《電子線路CAD》“基于工作工程”的課程建設

桑紅

摘 要 本文探討了《電子線路CAD》“基于工作工程”課程的教學模式及具體的實施方案，根據技術領域和崗位的任職要求，結合教學的實際需要和電子信息技術專業的特點，參照相關標準，改革了課程內容，采用了基于工作工程的教學方法，把電子信息技術基礎課程和后面開設的核心課程《單片機應用技術》緊密的結合起來，達到同學們在校學習和實際工作相結合的教學要求，在工作中學習的目的。

關鍵詞 電子線路CAD 工作工程 教學內容

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A

0引言

隨著智能產品的飛速發展，從原來的單層板、雙層板到多層板，信號的頻率也越來越高，PCB板也越來越小。PCB板的設計要求越來越高，《電子線路CAD》課程是電子技術類專業的核心課程之一，是學生專業能力的重要組成部分，更是學生在學校里能夠做出產品的重要環節。本課程具有實踐性強、工藝規范性強、技術性強、學習興趣高的特點。對于高職學生而言，掌握PCB設計軟件的應用和實際PCB板的設計及制作能力，不僅能在學習中提高學習興趣，把學習的結果和創新的思路得以實際的產品加以實現，而且可以優質的就業，能更好地服務企業和社會。

但是，《電子線路CAD》課程涉及內容眾多，包括軟件的使用、標準電子元件的封裝、設計規范、實際的需求、制板的方法和工藝特點等等。同時，在學習中要求學生對實際元件的使用、元器件的布局、走線的方式、信號的處理、制板的方法等動手能力要求相對很高，因此，無論是從教師的教和學生的學來講及學校的實訓設備來講，都有一定的難度。

基于教學中存在的實際問題和本課程對電子信息技術專業學生的重要性，根據教育部提高高職教育教學質量，加強學校與企業合作，學生與就業接軌的要求，參照相關的職業資格的標準，對《電子線路CAD》實行“基于工作工程”的課程教學改革。

1《電子線路CAD》“基于工作工程”課程建設的設計思路

1.1課程內容調研

在課程建設中，首先進行企業的調研、畢業生的回訪，在生產第一線的專家、技術人員和專業教師、教學管理人員共同參與下，對電子信息技術專業人才的需求調查、職業崗位分析、工作任務和職業能力的分析，確定《電子線路CAD》主要面向電子產品的印刷電路板的設計、電路圖的繪制、印制板的制作等工作崗位，要求從業人員能夠掌握常用元件的封裝，熟練掌握應用一種或多種印制板的設計軟件，理解和熟悉設計規范，掌握實訓室印制板的制作方法和工藝流程，了解工業級印制板的生產工藝，能夠設計制作低頻和高頻印制板。

1.2課程內容的設計

在以培養學生可持續發展的職業能力為指導思想，以“技能的漸進和適度的循環”為原則，根據學生在校學習的實際情況和前后課程相結合的需要，保障學生所學、所做的在今后的學習和工作中有用的前提下。在企業的專家、一線的技術人員和專業教師等多次反復研究、討論。形成了以下的教學內容。

1.2.1直流穩壓電源印制板的設計與制作

在同學們開始學習PCB設計時，要讓同學們設計簡單且熟悉的電路，設計出來的PCB板通過制作和安裝調試來檢驗設計中出現的問題和瑕疵，找到元器件在布局、走線、參數防放置位置的合理性和安裝時的方便和快捷性。直流穩壓電源是學習電子信息技術所必備的知識要點和必備的設備，選取串聯三端穩壓方式的電源是很好的教學內容。電路簡單，元器件數量適中，為了以后的學習和應用，可以設計？2V和？V的電源，這樣的電源可以用于同學們自己設計電路產品提供電源，為以后的單片機、模擬電路和數字電路設計在電源上提供能源。

在這部分學習的核心知識點有：掌握印制板的設計流程和實訓室單面制版流程；基本掌握印制板設計軟件的使用；重點掌握單面、低頻、大電流印制板的設計規范；掌握簡單單面印制板的制作方法。核心技能點：軟件的安裝使用能力；單面、低頻、大電流印制板的設計能力；制板的能力。

1.2.2課外作業——基于M317的可調電源的設計與制作

在課堂上在教師的示范下，根據教師的講解學會了軟件的使用及單面板的設計方法，為了檢驗學生是否掌握其知識和技能，就設計了一個課外作業--基于M317的可調電源，這樣跟課堂教學有很多相似點，有有一些不同點，達到教學的目的。

