《电子产品印刷电路板设计与制作》—课程标准

('《电子产品印刷电路板设计与制作》课程标准适用专业电子信息工程技术应用电子技术电子工艺与管理课程类别专业必修学时实施方式任务驱动编写执笔人审定负责人编写日期审定日期1、课程概述1.1课程定位“电子产品印刷电路板设计与制作”是电子信息工程技术、应用电子技术及电子工艺与管理专业教学计划实践性教学环节中的一个重要环节与必修课程，是一门基于职业和工作岗位分析，针对学生未来可能面对的岗位能力要求，按照通用PCB设计流程对学生进行PCB设计的专项能力培养和训练的实践性课程。通过本课程的实训，使学生能够初步掌握常见电子线路原理图的绘制及PCB的设计方法，了解PCB的常见生产工艺流程，训练学生养成良好的PCB设计素养，为学生就业后从事电子产品辅助设计、电子产品生产等岗位奠定基础。1.2与前后课程的联系“电子产品印刷电路板设计与制作”课程应在学生学完电路基础，电子工艺基础等课程以后进行，对于与相关课程紧密相关的PCB设计方法，可以在相关课程授课过程中通过实例进行实践训练，以增强学生的感性认识，提高课程的实际教学效果。学生已经具备常用电子元器件的识别与电子装配焊接能力。本课程对电子电路制作及测试、电子产品设计与制作实训、单片机应用实践等后续课程的实践技能训练提供支撑，与有关课程紧密相关的技能可以在上述课程的教学过程中结合相关的技能训练开展，不作为本课程的教学重点。1.3课程设计思路1.3.1课程设计理念（1）该课程是依据“高职高专电子信息类专业职业能力分析与岗位技能训练表”中的“电子产品研发”工作项目设置的。其总体设计思路是：打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为基于工作过程的实践教学模式，以典型电子电路的PCB设计为对象，组织学生在完成典型电子线路的PCB设计实践中学习相关的知识，培养相应的职业能力。以学生职业能力培养为中心，以职业活动为导向，在授课过程中介绍行业企业的PCB设计规范，充分体现高职课程教学职业性、实践性和开放性的要求，培养学生职业能力，提升职业素养。课程内容突出对学生职业能力的实践性训练，相关知识均与所要完成的工作任务实践有密切联系，并充分考虑了高等职业教育对理论知识学习的需要，融合相关职业岗位对知识、技能和态度的要求。教学效果评价采取过程评价与结果评价相结合的方式，通过理论与实践相结合，重点评价学生的职业能力。（2）该门课程的总学时为52学时，以连续2周实训的方式进行。以国家高技能人才培养目标为准则，以电子行业、企业调研为依据，以“计算机辅助设计绘图员国家职业标准中，高级工（电子）”国家职业资格工种的应知、应会考核标准为尺度，以典型电子产品的PCB设计为项目载体，将PCB设计软件应用实训课程按照PCB的设计流程进行序化，以提升技能训练的效果。通过过程考核评价教与学的效果，从而培养学生从事PCB设计及生产管理的专业能力、方法能力和社会能力。1.3.2课程开发思路根据高职教育的特点，按照高职“校企融合”的办学模式，积极探索“校企合作、工学结合”的人才培养模式，积极探索以实践能力考核为主的课程评价方法，切实提高学生的职业能力和职业竞争力，具体措施体现在以下几个方面：基于岗位职业能力分析，构建课程体系；职业能力培养为核心，设计教学内容；以提高学生职业能力和职业素养为目标，重视实践教学；融合职业资格标准，推行双证书制；校企合作，共建实践技能课程的新型合作教学模式。2、课程目标2.1总体目标本课程的培养目标是培养电子信息工程技术、应用电子技术及电子工艺与管理专业学生的PCB设计及生产管理能力，其核心能力为能够使用计算机辅助设计与绘图软件及相关设备以交互方式独立、熟练地绘制电路原理图，并用原理图生成PCB图。这就要求学生不仅掌握电子线路的基本知识，电子线路设计资料的查询及阅读，了解PCB设计的行业企业标准，更要通过实训学会灵活应用所学知识，具备PCB设计的基本能力，为将来走上社会从事PCB设计及生产管理工作打下坚实的基础。