《PCB設計與制作》課程教學創(chuàng)新模式研究

蔣雪琴

摘 要：《PCB設計與制作》是高職高專院校電子信息類專業(yè)基礎課程之一，學習這門課程首先要讓學生了解基礎印制電路板的基礎理論知識；其次要掌握CAD軟件的安裝、繪圖等操作方法；最后依賴學院PCB實訓室學習PCB的制作方法。教師應該做到以下幾點：提高課程的授課效果；設計有導向性的課程內(nèi)容；將實際工作和學習結合起來。該文改變了傳統(tǒng)模式的軟件學習，依托于項目的教學設計，每個項目有側重某個知識點的學習，引導學生主動學習。該文對《PCB設計與制作》課程教學內(nèi)容、教學過程實施、對學生考核這3個階段的研究。

關鍵詞：PCB設計與制作 創(chuàng)新 教學過程 項目

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）03（b）-0099-02

《PCB設計與制作》是高職高專院校電子信息類專業(yè)基礎課程，開設這門課程的目的是讓同學們了解印制電路板基本知識，能夠運用Altium Designer14熟練的繪制原理圖；繪制圖形庫元件，制作封裝；掌握元件布局所遵循的原則；能按規(guī)則設計PCB圖；掌握單面PCB的設計方法、單面混裝PCB的設計方法；熟悉雙面PCB設計方法及規(guī)則設置方法。學會設計層次電路圖；能根據(jù)客戶需求設計出合適的電路板。在熟練應用基本技能的同時，能夠設計電子類的產(chǎn)品，并進一步擴展到一般性的電子類產(chǎn)品的設計、制作，可以為企業(yè)服務，并且可為創(chuàng)業(yè)提供一定的知識保障。

1 課程內(nèi)容設計

由于這門課程實操性比較強，因此安排在機房上課，采用理論和實驗相結合的方式。以一個實際的項目為主導，對課程內(nèi)容進行設計。課程設計必須具備一定的導向性，針對各個不同專業(yè)進行設置，根據(jù)不同專業(yè)選擇不同的設計項目，這樣的話針對性更強一些。這門課程原則性開設5個項目，項目開設難易程度遵從先易后難的原則。將理論知識融匯到實際操作中去，這樣更能深刻地理解理論知識，有利于實踐操作的順利進行，讓同學們能夠真正的做到學做合一，既培養(yǎng)了高職學生的實際動手能力，也培養(yǎng)了理論理解能力。設計各個項目需要細化分解，將項目變?yōu)槎鄠€具體的工作任務的組合，以工作任務為主線，相關知識點為輔佐，以 “在做中學習，在學習中做，學習和做合二為一”教學方法，在學生完成多個PCB圖設計后，選擇其中一個或兩個PCB圖進行制作。

以應用電子專業(yè)的《PCB設計與制作》課程教學設計為例。首先選擇5個基本電路，模擬電子電路和數(shù)字電子電路為主。首先第一個項目可以選擇簡單電路，用快速的方法設計PCB。第一個項目可以讓學生初步對設計步驟有一個大致的理解，掌握繪制簡單電路原理圖，制作PCB。第二個項目，可以有目的地設計一個單面混裝PCB圖，并生成制造文件，該項目主要是對PCB設計步驟的回顧，引入新知識點，混裝元件和插裝元件，單面PCB的布線層規(guī)則設計以及制造文件的生成方法，并引入PCB制作實訓內(nèi)容，將PCB圖加工制作成能實現(xiàn)功能的電路板。第三個項目雙面PCB的設計，這個項目可以加深前面兩個項目知識點內(nèi)容，并可以引入元器件的繪制和封裝的制作，引入雙面PCB的制作方法。第四個項目可以設計異形雙面PCB，鞏固前三個項目所學知識點，新知識為不為矩形的PCB圖設計，加工制作雙面板，并實現(xiàn)其電路功能。第五個項目設計層次電路圖，掌握層次電路原理圖的設計方法。通過這5個項目，由淺入深，讓學生循序漸進地掌握到設計PCB的技巧及流程，以及制作PCB的整個過程。

