CAD绘图课程工艺卡式教学探究——以“线路板CAD”为例

金小华

（苏州市职业大学 电子信息工程学院，江苏 苏州 215104）

随着软件技术的快速发展，CAD绘图课程教学内容日新月异，传统的演示、跟学方式已无法在有限的教学时间内取得良好的教学效果。同时，各专业CAD绘图课程名称虽然各异，但存在着基本相同的问题。因此，采用类似的教学模式可以涵盖较多的以软件平台进行产品设计教学的课程，从而让学生通过对CAD绘图课程的理解，训练出在实际工作环境中独立思考、自主学习、验证结果的技能，进而能够实现学生独立掌握产品设计技术的根本目标；能使专业课程教学主动服务产业基础高级化、产业链现代化，服务建设现代化经济体系和实现更高质量、更充分就业需要，遵循职业教育规律和人才成长规律，适应学生全面可持续发展的需要[1]。

1 CAD绘图课程教学现状分析

以“线路板CAD”为代表的CAD绘图课程教学过程中存在以下问题：①在行业标准和设计规则方面，缺乏针对性数据规则，教学案例低于职业技能要求；②在设计软件升级方面，教材细节难以“大而全”，学生独立训练易“卡壳”；③在训练时间方面，实训时间有限，个人电脑拥有量有限，公用电脑不安装专业软件；④在排故的教学方面，培养方案缺乏独立解决问题及验证结果的方法；④在文档标准化方面，设计文件的沿革，体现的是设计技术继承性，教学过程缺乏这方面的规范要求。

由此可见，CAD绘图课程的通病是缺乏教学过程的精细化，从设计构思到图纸归档整个过程的模糊操作，不利于训练学生的工程设计能力，有必要优化教学流程，提高教学成效。

2 基于工艺卡式的“线路板CAD”课程设计

提高课程教学成效的方法是推行易入门、易校对的工艺卡式教学[2],循序渐进掌握以下职业技能：①操作标准化，尽可能符合职业技能规范；②问题清单化，“故障树”式积累设计经验[3-4]；③技巧多样化，选择适用而非单一的方法实现目标。

表格编码是第一步，“线路板CAD”教学工艺卡编码如表1所示。

表1 工艺卡编码表

2.1 规范操作的设计过程卡

教育心理学强调“第一印象”“准确”“鲜明”，在CAD绘图教学过程中，一开始养成准确的习惯就能避免误操作引起的“卡壳”现象，甚至挫折感。类似于作业指导书的设计过程卡，以图例带说明的模式能让学生自主按标准独立设计作品，从而激发学生的学习成就感，引导其学习兴趣。（编号D4-3）自动布局过程卡如表2所示。表2是“线路板CAD”教学中的关键节点之一。

表2 （编号D4-3）自动布局过程卡

2.2 基于“故障树”的问题速查卡

工程技术问题具备“原因唯一性”，即一次故障多数仅存在一个特定的原因。分析问题或者故障则要通过症状观察、检测，让“有迹可循”的机理确定为真正的原因进而有效处理。因此，建立有备无患的“故障树”式问题速查卡有助于培养学生的故障分析技能。设计PCB的常见问题之一是无法从原理图加载元器件和网络表到PCB，表3即是症状之一的速查卡。

表3 （编号T1）“Update PCB……”呈灰色或未见速查卡

问题速查卡实作以图例观察为主，文字说明为辅，软件升级需要及时更换图例。

2.3 多法归一的技巧应用卡

工程师的职业定义是“用有限资源和多种方法实现有限目标”，技巧应用卡设计体现的就是“汇川入海”的理念。特定系列产品的设计师制作项目专用集成元器件库，不仅方便设计过程修改，更是该产品系列的技术沿革。用到的技巧之一是利用已有的库元件/封装加入本项目元件/封装库，如表4所示。已有的元件/封装可以在软件自带的集成元器件库、制造商提供的集成元器件库或已有产品设计图纸生成的集成元器件库找到。

表4 （编号S4） 制作项目专用集成元器件库

3 结语

基于工艺卡式CAD绘图教学课程的推行，有助于充分激发学生独立更新技能的潜力，认知个人完成产品设计的层次，为培育自我发展的创新人才打好基础[6]。在已开设“线路板CAD”或“电子CAD”课程的班级教学实践，显示出应用该教学法后学生软件入门快捷、查找问题准确的优势，难能可贵的是学生以此为脚本自制学习短视频，对多数同学掌握较复杂的设计技能提供了帮助。对教师而言，该教学方法是能随着绘图软件升级的可持续更新的产品设计教学工具，且能适应需求导向、服务发展的新要求，顺应新一轮科技革命和产业变革。