2.2具体目标2.2.1专业能力目标（1）PCB设计软件安装能力（2）电子线路设计资料查询及常见电子元器件的辨识能力（3）基本原理图、PCB图的生成及绘制的能力（4）复杂原理图、PCB图（如层次电路、单面板）的生成及绘制的能力（5）PCB图形的输出及相关设备的使用能力（6）PCB可制性设计、生产工艺及成品性能检测能力2.2.2方法能力目标（1）具有独立自主学习的能力（2）具有获取新知识的能力（3）具有检查、判断与决策能力（4）具有整体规划能力2.2.3社会能力目标（1）具有沟通能力和团队协作精神（2）具有分析问题、解决问题的能力（3）具有勇于创新、敬业乐业的工作作风（4）具备质量意识和环保意识（5）具有社会责任心2.2.4职业资格证书要求通过该课程的学习，可以参加计算机辅助设计绘图员（电子）中级工考核，并至少可以获得中级工职业资格证书。3、课程内容本课程包含六个模块，每个实训模块的主要学习与训练内容、学生应具备的能力目标与知识目标、建议学时分配等如表1所示（以Protel99SE软件进行架构，可以选择2004DXP或者更高版本PCB设计软件）。表1课程内容与学时分配表序号学习项目主要学习与训练内容能力目标知识目标学习方法建议学时1Protel99se的安装与文件操作管理1.Protel99SE的组成；2.Protel99SE软件安装的系统要求；3.Protel99SE软件的安装与卸载；4.Protel99SE的界面及工具栏；5.Protel99SE的项目创建；6.Protel99SE的文档组织结构。1.能正确进行Protel99SE软件的安装与卸载；2.能正确创建一个新的项目数据库；3.能对Protel99SE文档进行规范操作与管理。1.了解Protel软件的组成及功能；2.了解Protel99SE集成开发环境；3.了解Protel99SE软件对计算机系统的配置要求；4.理解Protel99SE的文档管理方法。教学做一体化实操实训为主22电路原理图绘制1.设置原理图绘制环境参数，新建建立原理图设计文档；2.调用自带元器件库的元器件，绘制简单原理图；3.利用画图工具添加相关注释性说明；4.添加元器件编号；5.原理图电气规则检查；6.生成原理图网络表；7.原理图输出及后处理；1.能正确设置原理图设计环境；2.能正确绘制一般原理图及简单层次原理图；3.绘图过程中能够正确使用快捷键；4.能进行原理图电气规则检查；5.能产生元件清单列表和网络表。6.能创建新元器件图形符号或对已有元器件图形符号进行编辑处理；1.了解电路原理图的基本组成；2.了解Protel99SE绘制一般原理图的流程；3.了解Protel99SE中层次原理图的绘制流程；4.理解Protel99SE层次原理图中网络、端口等概念；5.理解元器件图形库的创建方法和元器件图形的创建和修改方法；教学做一体化实操实训为主148.元器件图形库的建立与元器件图形的修改与新建；9.层次原理图的绘制；10.原理图绘制的相关标准。7.能创建新元器件图形库或对已有元器件图形库进行编辑处理。6.了解原理图绘制的相关标准。3单面板PCB图绘制1.单面板的结构；2.单面板PCB设计中的常用工作层面；3.单面板PCB设计的步骤；4.建立PCB设计文档；5.设置单面板PCB设计环境参数；6.单面板PCB手工设计；7.单面板PCB自动设计；8.元器件封装库的建立与元器件封装的修改与新建；9.PCB设计文档输出。1.能正确设置单面板PCB设计环境；2.能正确进行单面板PCB人工元件布局布线；3.能正确进行单面板PCB自动布局人工调整、自动布线；4.能对PCB设计文档进行后处理；5.能创建新元器件封装或对已有元器件封装进行编辑处理；6.能创建新元器件封装库或对已有元器件封装库进行编辑处理。1.了解单面板PCB的基本知识；2.了解Protel99SE设计单面板PCB的基本流程；3.理解单面板PCB人工布局布线的基本方法；4.理解单面板PCB人工布局布线的基本方法；5.理解元件封装库的创建方法和元件封装的创建和修改方法。教学做一体化实操实训为主144双面板PCB图绘制1.双面板的结构；2.双面板PCB设计中的常用工作层面；3.双面板PCB设计的步骤；4.双面板PCB设计的环境设置；5.单片机最小系统双面板PCB图的绘制；6.电子台历双面板PCB图的绘制；7.双面板PCB设计的企业规范；8.双面板PCB设计的布局与布线技巧。1.能熟练进行双面板PCB图设计的环境设置；2.能采用自动布线、手工调整的方法，熟练进行双面板PCB图设计；3.能熟练进行自定义PCB元器件封装的设计与编辑；4.能按企业规范要求进行双面板PCB图的设计、修改调整。1.了解双面板PCB的基本知识；2.了解Protel99SE设计双面板PCB的基本流程；3.