文/刘秀娟
摘要：结合职业院校电子专业的人才培养目标，本文提出在职业院校电子专业中应广泛开设PCB设计与制作课程。PCB设计与制作课程的教学目的在于培养电子专业学生的软件应用能力、电路设计能力、焊接组装能力、调试测试能力以及创新能力，并通过印制电路板的实际制作过程加深学生对相关专业课的理解、对电路元件的认识及对PCB制板行业规范的解读，为学生今后参加各类电子设计大赛、创新大赛、就业及继续学习打下良好的专业技术基础。
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关键词 ：PCB设计及制作电子专业CAD教学互助教学
目前，我国许多职业院校的电子专业普遍开设PCB设计及制作课程。PCB即Printed Circuit Board，是印制电路板的简称，是电子元器件的支撑体和电气连接的提供者。PCB设计及制作课程是一门理论与实践紧密结合的综合课程，它的教学目标是培养学生的电路设计能力、开发创新能力、资源整合能力和解决实际问题的能力。PCB设计及制作课程在职业院校电子专业的发展和实际专业课教学中起着不可替代的作用。
一、行业发展的需要
随着我国制造业的转型升级，电子制造业逐步成为支柱产业，各类电子产品随着科技的进步不断更新换代，而在庞大的电子领域中，PCB却以无可取代的位置引领着电子行业的发展。目前，全球PCB产业产值占电子产业总产值的四分之一以上，产业规模达400亿美元，已经成为当代电子产业中最活跃的部分。
PCB的制造品质是电子产品可靠性的基础，它直接影响电子产品整体质量和竞争力。我国作为电子制造业的大国，已经成为世界第二大PCB产出国，PCB产业在世界上拥有举足轻重的地位。但随着电子产品向微型化、集成化、高速传输、高频方向的不断发展，在对PCB抗干扰能力、工艺上和可制造性上要求越来越高。因此，培养大批具有较高PCB设计应用能力和PCB制造工艺水平的高级应用型人才，是职业院校电子专业目前所面临的一项艰巨任务。培养具有PCB设计及制造能力的高级应用型人才，不仅满足电子行业发展的需求，还将进一步拓宽职业院校电子专业学生的就业渠道。
二、专业发展的需要
目前，各级职业院校的电子专业教学都开设了基础专业课，针对基础专业课也开设了与之相对应的实验课程，这些实验课程的教学目的是使学生通过电路仿真或者实验手段来验证课堂上所学习的理论知识，而在学生的专业技能和创新能力上的培养收效甚微。在职业院校的教学中，电子专业学生开设PCB设计与制作课程，必将引领教学由基础型向综合型、应用型和创新型发展。
第一，PCB设计及制作课程可以发挥其实践性强的优势，在学生巩固所学的专业基础知识上，由最初的电路原理图仿真上升到PCB电路板的设计与制作。这一阶段的教学将使学生对电路的理解，不是简单地停留在抽象层面，而是提高到了具象层面。
第二，通过对PCB电路板的设计也可以使学生更深入地理解每个元器件的特性、功能、管脚分布和封装形式。
第三，在PCB设计制作过程中引入相关规范标准比如ISO9000标准、CCEE认证、FDA认证、UL认证等，能够有效地培养学生的规范意识、标准意识和质量意识，同时大型PCB板的设计及制作还有利于培养学生的团队协作意识。
第四，在以培养技能型、应用型人才为教学目标的职业院校，技能大赛和创新大赛成果永远是衡量一个学校教学水平的标尺。PCB设计及制作课程有利于培养学生的动手能力、创新能力和解决实际问题的能力，为今后学生参加省市级或全国电子产品设计大赛、创新大赛、就业或继续深造都打下了良好的专业技术基础。
三、CAD教学的需要
根据电子专业的专业课程标准，在电子CAD课程教学中一般按照电路原理图的绘制、电子元件库的建设、印制电路板设计、元件封装库的建设几个方面进行。在实际教学中往往会出现以下两个方面的问题：
一是以上各个功能模块之间的教学缺乏项目性和整体性，学生往往认为它们是孤立的知识点，不能很好地将各个部分进行有机整合。
二是由于部分任课教师缺乏实际PCB研发和制板经验，所以在教学中多注重对CAD软件的具体操作，而忽略对线路板设计可靠性、制作工艺的可行性以及测试方法的实用性教学。教学与生产实际相脱离，导致学生在CAD课程学习结束后，仅仅掌握了使用软件绘制电路原理图和利用软件自动生成功能设计简单的PCB电路板，至于设计的PCB板是否符合行业规范，是否具有可制造性、可生产性则不得而知。
因此，在职业院校电子专业教学中开设PCB设计与制作课程是对电子CAD课程教学的补充和完善。PCB设计与制作课程的教学内容须以项目为载体，学生通过对项目任务的完成将CAD教学中的各个环节进行有机整合。学生首先利用绘图软件进行PCB的设计，然后进行PCB实物的制作、元件的购置、电路的安装与焊接、电路的调试和功能验证，最终以实物的形式呈现项目成果。项目实施的过程使学生认识到学习CAD软件的意义，熟悉了项目开发的流程、掌握了PCB设计的各种规范，对于学生来说将具有更重要的意义。
四、互助教学的需要
在电子专业课的教学中，受教学理念、课程改革、教学条件等诸多因素的影响，专业课的教学往往都是各自为政，互不干涉，课程之间缺乏必要的互动互助。最终学生的学习就停留在实验的模仿和原理的验证上，不能将所学的知识应用于实际，很难培养他们的动手能力和独立思考、解决问题的能力，所以改变传统的孤立教学模式探索新模式是必要的。
目前在一些职业院校电子专业的教学中正在试行一种互助教学模式，这种模式是将两个或多个独立学科的实验联系起来，如在笔者所在学院的教学中，模拟电子技术实验课和PCB设计及制作课就是这种互助教学模式的典型。学生运用PCB设计及制作完成模拟电子技术实验课中所需的印制电路板如基本放大电路、晶体管串联稳压电路、晶闸管直流调光电路、OTL功放电路等，将学生制作的电路板作为模拟电子技术实验课的基础材料，然后在其电路板上完成元件的插装、焊接、调试测试工作。这种教学模式不仅能将抽象的理论变成活生生的实物，降低了学习难度，而且让学生感到新颖，能够激发学生学习兴趣和学习思维，有助于学生对不同学科知识之间的掌握和融会贯通。
五、小结
本文从多个方面阐述了PCB设计与制作课程在职业院校电子专业教学中的重要性。PCB设计及制作课程的开设体现了职业院校重视应用型、综合型和创新型人才培养的教学理念，使学生通过该门课程的学习将理论与实践紧密结合，提升了学生的专业技术能力，为今后参加各类电子设计大赛、创新大赛、继续深造或走上工作岗位都奠定了良好的专业技术基础。
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（作者单位：江苏省淮安技师学院）