电子CAD课程教学设计方案.doc

电子CAD课程教学设计方案一.课程的性质，电子CAD是高等职业技术教育中工业自动化专业等电类专业必修的专业基础课，也是职业技能教育的重要课程。本课程的任务是结合Protel 99 SE软件的各种基本操作，使学生准确、快速掌握以下内容，为后续课程打下坚实基础，为将来从事本专业的技术工作做好准备。 先修课程：计算机应用基础，电工基础，模拟电子技术，数字电子技术。其中也可采用和模拟电子课程、数字电子技术并行的方式。 二、课程目标1、课程总目标通过本课程的学习，使学生掌握常用的电子CAD设计软件、PCB设计流程、设计方法以及制作过程等技能，达到国家职业标准要求。从而为将来胜任电子业不同岗位上的专业技术工作、掌握先进技术手段的应用、具备突出的工程实践能力奠定良好的基础。2、职业技能目标1）电子CAD软件的安装；2）电路原理图的绘制；3）PCB板的布局/布线； 4）布线规则的设定；5）元件的创建和库的建立；6）元件封装的创建；7）设计文件的处理；8）PCB的制作技能。3、职业素质要求三教学内容与过程编排1基于工作过程的学习内容教学内容的选取力求适应电子行业的产品设计、研发辅助、装配调试、生产管理、技术支持、质量检验及维修岗位的需求，经过大量的企业调研，结合企业实际工作中应具备的知识、技能、素养需求、与企业人员一起探讨，对原学科体系进行解构与重构，开发出了基于项目驱动的电子CAD课程，将知识点、技能点融汇一个个项目中，提高了学生学习兴趣和自主学习能力，注重强化学生职业素质，现场问题的分析与处理、团队协作和创新能力的培养，提升学生分析、解决、实际问题的能力，为学生可持续发展奠定良好的基础。我们通过对行业调研和岗位分析得出：了解印刷电路板相关知识与规范及掌握使用计算机辅助设计PROTEL软件设计电路板的技能是对电子行业从业人员的基本要求，因此电子CAD在专业课程体系中占有核心地位，也是专业的核心课程。在选择和组织课程的内容时，基于工作过程的完整性，根据工厂/公司一线PCB设计和制造岗位职业能力分析，以电子CAD软件和PCB板设计制作为课程内容，紧密围绕典型的职业活动，兼顾学科理论的逻辑顺序，使课程内容更加实用，更具职业教育特色，学生所掌握的知识和技能也更加扎实。内容要求：1、 掌握绘制满足工程应用要求的各种电子、电气系统原理图的方法 和技巧； 2、 掌握绘制满足工程应用要求的各种电子、电气系统PCB电路板 图的方法和技巧； 3、 学会编辑原理图组件库和编辑PCB组件封装库； 4、 熟悉各种电子、电气系统的设计流程，PCB电路板制作工艺； 5、 了解对所设计的电路进行仿真调试的方法。2.基于工学结合的教学模式，教学做一体重视学生在校学习与实际工作的一致性，有针对性地采取工学交替、任务驱动、项目导向、课堂与实习地点一体化等行动导向的教学模式。将学习过程与工作（生产）过程结合，突出工学结合。教学中，理论知识强化应用性，教会学生怎么工作，怎样运用理论知识将工作做的更好。理论教学与实践教学相结合，形成教学做一体的工作过程教学法，将知识点与技能点有机结合，让学生学的更快。教学实训与生产加工相结合，以实现学有所用，提高就业上岗能力。职业资格培养与学历教育相结合，使学生具备再学习、再提高的能力，以适应社会的发展变化。 3基于素质培养的课程设计在课程设计中，努力为学生提供体验完整工作过程的学习机会，强调直接经验的获取，增强学生适应企业实际工作环境和解决综合问题的能力。把职业能力培养与职业道德培养紧密结合起来。培养学生的实践能力、专业技能、敬业精神和严谨求实作风。