路板设计实习目的

时间:2022-07-03 22:35:07 设计 我要投稿
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路板设计实习目的

一、电子专业的教学方式和方法研究

路板设计实习目的

电子专业的教学方式和方法一直都处于研究和探讨中。现在普遍的教学方法:一是引导学生学会各种制造电子产品工具的使用和维护,例如电烙铁、旋具、偏口钳、万用表等,二是制作一些电子线路。工具的使用必不可缺,因为这是在从事工作之前必须要掌握的基本技能。但是在电子线路的制作中,一般的教学方法是首先讲解所要制作的电子线路的元器件、组成结构及电路工作原理;然后学生根据电路原理图设计元器件布线图,把设计好的布线图绘制在敷铜板上,并进行腐蚀、打孔、焊接,中间穿插元器件的测量和质量判断;最后用制作好的线路板验证所设计的电子线路工作是否符合工作原理和设计要求。这种教学方法手段单一、落后,制作过程较为复杂,掌握难度大,并存在一定的危险性,现今社会电子企业中早已不再使用这种方法来制作电子产品了。

随着计算机的广泛应用,越来越多的电子产品的设计和制作也利用计算机来完成。所以,传统的教学方法已经不能很好地适应现今社会的要求,如果学生在学校里只学会了传统电子产品的制作方法,那么当他们进入社会和企业之后,就不能很好地适应企业的要求,不能很好地完成工作。这样的教学方式和企业的实际生产相脱节,所以应当改进教学方式,更新教学方法,应用新的教学手段,把实际工作中的制作手段应用到教学中来。让学生掌握现今社会电子产品的制作流程和制作方法,让他们毕业后从事工作不会感到陌生,能够很快地适应岗位需要,尽快投入到工作中。

ProtelDXP是Altium公司于2004年在Protel99SE的基础上,应用最先进的软件设计方法推出的一款基于Windows2000和WindowsXP操作系统的电路设计软件。与较早的版本相比,ProtelDXP不仅在外观上显得更加豪华、人性化,而且极大地强化了电路设计的同步化,同时整合了VHDL和FPGA设计系统,功能大大加强。

ProtelDXP课程的教学特点是:教学无论选用的是何种软件,实质上都是对用户界面上大量的工具、按钮进行操作。对职业院校的学生来说,不要求掌握过多的原理知识,重要的是对实际操作的掌握。教学目的是:培养学生的实际应用能力,通过大量的实例来锻炼学生的动手能力,使他们最终能够在实践中使用ProtelDXP解决实际的工程问题,提高工作效率。

现今企业制作电子产品的一般流程是:首先根据电子产品成品的要求设计电路的原理图;然后根据原理图来进行仿真和实验,测试电路结果是否和初始要求相符合;测试合格后根据电原理图来设计和绘制、印制板线路图,即原先教学过程中的布线图;然后根据设计好的印制板线路图制作印制线路板;最后,把元器件焊接到制作好的线路板上,完成电子产品的制作。

在电子产品制作的过程中,根据电原理图来设计印制线路板这一步,企业中都是利用计算机来完成的。如Altium公司开发研制的ProtelDXP,在实际工作中完成的工作和功能都非常令人满意,受到很多电子公司和企业的设计人员的喜爱。在大部分企业和公司中,都在利用ProtelDXP来进行电路的设计、测试和印制板的设计等工作。所以,如果要使学生在毕业后能够很快地从事电子专业工作,在教学中就必须引入ProtelDXP软件的使用。

二、笔者总结的教学方法

通过长时间的实际教学,笔者总结出一套整体的教学方法,在学生的实训教学中融入ProtelDXP软件的使用,收到了良好的教学效果。

1. 利用ProtelDXP软件绘制电路的电原理图,讲解ProtelDXP软件的基本使用和电路原理入门阶段采用实例教学法。通过具体的实例操作,逐步介绍各指令的功能。具体的做法是,教师在课前根据本次课程的内容准备几个典型例题。先由教师演示,然后要求学生模仿教师做出同样的实例,完成后要求学生对使用过的指令的用法进行归纳、总结。利用实例学习,帮助学生轻松入门,消除学生对ProtelDXP课程的畏惧心理,增强他们的自信心。在此阶段,教师起主导作用。选择的例题应该具有较强的针对性,可选用前面课程中见到过或后续课程中要涉及的题型。在实训教学中,电子线路的制作课题开始就是讲解所要制作的电子线路的元器件组成和电路的工作原理,并让学生亲手绘制电原理图。所以,ProtelDXP软件中,在电路原理图绘制方法的讲解过程中融入电路原理的讲解,让学生不仅掌握使用ProtelDXP软件来绘制电子线路的电路原理图的方法,而且弄清楚所要制作的电子线路的元器件组成和电路的工作原理。

