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路板設(shè)計實習(xí)目的

時間:2022-07-03 22:35:07 設(shè)計 我要投稿
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路板設(shè)計實習(xí)目的

一、電子專業(yè)的教學(xué)方式和方法研究

路板設(shè)計實習(xí)目的

電子專業(yè)的教學(xué)方式和方法一直都處于研究和探討中。現(xiàn)在普遍的教學(xué)方法:一是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會各種制造電子產(chǎn)品工具的使用和維護(hù),例如電烙鐵、旋具、偏口鉗、萬用表等,二是制作一些電子線路。工具的使用必不可缺,因為這是在從事工作之前必須要掌握的基本技能。但是在電子線路的制作中,一般的教學(xué)方法是首先講解所要制作的電子線路的元器件、組成結(jié)構(gòu)及電路工作原理;然后學(xué)生根據(jù)電路原理圖設(shè)計元器件布線圖,把設(shè)計好的布線圖繪制在敷銅板上,并進(jìn)行腐蝕、打孔、焊接,中間穿插元器件的測量和質(zhì)量判斷;最后用制作好的線路板驗證所設(shè)計的電子線路工作是否符合工作原理和設(shè)計要求。這種教學(xué)方法手段單一、落后,制作過程較為復(fù)雜,掌握難度大,并存在一定的危險性,現(xiàn)今社會電子企業(yè)中早已不再使用這種方法來制作電子產(chǎn)品了。

隨著計算機的廣泛應(yīng)用,越來越多的電子產(chǎn)品的設(shè)計和制作也利用計算機來完成。所以,傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)不能很好地適應(yīng)現(xiàn)今社會的要求,如果學(xué)生在學(xué)校里只學(xué)會了傳統(tǒng)電子產(chǎn)品的制作方法,那么當(dāng)他們進(jìn)入社會和企業(yè)之后,就不能很好地適應(yīng)企業(yè)的要求,不能很好地完成工作。這樣的教學(xué)方式和企業(yè)的實際生產(chǎn)相脫節(jié),所以應(yīng)當(dāng)改進(jìn)教學(xué)方式,更新教學(xué)方法,應(yīng)用新的教學(xué)手段,把實際工作中的制作手段應(yīng)用到教學(xué)中來。讓學(xué)生掌握現(xiàn)今社會電子產(chǎn)品的制作流程和制作方法,讓他們畢業(yè)后從事工作不會感到陌生,能夠很快地適應(yīng)崗位需要,盡快投入到工作中。

ProtelDXP是Altium公司于2004年在Protel99SE的基礎(chǔ)上,應(yīng)用最先進(jìn)的軟件設(shè)計方法推出的一款基于Windows2000和WindowsXP操作系統(tǒng)的電路設(shè)計軟件。與較早的版本相比,ProtelDXP不僅在外觀上顯得更加豪華、人性化,而且極大地強化了電路設(shè)計的同步化,同時整合了VHDL和FPGA設(shè)計系統(tǒng),功能大大加強。

ProtelDXP課程的教學(xué)特點是:教學(xué)無論選用的是何種軟件,實質(zhì)上都是對用戶界面上大量的工具、按鈕進(jìn)行操作。對職業(yè)院校的學(xué)生來說,不要求掌握過多的原理知識,重要的是對實際操作的掌握。教學(xué)目的是:培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力,通過大量的實例來鍛煉學(xué)生的動手能力,使他們最終能夠在實踐中使用ProtelDXP解決實際的工程問題,提高工作效率。

現(xiàn)今企業(yè)制作電子產(chǎn)品的一般流程是:首先根據(jù)電子產(chǎn)品成品的要求設(shè)計電路的原理圖;然后根據(jù)原理圖來進(jìn)行仿真和實驗,測試電路結(jié)果是否和初始要求相符合;測試合格后根據(jù)電原理圖來設(shè)計和繪制、印制板線路圖,即原先教學(xué)過程中的布線圖;然后根據(jù)設(shè)計好的印制板線路圖制作印制線路板;最后,把元器件焊接到制作好的線路板上,完成電子產(chǎn)品的制作。