技能训练时,给学生以安全、工艺、质量、计划、管理、环保等意识培养，既提高了操作技能，又培养了生产意识,使学生成为企业生产服务一线迫切需要的高素质劳动者。以工学结合为切入点，以“工作过程为教学流程”，注重引入企业项目和典型产品案例系统地设计学习情境，基于工作过程设计教学过程，实现了课程内容的“项目化”和课程设计的“系统化”。以软件应用、工艺与规范、布局布线技术为教学内容，从软件技能的训练走向PCB设计能力的培养，取得了良好的教学效果，课程成果十分丰富。注重与前导课程结合，合理利用实验和仿真手段，把课程建立在电路知识应用的基础之上。4课程组织形式：教学做一体通过设置情境教学法，以完整的工作过程为主线，以实践活动为引领，导入技能点与知识点。以知识点支撑技能。按照实践、认识，再实践、再认识的认知规律，掌握电子CAD技术。5教学方法：任务导向，情境教学。根据课程内容和学生特点，灵活运用案例分析、分组讨论、角色扮演、启发引导等教学方法，引导学生积极思考、乐于实践，提高教、学效果。课程的教学内容和在基本理论、基本知识、基本技能等方面的不同层次要求；以学生独立操作为主，教师加以辅导，对学生在操作过程中出现的问题提出解决建议，培养学生独立思考、独立操作能力。6.将课程学习与职业技能取证、技能大赛相结合将课程学习与计算机辅助设计(PROTEL平台)绘图员职业技能取证相结合，通过一周电子CAD实训，使学生在获得课程学分同时，获得相关的职业资格证书。学生主要取得信息产业部计算机辅助设计(PROTEL平台)绘图员中级职业资格证书，上一届取证通过率97%。7课程学习时数： 13周*4=52学时，每周4学时。各章时数安排见大纲。四课程资源的利用和开发1、网络教学资源丰富，建有专用163电子信箱，有网盘。有教学大纲、多媒体课件、软件操作参考教材、软件操作参考课件，课程录像，动画教程，学习交流、技术文章、职业技能鉴定、相关下载、已经收集和制作动画片：50条。充分利用我校网络的优势，在真实的工作情境中突出工学结合，选择典型的工作为实训任务，实现实训与生产相结合。2、通过第二课堂的形式培养尖子生，形成以点带面、以强带弱、互帮互学的第一课堂。3、充分利用图书资源，为学生提供完备的参考书籍。教师应为学生指明参考书目，强化针对性学习。五教学评价方案1.作业：由于本课程专业性强，是操作性课程。应该多以操作实验作业为主，由学生上交电子文档，书面作业必须适量。作业批改方式：采用Email，联网上传的方式集中上交教师163信箱，集中批改，集中讲解的方式。2.测验：选择实际应用广泛的典型电路，要求学生独立完成从原理图设计开始、直至制作出满足工程应用标准的成品PCB制板图的所有任务，并以电子文件方式上交，教师根据所耗费的质量和时间长短评定测验成绩。 3. 课堂：教学中注意和学生的双向交流，采取课堂抽问，上机练习等方式考查学生掌握知识的程度。要特别注意较好和较差的同学，检查掌握的程度。课后及时总结，确保学生能够完全掌握所学知识。4、考试：考试是测试学生对所学知识的掌握程度。由学生在试题库中抽取一个专题设计题目，在规定的时间内上机实际操作完成。教师根据学生完成的情况打分。 5、 学生总成绩评定方法：本门课的成绩由平时成绩、期末上机设计成绩2部分组成。平时成绩占50%，期末上机设计成绩占50 %。 课程能力目标一览表能力目标认知目标情意目标1.学会：Protel 99的安装； Protel 99的使用方法；Protel 99设计管理器的使用；Protel文档文件的管理。2.叙述：Protel 99的历史；Protel 99特点。