從圖紙設計到整機制作

摘要：《EDA技術基礎》是高職電子專業的一門核心課程，提高其教學質量對專業培養目標的實現有著十分重要的作用。本文在工學結合的模式下，以崗位能力培養為出發點，將理論教學與實訓教學相融合，并采用項目導入與任務驅動等教學方法，提出了一套較為完整的EDA課程教學設計的方案與思路。

關鍵詞：《EDA技術基礎》 工學結合 課程教學設計

0 引言

EDA技術所涉及到的領域非常廣泛，對于電子產品的設計來說，從系統設計、電路設計到芯片設計、PCB設計都可以由EDA工具來完成。作為高職電子類專業的一門主干課程《EDA技術基礎》，在進行了充分的市場調研的基礎上，筆者與其教學團隊選擇了目前眾多EDA軟件中在我國電子信息企業里極具影響的兩款產品Protel與Multisim作為這門課程的教學平臺，并在具體的教學實踐中采用多個教學項目將這兩款軟件有機的結合起來，同時將這些項目貫穿到實訓階段，采用理論課與實訓課相結合的教學模式，使學生完成了從電路設計、功能仿真、PCB圖設計到項目整機制作的全套工作過程，很好的將理論教學和實踐動手融為一體，從而讓學生真正理解和掌握了EDA工具的應用，培養了學生電子電路設計與制作的能力，取得了良好的教學效果。

1 教學內容設計

在具體教學項目的選用上，教師應選取若干具有較強代表性、較為常用的電路案例作為教學內容，所選項目應能基本包含Multisim與Protel的各項知識點，這樣通過引導學生經歷一個個完整的項目，自然完成知識的遷移，同時培養學生相關的職業能力。下面，筆者結合自身的一點教學實踐經驗，以一個入門項目(單管放大電路)的教學實施為例，淺談一下《EDA技術基礎》這門課程具體的教學內容設計思路：

1.1 項目引入

介紹項目基本內容，重點講述單管放大電路的工作原理，通過理論計算求出電路的輸入、輸出和增益。

1.2 項目仿真

打開Multisim11軟件，通過軟件仿真單管放大電路。

這一步，學生將要掌握的Multisim知識點主要有：

1.2.1 Multisim11仿真電路的創建

①軟件基本界面操作。②電路文件的創建、保存、打開。③元件選取、放置、布局、調整等。④電路的連線。

1.2.2 Multisim11虛擬儀器的使用

①數字萬用表的使用。②雙蹤示波器的使用。③常用指示器件的使用。

1.3 PCB設計

打開Protel99SE，設計單管放大電路的PCB。

這一步，學生將要掌握的Protel99SE知識點主要有：

1.3.1 Protel99SE的原理圖編輯

①編輯器基本界面操作。②圖紙設置、加載元件庫、元件布局等。③電氣連線、元件屬性設置。

1.3.2 PCB設計

①從原理圖到印制板。

②自動布局、手工布局。

③自動布線、手工布線。

1.4 整機制作

這一步，學生將打印出自己上一步設計的PCB圖紙，通過裁板、熱轉印、腐蝕、鉆孔、焊接元件等工藝制作出整機電路。

1.5 整機測試

通過整機測試，對照第二步Multisim仿真的結果，若參數相差較大或出現電路故障可利用萬用表、示波器等工具發現故障并排除。

1.6 評講討論、撰寫報告

集中講評學生在完成項目過程中出現錯誤較多的地方，并要求寫出項目實施報告。

以上，通過一個簡單的項目探討了《EDA技術基礎》這門課程的教學設計思路。當然，單管放大電路只是作為課程的第一個項目，也僅只是一個入門的項目，它不足以囊括Multisim與Protel軟件操作的各個知識點，因此教師還應該再選取若干個項目，使學生能夠通過依次實施這些項目來深入掌握這兩款軟件的各項操作知識點，從而提高EDA工具的應用能力，進而提高其電路設計的能力。

在這里，再推薦幾個筆者在教學實踐中所采用的項目以供參考：

項目一OTL功率放大電路測試

項目所能包含的知識點：Multisim電路創建、常用仿真分析方法、Protel99PCB設計制作等。

項目二交通燈控制電路設計

項目所能包含的知識點：Multisim電路創建、常用虛擬儀器應用、Protel99SE原理圖編輯、Protel99PCB設計。

項目三接口電路繪制

項目所能包含的知識點：Protel99SE層次電路設計、總線和網絡標號的使用、Protel99PCB單面板設計。

項目四單片機小系統的雙面板設計

項目所能包含的知識點：Multisim11單片機仿真、Protel99SE雙面板設計。

2 考核方案設計

最后，探討一下課程設計中較為重要的一個環節即考核方案的設計。課程的考核方案關系到課程的教學效果，以考促學，同時可以通過考核檢查學期的教學質量，找到不足之處，在后來的教學過程中加以改進。筆者認為，《EDA技術基礎》是一門實踐性很強的課程，傳統的筆試考核方式不能夠很好地反映學生的學習效果，應采用機試的考核方案。可設計幾道電路仿真分析、PCB制作題作為考核內容，讓學生在規定的時間內在計算機上完成Multisim的仿真分析操作和Protel原理圖繪制及PCB的設計，教師根據學生的完成情況結合平時的實訓課表現給出最終的考試成績。這樣，既考查了學生對EDA工具使用的掌握情況，又考查了學生運用工具分析問題、解決問題的能力，同時也激發了學生的學習興趣，培養了學生自主學習的能力，達到了正確引導和啟發學生的目的。

3 結束語

實踐證明，高職高專工科類專業課程設計的理念應當以培養學生能力，提升學生技能為出發點，設計基于工作過程的課程內容，結合高職學生自身的特點，采用先進的教學方法和手段，因材施教，這樣才能更好地為國家培養出具有豐富理論知識和很強動手能力的高技能、高素質的技術應用型人才。

參考文獻：

[1]郭勇.《EDA技術基礎》第2版.機械工業出版社，2009.

[2]路文玲.《EDA技術基礎》課程教學改革的研究.天津職業大學學報，2009(5).