高職院校電子CAD課程任務(wù)單元微觀層面設(shè)計

摘 要：本論文對高職電子CAD課程中任務(wù)2設(shè)計原理圖自制元件的內(nèi)容，在微觀層面進(jìn)行了單元項目化設(shè)計與開發(fā)。依托課程整體貫穿項目“數(shù)控直流穩(wěn)壓電源電路板設(shè)計”，重新設(shè)計任務(wù)2的教學(xué)內(nèi)容；依據(jù)電子CAD課程的以學(xué)生為主體、能力培養(yǎng)為本位的教學(xué)做一體化教學(xué)模式，設(shè)計具體教學(xué)過程；依據(jù)課程考核標(biāo)準(zhǔn)，制定任務(wù)2具體考核內(nèi)容，以探索微觀層面的項目化課程開發(fā)與建設(shè)的新思路。

關(guān)鍵詞：設(shè)計原理圖自制元件 微觀層面 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)過程 考核內(nèi)容

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（b）-0161-02

電子CAD課程選用 “數(shù)控直流穩(wěn)壓電源電路板設(shè)計”作為課程內(nèi)容的貫穿項目載體，包括繪制穩(wěn)壓電源電路主圖、設(shè)計原理圖自制元件、繪制穩(wěn)壓電源電路子圖、設(shè)計穩(wěn)壓電源電路板、穩(wěn)壓電源電路板制作共六個任務(wù)計64學(xué)時的項目任務(wù)。通過完成從簡單到復(fù)雜、從設(shè)計到驗證的完整操作過程，讓學(xué)生在實踐操作中完成知識的學(xué)習(xí)、總結(jié)和提升，融枯燥的理論學(xué)習(xí)于趣味的實際操作過程中，綜合訓(xùn)練學(xué)生的電路圖與電路板設(shè)計的知識和技能。

1 微觀層面的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

依據(jù)課程整體貫穿項目“數(shù)控直流穩(wěn)壓電源電路板設(shè)計”內(nèi)容，在任務(wù)2設(shè)計原理圖自制元件中，選取的教學(xué)內(nèi)容為，新建自制元件文件并設(shè)置編輯環(huán)境；繪制原理圖自制元件；保存并放置自制元件；文件保存與編譯，共計8學(xué)時。通過完成任務(wù)2，使學(xué)生具備新建并編輯自制元件庫文件能力、根據(jù)錯誤信息來簡單修改原理圖的能力、應(yīng)用自制元件的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析并解決問題的能力、做事認(rèn)真的良好作風(fēng)、自我管理約束能力。

2 微觀層面教學(xué)過程設(shè)計

2.1 教學(xué)導(dǎo)入

介紹本課程在專業(yè)中的地位、作用與知識結(jié)構(gòu)，簡介學(xué)生的學(xué)習(xí)方法。由常用電路板設(shè)計方法的弊端引入自動化設(shè)計原理，并說明進(jìn)行電路板自動化設(shè)計主流方法。以數(shù)控直流穩(wěn)壓電源電路板實物的功用引出本項目任務(wù)與要求，分析穩(wěn)壓電源電路硬件電路結(jié)構(gòu)與功能。總結(jié)任務(wù)1原理圖中用到的系統(tǒng)元件特點，根據(jù)實際設(shè)計要求引入本次任務(wù)內(nèi)容即原理圖自制元件，并說明原理圖自制元件的實用價值。

2.2 任務(wù)描述

任務(wù)具體要求是，新建原理圖元件庫文件“自制元件.SchLib”，繪制原理圖文件中如圖1所示的四個自制元件，并將其應(yīng)用于任務(wù)1的“原理圖.SchDoc”文件中并選擇適當(dāng)?shù)姆庋b。

2.3 學(xué)生活動

（1）聽課：認(rèn)真聽取教師說明的任務(wù)要求，查閱教材和專業(yè)資料中本任務(wù)的知識。

（2）任務(wù)2設(shè)計：在學(xué)生查閱與自習(xí)的基礎(chǔ)上，每組學(xué)生共同研究并完成任務(wù)2。

（3）學(xué)生分組演示成果：在規(guī)定時間內(nèi)，不管是否完成，每組學(xué)生分別演示成果。

（4）聽課：聽取教師對每組任務(wù)成果點評，對比自己任務(wù)成果的錯誤之處，帶著問題詳細(xì)聽取教師介紹本次任務(wù)操作方法；根據(jù)個人感受提出問題。

（5）修改設(shè)計：了解正確設(shè)計方法后，組內(nèi)學(xué)生互相討論上次成果的修改方法并合作完成本次任務(wù)的修改。

（6）學(xué)生互評：提煉出本次任務(wù)的重難點。

（7）提交成果：學(xué)生使用多媒體軟件提交成果，形成課堂習(xí)慣。

（8）相關(guān)知識的課堂練習(xí)并提交：利用所學(xué)知識與電子技術(shù)知識，每組學(xué)生自行分配任務(wù)并完成二個原理圖自制元件設(shè)計，貼片收音機(jī)原理圖中自制元件、信號發(fā)生器原理圖中自制元件。

