目式教學(xué),大部分學(xué)生基本掌握了用PADS軟件來繪制原理圖和PCB設(shè)計,并能簡單設(shè)計印刷電路板,熟悉了印刷電路板的整個工藝流程。在此學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生動手能力有了明顯的增強,自我學(xué)習(xí)的主觀能動性得到激發(fā),學(xué)習(xí)興趣大幅度提高,甚至有部分學(xué)生在畢業(yè)前就選擇PCB設(shè)計作為將來從事的行業(yè),更有甚者,為進一步加強自己的PCB設(shè)計的職業(yè)技能,專門去參加校外硬件工程師的培訓(xùn)。
總之,通過電子線路CAD課程教學(xué)的改進,學(xué)生在該課程學(xué)習(xí)結(jié)束后,基本能夠直接進入PCB設(shè)計與制造的第一線,將學(xué)校所學(xué)知識直接與企業(yè)需求掛鉤,在如今的就業(yè)大潮中具有就業(yè)競爭力,達到了PCB人才培養(yǎng)的目標,這也是目前學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才值得借鑒的方向。
5 結(jié)語
本文通過對面向PCB設(shè)計人才培養(yǎng)的電子線路CAD課程中存在的問題進行分析,從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容上進行改進,激發(fā)了學(xué)生自我學(xué)習(xí)的主觀能動性,提高了學(xué)生的實踐能力和職業(yè)技能,增加了就業(yè)競爭力。