基于教學(xué)產(chǎn)品的電子CAD課程的項目的選取

本溪市機電工程學(xué)校 熊 輝

我校的《電子CAD》課程是設(shè)立在《電子技術(shù)基礎(chǔ)技能》和《電子產(chǎn)品組裝與調(diào)試》之后，主要是教授Protel DXP軟件的使用方法，使學(xué)生對于電子產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)有一定的了解，并為后續(xù)的《SMT技術(shù)》，《單片機技術(shù)》等課程的學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。由于《電子CAD》課程內(nèi)容的特殊性，傳統(tǒng)的以教師為中心，通過教師的講授、板書以及教學(xué)媒體的輔助， 使學(xué)生被動的接受教材內(nèi)容的教學(xué)方式已經(jīng)不太適合，而且使用的《電子CAD》教材多數(shù)是只講解軟件的使用方法，沒用太多的實用性并且與實際聯(lián)系不大?；谝陨显蛭倚Ｕ归_了《電子CAD》的教材與教法的改革與創(chuàng)新，采用了基于教學(xué)產(chǎn)品的項目式教學(xué)，使學(xué)生不僅能熟練掌握Protel DXP軟件的使用，還能親身體驗電子產(chǎn)品的設(shè)計與生產(chǎn)過程，極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也讓學(xué)生對于將來的職業(yè)崗位有了一定的了解。下面就對項目的選取進行介紹：

一、項目內(nèi)容的選取與定位

基于職業(yè)教育是培養(yǎng)社會、企業(yè)生產(chǎn)一線的技能型、應(yīng)用型人才，學(xué)生在校期間就應(yīng)該多參加與企業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的課程的學(xué)習(xí)，最大限度的實現(xiàn)產(chǎn)教融合，我們以實際教學(xué)產(chǎn)品為載體，確定了本課程的教學(xué)內(nèi)容，分為兩大模塊：原理圖（SCH）設(shè)計模塊和印制板（PCB）設(shè)計模塊。通過之前的《電子技術(shù)基礎(chǔ)技能》和《電子產(chǎn)品組裝與調(diào)試》的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對相關(guān)的教學(xué)產(chǎn)品的工作原理有了一定的了解，因此，本課程的重點在于讓學(xué)生了解電子產(chǎn)品的設(shè)計以及生產(chǎn)的流程，并從中體會自己動手制作的樂趣。

在每個教學(xué)產(chǎn)品的PCB設(shè)計過程中，著重培養(yǎng)學(xué)生的讀圖、識圖能力，要求學(xué)生準確無誤繪制原理圖，結(jié)合電子行業(yè)的相關(guān)規(guī)范和要求，合理設(shè)定PCB的設(shè)計規(guī)則，進行PCB的布局與布線。要求學(xué)生設(shè)計出的PCB經(jīng)過安裝、調(diào)試，真正能夠投入使用。

二、工作任務(wù)和學(xué)習(xí)項目設(shè)計

工作任務(wù)和學(xué)習(xí)項目的設(shè)計是項目課程的重點和難點。工作任務(wù)與學(xué)習(xí)項目的設(shè)立，既要反映企業(yè)的生產(chǎn)流程，又要與本校的教學(xué)資源相匹配。項目和工作任務(wù)設(shè)立的順序要符合認知規(guī)律，即由簡單到復(fù)雜，先入門后逐步深化。每個項目都包括使用ProtelDXP軟件制作PCB板的完整工作過程，從原理圖的繪制到PCB電路板的規(guī)劃以及PCB板圖設(shè)計完成后的進一步檢查，包括元器件的封裝、電氣連接檢查、元器件安裝位置、定位尺寸檢查、安裝空間檢查，完全按照PCB制板人員的要求來進行。而且每個項目都會重復(fù)這個工作流程，但盡管流程是重復(fù)的，每個項目中的側(cè)重點卻各有不同，因此隨著項目的推進，學(xué)生逐步掌握并熟悉PCB設(shè)計的整個工作流程。

三、具體項目的教學(xué)實施過程

現(xiàn)以項目“功率放大器電路單面板的設(shè)計”為例進行介紹。

首先說明功率放大器的作用，接著展示實際的教學(xué)產(chǎn)品的單面板、電路圖和PCB相關(guān)設(shè)計圖（供學(xué)生設(shè)計PCB時參考），然后說明完成本項目需要的能力目標：（1）能對小型電路進行繪制。（2）能初步設(shè)計PCB單面板。

為了便于后續(xù)的電路的PCB板的設(shè)計，首先與學(xué)生一起來簡單分析電路功能，同時也進行了相關(guān)電路基礎(chǔ)知識的復(fù)習(xí)鞏固。然后提出具體的任務(wù)，使用PROTEL DXP2004軟件來完成以下任務(wù)：（1）設(shè)計繪制電路原理圖；（2）設(shè)計實際可用的PCB單面板，并能完成實際教學(xué)產(chǎn)品提供的參考效果。

在目標導(dǎo)向任務(wù)驅(qū)動下，由學(xué)生完成以下任務(wù)。

（一）要學(xué)生不斷熟悉電路原理圖的繪制過程，完成知識點的內(nèi)化

學(xué)生在繪制原理圖時，最常見的問題就是找不到元器件，如電路圖中保險絲、三端集成穩(wěn)壓器只提供了庫元件名Fuse、7805，但未說明其位于哪個元件庫中。先由學(xué)生自行進行元器件的查找實踐后，再由教師示范如何查找元件，如庫元件工作窗口面板中“search”按鈕的使用，最后學(xué)生加以練習(xí)，知識就內(nèi)化為學(xué)生自身的了。元件放置完成后，開始連線，但總有個別的學(xué)生連線不規(guī)范，常出現(xiàn)多余的節(jié)點，此時需要進行單獨輔導(dǎo)，可建議學(xué)生不用鼠標改用鍵盤進行布線。電路圖繪制完成后，教師再針對原理圖繪制進行點評，特別是在學(xué)生易錯點及新的知識點處一定要著重強調(diào)。

（二）設(shè)計PCB單面板

學(xué)生從PCB板的規(guī)劃到元器件的布局與布線，教師可在旁邊提示，直到布線完成。然后教師結(jié)合實際的PCB板進行說明：怎樣布局與布線合理，如何修改較好；學(xué)生再對自己的設(shè)計進行修改。同時要求學(xué)生作進一步檢查元件封裝，特別檢查三極管原理圖元件引腳編號、封裝管腳編號是否與實際元件管腳排列順序一致；檢查電氣連接，以實際電路原理為依據(jù)；檢查元器件安裝位置、安裝空間。一定要強調(diào)：我們是在設(shè)計一塊用來實際制作的PCB板。

（三）進行項目考核與評價

項目的考核與評價采用的是先進行學(xué)生間的互評，然后教師在進行點評。最后大家一起對存在的問題進行糾正，總結(jié)相關(guān)技能、知識、經(jīng)驗并布置相應(yīng)課外練習(xí)，以完成對知識點的鞏固和提高。

在整個《電子CAD》課程教學(xué)中，通過教、學(xué)、做的一體實施，教師演示的同時，學(xué)生跟著操作，學(xué)生邊嘗試體驗邊探究思考；出現(xiàn)的問題由教師幫助分析、解決，學(xué)生從錯誤中受到啟迪。通過合理的選擇教學(xué)項目使得《電子CAD》的教學(xué)更加生動、貼近實際，也極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也為學(xué)生將來就業(yè)時能盡快的適應(yīng)工作崗位奠定了良好的基礎(chǔ)。