《電子線路CAD》“基于工作工程”的課程建設(shè)

桑紅

摘 要 本文探討了《電子線路CAD》“基于工作工程”課程的教學(xué)模式及具體的實(shí)施方案，根據(jù)技術(shù)領(lǐng)域和崗位的任職要求，結(jié)合教學(xué)的實(shí)際需要和電子信息技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)，參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，改革了課程內(nèi)容，采用了基于工作工程的教學(xué)方法，把電子信息技術(shù)基礎(chǔ)課程和后面開設(shè)的核心課程《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》緊密的結(jié)合起來，達(dá)到同學(xué)們?cè)谛W(xué)習(xí)和實(shí)際工作相結(jié)合的教學(xué)要求，在工作中學(xué)習(xí)的目的。

關(guān)鍵詞 電子線路CAD 工作工程 教學(xué)內(nèi)容

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

隨著智能產(chǎn)品的飛速發(fā)展，從原來的單層板、雙層板到多層板，信號(hào)的頻率也越來越高，PCB板也越來越小。PCB板的設(shè)計(jì)要求越來越高，《電子線路CAD》課程是電子技術(shù)類專業(yè)的核心課程之一，是學(xué)生專業(yè)能力的重要組成部分，更是學(xué)生在學(xué)校里能夠做出產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié)。本課程具有實(shí)踐性強(qiáng)、工藝規(guī)范性強(qiáng)、技術(shù)性強(qiáng)、學(xué)習(xí)興趣高的特點(diǎn)。對(duì)于高職學(xué)生而言，掌握PCB設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用和實(shí)際PCB板的設(shè)計(jì)及制作能力，不僅能在學(xué)習(xí)中提高學(xué)習(xí)興趣，把學(xué)習(xí)的結(jié)果和創(chuàng)新的思路得以實(shí)際的產(chǎn)品加以實(shí)現(xiàn)，而且可以優(yōu)質(zhì)的就業(yè)，能更好地服務(wù)企業(yè)和社會(huì)。

但是，《電子線路CAD》課程涉及內(nèi)容眾多，包括軟件的使用、標(biāo)準(zhǔn)電子元件的封裝、設(shè)計(jì)規(guī)范、實(shí)際的需求、制板的方法和工藝特點(diǎn)等等。同時(shí)，在學(xué)習(xí)中要求學(xué)生對(duì)實(shí)際元件的使用、元器件的布局、走線的方式、信號(hào)的處理、制板的方法等動(dòng)手能力要求相對(duì)很高，因此，無論是從教師的教和學(xué)生的學(xué)來講及學(xué)校的實(shí)訓(xùn)設(shè)備來講，都有一定的難度。

基于教學(xué)中存在的實(shí)際問題和本課程對(duì)電子信息技術(shù)專業(yè)學(xué)生的重要性，根據(jù)教育部提高高職教育教學(xué)質(zhì)量，加強(qiáng)學(xué)校與企業(yè)合作，學(xué)生與就業(yè)接軌的要求，參照相關(guān)的職業(yè)資格的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)《電子線路CAD》實(shí)行“基于工作工程”的課程教學(xué)改革。

1《電子線路CAD》“基于工作工程”課程建設(shè)的設(shè)計(jì)思路

1.1課程內(nèi)容調(diào)研

在課程建設(shè)中，首先進(jìn)行企業(yè)的調(diào)研、畢業(yè)生的回訪，在生產(chǎn)第一線的專家、技術(shù)人員和專業(yè)教師、教學(xué)管理人員共同參與下，對(duì)電子信息技術(shù)專業(yè)人才的需求調(diào)查、職業(yè)崗位分析、工作任務(wù)和職業(yè)能力的分析，確定《電子線路CAD》主要面向電子產(chǎn)品的印刷電路板的設(shè)計(jì)、電路圖的繪制、印制板的制作等工作崗位，要求從業(yè)人員能夠掌握常用元件的封裝，熟練掌握應(yīng)用一種或多種印制板的設(shè)計(jì)軟件，理解和熟悉設(shè)計(jì)規(guī)范，掌握實(shí)訓(xùn)室印制板的制作方法和工藝流程，了解工業(yè)級(jí)印制板的生產(chǎn)工藝，能夠設(shè)計(jì)制作低頻和高頻印制板。

1.2課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)

在以培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的職業(yè)能力為指導(dǎo)思想，以“技能的漸進(jìn)和適度的循環(huán)”為原則，根據(jù)學(xué)生在校學(xué)習(xí)的實(shí)際情況和前后課程相結(jié)合的需要，保障學(xué)生所學(xué)、所做的在今后的學(xué)習(xí)和工作中有用的前提下。在企業(yè)的專家、一線的技術(shù)人員和專業(yè)教師等多次反復(fù)研究、討論。形成了以下的教學(xué)內(nèi)容。