2 教學過程設計

以“學生為主，教師為輔”的方式進行教學設計，一人一機，同學之間可以互相幫助。針對高職高專人才的培養(yǎng)具有專業(yè)性、技術性和基層性的特點，要有針對性地教學。《PCB設計與制作》課程的知識和能力目標是要學生熟悉PCB設計的一般流程；PCB的設計規(guī)則；PCB制作的工藝流程；按客戶需求設計。對學生綜合素質(zhì)能培養(yǎng)、溝通和團結協(xié)調(diào)能力培養(yǎng)、語言表達能力培養(yǎng)。為此可將教學過程設計為以下3個階段。

2.1 學習PCB的設計與制作

教師布置項目，學生分解任務，學生查找每一項任務所需要的知識點，需要完成什么電路的設計。對于不了解的部分提出，教師進行詳細解答，同時在課程過程中進行實際的操作實驗，自制電路板。包括制作元器件符號，繪制電路原理圖，打印輸出原理圖，生成PCB，為PCB添加設計的規(guī)則，PCB規(guī)則檢查，生成Gerber和鉆孔文件，打印圖紙，掌握熱轉(zhuǎn)印流程，掌握手工蝕刻方法，對電路板進行質(zhì)量檢測，焊接調(diào)試。

2.2 提出PCB設計與制作新觀點

在學習過程中，由于同學們的理解力和領悟力有差別，同學們可以進行小組討論，各自發(fā)揮自己的觀點，對于有異議的地方可以動手實操得出正確結論，提出獨創(chuàng)性的觀點。同學們在自我學習，獨立操作過程中，如果有問題，可以翻閱課本，網(wǎng)上查閱資料，通過這些過程，形成自己的設計思路。在教師的幫助下，同學們可以自己形成獨有的繪圖習慣，從而設計出完美的PCB圖。

2.3 教學過程評價

在教學中，去發(fā)揮同學們的最大潛能，調(diào)動學生的學習積極性，讓學生有一種主動學習的欲望。提供良好的教學環(huán)境，討論氛圍，鼓勵同學大膽的提出自己的想法，在培養(yǎng)學生動手能力的同時，不能忽略語言表達能力，同時采取多樣式的評價方式，自評、互評、教師評論。最終得到客觀、公平、公正的評價。

3 學生考核方式

改變傳統(tǒng)理論考試加上機考試。改革后采用項目形成性考核+實訓技能考核+軟件操作考核方式。項目形成性考核：由5個項目的PCB設計成績、項目測試成績、課堂考勤等構成；制板操作技能考核：由2個包含制板的實訓項目成績構成，涉及安全文明操作、制板工藝規(guī)范、制板質(zhì)量、電路焊接裝配、檢測調(diào)試等模塊構成；軟件操作考核：采用上機考試方式。

4 結語

通過項目化教學的設計，學生變?yōu)閷W習的主人，教師起指導作用，這樣更有利于提高學生的學習積極性，使得知識點的學習更加有趣，不再枯燥乏味，同時教師們的知識能夠適宜地傳授給同學，真正地做到在學習中提升學生的動手能力， 并且完美地發(fā)揮學生的主體地位，真正地為學生們提供自由的發(fā)揮空間，完美地展現(xiàn)出高等職業(yè)院校以培養(yǎng)高等技術人才為中心理念，為整個社會提供技術的支持。當然在此過程中，也存在一些課堂管理問題，也有學生偷懶，這需要教師繼續(xù)地探索教學模式。

參考文獻

[1] 葉林朋.Altium Designer14原理圖與PCB設計[M].西安：西安電子科技大學出版社，2015.

[2] 余曉明.淺談工程教育方法和培養(yǎng)模式的改革[J].中國電力教育，2008，120（9）：152-153.

[3] 職業(yè)教育課程教學改革[M].北京：清華大學出版社，2007.

[4] 任楓軒.PCB設計與制作[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.