在電子產(chǎn)品制作的過程中,根據(jù)電原理圖來設(shè)計印制線路板這一步,企業(yè)中都是利用計算機來完成的。如Altium公司開發(fā)研制的ProtelDXP,在實際工作中完成的工作和功能都非常令人滿意,受到很多電子公司和企業(yè)的設(shè)計人員的喜愛。在大部分企業(yè)和公司中,都在利用ProtelDXP來進(jìn)行電路的設(shè)計、測試和印制板的設(shè)計等工作。所以,如果要使學(xué)生在畢業(yè)后能夠很快地從事電子專業(yè)工作,在教學(xué)中就必須引入ProtelDXP軟件的使用。

二、筆者總結(jié)的教學(xué)方法

通過長時間的實際教學(xué),筆者總結(jié)出一套整體的教學(xué)方法,在學(xué)生的實訓(xùn)教學(xué)中融入ProtelDXP軟件的使用,收到了良好的教學(xué)效果。

1. 利用ProtelDXP軟件繪制電路的電原理圖,講解ProtelDXP軟件的基本使用和電路原理入門階段采用實例教學(xué)法。通過具體的實例操作,逐步介紹各指令的功能。具體的做法是,教師在課前根據(jù)本次課程的內(nèi)容準(zhǔn)備幾個典型例題。先由教師演示,然后要求學(xué)生模仿教師做出同樣的實例,完成后要求學(xué)生對使用過的指令的用法進(jìn)行歸納、總結(jié)。利用實例學(xué)習(xí),幫助學(xué)生輕松入門,消除學(xué)生對ProtelDXP課程的畏懼心理,增強他們的自信心。在此階段,教師起主導(dǎo)作用。選擇的例題應(yīng)該具有較強的針對性,可選用前面課程中見到過或后續(xù)課程中要涉及的題型。在實訓(xùn)教學(xué)中,電子線路的制作課題開始就是講解所要制作的電子線路的元器件組成和電路的工作原理,并讓學(xué)生親手繪制電原理圖。所以,ProtelDXP軟件中,在電路原理圖繪制方法的講解過程中融入電路原理的講解,讓學(xué)生不僅掌握使用ProtelDXP軟件來繪制電子線路的電路原理圖的方法,而且弄清楚所要制作的電子線路的元器件組成和電路的工作原理。

2.利用ProtelDXP軟件設(shè)計印制板線路圖

由于企業(yè)和公司設(shè)計印制板線路圖都是利用計算機和相關(guān)電路設(shè)計軟件進(jìn)行的,所以在實際教學(xué)中,筆者也把ProtelDXP軟件的印制板線路圖的設(shè)計方法講解給學(xué)生,讓學(xué)生利用計算機和ProtelDXP軟件來對所要制作的電子線路進(jìn)行印制板線路圖的設(shè)計。同時,將手工制作印制電路板與ProtelDXP制作印制電路板的方法進(jìn)行對比,提高學(xué)生對ProtelDXP軟件的熟悉程度,了解印制電路板的制作流程,加深對電子產(chǎn)品設(shè)計與制作的理解。

3.利用ProtelDXP軟件對電子線路進(jìn)行仿真測試,看檢查結(jié)果是否滿足設(shè)計要求

深入階段采用互動式教學(xué),所謂互動教學(xué)就是學(xué)生和教師共同組織教學(xué),學(xué)生參與、教師指導(dǎo)、綜合評價的教學(xué)方式,具體做法是教師與學(xué)生共同選題、實施、交流、評價。一般將整個班分成幾個小組(組長負(fù)責(zé),定期輪換),以小組為單位參加活動,要求每組在一定時間內(nèi)準(zhǔn)備上交的題目,并與教師一起審閱;然后由教師選出兩組題目在課堂上進(jìn)行練習(xí),在練習(xí)過程中教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo);每次課上安排lO分鐘的討論時間,由做題小組的代表講解做題思路和關(guān)鍵步驟的要領(lǐng),由出題小組代表或教師進(jìn)行點評、總結(jié)。這個階段以學(xué)生為主體,教師只起到引導(dǎo)作用,幫助學(xué)生理順?biāo)悸罚押昧?xí)題關(guān)。這樣的教學(xué)方法不僅能為學(xué)生提供展示才華和相互合作的鍛煉機會,而且能提高他們的學(xué)習(xí)積極性、主動性,充分挖掘個人潛能。在電路原理圖繪制完成和印制板線路圖設(shè)計完成后,要檢查所繪制的線路圖是否符合電子線路的功能要求。所以,在學(xué)生把電路原理圖繪制完成和印制板線路圖設(shè)計完成后,將ProtelDXP軟件的仿真測試方法講給學(xué)生,讓學(xué)生對自己所繪制出來的電路原理圖和印制板線路圖進(jìn)行仿真測試,看檢查所繪制和設(shè)計的電路是否能滿足所給電路的實際要求。

