《电子线路CAD设计》课程标准
一、课程基本信息
课程名称：《电子线路CAD设计》
课程性质：专业核心课程
课程类别：理实结合
学时学分：64学时，4学分
适用专业：应用电子技术专业
二、课程定位
电子线路CAD设计是电子信息类专业的一门核心专业课。电子线路CAD是目前应用电子专业人员必不可少的一件工具，通过对本课程的学习，可以使学生初步了解使用电路CAD设计原理图和印制电路板的巨大优势，并让学生能绘制和设计比较简单的原理图和印制电路板。
先修课程：计算机应用基础、实用电工技术、模拟电子技术、数字电子技术
后续课程：智能电子产品设计制作、单片机原理与应用、毕业设计
三、课程目标
1、总目标
本课程通过对实际电子产品的分析，培养学生用PROTEL软件进行原理图绘制，PCB板设计的能力，掌握双面、单面等印制板的设计与制作，熟悉项目文件的管理，掌握电路原理图设计、原理图的电路仿真、PCB布局与布线；了解电子线路辅助设计、印制板制作相关的信息动态。
2．具体目标
（1）知识目标——能熟练使用PROTEL DXP软件；能按照相关标准和要求绘制电路原理图，并利用仿真工具分析其性能；能根据要求设计相应的PCB板，PCB板设计必须合理并尽可能最优化；能以团体协作形式完成PCB板设计与制作。
（2）能力目标——能根据工作任务的需要使用各种信息媒体，独立收集资料，包括英文资料；能分析工作中出现的问题、并解决问题；具有知识迁移能力，能自主学习新知识，新技术。
（3）素质目标——通过学习本课程，学生应具有良好的社会责任感、工作责任心，能主动参与到工作中；具有团队协作精神，能主动与人合作，与人交流和协商；具有良好的职业道德，能按照劳动保护与环境保护的要求开展工作。
四、课程设计
1．设计思路
按照从企业岗位到学校教学的思路进行设计。先进行职业岗位分析，确定岗位要求，再根据职业岗位对应的典型工作任务分析，确定能力要求。最后通过行动能力归纳，确定教学项目。
（1）企业调研，进行职业岗位分析
在课程设计中，首先进行企业调研，掌握本专业学生所从事职业岗位的特点，及工作的能力需求。按照实际岗位的需要，确定岗位的要求：电子CAD技术主要面向电子绘图员、PCB板设计等工作岗位，要求从业者能够训练使用某一种或多种电子CAD软件，能够按规范完成电路图的绘制，能够完成单面、双面、或多层PCB板的设计。
（2）工作任务分析，确定能力要求
在企业调研中总结得到岗位完整的、有代表性的工作任务并进行内在的能力需求分析，确定了岗位所需能力要求：
（3）行动能力归纳，确定教学项目
以培养学生可持续发展的职业能力为指导思想，目前，形成了6个大项目：“绘制助听器原理图、层次原理图绘制、单片机控制电路PCB设计、元件封装设计、综合电路设计实例”。
2. 课程内容与要求
学习模块
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项目一：绘制助听器原理图
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学时数
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16
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学习目标
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1、掌握Protel2004的文件结构；
2、了解原理图的组成；
3、熟悉原理图设计界面；
4、熟悉原理图的总体设计流程；
5、掌握原理图元件放置的技巧
6、掌握画线工具栏的应用；
7、掌握电源工具栏的应用；
8、掌握电路绘制的技巧；
9、掌握原理图的打印方法；
10、掌握原理图注释的技巧；
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学习内容
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知识点
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技能点
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1、Protel DXP 的运行环境
2、Protel DXP 的特点、组成
3、Protel DXP的文件管理
4、原理图的组成
5、原理图设计界面
6、原理图绘制流程
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1、设置原理图图纸
2、元件放置、设置元件属性
3、原理图视图操作
4、元件的阵列粘贴
5、电路绘制工具
6、导线绘制
7、放置电路节点、电源/地符号、网络标签，忽略ERC测试点
8、绘制直线/曲线/不规则多边形
9、放置文字及文本框
10、原理图打印
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操作训练
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任务一：Protel DXP的文件管理
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任务二：原理图绘制流程
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任务三：设置原理图图纸
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任务四：放置及编辑元件
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任务五：绘制电路原理图
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任务六：原理图的注释及打印
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教学方法
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任务驱动法
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教学条件
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教室多媒体、教学课件、任务工作单
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考核与评价
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通过完成助听器电路图的绘制，掌握原理图绘制工具的使用技能，熟悉电路图绘制步骤
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学生知识能力要求
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能识读电路原理图，有一定的计算机操作能力
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教师知识能力要求
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1．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
2．能正确处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题
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学习模块
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项目二：设计原理图元件
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学时数
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6
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学习目标
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1、了解绘制原理图元件库的工具；
2、掌握绘制简单元件的方法；
3、掌握在原理图中元件的更新方法；
4、掌握绘制复杂元件的方法；
5、掌握复制粘贴集成元件库的技巧；
6、了解元件的检错及管理方法；
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学习内容
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知识点
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技能点
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1、IEEE说明符号
2、认识常见的集成芯片
3、元件的检错、报表和管理
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1、新建元件符号（如74LS373）
2、绘制元件符号
3、定义元件属性
4、在原理图中元件的更新
5、复杂元件的绘制（如LM324）
6、复制和修改集成元件库
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操作训练
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任务一：74LS373元件符号的绘制
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任务二：复杂元件的绘制
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教学方法
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任务驱动法