理解双面板PCB布局布线的基本方法；4.理解双面板PCB设计的企业规范；5.了解双面板PCB设计的布局与布线技巧。教学做一体化实操实训为主145多层板PCB图绘制1.多层板的结构；2.多层板PCB设计中的常用工作层面；3.多层板PCB设计的1.能熟练进行多层板PCB图设计的环境设置；2.能采用自动布线、手1.了解多层板PCB的基本知识；2.了解Protel99SE设计多层板PCB的基教学做一体化实操实训为主4步骤；4.多层板PCB设计的环境设置；5.多层板PCB图的绘制。工调整的方法，进行多层板PCB图设计。本流程；3.理解多层板PCB布局布线的基本方法。6PCB的生产工艺与业余制作1.单面板生产工艺流程；2.双面板生产工艺流程；3.多层板生产工艺流程；4.PCB加工工艺要求说明书的填写；5.PCB的业余制作方法。1.能够为设计的PCB图选择合适的加工板材；2.能够编制PCB生产厂家生产必须的加工工艺要求说明文档；3.能依据PCB生产工艺过程对PCB图进行基本的可制造性调整。1.了解PCB的生产工艺流程；2.理解PCB生产所需基本工艺要求文档的编制方法；3.了解PCB的业余制作方法。视频展示教学做一体化4合计524、教学实施建议和要求4.1教材编写要求4.1教材编写要求（1）教材编写应以课程标准为依据，教材内容覆盖课程标准中给出的知识内容要求和技能内容要求。（2）教材内容要符合最新的国家及行业标准、规范及规程的要求。（3）教材编写应避免注重软件功能的介绍，重点应将原理图绘制及PCB的设计方法加以呈现。（4）教材选用的载体应该与相关课程相融合，以便于其他课程教学实施过程中的引用。4.2教学设计与活动建议4.2.1教学建议课程以实训室一体化教学形式，以学生进行模块、任务的实施为主，结合视频展示等多媒体手段进行教学组织。4.2.2教学中应注意的问题编写或使用的实训指导教材应便于学生自主学习，便于学生进行自我评价。与教材配套提供相应的教学光盘。对于拓展知识，更多地以展示设计案例为主，鼓励学生参与设计案例分析。4.3.3教学方法手段用项目实践的任务驱动结合过程考核的实训教学方法，以提高学生学习兴趣和培养职业素养为重点。结合学生自主学习，采用教学做一体化并配以教学光盘等教学手段，提高教学质量和效率。5、考核评价要求5.1评价理念课程评价关注过程，把评价当作自然的学习的一部分，而不是强制的外加内容，是学习的终点，但更是学习的起点。只有关注过程，评价才可能深入学生发展的进程，及时了解学生在发展中遇到的问题所做出的努力以及获得的进步。这样才有可能对学生的持续发展和提高进行有效的指导，评价促进发展的功能才能真正发挥作用。为全面考核学生的知识与技能掌握情况，本课程主要以过程考核为主，课程考核涵盖项目任务全过程，主要包括项目实施等几个方面。评价标准多维，体现评价内容综合化、评价目标差异化。在评价中，体现学生的个体差异，在确定目标时有所区别，评价要依据个体的纵向发展，而不是横向比较排列次序；着眼于学生的进步和发展，不搞一刀切，不能用一个标准来衡量所有学生，而是要根据学生身上独有的特点，并应站在明天的角度来看待今天的学习情况。评价方法体现多样化，将定性的评价与定量评价相结合，以形成性评价为主。实训项目、任务的完成过程，一方面可以较真实地评价学生学习的状况，同时又可以评价在活动中学生所表现出的解决问题的方法、态度、情感、意志等品质。评价主体体现多元化，将学生自评、互评、校内指导教师与企业兼职指导教师评价相结合。5.2考核方式与标准课程实训内容考核权重为70%，课程职业素质考核权重为30%。课程实训内容考核比例与课程职业素质考核比例分别见表2与表3。表2课程实训教学内容考核权重表序号项目名称任务名称考核点建议考核方式成绩权重1Protel99SE的基本功能与基本操作PCB设计软件安装依据PCB设计软件的安装系统配置要求，完成PCB设计软件安装自评+互评+教师评价5%2电路原理图的绘制绘制恒流源电路图原理图绘制环境参数设置自评+互评+教师评价8%2%调用自带元器件库的元器件1%绘制原理图4%原理图文档进行管理1%绘制单片机最小系统电路原理图绘制原理图自评+互评+教师评价7%7%原理图元器件库的创建原理图元器件图形库的创建自评+互评+教师评价5%1%借助自带元器件图形库，编辑元器件图形4%绘制电子台历电路原理图绘制原理图自评+互评+教师