應(yīng)用型本科電子線路CAD課程的教學(xué)探討

簡遠(yuǎn)鳴 熊川

摘要：應(yīng)用型本科的電子線路CAD教學(xué)在內(nèi)容上比一般的高職高專電子線路CAD課程更具難度，涉及到了Altium Designer（AD）設(shè)計(jì)軟件的深層次應(yīng)用方法，教學(xué)難度較高。接下來，文章將應(yīng)用型本科電子線路CAD課程教學(xué)進(jìn)行討論，解析該課程教學(xué)存在的問題及作用，并提出教學(xué)改革。

關(guān)鍵詞：本科教學(xué);電子線路CAD;教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）08-0185-02

當(dāng)前本科高校雖然一直在努力進(jìn)行教學(xué)改革，嘗試多種方式開展教學(xué)工作，但是效果并不明顯。對于電子線路CAD這種實(shí)踐性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的課目來說，簡單的教學(xué)改革并不能起到較好的提升作用。以下是筆者對于電子線路CAD課程教學(xué)的設(shè)計(jì)和改革建立于當(dāng)前課程教學(xué)問題基礎(chǔ)之上，能夠起到良好的課程優(yōu)化作用。

一、當(dāng)前電子線路CAD課程教學(xué)存在的問題

本科電子線路CAD課程教學(xué)在教學(xué)層次和教學(xué)目標(biāo)上有著更高的要求，但是很多的學(xué)校在進(jìn)行教學(xué)時，都不能全面的滿足本科教學(xué)的要求。筆者通過對部分高校電子線路CAD課程教學(xué)進(jìn)行調(diào)查，總結(jié)出了以下教學(xué)問題。

1.課時限制及課程性質(zhì)。一般本科學(xué)校電子線路CAD課程課時是32學(xué)時，根據(jù)專業(yè)不同周學(xué)時或2或3，每次授課2學(xué)時。但是從內(nèi)容上來講，本科電子線路CAD課程教學(xué)更加復(fù)雜，而且容量大，從教學(xué)層次上來講本科電子線路CAD課程也更加深奧，而一般高職高專院校的課時設(shè)置36節(jié)以上，這就與本科的課程設(shè)置形成了巨大反差。繁重、復(fù)雜的教學(xué)任務(wù)，卻沒有對應(yīng)的課程時間，造成了教學(xué)的緊迫性，教師為了加快教學(xué)進(jìn)度，課堂教學(xué)難免會粗放一些，對于各個知識點(diǎn)的講解也就不那么細(xì)致了，僅要求學(xué)生掌握電路板設(shè)計(jì)及其制作方法。該課程屬于實(shí)踐性課程，需要從實(shí)踐當(dāng)中積累和掌握知識，課時的缺少就會降低實(shí)踐教學(xué)的時間。

2.新式教學(xué)方式應(yīng)用不完善，評價機(jī)制缺乏客觀性。作為一門專業(yè)性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)的課程，電子線路CAD課程教學(xué)采用的是多媒體EDA機(jī)房教學(xué)及電路板制作實(shí)驗(yàn)室教學(xué)相結(jié)合的方式。在教學(xué)評價上，應(yīng)用型本科院校基本能做到利用AD軟件繪電路原理圖及PCB設(shè)計(jì)并手工制作電路板的考核方式，但是對于學(xué)生的制作成果卻沒有一個完整和標(biāo)準(zhǔn)的評價體系。這就說明，學(xué)校在電子線路CAD課程教學(xué)上反復(fù)強(qiáng)調(diào)電子線路CAD課程的重要性，卻沒有真正在教學(xué)中體現(xiàn)出來，更沒有對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果引起重視。

3.教學(xué)模式單一。電子線路CAD課程教學(xué)最為重要的是要讓學(xué)生參與進(jìn)來，讓學(xué)生自己動手，自主學(xué)習(xí)，多給予學(xué)生實(shí)踐的機(jī)會。但當(dāng)前電子線路CAD課程教學(xué)模式依舊是傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)模式。教師講授、演示、操作，大部分學(xué)生只在一旁觀看，學(xué)習(xí)主觀能動性差，不愿動手繪圖及手工制板，沒有實(shí)際制作電路板的經(jīng)驗(yàn)，電子線路CAD課程相關(guān)知識的掌握也只能是空話，只有將學(xué)習(xí)到的理論知識運(yùn)用于實(shí)踐當(dāng)中，才算真正掌握了知道。