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教学条件
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教室多媒体、教学课件、任务工作单
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考核与评价
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通过完成原理图元件的制作与电路图的绘制，掌握新元件的制作与管理技能，熟悉元件库
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学生知识能力要求
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熟悉元器件尤其是集成芯片，有一定的计算机操作能力
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教师知识能力要求
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1．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
2．能正确处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题
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学习模块
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项目三：层次原理图绘制
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学时数
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6
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学习目标
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1、层次设计的概念及优点；
2、掌握层次电路自顶而下的设计流程及技巧；
3、掌握层次电路自底而上的设计流程及技巧；
4、掌握母图与子图之间的切换；
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学习内容
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知识点
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技能点
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1、层次原理图认知
2、自顶而下设计层次原理图
3、自底而上设计层次原理图
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1、绘制层次原理图母图
2、编辑子图电路图
3、由母图切换到方块符号对应的子图
4、由子图切换到母图
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操作训练
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任务一：自顶而下设计单片机控制层次原理图
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任务二：自底而上设计单片机控制层次原理图
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任务三：层次原理图间的切换
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教学方法
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任务驱动法
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教学条件
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教室多媒体、教学课件、任务工作单
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考核与评价
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通过一个实例完成设计层次原理图
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学生知识能力要求
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对电路图有总体的一个把握，并有一定的计算机操作能力
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教师知识能力要求
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1．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
2．能正确处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题
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学习模块
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项目四：单片机控制电路PCB设计
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学时数
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16
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学习目标
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1、了解Protel2004的工作层面和电路板的结构；
2、能够区分PCB的各种工作层；
3、了解印制电路板的设计流程；
4、掌握网络表与元件的装入的方法；
5、掌握装入元件库、放置元件、选择元件、删除元件、调整元件的位置
6、掌握修改元件的属性、手工调整布线方法、加宽电源/接地线
7、熟悉设定自动布线参数，自动布线方法
8、掌握单面制板和双面制板的方法。
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学习内容
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知识点
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技能点
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1、印制电路板的概念
2、印制电路板的种类
3、层的概念
4、布线规则
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1、规划电路板的外形
2、放置机械安装孔
3、印制电路板布局
4、自动布线规则的设置
5、PCB手动布线（导线删除、绘制、编辑，添加新元件封装、泪滴及覆铜）
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操作训练
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任务一：PCB设计基础
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任务二：PCB文档管理与相关参数设置
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任务三：原理图与电路板之间的逻辑映射
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任务四：印制电路板布局
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任务五：PCB自动布线
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任务六：PCB手动布线
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教学方法
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任务驱动法
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教学条件
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教室多媒体、教学课件、任务工作单
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考核与评价
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通过两个实例分别用自动布线和手动布线完成PCB板的设计。
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学生知识能力要求
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对印制电路板有初步认识，同时有一定的计算机操作能力。
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教师知识能力要求
