路板設計實習目的

一、電子專業的教學方式和方法研究

電子專業的教學方式和方法一直都處于研究和探討中。現在普遍的教學方法：一是引導學生學會各種制造電子產品工具的使用和維護，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，一般的教學方法是首先講解所要制作的電子線路的元器件、組成結構及電路工作原理;然后學生根據電路原理圖設計元器件布線圖，把設計好的布線圖繪制在敷銅板上，并進行腐蝕、打孔、焊接，中間穿插元器件的測量和質量判斷;最后用制作好的線路板驗證所設計的電子線路工作是否符合工作原理和設計要求。這種教學方法手段單一、落后，制作過程較為復雜，掌握難度大，并存在一定的危險性，現今社會電子企業中早已不再使用這種方法來制作電子產品了。

隨著計算機的廣泛應用，越來越多的電子產品的設計和制作也利用計算機來完成。所以，傳統的教學方法已經不能很好地適應現今社會的要求，如果學生在學校里只學會了傳統電子產品的制作方法，那么當他們進入社會和企業之后，就不能很好地適應企業的要求，不能很好地完成工作。這樣的教學方式和企業的實際生產相脫節，所以應當改進教學方式，更新教學方法，應用新的教學手段，把實際工作中的制作手段應用到教學中來。讓學生掌握現今社會電子產品的制作流程和制作方法，讓他們畢業后從事工作不會感到陌生，能夠很快地適應崗位需要，盡快投入到工作中。

ProtelDXP是Altium公司于2004年在Protel99SE的基礎上，應用最先進的軟件設計方法推出的一款基于Windows2000和WindowsXP操作系統的電路設計軟件。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計的同步化，同時整合了VHDL和FPGA設計系統，功能大大加強。

ProtelDXP課程的教學特點是：教學無論選用的是何種軟件，實質上都是對用戶界面上大量的工具、按鈕進行操作。對職業院校的學生來說，不要求掌握過多的原理知識，重要的是對實際操作的掌握。教學目的是：培養學生的實際應用能力，通過大量的實例來鍛煉學生的動手能力，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。

現今企業制作電子產品的一般流程是：首先根據電子產品成品的要求設計電路的原理圖;然后根據原理圖來進行仿真和實驗，測試電路結果是否和初始要求相符合;測試合格后根據電原理圖來設計和繪制、印制板線路圖，即原先教學過程中的布線圖;然后根據設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，完成電子產品的制作。

在電子產品制作的過程中，根據電原理圖來設計印制線路板這一步，企業中都是利用計算機來完成的。如Altium公司開發研制的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的設計人員的喜愛。在大部分企業和公司中，都在利用ProtelDXP來進行電路的設計、測試和印制板的設計等工作。所以，如果要使學生在畢業后能夠很快地從事電子專業工作，在教學中就必須引入ProtelDXP軟件的使用。

二、筆者總結的教學方法

通過長時間的實際教學，筆者總結出一套整體的教學方法，在學生的實訓教學中融入ProtelDXP軟件的使用，收到了良好的教學效果。

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，教師在課前根據本次課程的內容準備幾個典型例題。先由教師演示，然后要求學生模仿教師做出同樣的實例，完成后要求學生對使用過的指令的用法進行歸納、總結。利用實例學習，幫助學生輕松入門，消除學生對ProtelDXP課程的畏懼心理，增強他們的自信心。在此階段，教師起主導作用。選擇的例題應該具有較強的針對性，可選用前面課程中見到過或后續課程中要涉及的題型。在實訓教學中，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軟件設計印制板線路圖

由于企業和公司設計印制板線路圖都是利用計算機和相關電路設計軟件進行的，所以在實際教學中，筆者也把ProtelDXP軟件的印制板線路圖的設計方法講解給學生，讓學生利用計算機和ProtelDXP軟件來對所要制作的電子線路進行印制板線路圖的設計。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行對比，提高學生對ProtelDXP軟件的熟悉程度，了解印制電路板的制作流程，加深對電子產品設計與制作的理解。

3.利用ProtelDXP軟件對電子線路進行仿真測試，看檢查結果是否滿足設計要求

深入階段采用互動式教學，所謂互動教學就是學生和教師共同組織教學，學生參與、教師指導、綜合評價的教學方式，具體做法是教師與學生共同選題、實施、交流、評價。一般將整個班分成幾個小組(組長負責，定期輪換)，以小組為單位參加活動，要求每組在一定時間內準備上交的題目，并與教師一起審閱;然后由教師選出兩組題目在課堂上進行練習，在練習過程中教師進行適當的指導;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鍵步驟的要領，由出題小組代表或教師進行點評、總結。這個階段以學生為主體，教師只起到引導作用，幫助學生理順思路，把好習題關。這樣的教學方法不僅能為學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習積極性、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，在學生把電路原理圖繪制完成和印制板線路圖設計完成后，將ProtelDXP軟件的仿真測試方法講給學生，讓學生對自己所繪制出來的電路原理圖和印制板線路圖進行仿真測試，看檢查所繪制和設計的電路是否能滿足所給電路的實際要求。

4.設計、仿真測試完成后，將設計好的印制板線路圖進行實際制作

實際的制作就是把自己設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，讓學生先對電路元器件進行檢測，檢查元器件是否有質量問題，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。

在教學過程中，還可以采用現代化的教學手段，在多媒體網絡教室利用教學系統和大屏幕投影實現教與學的同步交互式控制，提高教學效率。具體做法如下：(1)根據需要控制學生機。教師講課學生同步練習時，通過大屏幕投影將教學內容展示給學生，或通過屏幕廣播傳送給每個學生。分組教學或輔導時，教師能方便地選擇控制對象，而不影響其他學生的學習進程。

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

(3)利用屏幕監視軟件對每位學生的學習進程隨時查看，掌握學生的整體情況。通過遠程控制，教師可以隨時對學生進行指導和幫助。

(4) 編制課件上課。學生在入門階段問題較多，可用專業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，拷貝到學生機上，供課堂或課后學習、參考。利用現代化的教學設施，可以方便地實現信息的雙向交流，極大地調動學生的積極性，并充分體現個性化教學和因材施教的理念。

通過以上教學過程，學生基本可以掌握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，印制板線路圖的設計、制作和仿真測試，元器件的測量和質量判斷等工作。使學生在學校中的實訓課程與畢業后要從事的工作大體符合，使學生的實習操作與實際工作拉得更近。

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

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