《電子電路CAD》課程實踐教學(xué)改革探討

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1、?電子電路CAD?課程實踐教學(xué)改革探討 摘要：針對?電子電路CAD?課程內(nèi)容偏重于工具軟件的操作弊端，進(jìn)行課程內(nèi)容的改革，在課程中參加了真實的器件、產(chǎn)品案例、PCB的布局布線規(guī)那么、工藝標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)完整的工作情境，了解PCB的整個設(shè)計過程，使學(xué)生掌握更加全面的職業(yè)技能及素養(yǎng)。 關(guān)鍵詞：電子電路CAD教學(xué)改革PCB設(shè)計教學(xué)情境 中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791〔2021〕03〔c〕-0138-02 1教學(xué)改革背景 ?電子電路CAD?是高職電子信息技術(shù)類專業(yè)普遍開設(shè)的課程，課程主要培養(yǎng)學(xué)生運用專門軟件繪制印刷電路板的能力。原有的課程內(nèi)容通常偏向于工具軟件

2、操作;此外，采用傳統(tǒng)的知識點式的教學(xué)體系，傳授內(nèi)容缺乏連貫性，學(xué)習(xí)的目的不明確;還有，教師授課講解的例題或?qū)W生練習(xí)的習(xí)題根本都不是真實的元器件或?qū)嶋H的電子產(chǎn)品，與實際脫節(jié)，不利于學(xué)生在后面學(xué)習(xí)或工作中積累素材。基于此，通過教學(xué)內(nèi)容改革的實施，對授課內(nèi)容從傳統(tǒng)教學(xué)中的軟件操作技能的訓(xùn)練深入到印制電路板設(shè)計和制作等職業(yè)能力的培養(yǎng)。在課程內(nèi)容中將企業(yè)實際研發(fā)工程、典型產(chǎn)品案例工程作為載體引入到教學(xué)過程中，基于工作過程構(gòu)建教學(xué)過程〔學(xué)習(xí)情境〕，恰當(dāng)?shù)卦诟鹘虒W(xué)環(huán)節(jié)融入工藝標(biāo)準(zhǔn)、布局布線方法的內(nèi)容，使學(xué)生掌握更加全面的職業(yè)技能及素養(yǎng)，為學(xué)生職業(yè)技能考證、后續(xù)課程、電子信息類的比賽、科技創(chuàng)新及工作奠定根底、

3、積累素材。 2教學(xué)改革主要措施 2.1授課內(nèi)容從傳統(tǒng)教學(xué)中的軟件操作技能的訓(xùn)練深入到印制電路板設(shè)計和制作，參加工藝標(biāo)準(zhǔn)、布局布線方法等內(nèi)容，形成先進(jìn)合理、更符合職業(yè)崗位需求的課程內(nèi)容體系 原先以軟件應(yīng)用為主的課程內(nèi)容擴充進(jìn)工藝與標(biāo)準(zhǔn)、布局布線方法與技巧，具體授課內(nèi)容如下。 〔1〕電子線路板輔助設(shè)計軟件的應(yīng)用：原理圖繪制、PCB封裝制作、網(wǎng)絡(luò)表生成、PCB參數(shù)設(shè)置、手動布局與自動布局、手動布線與自動布線、設(shè)計檢查。 〔2〕工藝標(biāo)準(zhǔn)：原理圖標(biāo)準(zhǔn)、常規(guī)分立元器件的封裝標(biāo)準(zhǔn)、貼片分立元器件封裝標(biāo)準(zhǔn)、集成電路封裝標(biāo)準(zhǔn)、常用接口與板卡標(biāo)準(zhǔn)、熱設(shè)計要求、PCB可制造性要求、絲印要求、安規(guī)要求、外形

4、尺寸要求、PCB板制作流程、PCB板制作工藝。 〔3〕布局、布線規(guī)那么與方法：布局、布線原那么、地線與電源線、線路電感、線間電容、去噪聲與抗干擾等。 課程的三局部內(nèi)容合理融合，在學(xué)習(xí)情境的引導(dǎo)下，培養(yǎng)學(xué)生從外層的軟件應(yīng)用開始，在布局、布線規(guī)那么的標(biāo)準(zhǔn)下最后設(shè)計、制作出印制電路板的核心技能，形成滿足崗位需求的課程內(nèi)容體系。 2.2建立以工程為載體、工作過程為導(dǎo)向的“閉環(huán)式〞學(xué)習(xí)情境 以印制電路板設(shè)計的培養(yǎng)為核心，在課程內(nèi)容中關(guān)于印制電路板的局部將企業(yè)實際研發(fā)工程、典型產(chǎn)品案例工程作為載體引入到教學(xué)過程中，基于工作過程構(gòu)建教學(xué)過程〔學(xué)習(xí)情境〕，恰當(dāng)?shù)卦诟鹘虒W(xué)環(huán)節(jié)融入標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量體系的內(nèi)