2.4 教師活動

（1）任務(wù)2說明：說明原理圖自制元件的繪制方法，并與任務(wù)1的系統(tǒng)元件對比，說明任務(wù)2的操作方法與特點。

（2）詳細(xì)說明原理圖自制元件結(jié)構(gòu)：詳細(xì)說明本次任務(wù)需要完成自制元件的操作過程。

（3）布置本次任務(wù)2：詳細(xì)說明學(xué)生進(jìn)行的操作任務(wù)。

（4）教師提示與指導(dǎo)：在每組學(xué)生自主完成任務(wù)時，教師進(jìn)行隨時提示指導(dǎo)，使學(xué)生明確正確的設(shè)計方向和操作方法。

（5）教師點評：對比每組成果并進(jìn)行評價，對比說明每組學(xué)生在完成任務(wù)過程中的態(tài)度與方向選擇。

（6）演示正確方法：使用多媒體軟件詳細(xì)演示正確的原理圖自制元件的操作方法，并隨時與每組成果相對比，提醒每組學(xué)生在自行完成任務(wù)時所犯錯誤，提高學(xué)生注意力與積極性。

（7）提煉任務(wù)重難點：根據(jù)學(xué)生修改任務(wù)情況，由學(xué)生指出在設(shè)計過程中的失誤與本次任務(wù)的重難點知識。教師加以總結(jié)說明。

（8）教師評價：與每組上次設(shè)計成果對比，點評每組學(xué)生完成情況。

（9）收取成果：使用多媒體軟件收取本次任務(wù)成果。

2.5 教學(xué)內(nèi)容

（1）啟動Protel 2004軟件，新建并保存PCB項目文件“可數(shù)控直流穩(wěn)壓電源.PrjPcb”，在當(dāng)前項目中新建原理圖文件“原理圖.SchDoc”，根據(jù)任務(wù)2的目標(biāo)要求設(shè)置原理圖工作環(huán)境，設(shè)置系統(tǒng)工作環(huán)境，設(shè)置標(biāo)題，加載兩個常用的系統(tǒng)元件庫

（2）在當(dāng)前項目中新建原理圖元件庫文件“自制元件.SCHLIB”。光標(biāo)指向Projects面板中當(dāng)前項目名稱“數(shù)控直流穩(wěn)壓電源.PrjPcb”，單擊右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇菜單“Add New to Project”→“Schematic Library”，生成了一個SchLib1.SCHLIB文件。

（3）繪制原理圖的自制元件7912。①繪制7912的外形。在原理圖元件庫文件工作區(qū)中，選擇菜單“Place”→“Rectangle”；單擊當(dāng)前工作區(qū)的坐標(biāo)原點，再向右上方拉動光標(biāo)，最后單擊坐標(biāo)點，確定7912元件的外形大小。②添加7912引腳。選擇菜單“Place”→“Pin”，箭頭光標(biāo)下方出現(xiàn)十字形且有一個引腳隨光標(biāo)一同移動；用同樣的方法放置其余二個引腳，完成添加7912引腳的操作。③設(shè)置7912的元件屬性。此時仍處于7912元件的編輯狀態(tài)，選擇菜單“Tools”→“Component Properties”，彈出“元件屬性設(shè)置”對話框。在Default Designator選項框中輸入“U？”；在Comment選項框中輸入“7912”；選擇Footprint選項，單擊OK按鈕；在繼續(xù)彈出的“PCB模型”對話框中的Name選項框中輸入“123”，即設(shè)置元件7912的封裝名稱。

（4） 繪制其余自制元件LM317、VOLTREG、TRANS4。選擇菜單“Tools”→“New Component”，參照圖1來繪制。

（5） 在原理圖中放置自制元件LM317、VOLTREG、TRANS4，設(shè)置這三個自制元件的屬性。

（6） 放置原理圖中其他對象。在原理圖空白處單擊右鍵，在彈出的原理圖快捷菜單中選擇菜單“Place”→“Power Port”。此時光標(biāo)上方出現(xiàn)電源符號，移動光標(biāo)到合適位置處單擊，即實現(xiàn)放置此符號。

（7） 調(diào)整原理圖中的對象位置和方向，連接線路，保存文件，編譯項目，修改原理圖的錯誤并生成網(wǎng)絡(luò)表文件，生成原理圖元件庫、原理圖元件庫清單。

3 微觀層面考核內(nèi)容

本任務(wù)考核內(nèi)容引入行業(yè)企業(yè)電路板設(shè)計相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定任務(wù)的考核內(nèi)容是，新建自制元件文件并設(shè)置編輯環(huán)境、繪制原理圖自制元件、保存并放置自制元件、修改自制元件、文件保存與編譯。重點考核自制元件的繪制、修改與放置方法，考核難點是帶自制元件的文件編譯與修改。

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