陳 皓

(武漢商業(yè)服務(wù)學(xué)院,湖北 武漢 430056)

一、引言

電子線路CAD，即電子線路計算機輔助設(shè)計，基本含義是使用計算機來完成電子線路的設(shè)計過程，包括電原理圖的編輯、電路功能仿真、印制板設(shè)計等，是一門操作性很強的課程。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是一種以實踐為核心，以任務(wù)為驅(qū)動的教學(xué)方法。電子線路CAD課程采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，以完成一個個具體的任務(wù)為線索，把教學(xué)內(nèi)容巧妙地隱含在每個任務(wù)之中，學(xué)生在具體的任務(wù)實踐中加深對理論知識的理解，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，增強了學(xué)習(xí)信心。同時，學(xué)生的分析問題、解決問題和創(chuàng)新能力也得到了相應(yīng)的提高。

本人擔(dān)任電子線路CAD這一課程的教學(xué)工作，結(jié)合教學(xué)所獲得了一定經(jīng)驗，進行電子線路CAD任務(wù)驅(qū)動法教法的探究和嘗試，以促以后的教學(xué)工作更進一步。

二、電子線路CAD任務(wù)驅(qū)動法的教學(xué)實踐過程

電子線路CAD課程的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法從實用的角度出發(fā)，以模塊式結(jié)構(gòu)介紹了Protel99SE設(shè)計電路的流程。下面是綜合設(shè)計一張電路圖PCB的任務(wù)驅(qū)動法的教學(xué)設(shè)計案例。

（一）提出任務(wù)目標(biāo)

利用Protel99 SE在設(shè)計譯碼顯示電路原理圖基礎(chǔ)上設(shè)計出滿足一定技術(shù)參數(shù)要求的PCB雙層電路板。學(xué)生經(jīng)過老師的點撥和思考，自己解決問題，養(yǎng)成自主探究、獨立分析的學(xué)習(xí)習(xí)慣。初步掌握雙面印制電路板自動設(shè)計的步驟與方法。

（二）進行任務(wù)分析

1、設(shè)計原理圖譯碼顯示電路.sch。圖1是最后設(shè)計出的原理圖譯碼顯示電路.sch。左邊是三個D觸發(fā)器74LS74，中間是1個74LS138譯碼器，右邊是8個發(fā)光二極管進行顯示。

圖1 譯碼顯示電路.sch

2、將原理圖轉(zhuǎn)化為印制電路板譯碼顯示電路.pcb。圖2是最后設(shè)計出的印制電路板譯碼顯示電路.pcb。

圖2 譯碼顯示電路.pcb

3、進行PCB版圖的自動設(shè)置及手工調(diào)整。

（三）任務(wù)實施過程

由教師講授和學(xué)生現(xiàn)場實訓(xùn)相結(jié)合進行。先教師講解關(guān)鍵步驟，后學(xué)生自行操作，師生共同完成目標(biāo)任務(wù)。先由教師將本次課的主要內(nèi)容只需提綱挈領(lǐng)地介紹，不一定要將所有內(nèi)容面面俱到的都說到，但應(yīng)該把自己在設(shè)計中的想法和經(jīng)驗與學(xué)生進行交流。然后由學(xué)生進行實踐訓(xùn)練，教師在學(xué)生的操作過程中進行指導(dǎo)，對于學(xué)生所遇到個別的問題及時地給予解決，集中的問題的進行集中講解，達到良好的互動。

下面是PCB雙層電路板的兩面顯示。圖3是最后設(shè)計出的譯碼顯示電路3D正面顯示，圖4是最后設(shè)計出的譯碼顯示電路3D背面顯示。

圖3 譯碼顯示電路的3D正面顯示

圖4 譯碼顯示電路的3D背面顯示

（四）歸納總結(jié)

在任務(wù)教學(xué)單元結(jié)束后,為了防止學(xué)生對知識點掌握比較分散的問題,教師應(yīng)當(dāng)對任務(wù)教學(xué)中涉及的知識總結(jié)，歸納整理基礎(chǔ)知識、基本技能、各種基礎(chǔ)知識之間的相互聯(lián)系，完成真正意義的知識體系構(gòu)建。此次課的知識點為常用低頻電路雙面印制電路板設(shè)計步驟與方法。

電路原理圖設(shè)計過程的核心步驟：1、裝入所需要的元件庫；2、放置元件；3、電路圖布線。PCB的設(shè)計過程的核心步驟：1、規(guī)劃電路板及設(shè)置參數(shù)；2、引入網(wǎng)絡(luò)表；3、元件自動布局及手工調(diào)整；4、自動布線與手工調(diào)整。

學(xué)生在繪制具有實際意義的譯碼顯示電路原理圖和印刷電路板圖的過程中，了解了Protel計算機輔助設(shè)計軟件電路設(shè)計的一般流程，熟悉軟件的使用，熟悉元器件的排板和布線技術(shù)，提高實際操作能力。

三、結(jié)束語

作為計算機輔助教學(xué)，這門課把一個學(xué)期的課程的教學(xué)目標(biāo)具體轉(zhuǎn)換為每一次課的教學(xué)目標(biāo)，化整為零，我還準(zhǔn)備了許多實用電子線路的電路圖，如：門鈴電路、單管放大器電路、高靈敏無線話筒、電話占線器等等，這些電路圖接近生活實際，學(xué)生剛接觸，就有動手制作的興趣。學(xué)生每次課至少被安排一個任務(wù)，訓(xùn)練的內(nèi)容有明確的目的性，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較輕松，也比較有學(xué)習(xí)積極性。

電子線路CAD是一門具有很強的實踐操作性的課程，這決定了任務(wù)驅(qū)動法是相當(dāng)實用的教學(xué)方法。實踐證明,課程中使用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨立分析問題、解決問題以及實際動手操作的能力，并可有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過完成一系列具體的原理圖繪制以及PCB板的制作任務(wù)，逐步掌握所學(xué)的知識與技能。雖然任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在課程電子線路CAD取得了初步的成績和經(jīng)驗,但目前還處于嘗試和探索的階段,還有許多問題需要在教學(xué)改革的實踐中去研究與解決。

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