1.2.1直流穩(wěn)壓電源印制板的設(shè)計(jì)與制作

在同學(xué)們開始學(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)時(shí)，要讓同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單且熟悉的電路，設(shè)計(jì)出來的PCB板通過制作和安裝調(diào)試來檢驗(yàn)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題和瑕疵，找到元器件在布局、走線、參數(shù)防放置位置的合理性和安裝時(shí)的方便和快捷性。直流穩(wěn)壓電源是學(xué)習(xí)電子信息技術(shù)所必備的知識(shí)要點(diǎn)和必備的設(shè)備，選取串聯(lián)三端穩(wěn)壓方式的電源是很好的教學(xué)內(nèi)容。電路簡(jiǎn)單，元器件數(shù)量適中，為了以后的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，可以設(shè)計(jì)？2V和？V的電源，這樣的電源可以用于同學(xué)們自己設(shè)計(jì)電路產(chǎn)品提供電源，為以后的單片機(jī)、模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)在電源上提供能源。

在這部分學(xué)習(xí)的核心知識(shí)點(diǎn)有：掌握印制板的設(shè)計(jì)流程和實(shí)訓(xùn)室單面制版流程；基本掌握印制板設(shè)計(jì)軟件的使用；重點(diǎn)掌握單面、低頻、大電流印制板的設(shè)計(jì)規(guī)范；掌握簡(jiǎn)單單面印制板的制作方法。核心技能點(diǎn)：軟件的安裝使用能力；單面、低頻、大電流印制板的設(shè)計(jì)能力；制板的能力。

1.2.2課外作業(yè)——基于M317的可調(diào)電源的設(shè)計(jì)與制作

在課堂上在教師的示范下，根據(jù)教師的講解學(xué)會(huì)了軟件的使用及單面板的設(shè)計(jì)方法，為了檢驗(yàn)學(xué)生是否掌握其知識(shí)和技能，就設(shè)計(jì)了一個(gè)課外作業(yè)--基于M317的可調(diào)電源，這樣跟課堂教學(xué)有很多相似點(diǎn)，有有一些不同點(diǎn)，達(dá)到教學(xué)的目的。

1.2.3單片機(jī)開發(fā)板設(shè)計(jì)與制作

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)是電子信息技術(shù)專業(yè)的核心課程，同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)中要軟硬相結(jié)合，才能達(dá)到學(xué)習(xí)的最佳效果。實(shí)驗(yàn)室不能完全滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需要，如果自己有一款較好的開發(fā)板，能達(dá)到事半功倍的效果。最好是自己親手設(shè)計(jì)、制作、安裝調(diào)試的開發(fā)板，在學(xué)習(xí)和應(yīng)用中就更能得手應(yīng)手了。為了以后的學(xué)習(xí)，故在本課程設(shè)計(jì)這樣的內(nèi)容，對(duì)同學(xué)們的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)就非常有必要了。

開發(fā)板已51單片機(jī)為主，主要內(nèi)容有：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)、程序的寫入系統(tǒng)、信息的輸入系統(tǒng)（4個(gè)獨(dú)立按鍵和16個(gè)矩陣按鍵）、信息的輸出系統(tǒng)（8個(gè)LED、6位8段數(shù)碼管、LCD1602、LCD12864、8X8點(diǎn)陣、蜂鳴器）、AD和DA轉(zhuǎn)換電路、直流電機(jī)電路、溫度傳感器DS18B20、紅外放射接受器、繼電器、電源電路等。

在教學(xué)中采用分單元雙層板設(shè)計(jì)，最后統(tǒng)一結(jié)合在一起的方式教學(xué)。這樣同學(xué)們更能接受，并把單片機(jī)的教學(xué)融入其中，打下基礎(chǔ)，在學(xué)習(xí)單片機(jī)時(shí)就有一定的基礎(chǔ)了。制作采用工廠加工的方式。

在這部分學(xué)習(xí)的核心知識(shí)點(diǎn)有：進(jìn)一步熟悉印制板設(shè)計(jì)軟件的使用；掌握復(fù)雜、高頻、模數(shù)混合印制板的設(shè)計(jì)規(guī)范；掌握復(fù)雜、高頻、模數(shù)混合印制板的設(shè)計(jì)方法；掌握雙面印制板的制作方法。核心技能點(diǎn)：復(fù)雜、高頻、模數(shù)混合印制板的設(shè)計(jì)能力；復(fù)雜電路的安裝調(diào)試能力。