4.缺少對外部資源的利用。實(shí)驗(yàn)器具、操作平臺等教學(xué)設(shè)備是電子線路CAD課程教學(xué)能夠進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)，缺少了設(shè)施設(shè)備的知識，電子線路CAD課程教學(xué)永遠(yuǎn)都只能停留在課本教學(xué)層面上，無法實(shí)現(xiàn)提升。很多的本科院校，忽略了對于校外資源的運(yùn)用，完全沒有啟用到企業(yè)教學(xué)資源，限制了實(shí)驗(yàn)基地的開發(fā)。

二、電子線路CAD技術(shù)實(shí)際運(yùn)用價值

1.繪制電路圖。電子設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的一個步驟就是電路圖的繪制，它擔(dān)任著承載編程程序的任務(wù)，當(dāng)程序有了承載的電路圖，才能發(fā)揮它的各項(xiàng)功能。電子線路CAD技術(shù)中Altium Designer 10版軟件是一款比較常用的電路圖繪制軟件，能夠?yàn)殡娐穲D的繪制提供各項(xiàng)工具和電子器件，保障了電路圖的精密度。因此，電子線路CAD技術(shù)的存在為電子設(shè)計(jì)提供了一個電路圖設(shè)計(jì)平臺，它可以將作者繪制好的元器件放在適應(yīng)的位置，而且操作簡單、方便。

2.計(jì)算機(jī)仿真。電子線路CAD技術(shù)本身具有仿真功能。在進(jìn)行電子設(shè)計(jì)時，可以應(yīng)用電子線路CAD技術(shù)中的仿真功能，模擬程序運(yùn)行以及程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)，查看該設(shè)計(jì)是否合理，它的存在為電子設(shè)計(jì)提供了一個實(shí)驗(yàn)平臺，可以提升電子設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和完整度。電子線路CAD技術(shù)中的仿真功能可以進(jìn)行多項(xiàng)仿真操作，如直流工作電的分析、溫度掃描、靈敏度測試、傅里葉變換測試、最壞情況分析、瞬態(tài)分析、參數(shù)掃描分析等，在實(shí)際的使用當(dāng)中，具有較高的價值和意義。

三、應(yīng)用型本科電子線路CAD課程教學(xué)改革

應(yīng)用型本科電子線路CAD課程教學(xué)改革應(yīng)當(dāng)從完善教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、優(yōu)化考核方式等方面入手，進(jìn)行全方位的改革。具體操作方式如下。

1.完善教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)體系。電子線路CAD教學(xué)內(nèi)容包括電子電路原理圖、PCB設(shè)計(jì)及仿真等。完善教學(xué)內(nèi)容主要是將這些凌亂、散碎的知識片段進(jìn)行整合，并適當(dāng)延伸，根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需求出發(fā)，著眼于Altium Designer 10的全面與深入使用，深化課本內(nèi)容，讓課堂講解深入一點(diǎn)、細(xì)致一點(diǎn)，教師可以將課本知識劃分為理論知識和技術(shù)運(yùn)用兩個板塊，而后根據(jù)理論知識，對應(yīng)分配技術(shù)教學(xué)，并在保持理論知識不變的基礎(chǔ)上，適當(dāng)延伸技術(shù)知識教學(xué)，可補(bǔ)充EDA知識與電路板設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，這樣就可以在課時設(shè)置內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，并進(jìn)行深化、拓展和提升。在教學(xué)課程中，要為學(xué)生制造更多的實(shí)踐機(jī)會，只有經(jīng)歷實(shí)踐才能夠更好的掌握理論知識，并通過實(shí)踐對理論知識進(jìn)行創(chuàng)新。