2.利用ProtelDXP软件设计印制板线路图

由于企业和公司设计印制板线路图都是利用计算机和相关电路设计软件进行的,所以在实际教学中,笔者也把ProtelDXP软件的印制板线路图的设计方法讲解给学生,让学生利用计算机和ProtelDXP软件来对所要制作的电子线路进行印制板线路图的设计。同时,将手工制作印制电路板与ProtelDXP制作印制电路板的方法进行对比,提高学生对ProtelDXP软件的熟悉程度,了解印制电路板的制作流程,加深对电子产品设计与制作的理解。

3.利用ProtelDXP软件对电子线路进行仿真测试,看检查结果是否满足设计要求

深入阶段采用互动式教学,所谓互动教学就是学生和教师共同组织教学,学生参与、教师指导、综合评价的教学方式,具体做法是教师与学生共同选题、实施、交流、评价。一般将整个班分成几个小组(组长负责,定期轮换),以小组为单位参加活动,要求每组在一定时间内准备上交的题目,并与教师一起审阅;然后由教师选出两组题目在课堂上进行练习,在练习过程中教师进行适当的指导;每次课上安排lO分钟的讨论时间,由做题小组的代表讲解做题思路和关键步骤的要领,由出题小组代表或教师进行点评、总结。这个阶段以学生为主体,教师只起到引导作用,帮助学生理顺思路,把好习题关。这样的教学方法不仅能为学生提供展示才华和相互合作的锻炼机会,而且能提高他们的学习积极性、主动性,充分挖掘个人潜能。在电路原理图绘制完成和印制板线路图设计完成后,要检查所绘制的线路图是否符合电子线路的功能要求。所以,在学生把电路原理图绘制完成和印制板线路图设计完成后,将ProtelDXP软件的仿真测试方法讲给学生,让学生对自己所绘制出来的电路原理图和印制板线路图进行仿真测试,看检查所绘制和设计的电路是否能满足所给电路的实际要求。

4.设计、仿真测试完成后,将设计好的印制板线路图进行实际制作

实际的制作就是把自己设计好的要制作的电子线路印制板线路图绘制到敷铜板上,然后进行腐蚀、打孔、焊接,并把以前所讲过的元器件的测量方法加入到焊接之前,让学生先对电路元器件进行检测,检查元器件是否有质量问题,然后再把元器件焊接到制作好的印制线路板上,完成对电子线路制作的课题。

在教学过程中,还可以采用现代化的教学手段,在多媒体网络教室利用教学系统和大屏幕投影实现教与学的同步交互式控制,提高教学效率。具体做法如下:(1)根据需要控制学生机。教师讲课学生同步练习时,通过大屏幕投影将教学内容展示给学生,或通过屏幕广播传送给每个学生。分组教学或辅导时,教师能方便地选择控制对象,而不影响其他学生的学习进程。

(2)学生提问时,教师根据问题对其进行单独讲解或示范。遇到共性问题时,教师可以将该学生的屏幕传给其他学生,进行讲评;也可以组织小组讨论,每个学生在讨论中积极思考,在相互帮助、相互学习的过程中共同进步。

(3)利用屏幕监视软件对每位学生的学习进程随时查看,掌握学生的整体情况。通过远程控制,教师可以随时对学生进行指导和帮助。

(4) 编制课件上课。学生在入门阶段问题较多,可用专业软件将实例的操作过程和教师的讲解声音制作成AVI格式的文件,拷贝到学生机上,供课堂或课后学习、参考。利用现代化的教学设施,可以方便地实现信息的双向交流,极大地调动学生的积极性,并充分体现个性化教学和因材施教的理念。

通过以上教学过程,学生基本可以掌握ProtelDXP软件的使用,并可以利用计算机和ProtelDXP软件完成电子线路制作课题中电路原理图的绘制、仿真测试,印制板线路图的设计、制作和仿真测试,元器件的测量和质量判断等工作。使学生在学校中的实训课程与毕业后要从事的工作大体符合,使学生的实习操作与实际工作拉得更近。

由于电子行业的发展非常迅速,在专业制造中利用计算机和相应工作软件的工种越来越多,这节省了大量的人力和物力。技工学校电子专业的学生毕业后的工作主要是无线电装接工和无线电调试工等工种,然而现今社会电子专业的迅速发展使得传统的电子专业教学模式受到严重的冲击和考验,因此技工学校的教育如果想与时俱进,就必须改变传统的教育教学模式,将新的操作技能、操作知识和企业的工作方法、工作过程、企业文化引入技工学校的教育教学。所以,在电子专业实习操作电子线路制作这个课题中,根据当今社会的实际情况,笔者把ProtelDXP软件的使用引入到实训教学中来,让学生不但可以学到电子专业的理论知识基础和操作方法,而且可以了解到毕业后所要从事的工作的过程。


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