1.2.4課外作業(yè)——簡(jiǎn)單單片機(jī)課程設(shè)計(jì)電路

為了學(xué)以致用，設(shè)計(jì)了幾個(gè)以單片機(jī)芯片為開發(fā)的小制作，既可以達(dá)到學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣，又有練習(xí)的素材。

（1）單片機(jī)開發(fā)設(shè)計(jì)的8路帶時(shí)間、燈光、聲音、數(shù)字的搶答器；

（2）多模式流水燈；

（3）帶溫度顯示的時(shí)鐘；

（4）用LCD1602做顯示器的計(jì)數(shù)器。

2《電子線路CAD》的教學(xué)實(shí)施

2.1基于工作工程教學(xué)

直流穩(wěn)壓電源主要是在于教師提出任務(wù)，與同學(xué)們一起分解任務(wù)，找出任務(wù)的實(shí)施方案和方法，一起完成任務(wù)。在任務(wù)中教師重點(diǎn)是的引導(dǎo)學(xué)生和給予必要的示范；把設(shè)計(jì)軟件的使用方法、設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)方法、制作方法和調(diào)試方法交給學(xué)生，把重點(diǎn)和難點(diǎn)給予強(qiáng)調(diào)說明，學(xué)生在教師示范、指導(dǎo)下完成所給予的任務(wù)。在安裝調(diào)試中學(xué)會(huì)總結(jié)和歸納。

2.2實(shí)踐中教學(xué)

在單片機(jī)開發(fā)板中，采用提供原理圖、實(shí)際采用的元器件，根據(jù)實(shí)際的元器件繪制原理圖符號(hào)；測(cè)量或則元器件廠商提供的封裝尺寸并繪制元件封裝符號(hào)；繪制原理圖；根據(jù)給定的PCB板的大小設(shè)計(jì)PCB板；原理圖與PCB圖的一致性檢查；編制制板工藝文件；制作印刷電路板；安裝調(diào)試。

在實(shí)踐中，學(xué)生有目標(biāo)、有方向的完成學(xué)習(xí)作品，學(xué)生會(huì)不斷的獲得成就感，大大的激發(fā)學(xué)生的求知欲望，逐步形成一個(gè)感知心智活動(dòng)的良性循環(huán)，從而培養(yǎng)出獨(dú)立探索、勇于開拓進(jìn)取的自學(xué)能力。

教師在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，不斷的進(jìn)行一對(duì)一的講解、指導(dǎo)、糾偏，及時(shí)解決學(xué)生在操作中出現(xiàn)的問題。在總結(jié)階段，對(duì)設(shè)計(jì)的電路板和實(shí)際的效果進(jìn)行比較分析，從而是學(xué)生不斷積累知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，完善自己的知識(shí)和設(shè)計(jì)方法。

2.3課證賽結(jié)合

本課程同國(guó)家職業(yè)認(rèn)證相結(jié)合，學(xué)生學(xué)習(xí)后可以參加由《全國(guó)信息化計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)水平教育培訓(xùn)（CertificateofComputerApplicationTechniques，簡(jiǎn)稱CCAT）項(xiàng)目》組織的電子設(shè)計(jì)工程師的職業(yè)資格認(rèn)證考試，考試合格后取得相應(yīng)的職業(yè)資格認(rèn)證。本課程還與全國(guó)、省市、學(xué)校組織的電子制作大賽相結(jié)合。通過證賽結(jié)合的方式不只是取得了職業(yè)認(rèn)證，還激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，在實(shí)戰(zhàn)中獲得經(jīng)驗(yàn)，為就業(yè)增加了砝碼。

2.4考核評(píng)價(jià)

《電子線路CAD》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，考核評(píng)價(jià)注重實(shí)際的動(dòng)手能力，為凸顯對(duì)學(xué)生實(shí)際能力的考核，采用過程考核與結(jié)果考核相結(jié)合的方式，強(qiáng)調(diào)過程考核的同時(shí)重點(diǎn)放在最后結(jié)果的考核，這樣利于同學(xué)們有利于今后的工作中責(zé)任感的培養(yǎng)，養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真、注重細(xì)節(jié)的精神。

3結(jié)束語

電子產(chǎn)品發(fā)展迅速，新型電子元件不斷出現(xiàn)，軟件的更新也相當(dāng)快，PCB板在向多層板、小型化方向發(fā)展，這就要求教師要不斷更新自己的專業(yè)知識(shí)，深入企業(yè)了解，將實(shí)踐中的案例和項(xiàng)目運(yùn)用與教學(xué)中，不斷總結(jié)實(shí)施中的經(jīng)驗(yàn)和問題，進(jìn)一步提高課程的建設(shè)水平。

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