基于項目驅動的“電路ＣＡＤ”課程開發的研究

孫惠芹

摘要:隨著高職學校教學定位的明確以及我校示范校教學的要求,重點培養學生的實踐動手能力成為當前高職教育教學的首要任務。“電路CAD”課程是電子信息類專業的專業課,本文以Protel99se為例,以項目驅動的方式進行學習情境設計,滿足示范性建設的要求,提高學生的學習興趣和教學質量。

關鍵詞:學習情境;項目驅動;示范校;實踐能力

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

1引言

“電路CAD”課程應用計算機輔助設計技術來設計電子、電氣產品的電路原理圖和電路板制板圖,將現代化計算機輔助設計技術完美地、成功地應用于實際產品設計中,是從事現代電子信息類專業工作不可缺少的課程。隨著電子信息行業突飛猛進的發展,電子線路板在工業控制、儀器儀表、計算機、家用電器等方面的應用越來越廣泛,應用先進的計算機輔助設計技術設計電路板勢在必行。

Protel系列軟件是當前電子電氣行業功能最強、應用最廣的軟件,可方便地設計電路原理圖和電路板PCB圖,設計效果是傳統設計方法難以媲美的。本課程的培養目標是使學生掌握印刷電路板主流設計軟件Protel的使用,掌握印刷電路板圖的設計規范與標準,掌握元件布局和布線的設計規則,使學生能根據電路原理和工藝要求設計與制作一般電路板。

2課程開發

示范校專業建設提出了全面貫穿工學結合,實現人才培養與產業需求無縫鏈接的要求。本課程內容雖然是最終在計算機上完成印刷電路板圖的設計,但圖中的元件符號、元件封裝卻不能憑空想象,而是按照實際元件繪制的。評價一張印刷電路板圖的質量優劣要在印刷電路板使用之后,因此從整體設計、學習情境設計、教學方法與手段和課程特設建設等方面,本課程的設計都是教師與企業工程技術人員共同完成的。

2.1課程整體設計

通過走訪中環電子、三星電子、商科科技有限公司等企業,結合示范校建設對高職類學生遵循“夠用為度”的原則,我們確定本課程的總體目標是:讓學生在真實的情境下接受技能訓練,接觸實際項目的設計與生產,通過全過程的訓練掌握設計和制作知識,具有一定的PCB設計和制作能力,并考取職業資格證書。課題組教師通過與企業專家的溝通,從實際產品中獲取工程案例,這些案例具有實踐性(提高學生探究的興趣和解決問題的動機強度)、相關性(既與學生當前的學習內容有關,也與學生未來的職業崗位有關)、思考性(項目要有一定的難度和思考空間)。這樣課程打破了以知識為主體的內容體系,以難易程度不同、涵蓋知識點不同的產品為載體,教師通過任務驅動詮釋課程內容,介紹設計技巧,培養學生的職業技能和職業素質。本課程的職業技能和職業素質分解見表1。

2.2學習情境設計

遵照國家示范校建設的要求,我們與企業工程技術人員合作開發了基于項目驅動的“兩極放大電路板設計”、“8951單片機存儲器擴展電路板設計”、“雙路直流穩壓電路板設計”、“煤氣泄漏報警器電路板設計”四個學習情景。

學習情景任務的選擇遵循學生職業能力培養的基本規律,由簡單到復雜,循序漸進,體現職業性、實踐性,為學生可持續發展奠定良好的基礎。以“兩極放大電路板設計”、“8951單片機存儲器擴展電路板設計”二個學習情景為例,其任務、知識目標、技能目標、學時的分解見表2。

2.3教學方法和手段的改革

在本課程的教學過程中,教師使用多媒體課件、視頻錄像等多種手段演示重點、難點,幫助學生學習理論并掌握實踐操作技能。這些教學手段不僅為學生提供了大容量的信息資源,更以其聲、形、音、畫合而為一的動感場景和巨大的虛擬設計功能增加了吸引力和感染力,為學生創造了一個能全面調動學習興趣,激活創造性思維的環境。

學習的最終目的是使學生在走上生產崗位后能立即投入角色。因此校內的教學就模擬出了企業、工程現場的項目,使學生在真實環境下學習和訓練。“電路CAD”的教學使用了“虛擬項目”,課題組選取真實項目,對其進行分解和簡化,提煉出適合學生學習進度和難度的案例。學生先接受案例,再設計方案,最后具體實施,可以親身經歷一個項目從設計到制造出成品的全過程,了解項目的運作全過程和規則。實訓室模擬工程現場,從布局到設備、工具,完全按照真實的工作情景進行布置。學生在這樣的環境中進行實訓操作,收獲的不僅是簡單的技能,還有寶貴的經驗。他們將來走出學校,進入工作崗位,就會迅速適應環境,投入角色。

另外,該課的課程標準、多媒體課件、電子教案、實訓指導、上機練習題集、習題解答,在線測試等內容全部上網,并經常更新,充分利用了網絡化的輔助教學手段。通過網絡化的教學方式,學生可以隨時登錄網站,在課外自主學習。

2.4課程的主要特色

本課程的主要特色有:項目教學法的應用體現了超前的教學理念;采用多媒體及網絡教學方式,畫面直觀、易懂易學,教學方法先進;采用產品實物教學,緊貼實際;教學內容實用,效果顯著,使電路圖和電路板的現代化設計方法與生產一線實際產品的具體要求完美結合,充分發揮了Protel軟件的各項功能,使電子電氣產品的制造增加了技術含量,提高了效率,保證了質量;教學條件好,自編教材、課件,行業通用,覆蓋全國,示范性強。

3結束語

高等職業教育項目教學要緊密產學結合,教師不僅要不斷提高專業素質,而且必須真正參加到企業的工程實踐中去,學習企業的開發管理模式,總結實踐經驗,并將這些經驗運用到教學中去。同時,教師還必須使用適當的教學方式,才能將自己豐富的經驗與項目驅動的教學模式有機結合起來,提高教育教學質量。

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Research on Curriculum “Circuit CAD” based on Item-drive

SUN Hui-qin

(Sub-college of Information Engineering, Tianjin Vocational Institute, Tianjin 300410,China)

Abstract: Along with vocational school teaching localization being clear as well as my demonstration school teachings request, training students practice ability becomes key task in current vocational education tasks. “Circuit CAD” is specialized courses of major of electronics and information. This paper takes Protel99se as an example, by the project-drives way, designs the curriculum learning situation that satisfies the model vocational college the request, also enhances students study interest and the quality of teaching.

Key words: learning situation; item-drive; model vocational college; practice ability