1、rotel 99 SE软件功能和作用2、再次浏览和熟悉一下各个界面。情意目标包括爱好、态度、价值观和信仰等。重视“绪论”部分课堂设计。激发学生的学习兴趣，感受探究未学知识成功的快乐，体验探究未学的艰难；培养学生团结协作精神，认真、仔细、严谨踏实的工作作风。 熟练掌握：原理图编辑器文件管理；原理图文件的新建、打开、保存。掌握：设计窗口的操作；快捷工具条的使用。了解：了解Protel 99 电路板设计的基本步骤；了解Protel 99 菜单栏。熟练掌握：新建、保存、打开原理图文件的方法和新建原理图设计数据库文件；能进行图纸方向、颜色、标题栏和边框的设置；装入元件库的方法和技巧；能进行常用元件（电阻、电容、二极管、三极管、555集成电路、74系列数字集成等）、电源及接地符号的放置。元件的移动、设置、修改和删除方法。掌握：画直线、圆弧、贝塞尔曲线等的方法；对象的选择、移动、删除、拷贝、剪切和粘贴。熟知：层的含义；图件层的设置；能绘制一般层次原理图。1.掌握Protel 99 电路板设计的基本步骤；2.Protel 99菜单栏；Protel 99 的各种编辑器。3原理图的设计步骤；原理图设计工具栏及画面调整；图样参数的设置；元件的放置和线路连接；图形元件的排列；层次原理图的设计学习和掌握：原理图的设计步骤；原理图设计工具栏及画面调整；图样参数的设置；元件的放置和线路连接；图形元件的排列；用Protel设计电路原理图：设置图纸；电路图绘制工具箱的使用；加载和卸载元件库；制作元件及元件封装；生成原理图元件清单；生成网络表；保存原理图文件；原理图的输出。重点：加载和卸载元件库；制作元件及元件封装；生成原理图元件清单。要求：会结合所学知识综合设计各种电路原理图当教学内容与学生需要不一致时可采用心理匹配原理，即改变学生的认知评价或改变教学的形式，以调节学生的学习心向；当教学内容相对比较平淡与枯燥时，即可设计奇异事件作为背景，以激发学生的兴趣与注意力；通过对中华民族谱写光辉灿烂的中国古代文化的史实和今天我国在高科技领域内所取得的成就的介绍，激发学生为祖国的富强而发奋学习的爱国热情和全面提高自己的科学文化素养的决心和信心熟练掌握：打开、新建、保存印制电路板图文件的方法；PCB设计器的基本操作；印制电路板参数设置。掌握：印制电路板设计的布局；印制电路板设计的布线；印制电路板的设计和修改。了解：印制电路板的布线流程；印制电路板图的输出；各种PCB报表的生成。掌握：网络对象的管理；元件对象的管理；元件封装库的管理；网络类对象的管理；元件类对象的管理。1掌握单面PCB图的设计流程及文档管理；PCB图的视图管理和工具栏；设置电路板的工作层和工作参数；2.元件的封装及封装库；实体放置和属性设置；手工布线的方法；各种PCB报表的生成；PCB电路板图的输出。3PCB浏览管理器的简介；PCB浏览管理器的使用。当教学内容具有明显的情感因子时就可通过挖掘、展示、诱发教学内容与过程中的情意因素，而当教学内容相对较为“理性”时就可通过创设而赋予情意因子等，从而在达成认知目标时也达成情意目标1描述：双面PCB浏览管理器的组成和主要功能。2学会双面印制电路板设计的布局；印制电路板设计的布线；印制电路板的设计和修改。3操作：双面印制电路板的布线流程；印制电路板图的输出；各种PCB报表的生成。双面PCB图布线原则和技巧。学会：元件封装板面参数和系统参数的设置方法；手工创建的新的元件的封装和利用向导创建的元件的封装。操作：PCB元件库编辑器的启动和主窗口菜单及工具栏的使用。PCB元件库管理方法。