4.設(shè)計、仿真測試完成后,將設(shè)計好的印制板線路圖進(jìn)行實際制作

實際的制作就是把自己設(shè)計好的要制作的電子線路印制板線路圖繪制到敷銅板上,然后進(jìn)行腐蝕、打孔、焊接,并把以前所講過的元器件的測量方法加入到焊接之前,讓學(xué)生先對電路元器件進(jìn)行檢測,檢查元器件是否有質(zhì)量問題,然后再把元器件焊接到制作好的印制線路板上,完成對電子線路制作的課題。

在教學(xué)過程中,還可以采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段,在多媒體網(wǎng)絡(luò)教室利用教學(xué)系統(tǒng)和大屏幕投影實現(xiàn)教與學(xué)的同步交互式控制,提高教學(xué)效率。具體做法如下:(1)根據(jù)需要控制學(xué)生機。教師講課學(xué)生同步練習(xí)時,通過大屏幕投影將教學(xué)內(nèi)容展示給學(xué)生,或通過屏幕廣播傳送給每個學(xué)生。分組教學(xué)或輔導(dǎo)時,教師能方便地選擇控制對象,而不影響其他學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程。

(2)學(xué)生提問時,教師根據(jù)問題對其進(jìn)行單獨講解或示范。遇到共性問題時,教師可以將該學(xué)生的屏幕傳給其他學(xué)生,進(jìn)行講評;也可以組織小組討論,每個學(xué)生在討論中積極思考,在相互幫助、相互學(xué)習(xí)的過程中共同進(jìn)步。

(3)利用屏幕監(jiān)視軟件對每位學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程隨時查看,掌握學(xué)生的整體情況。通過遠(yuǎn)程控制,教師可以隨時對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和幫助。

(4) 編制課件上課。學(xué)生在入門階段問題較多,可用專業(yè)軟件將實例的操作過程和教師的講解聲音制作成AVI格式的文件,拷貝到學(xué)生機上,供課堂或課后學(xué)習(xí)、參考。利用現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)施,可以方便地實現(xiàn)信息的雙向交流,極大地調(diào)動學(xué)生的積極性,并充分體現(xiàn)個性化教學(xué)和因材施教的理念。

通過以上教學(xué)過程,學(xué)生基本可以掌握ProtelDXP軟件的使用,并可以利用計算機和ProtelDXP軟件完成電子線路制作課題中電路原理圖的繪制、仿真測試,印制板線路圖的設(shè)計、制作和仿真測試,元器件的測量和質(zhì)量判斷等工作。使學(xué)生在學(xué)校中的實訓(xùn)課程與畢業(yè)后要從事的工作大體符合,使學(xué)生的實習(xí)操作與實際工作拉得更近。

由于電子行業(yè)的發(fā)展非常迅速,在專業(yè)制造中利用計算機和相應(yīng)工作軟件的工種越來越多,這節(jié)省了大量的人力和物力。技工學(xué)校電子專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后的工作主要是無線電裝接工和無線電調(diào)試工等工種,然而現(xiàn)今社會電子專業(yè)的迅速發(fā)展使得傳統(tǒng)的電子專業(yè)教學(xué)模式受到嚴(yán)重的沖擊和考驗,因此技工學(xué)校的教育如果想與時俱進(jìn),就必須改變傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式,將新的操作技能、操作知識和企業(yè)的工作方法、工作過程、企業(yè)文化引入技工學(xué)校的教育教學(xué)。所以,在電子專業(yè)實習(xí)操作電子線路制作這個課題中,根據(jù)當(dāng)今社會的實際情況,筆者把ProtelDXP軟件的使用引入到實訓(xùn)教學(xué)中來,讓學(xué)生不但可以學(xué)到電子專業(yè)的理論知識基礎(chǔ)和操作方法,而且可以了解到畢業(yè)后所要從事的工作的過程。


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