《電子CAD》課程的教學改革探索

【摘要】本文首先介紹了我院《電子CAD》課程的實訓教學現狀和不足，提出了具體的改革措施和方法。改革目標是提高和增強學生實踐技能，讓學生能有效地將理論知識應用到工程實際中。實踐證明，這些實訓教學改革措施收到了良好的教學效果。

【關鍵詞】電子CAD；世界技能大賽；SMT生產工藝；教學改革；課程設計

【中圖分類號】TP391.72-4 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）09-0109-02

《電子CAD》課程是電子技術應用專業的一門實踐性很強的課程，該課程的教學目標是利用Protel軟件設計電路和PCB圖，并能制作出符合設計要求的PCB板。在傳統的《電子CAD》教學中，只是讓學生在計算機上運用Protel軟件完成電路的原理圖繪制、仿真、PCB設計等輔助設計，教學活動僅局限于計算機，沒有進行PCB板雕刻、電路裝配及調試等等實踐教學環節。忽視了對學生實踐技能、創新能力、自主學習能力以及解決實際問題能力的培養。從而使培養的學生缺乏工程實踐能力和創新設計能力，無法滿足電子技術類崗位的需求。筆者將相關課程體系融合并結合現有的實訓教學條件進行教學方法的改革，將PCB設計的理論教學和實踐教學有機地結合起來，使理論教學和實踐教學實現無縫對接，實現培養高級應用型人才的目標。

一、我院《電子CAD》課程的教學現狀與不足

我院《電子CAD》課程的教學全程在計算機機房開展，通過講練結合的教學方式進行教學。雖然此教學方法讓學生很容易接受教學內容，教學效果也不錯，但還是存在著不足。它未將教學內容與實際工程項目相結合，學生所掌握的知識技能也無法充分運用到實踐中去，從而無法有效達成職業教育“工學結合”的教育理念。

二、《電子CAD》課程的實訓教學改革

（一）課程體系的改革

課程體系的改革體現在相關課程的融合與教學內容的選取兩個方面：

1.相關課程的鏈接

結合《電子CAD》課程的特點，除了與《模擬電路》和《數字電路》兩門課程的電路設計有關外，還與《電子產品裝配》、《SMT生產工藝》、《表面貼裝技術》等課程的工藝也是密不可分的。電子CAD設計硬件電路后，最終目標是設計PCB，PCB工藝直接影響了產品的品質優良。因此，在學習《電子CAD》課程時，是有必要融進深入的工藝知識，而不是進行簡單的電路設計就可以了。

2.教學內容的選取

課程體系的改革還應優選教學內容，突出課程重點，提高學生的興趣。在《電子CAD》課程的實訓教學上，要突出重點，教學內容要突出趣味性、實用性，選取項目化內容，體現“項目化教學”原則。選擇電路圖上，要選擇具有設計性的電路，理論講解時要分析此電路的設計功能及設計思路，引導學生學會自行設計電路原理圖。

（二）教學方法的改革

教學中采用多種教學方法相結合，盡可能地激發學生的學習興趣和積極性，在教學中采用小組教學法、項目教學法和任務驅動法相結合。下面以項目教學法和任務驅動法為例講解。

1.項目教學法

在傳統的《電子CAD》教學中，一個學期的前半部分時間用來學習原理圖的繪制，后半部分時間用來學習PCB設計，原理圖繪制與PCB設計的學習是分離開的，教學重點不突出，還會使學生對PCB的工藝規則掌握不牢，甚至感到學習枯燥無味。

通過項目學習，每一個項目中都融匯貫穿了《電子CAD》課程的所有知識點，只是側重點要求不同，讓學生對知識的掌握有一個循序漸進的過程。通過多個項目的訓練，讓學生熟練掌握《電子CAD》課程的操作技能，特別是對PCB設計規則及工藝要求的掌握更加牢固。

2.任務驅動法

通過任務驅動的教學，讓學生帶著任務和目標去學習，體現“做中學”的原則。學習以學生為主，使“要我學”變為“我要學”的思想轉變，學生易于掌握知識，教學效果明顯。

（三）實訓內容的改革

《電子CAD》課程的教學目標是將設計好的電路原理圖轉換為PCB板，而在傳統的實訓教學中，由于教學資源等因素的制約，大部分的院校學生并沒有將自己設計的PCB圖形轉化為實際的印制電路板。容易造成設計的PCB圖與實際的制板工藝標準不符，導致所制的 PCB 板實用性不強。同時，學生不了解 PCB板的工藝流程，也就無法了解PCB在設計過程中如何與實際工藝參數的緊密結合，使設計的PCB板無法充分地與實際工程應用相結合，將直接影響到產品品質的好壞。因此，要設計出一個品質優良的產品，需從以下五個方面加強對PCB板的實踐學習。