教育与环境、生产、科技、社会问题的密切配合策略，体现“参观、认同、体会、关注、养成、建立”等情意目标背景。 课程单元设计案例电子CAD教 学 情 景1班 级： 电子01 授课日期： 年 月 日授课教师： 张钢 授课课时： 4节 教学单元（章节）： 任务一 绘图准备工作教学目标1、 明确本课程整个学习过程及目标、步骤。2、 做好绘图前准备工作。教学重点1、设计数据库文件的创建与管理。2、熟悉系统环境，掌握系统参数设置。3、用绘图工具画图。教学难点掌握文件的导入与输出。知识点1、了解Protel 99 SE大型数据库概念2、掌握Protel 99 SE数据库文件的管理技能点1、 正确安装Protel 99 SE软件，熟悉Protel 99 SE运行环境。2、 掌握Protel 99 SE系统参数设置。3、 新建设计数据库文件和原理图文件，掌握文件的导入与输出。教学手段利用多媒体网络教室，采用任务驱动教学模式，课件讲解与软件操作相结合。教学步骤1、 教师边讲解边示范。2、 学生听讲实练提问相结合。3、 教师巡视检查个别辅导总结相结合。教学环节教学内容教师活动学生活动知识引领挑明原由引入主题1、 电子CAD的含义：2、 Protel 99 SE软件简介：3、 课程学习目标、步骤：4、 课程学习要求： 5、 面对问题，指明方向。设置情景展示实物展示实际设计产品反思激发兴趣知识链接开拓视野1、Protel99 SE发展史：伴随着操作系统的发展而发展。2、Protel 99 SE 的组成、特点 ：3、Protel99 SE的运行环境：归纳总结抛砖引玉回忆巩固新课讲授：一、提出任务目标1、安装Protel 99 SE软件2、启动Protel 99 SE，进入电子线路设计环境3、对相关系统参数进行设置4、设计数据库文件的创建与管理5、文件的创建与管理解释任务要求展示已完成的设计明确目标激活动力二、相关知识为解决目标问题首先必须掌握的知识、概念：Protel 99 SE 引入了大型数据库概念，把某一电路的所有设计文件（原理图文件、原理图仿真文件、印制板文件、印制板钻孔文件等）都集成到同一个大型数据库中，所以在资源管理器中，只能看到所创建的数据库文件，而不能看到所创建的原理图文件、原理图仿真文件、印制板文件、印制板钻孔文件等。课件讲解听讲三、任务实施过程1、安装Protel 99 SE软件。2、启动Protel 99 SE。先教师讲解关键步骤，后学生自行操作，师生共同完成目标任务。发现学生实践操作的不足与问题，集中讲解。软件操作示范讲解巡视检查个别辅导恰当点拨解答疑问集中讲解实践操作提出疑问总结经验3、设置系统参数：（1）系统界面的字体设置：（2）系统其它参数设置： 4、设计数据库的创建与管理：（1）新建设计数据库（2）打开、关闭设计数据库5、文件的创建与管理：（1）新建文件 （2）删除与恢复文件（3）导入与输出文件 （4）文件更名补充：用绘图工具画图（参见附录3：P231）新课总结1、 掌握设计数据库概念，并会管理。2、 Protel 99 SE系统参数设置。3、 Protel 99 SE中文件的管理。总结概括提升知识、技能实训练习1、用绘图工具绘制椭圆、半圆、正六边形、多边形。2、用绘图工具绘制正弦波、半径小于1个网格的圆。3、P15 实训题1实训题5成绩评定：电子CAD教 学 情 景2班 级： 电子01 授课日期： 年 月 日授课教师： 授课课时： 4节 教学单元（章节）： 任务二 绘制简单电路原理图教学目标3、 培养学生自主探究、独立分析的学习习惯。4、 熟练绘制简单电路原理图。