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電子線路CAD 課程的教學(xué)探討

2010-09-07 06:35徐作華譚麗娜
中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2010年5期
關(guān)鍵詞:電子線路原理圖元件

趙 麗 徐作華 譚麗娜

(長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院,吉林 長春 130033)

電子線路CAD 是高職院校電子類、自動化類等電類專業(yè)的職業(yè)核心課程之一。隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展,大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用,使印制電路日趨精密和復(fù)雜,傳統(tǒng)的手工設(shè)計和制作印制電路板的方法難以適應(yīng)生產(chǎn)的需要,隨之而來的電子設(shè)計自動化(EDA)軟件應(yīng)運而生。在眾多EDA軟件中,Protel 應(yīng)用最為廣泛,隨著軟件技術(shù)的不斷發(fā)展,很多高職院校都選擇Protel 2004 軟件作為電子線路CAD 課程的教學(xué)軟件。如何在有限的時間內(nèi)使學(xué)生更好的掌握該軟件,并能為將來的就業(yè)奠定基礎(chǔ),是教育工作者應(yīng)該不斷研究的課題。

1 引入典型電路項目作為學(xué)習(xí)情境

傳統(tǒng)的電子線路CAD 課程教學(xué)重點在于傳授教材上的理論知識,并通過實驗來驗證理論知識,這種章節(jié)式的教學(xué)進程雖然系統(tǒng)性很強,但學(xué)生很難從整體上把握PCB 板圖的設(shè)計流程及設(shè)計規(guī)范。

本課程在建設(shè)過程中通過企業(yè)調(diào)研、專家論證,確定了幾個既來源于工作崗位又高于工作崗位的學(xué)習(xí)情境,具體的課程教學(xué)設(shè)計是以項目為導(dǎo)向、能力為核心,構(gòu)建新的實踐化課程內(nèi)容體系,確保教學(xué)內(nèi)容的合理性、實用性和先進性以及符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。以典型項目分解為若干個任務(wù),并將任務(wù)分解得到相應(yīng)的知識模塊,以各個任務(wù)構(gòu)建知識,前后連貫,層層遞進。

從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律入手,確定了由淺入深的幾個典型項目,并兼顧學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,選取了學(xué)生實驗時使用的電路板或電子實訓(xùn)時的小制作,包括搶答器電路板、穩(wěn)壓電源、PWM 電機驅(qū)動控制電路、FM 收音機和簡易秒表。

這些任務(wù)既涵蓋了電子線路CAD 的所有知識模塊,又包括了在相關(guān)崗位中應(yīng)該具備的實踐能力,通過這些任務(wù)的訓(xùn)練,學(xué)生既能學(xué)到系統(tǒng)的理論知識,又能充分理解并運用知識,增強動手實踐能力。其中,搶答器電路板電路簡單,作為軟件的入門,學(xué)習(xí)軟件的設(shè)計流程,包括原理圖的繪制以及PCB 板制作的流程,穩(wěn)壓電源和PWM 電機驅(qū)動控制電路進行原理圖和單面PCB 板的繪制,F(xiàn)M 收音機和簡易秒表進行原理圖和雙面PCB 板的繪制。

2 教學(xué)的實施

課程實施的過程中將以往以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式,轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的互動式教學(xué)模式,主要采用任務(wù)驅(qū)動的方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。Protel 2004課程在教學(xué)過程中通過任務(wù)的提出、分析、實現(xiàn)與評價等環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)的習(xí)慣,以達到增強學(xué)習(xí)主觀能動性、提高教學(xué)效果的目的。在某一個項目學(xué)習(xí)之前,首先對項目進行分析,使學(xué)生理解該項目的電路原理,并且明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)過程。