1.與世界技能大賽中電子技術項目接軌

縱觀世界技能大賽中電子技術項目的技術文件，可見《電子CAD》課程的重要性。一是完成缺少功能部分電路的硬件設計，二是完成該部分電路的PCB設計、PCB雕刻與產品裝調。所以，在實訓方面應該強化以下兩項內容。

（1）電路設計

在傳統的教學中，所謂的電路設計大都是按照已有的電路原理圖進行繪制，而沒有實現真正意義上的對電路進行設計。因此，在教學中除了項目教學法外，還應加強任務驅動法培養學生對電路設計的能力。

同時，通過軟件所提供的電路仿真功能對所設計的電路進行電路仿真。縱觀仿真結果，可以對電路設計、電路結構、元件參數的合理性和可行行進行判斷和分析，從而可以更加簡捷的對電路設計進行調整或者參數選擇，設計出符合要求的產品。

（2）PCB設計及產品裝調

將設計好的PCB圖用覆銅板雕刻成PCB板后，進行電路裝配與調試。測試結果的好壞，一方面反映了電路設計是否正確，另一方面PCB設計的工藝也將直接影響產品的品質，例如焊盤的大小和形狀、導線的粗線及走向等等。結合實際的PCB板情況和調試情況，分析總結所設計的PCB與實際運用之間存在的差距與不足，總結經驗以提升學生的PCB設計能力。

2.與SMT生產接軌

如今，SMT是電子組裝行業里最基本的一種技術和工藝。對電子技術專業學生而言，《SMT生產工藝》課程是一門必修課程。結合我院實際，擁有一個可以進行實際生產的SMT教學工廠。通過對實際貼裝后產品的工藝分析，使學生掌握了PCB設計的工藝要求，了解了SMT生產的工藝流程，擴展了其技能面和知識面，還增加了《電子CAD》這門課程的趣味性和實用性，使學生能把理論與實踐有機結合，提升了實踐技能。

3.加強對PCB底板圖到原理圖繪制的訓練

在《電子CAD》課程的教學中，大部分的職業院校都只重視了電路原理圖轉換為PCB的設計教學，而忽視了PCB底板圖到原理圖繪制的教學，這兩者的教學恰好相反。但從PCB底板圖到原理圖的繪制學習，可以加強對PCB設計的規則和工藝、甚至是電路檢測都有一定的指導意義。

4.加強對元件封裝繪制的訓練

電子元件在PCB板中是以封裝模型呈現的，元件的封裝形式直接影響到PCB板的工藝、產品裝配及其品質。因此，元件的封裝及其封裝形式對產品品質起著決定性的作用。在傳統的《電子CAD》課程的教學中，對元件封裝的繪制，大部分都是根據給定的元件封裝圖照著畫，只要學生會畫就算完成了教學任務。而在實際的電路開發中，有的元件并沒有現成的封裝圖，而是要自己繪制。沒有封裝模型的元件封裝繪制方法有兩種，一是根據數據手冊提供的參數繪制，另外一種是用游標卡尺測量元件參數再來繪制封裝模型。因此，需加強對沒有封裝模型的元件的封裝進行繪制訓練，才能適應實際的產品開發。

5.加強運用Protel軟件進行課程設計

運用《電子CAD》教學使用的Protel軟件進行課程設計，要求學生對電路的綜合設計能力較高。它是將多門學科的理論知識相融合、結合實際而進行的一項創新、創造性設計。通過課程設計，可以培養和提高學生發現問題、解決問題和實踐能力的提升。

三、結束語

基于《電子CAD》課程實的教學改革，無論從課程體系、教學方法還是實訓內容的教學改革，方方面面都是給予學生更多的實踐機會，調動他們的主觀能動性，增強學生實踐能力。同時，也能培養他們分析問題和解決問題的能力，綜合設計能力、創新能力和應用新技術的能力，有利于學生專業技能和綜合素質的培養。

參考文獻

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作者簡介：曾世芳，女，1982.03.19，漢，四川內江，在職研究生，中級 電子信息。