评价10%8%原理图元器件库的创建2%3单面板PCB图绘制绘制恒流源电路单面板PCB图PCB设计环境参数设置自评+互评+教师评价10%1%单面PCB元器件布局2%采用手工布线完成单面板PCB设计3%采用自动布线完成单面板PCB设计3%自动布线PCB的优化1%创建PCB元器件封装库及元器件封装创建PCB元器件封装库及元器件封装自评+互评+教师评价10%2%借助自带PCB封装库，编辑元器件封装8%绘制门铃电路单面板PCB图采用自动布线设计单面PCB设计自评+互评+教师评价10%6%自动布线PCB的优化2%元器件封装的创建2%4双面板PCB图绘制绘制单片机最小系统双面板PCB图PCB设计环境参数设置自评+互评+教师评价10%2%采用自动布线完成双面板PCB设计6%自动布线PCB的优化2%绘制电子台历双面板PCB图双面板PCB设计自评+互评+教师评价10%8%元器件封装的创建2%5多层板PCB图绘制绘制四层CPU核心板PCB多层板PCB图设计的环境设置自评+互评+教师评价5%2%采用自动布线、手工调整进行多层板PCB图设计3%6PCB的生产工艺与业余制作单面板生产工艺流程单面板生产工艺流程自评+互评+教师评价5%5%双面板与多层板生产工艺流程双面板生产工艺流程自评+互评+教师评价5%4%多层板生产工艺流程1%PCB加工工艺要求说明书的填写编制PCB加工工艺要求文档自评+互评+教师评价5%5%PCB的业余制作刀刻法自评+互评+教师评价5%1%透明胶法1%油漆法1%热转印纸法1%感光覆铜板法1%表3课程职业素质考核权重表职业素质考核点建议考核方式评价标准成绩权重优良及格安全与职业道德教师评价+自评85-10070-8560-7020%学习态度教师评价+互评+自评85-10070-8560-7020%团队合作教师评价+互评+自评85-10070-8560-7020%交流及表达能力教师评价+自评85-10070-8560-7020%组织协调能力教师评价+互评+自评85-10070-8560-7020%合计100%6、教学资源要求6.1实践条件本课程应在具有必要硬件环境条件的电子电路设计实训室内以教学做一体化的方式进行。实训室的基本硬件环境要求如表4（按单班学生数不超过50人配置）。表4实训室硬件环境基本要求实训室名称基本配置要求场地大小（平方米）功能说明电子电路设计实训室多媒体教学设备1套100可承担电子电路设计实训一体化教学任务，电脑的配置能够满足PCB设计软件运行的要求，能够提供网络接入。电脑50套6.2教师团队6.2.1团队规模按承担实训教学指导任务的基本要求，专兼职指导教师团队人数应为3人左右，其中校内指导教师2人，企业兼职指导教师1人，职称和年龄结构应合理，校内指导教师与企业兼职指导教师互补性较强。6.2.2课程负责人要求熟悉PCB设计领域相关技术，熟悉高职教育规律，实践经验丰富、教学效果好，至少具有PCB设计3年以上的工程实践经验，了解相关PCB设计的行业企业标准，具有中高级职称及“双师素质”，具备基于项目驱动、任务导向课程教学方法的设计与应用能力。6.2.3教师专业背景与能力要求实训指导教师应具有PCB设计的实践经历，熟悉PCB设计相关行业企业标准，掌握一定的教学方法与教学艺术。承担本课程教学的校内教师应：（1）具备电子线路较全面的理论与实践知识；（2）具备PCB设计的工程实践经历；（3）具备一定的沟通与组织能力；（4）具备较好的计算机应用设与维护能力；（5）具备基于项目驱动、任务导向课程教学方法的设计与应用能力。承担本课程教学的企业兼职教师应：（1）具备电子企事业单位3年以上的PCB设计经验；（2）具备一定的沟通与组织能力。6.3课程其他资源条件（1）与教材配套提供相应的教学光盘，提供学习视频、PCB设计案例与学习指南等较完备的资料，引导学生进一步自主学习；（2）相关的国际标准、国家标准、行业标准、企业标准及国家职业标准。7.其他说明（1）课程实施时，可根据实际情况，由指导教师自行选择进行PCB设计的电子线路，进行针对性学习；（2）在条件许可的情况下，可组织学生到PCB生产工厂进行参观、认知PCB的制造工艺，以提高学生学习兴趣；（3）教学实施前，应根据专业定位、服务区域、学校实际条件的不同，进一步细化和明确载体、工作任务、资源条件、教学做合一的形式与成果等内容，具体制订课程整体教学设计与单元教学设计等教学实施方案。',)