2.創(chuàng)新教法，提升課堂效率。①小型班上課。傳統(tǒng)的電子線路CAD課程教學(xué)，每課時學(xué)生容量在30～40人之間，課堂學(xué)生容量過大，教師難免會照顧不到。大容量的課堂，一般只能進(jìn)行講授教學(xué)，學(xué)生提問的時間比較少，課堂效率也不高，如果要周到的照顧到每一個學(xué)生，教學(xué)時間就會減少，教師更是無暇顧及，課堂會過于緊湊，節(jié)奏太快，教學(xué)品質(zhì)就會下降。因此，可以改成小型班課堂進(jìn)行講學(xué)，將每個課時的學(xué)生容量控制在15～20人之間，這樣既可以滿足課時設(shè)置的要求，教師也能夠給予學(xué)生更好的課堂復(fù)制，教師解疑時間更加的充分，課堂節(jié)奏變緩，學(xué)生用于接收知識和消化知識的時間會更加富裕，使得課堂效率得以提升，教學(xué)品質(zhì)自然也就隨之提高。②整周實(shí)訓(xùn)及項(xiàng)目教學(xué)法。電子線路CAD課程課時較少且過于分散，不能滿足教學(xué)要求。課時可調(diào)整到40學(xué)時及以上，分2周實(shí)訓(xùn)，教學(xué)內(nèi)容連續(xù)，易于達(dá)到教學(xué)效果。在整周實(shí)訓(xùn)的教學(xué)當(dāng)中，可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置相關(guān)項(xiàng)目，易中難，循序漸進(jìn)練習(xí)。分項(xiàng)目對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，逐步的提升教學(xué)深度，加強(qiáng)各部分教學(xué)項(xiàng)目和周實(shí)訓(xùn)內(nèi)容之間的聯(lián)系和理論知識教學(xué)。③開放EDA機(jī)房和電路板制作實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生在課堂上練習(xí)的時間少，在這一過程中，學(xué)生對于技術(shù)的掌握只能說是皮毛，這就需要學(xué)校在課余時間開放EDA機(jī)房和制板實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可自由選擇課余時間，到機(jī)房進(jìn)行二度學(xué)習(xí)繪圖及PCB設(shè)計(jì)，并根據(jù)個人掌握程度練習(xí)難易程度不同的電路板制作。這是技術(shù)鞏固的過程，同時也給予了學(xué)生更多的創(chuàng)新實(shí)踐機(jī)會，學(xué)生在機(jī)房中自由操作，脫離了時間的限制，可以根據(jù)自己的思想和興趣愛好，自行操作設(shè)計(jì)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和操作水平，有效地調(diào)動了學(xué)生的積極性。值得注意的是，在課余開放機(jī)房時，必須維持好機(jī)房的使用秩序，派遣管理教師進(jìn)行管理，同時也可以給予學(xué)生一定的指導(dǎo)。

3.改革考核方式。應(yīng)用型本科院校基本能做到繪圖加制版的考核方式，但是對于學(xué)生的制作成果卻沒有一個完整和標(biāo)準(zhǔn)的評價體系，如此評定學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，缺少客觀性和全面性，不僅不能夠?yàn)橄乱徊降慕虒W(xué)改革提供有效的指導(dǎo)，更不利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

新考核方式建議做如下的量化考核。①平時成績考核。平時成績主要是指學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)、學(xué)習(xí)態(tài)度、積極程度以及學(xué)習(xí)方式等，對學(xué)生的平時成績進(jìn)行考核，是對于學(xué)生平時學(xué)習(xí)情況的評價與肯定，有利于教師掌握和了解學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，開始因材施教的教學(xué)方式。平時成績的考核，可采用學(xué)分制方式，表現(xiàn)優(yōu)異加一分，表現(xiàn)欠佳扣一分，記錄加分與扣分理由，并將其計(jì)入總成績當(dāng)中，占綜合成績的30%。②實(shí)踐考試。學(xué)生完成2周實(shí)訓(xùn)后，可利用接下來的1個月時間進(jìn)行制作電路板實(shí)物。自由在課程題庫中選擇難、中、易電路進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作，根據(jù)實(shí)物完成程度給出實(shí)際成績，占綜合成績的60%。③實(shí)驗(yàn)報(bào)告。課程完成后，學(xué)生根據(jù)實(shí)物制作完成相應(yīng)的電路板說明，占綜合成績的10%。

四、結(jié)語

電子線路CAD課程主要講述AD設(shè)計(jì)軟件的運(yùn)用，該課程是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，而且考驗(yàn)學(xué)生的設(shè)計(jì)功底、創(chuàng)造性思維及動手能力。因此，在教學(xué)方法、教學(xué)設(shè)計(jì)上，必須要有所不同，使之能夠符合應(yīng)用型本科教學(xué)的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱潔.電子線路CAD技術(shù)在高職電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010，（15）：109-110.

[2]余月華，汪鑫，李敏，毛盼睇，周冬芹.應(yīng)用型本科大學(xué)中《高頻電子線路》課程教學(xué)方法的探討[J].通訊世界，2015，（13）：522-523.

[3]史進(jìn).高職電子設(shè)計(jì)課程中電子線路CAD技術(shù)的教學(xué)與應(yīng)用探討[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2011，（12）：419-420.

[4]周巖，王永杰，王付華.電子線路CAD技術(shù)在高職電子設(shè)計(jì)課程中的教學(xué)分析及應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014，（21）：516-518.

[5]于洋，王巍.電子線路CAD課程教學(xué)改革探討[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會科學(xué)版），2013，（01）：313-315.