5、容。創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境為一個完整的工作過程，經(jīng)歷了原理圖設(shè)計—PCB設(shè)計—PCB制作—實物裝配等幾個主要工作環(huán)節(jié)，與企業(yè)的PCB設(shè)計員實際所做的工程或工作完全一致，充分表達(dá)職業(yè)性。在PCB制作和實物裝配的環(huán)節(jié)中，學(xué)生會有一個對設(shè)計的PCB是否合理可靠的驗證的過程，這是一個“閉環(huán)式〞的學(xué)習(xí)過程，改變以往“開環(huán)式〞設(shè)計過程中對設(shè)計結(jié)果沒有有效反響的缺乏，形成實踐中發(fā)現(xiàn)問題—實踐中思考問題—實踐中解決問題—實踐中提升知識的4步。為此可以更系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力。 2.3以真實的元器件與電路為對象，建設(shè)具有實際使用價值的圖庫 在授課過程中教師講解的范例或?qū)W生練習(xí)的習(xí)題的對象使用真實的元器件和電路。在制

6、作元件封裝庫的內(nèi)容中，參加軟件本身自帶元件庫中沒有但又非常常用的元器件為繪制對象，例如四角按鍵、液晶顯示器、微控制器等的封裝，建設(shè)自己常用元件封裝庫以備后用;在原理圖和印制板電路的設(shè)計中，參加常用電路或后續(xù)課程中用到的電路，例如直流穩(wěn)壓電源、顯示電路、鍵盤輸入電路、驅(qū)動電路等，這些電路可以為競賽、畢業(yè)設(shè)計、科技創(chuàng)新等做好準(zhǔn)備。在課程開展過程中，既掌握了設(shè)計方法又積累了成果，在課程結(jié)束后已經(jīng)建立起自己的常用圖庫，對以后的學(xué)習(xí)乃至工作都會有幫助。 3教學(xué)內(nèi)容組織 以電子產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)員以及開發(fā)助理員崗位完成電子產(chǎn)品硬件開發(fā)工作任務(wù)所需的能力要求作為課程內(nèi)容選取的主要依據(jù)。根據(jù)完成電子產(chǎn)品硬件開發(fā)

7、典型工作任務(wù)所需的知識、能力和素質(zhì)要求進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的選取。 〔1〕課程內(nèi)容安排從簡單到復(fù)雜，從根底到核心。從簡單到復(fù)雜即設(shè)計的電路從簡單電路過渡到復(fù)雜電路。從根底到核心即從根底的軟件使用到核心能力印制電路板設(shè)計。使學(xué)生易于理解接受。 〔2〕以工程為載體、工作為導(dǎo)向的教學(xué)內(nèi)容組織，選取了包括數(shù)字電路和模擬電路設(shè)計的多個載體，設(shè)計了多個學(xué)習(xí)情境〔見表1〕。 〔3〕軟件的操作、工藝標(biāo)準(zhǔn)、布局布線方法與工程載體結(jié)合，而不是分散的知識點，使學(xué)生學(xué)習(xí)目的更明確，知識點的運用融會貫穿。 〔4〕在元器件封裝庫的設(shè)計中，選取了軟件自帶庫中沒有，但是又非常常用的器件作為對象，增加根據(jù)元器件實物及元器件數(shù)據(jù)

8、手冊來繪制封裝的內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容貼合實際的工作內(nèi)容。 4教學(xué)改革成效 通過教學(xué)改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。學(xué)生自己設(shè)計的板圖能在實訓(xùn)室自己加工制作出產(chǎn)品，并自己調(diào)試完善，在制作產(chǎn)品的過程中體會到成就感，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)習(xí)效率，還帶動了相鄰學(xué)科的學(xué)習(xí)，如電工電子技能操作訓(xùn)練等。 在?電子電路CAD?課程中，從軟件應(yīng)用為主的課程內(nèi)容參加工藝標(biāo)準(zhǔn)、布局布線方法的內(nèi)容，這些的內(nèi)容又融合于以工程為載體、工作過程為導(dǎo)向的“閉環(huán)〞式學(xué)習(xí)情境中，更全面地培養(yǎng)了學(xué)生專業(yè)能力的同時，又同步培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)意識與素養(yǎng)。 參考文獻(xiàn) 【1】張宏偉，牛軍.CAD課程工程驅(qū)動法教學(xué)改革的探討[J].教育教學(xué)論壇，2021〔5〕：108-109. 【2】王楠.以需求為導(dǎo)向以真實工程為載體的課程改革——以高職電子CAD課程為例[J].遼寧高職學(xué)報，2021〔2〕：52-54. 【3】邢云鳳.基于工作過程的?電子CAD?課程教學(xué)改革探索與實踐[J].職業(yè)教育研究，2021〔9〕：91-93.