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1．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
2．能正确处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题
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学习模块
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项目五：元件封装设计
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学时数
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6
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学习目标
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1、掌握焊盘尺寸的确定方法；
2、学会手动创建元件封装；
3、掌握通过向导绘制元件封装的技巧；
4、掌握手动修改向导绘制的元件封装的技巧；
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学习内容
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知识点
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技能点
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1、封装的概念
2、实物、元器件符号和元器件封装方式识别
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1、焊盘设计基本要求
2、创建元件封装
3、向导创建元件封装
4、修改通过向导生成的封装
5、封装库文件与PCB文件之间的交互操作
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操作训练
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任务一：创建元件封装
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教学方法
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任务驱动法
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教学条件
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教室多媒体、教学课件、任务工作单
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考核与评价
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通过两个实例分别用自动布线和手动布线完成PCB板的设计。
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学生知识能力要求
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对封装有初步认识，同时有一定的计算机操作能力。
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教师知识能力要求
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1．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
2．能正确处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题
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学习模块
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项目六：综合电路设计实例
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学时数
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14
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学习目标
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1、掌握电路的绘制流程及绘线技巧；
2、掌握新建项目文件、原理图、原理图库文件的方法；
3、掌握分析核查元件封装尺寸与引脚顺序的方法；
4、掌握PCB设计的步骤；
5、掌握网络表加载及手动布局、手动调整的技巧；
6、掌握自动布线及手动布线的技巧；
7、掌握制作PCB的方案
8、使用感光覆铜板制作PCB板
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学习内容
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知识点
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技能点
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1、尺寸的概念
2、PCB的方案
3、制作PCB板的工艺流程
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1、创建原理图文件
2、分析电路图
3、添加元件库
4、绘制原理图
5、创建PCB文件
6、制作PCB板
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操作训练
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任务一：绘制原理图
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任务二：设计电路板
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任务三：制作印制电路板
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教学方法
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任务驱动法、理仿实一体化
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教学条件
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教室多媒体、教学课件、实际操作制作
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考核与评价
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通过完成PCB设计，并制作出PCB。
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学生知识能力要求
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对尺寸有初步认识，会分析电路图，同时有一定的PCB设计与制作能力。
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教师知识能力要求
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1．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
2．能正确处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题
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五、课程实施建议
1. 课程组织形式
本课程以“技能的渐进和适度循环反复”为原则，培养学生可持续发展的职业能力作为指导思想。设计课题时，首先是一个相对简单的工作任务，后面是逐渐复杂的工作任务，但是后面的课题与前面的课题，有一部分技能点是相同的，技能掌握在不断的循环、不断反复的过程，得到提高和强化。通过逐渐复杂的工作任务，可以不断提高学生的学习能力，在教师教学过程中后面的课题会减少指导的成分，增加学生独立完成任务的成分，强化学生制定工作计划的能力与创新能力。
2. 教学方法
主要采用任务驱动法，先提出任务要求，教师分析讲解，学生练习实践，教师指导答疑，任务考核，同时学生总结，教师点评，在这整个环节中始终贯穿理仿实一体化的教学方法。
3. 实训条件
校内实训室有仿真实训室、电子线路与PCB设计实训室。
4. 考核方式设计
（1）评价方式：过程考核与期末考核相结合。
（2）考核要求具体说明：平时考核占10%，项目考核占40%，期末上机闭卷考试占50%。
5. 教师的要求
（1）能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
（2）能正确处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题。
六、教材、教学参考书及网站
1. 教材
《PCB板的设计与制作》。夏淑丽主编，北京大学出版社。
2. 参考书
《PROTEL DXP电路设计与制版实用教程》。王浩全等主编，人民邮电出版社。《PROTEL DXP实用教程-原理图与PCB设计》。谷树忠等主编，电子工业出版社。