教学重点1、掌握电路原理图工作环境设置。2、电路中常见电气对象的放置与编辑。3、运用Protel 99 SE 的电路原理图编辑器绘制简单模拟电路原理图。教学难点运用Protel 99 SE 的电路原理图编辑器绘制简单模拟电路原理图。知识点1、 掌握电路原理图工作环境的设置。2、 掌握添加、卸载软件自带元件库的方法。3、 掌握电路中常见电气对象（元器件、导线、节点、电源、地线）的放置及属性编辑。技能点4、 根据电路图需要添加相应电路元件库。5、 运用Protel 99 SE 的电路原理图编辑器绘制简单模拟电路原理图。教学手段利用多媒体网络教室，采用任务驱动教学模式，课件讲解与软件操作相结合。教学步骤4、 教师边讲解边示范。5、 学生听讲实练提问相结合。6、 教师巡视检查个别辅导总结相结合。教学环节教学内容教师活动学生活动整理知识挑明原由引入主题6、 模拟电路课程中的电路原理图：7、 数字电路课程中的电路原理图：8、 面对问题，如何绘制上述电路图？设置情景展示实际设计图归纳总结抛砖引玉反思激发兴趣新课讲授：一、提出任务目标利用Protel 99 SE原理图编辑器绘制图2-1分压式共射放大电路原理图，要求设置具有一定特色的电路原理图设计环境，放置常见电气对象并编辑其属性。解释任务要求展示已完成的设计明确目标激活动力二、任务分析为解决目标问题首先明确的知识、概念：1、在绘制电路图之前，先对图纸环境进行设置。2、电路原理图主要由电子元器件、导线、电源等电气对象组成，绘制电路图就是将上述电气对象用导线连接起来。课件讲解听讲三、任务实施过程1、新建数据库文件共射放大电路.ddb 2、新建原理图文件共射放大电路.sch 先教师讲解关键步骤，后学生自行操作，师生共同完成目标任务。发现学生实践操作的不足与问题，集中讲解。软件操作示范讲解巡视检查个别辅导恰当点拨解答疑问集中讲解实践操作提出疑问总结经验3、原理图环境设置设置图纸图幅设置图纸标题栏设置方向设置图纸网格、光标4、绘制共射放大电路原理图（如附图）（1）加载或卸载相应的元件库。（2）放置元器件（3）编辑各元器件属性 ：（4）放置电连接线：注意：导线不要将元件管脚覆盖。（5）放置电连接点：注意：a.放置电接点的位置：并联、交叉；b.图中多余电接点的原因：连线问题。（6）放置电源VCC、GND注意：接地网络名的修改（7）保存电路原理图新课总结4、 掌握原理图工作环境设置。5、 加载或卸载相应的元件库的方法。6、 绘制简单电路原理图的步骤。总结概括提升知识、技能实训练习P2831实训题1实训题4 成绩评定： 附图 分压式共射放大电路原理图电子CAD教 学 情 景3班 级：电子01 授课日期： 年 月 日授课教师： 授课课时： 4节 教学单元（章节）： 任务三 编辑、创建元件教学目标5、 培养学生自主探究、独立分析的学习习惯。6、 编辑、创建新元件。教学重点4、 掌握制作新元器件的方法。5、 掌握编辑元件库中已有元件的方法。教学难点运用Protel 99 SE 的原理图元件库编辑器创建自己的元件库和元件。知识点1、 了解已有元器件及元件库的有关信息。2、 掌握制作新元器件的方法。3、 掌握编辑元件库中已有元件的方法。技能点6、 了解原理图元件库编辑器设计环境。7、 运用Protel 99 SE 的原理图元件库编辑器创建具有自己特色的元件库和元件。教学手段利用多媒体网络教室，采用任务驱动教学模式，课件讲解与软件操作相结合。教学步骤7、 教师边讲解边示范。8、 学生听讲实练提问相结合。9、 教师巡视检查个别辅导总结相结合。教学环节教学内容教师活动学生活动挑明原