1.2.3單片機開發板設計與制作

單片機應用技術是電子信息技術專業的核心課程，同學們在學習中要軟硬相結合，才能達到學習的最佳效果。實驗室不能完全滿足學生學習的需要，如果自己有一款較好的開發板，能達到事半功倍的效果。最好是自己親手設計、制作、安裝調試的開發板，在學習和應用中就更能得手應手了。為了以后的學習，故在本課程設計這樣的內容，對同學們的學習和教師的教學就非常有必要了。

開發板已51單片機為主，主要內容有：單片機最小系統、程序的寫入系統、信息的輸入系統（4個獨立按鍵和16個矩陣按鍵）、信息的輸出系統（8個LED、6位8段數碼管、LCD1602、LCD12864、8X8點陣、蜂鳴器）、AD和DA轉換電路、直流電機電路、溫度傳感器DS18B20、紅外放射接受器、繼電器、電源電路等。

在教學中采用分單元雙層板設計，最后統一結合在一起的方式教學。這樣同學們更能接受，并把單片機的教學融入其中，打下基礎，在學習單片機時就有一定的基礎了。制作采用工廠加工的方式。

在這部分學習的核心知識點有：進一步熟悉印制板設計軟件的使用；掌握復雜、高頻、模數混合印制板的設計規范；掌握復雜、高頻、模數混合印制板的設計方法；掌握雙面印制板的制作方法。核心技能點：復雜、高頻、模數混合印制板的設計能力；復雜電路的安裝調試能力。

1.2.4課外作業——簡單單片機課程設計電路

為了學以致用，設計了幾個以單片機芯片為開發的小制作，既可以達到學習單片機的興趣，又有練習的素材。

（1）單片機開發設計的8路帶時間、燈光、聲音、數字的搶答器；

（2）多模式流水燈；

（3）帶溫度顯示的時鐘；

（4）用LCD1602做顯示器的計數器。

2《電子線路CAD》的教學實施

2.1基于工作工程教學

直流穩壓電源主要是在于教師提出任務，與同學們一起分解任務，找出任務的實施方案和方法，一起完成任務。在任務中教師重點是的引導學生和給予必要的示范；把設計軟件的使用方法、設計規范、設計方法、制作方法和調試方法交給學生，把重點和難點給予強調說明，學生在教師示范、指導下完成所給予的任務。在安裝調試中學會總結和歸納。

2.2實踐中教學

在單片機開發板中，采用提供原理圖、實際采用的元器件，根據實際的元器件繪制原理圖符號；測量或則元器件廠商提供的封裝尺寸并繪制元件封裝符號；繪制原理圖；根據給定的PCB板的大小設計PCB板；原理圖與PCB圖的一致性檢查；編制制板工藝文件；制作印刷電路板；安裝調試。

在實踐中，學生有目標、有方向的完成學習作品，學生會不斷的獲得成就感，大大的激發學生的求知欲望，逐步形成一個感知心智活動的良性循環，從而培養出獨立探索、勇于開拓進取的自學能力。

教師在學生學習的過程中，不斷的進行一對一的講解、指導、糾偏，及時解決學生在操作中出現的問題。在總結階段，對設計的電路板和實際的效果進行比較分析，從而是學生不斷積累知識和經驗，完善自己的知識和設計方法。

2.3課證賽結合

本課程同國家職業認證相結合，學生學習后可以參加由《全國信息化計算機應用技術水平教育培訓（CertificateofComputerApplicationTechniques，簡稱CCAT）項目》組織的電子設計工程師的職業資格認證考試，考試合格后取得相應的職業資格認證。本課程還與全國、省市、學校組織的電子制作大賽相結合。通過證賽結合的方式不只是取得了職業認證，還激發了學習興趣，在實戰中獲得經驗，為就業增加了砝碼。

2.4考核評價

《電子線路CAD》是一門實踐性很強的課程，考核評價注重實際的動手能力，為凸顯對學生實際能力的考核，采用過程考核與結果考核相結合的方式，強調過程考核的同時重點放在最后結果的考核，這樣利于同學們有利于今后的工作中責任感的培養，養成嚴肅認真、注重細節的精神。

3結束語

電子產品發展迅速，新型電子元件不斷出現，軟件的更新也相當快，PCB板在向多層板、小型化方向發展，這就要求教師要不斷更新自己的專業知識，深入企業了解，將實踐中的案例和項目運用與教學中，不斷總結實施中的經驗和問題，進一步提高課程的建設水平。

參考文獻

[1] 李鳳鳴.模擬電子技術[M].北京：清華大學出版社，2014.

[2] 丁向榮.單片機應用系統與開發技術[M].北京：清華大學出版社，2009.