每一個項目學(xué)習(xí)都按照Protel 2004 主要制圖流程來進行,如圖1所示,主要包括電路原理圖的設(shè)計和印制電路板的設(shè)計兩個部分。電路原理圖的設(shè)計主要是用Protel 2004繪制一張正確、精美的電路原理圖。包括以下幾個部分:①裝入元件庫,放置元件;② 元件參數(shù)修改;③元件布局;④繪制原理圖;⑤電氣規(guī)則檢查;⑥生成網(wǎng)絡(luò)表。如果遇到系統(tǒng)元件庫中查找不到的元件,在放置元件之前還要進行元件的制作。印制電路板的設(shè)計主要是在原理圖和網(wǎng)絡(luò)表完成基礎(chǔ)之上進行的,包括:①規(guī)劃電路板;② 設(shè)置參數(shù);③裝入網(wǎng)絡(luò)表及元件封裝;④制作元器件的封裝;⑤布置元件;⑥自動布線與手工調(diào)整。

由于學(xué)習(xí)項目的選取是由元器件由少到多,電路圖結(jié)構(gòu)由簡單到復(fù)雜,所以學(xué)生學(xué)習(xí)也是由淺入深,逐層深入的。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中既能學(xué)習(xí)到具體詳細(xì)的知識點,也使學(xué)生頭腦中一直有宏觀的制作流程的概念,時刻了解自己的學(xué)習(xí)進程及目標(biāo)。培養(yǎng)愛崗敬業(yè)、具有高度的責(zé)任心、團結(jié)合作的職業(yè)操守;培養(yǎng)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、工作程序與規(guī)范以及學(xué)習(xí)新知識新技能、勇于開拓和創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度。

課余時間開放實訓(xùn)室,允許學(xué)生提前完成項目內(nèi)容。鼓勵學(xué)生積極、主動參與實踐教學(xué),由授課教師認(rèn)定同意后,學(xué)生可利用課余時間完成后續(xù)實訓(xùn)內(nèi)容或擴展實訓(xùn)項目。實踐教學(xué)過程中,要以學(xué)生為主體,由實訓(xùn)教師進行適當(dāng)指導(dǎo),學(xué)生可自行查找學(xué)習(xí)項目,也可以選用實訓(xùn)室提供的學(xué)習(xí)項目:多級放大電路原理圖設(shè)計、溫度顯示及控制電路原理圖設(shè)計、數(shù)控機床電氣控制電路原理圖設(shè)計、多級放大電路單面板設(shè)計等。教師可根據(jù)實踐教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題,對必備的知識點、基本技能進行講解和指導(dǎo)。

3 采用多種考核方式

本課程采取過程性考核 +綜合性考核,注重過程考核的考核方式。過程性考核是以各個學(xué)習(xí)項目的完成情況為依據(jù),注重基本知識、基本技能掌握情況的考核及綜合應(yīng)用能力的考核,每個項目占總成績的15%,五個項目共占75%。督促學(xué)生認(rèn)真對待每一個學(xué)習(xí)項目。綜合性考核是期末對課程知識與學(xué)生應(yīng)用能力的綜合測試,給學(xué)生布置一個新的項目,使學(xué)生完成電路原理圖的繪制與編輯以及印制電路板的制作,學(xué)生獨立完成項目的制圖流程,占總成績的25%。

4 結(jié)束語

電子線路CAD 課程的教學(xué)采用了以學(xué)生為主、教師為輔、由簡入深、理論聯(lián)系實際的開放式實驗教學(xué)方式,同過去的以知識結(jié)構(gòu)為主的純教學(xué)的實驗教學(xué)方式相比,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力以及自主學(xué)習(xí)的能力。培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、工作程序與規(guī)范的能力。

[1]邵建昂.Protel 99 教學(xué)實踐探討[J].實驗室研究與探索,2007,26(2):101-105.

[2]米昶.Protel 2004 電路設(shè)計與仿真[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006.1.

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[5]李東生,張勇,許四毛.Protel 99SE 電路設(shè)計技術(shù)入門與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2002.

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