Altium Designer在電子電路CAD課程中的教改探索

耿華　苗敬利　王艷芬　侯帥

摘要：電子電路CAD課程已經成為普通高校電子類及自動化專業的一門重要課程，在理論與實驗教學，科學研究與生產實踐中發揮著不可替代的作用。AlfiumDesigner作為這門課程的專用軟件，得到了廣大電子設計人員的一致好評。本文針對AltiumDesigner課程在教學實踐中出現的問題，提出了教學改革的思路以及演示教學法與項目驅動教學法相結合的教學模式的探索。實踐表明，該模式激發了學生學習的原動力，鍛煉了學生的動手能力、創新能力以及團隊協作的能力，促進了學生就業的能力。

關鍵詞：Altium Designer；演示教學法；項目驅動教學法

引言

Altium Designer是原Protel軟件開發商Altium公司推出的一體化的電子產品開發系統，軟件繼承包括Protel 99SE、Protel DXP在內的先前一系列版本的功能和優點外，還增加了許多改進和很多高端功能，這套軟件通過把原理圖設計、電路仿真、PCB繪制編輯、拓撲邏輯自動布線、信號完整性分析和設計輸出等技術的完美融合，為設計者提供了全新的設計解決方案，使設計者可以輕松進行設計，使電路設計的質量和效率大大提高。

電子電路CAD課程是普通高校電子類及自動化專業的一門專業基礎課，是一門實踐性很強的課程，Alfium Designer作為這門課程的專用軟件，在我國的使用度非常高，也得到了廣大電子設計人員的一致好評。掌握它將為后續課程學習、課程設計、畢業設計、電子競賽、專業論文撰寫以及學生將來的就業，打下一個良好的基礎。

一、Altium Designer的教學現狀及問題

Alfium Designer是一門實踐性很強的課程，學生必須多多上手實踐，才可以達到更好的學習效果。因此，各個高校在教學方式上采取了各種探索與嘗試，比如傳統教學法、多媒體教學法、演示教學法以及任務驅動教學法等。盡管一些新穎的教學方式已經打破了傳統的“純講授方式”一家獨大的局面，但是在教學實踐中，仍然存在著一些問題：

1.學生學習興趣不足

在課程的教與學的過程中，學生只是將這門課當成高等數學、線性代數等基礎課來學，不清楚此門課程實踐性的重要性。學習積極性不高，動手能力不強。缺乏對學習該課程意義的理解，學習存在盲目性。只是單純死板的學，不能舉一反三，缺乏興趣，學習效果不佳。

2.教學方式不合理

在教學實踐中，“先理論講授，后上機操作”的教學方式占主流，即先在課堂內為學生講授理論知識，再引學生進入機房，指導學生實際操作。這種方式由于時間分配上的不甚合理，使得學生上課長時間處于接收知識的被動者，容易精神疲勞和走思，同時機房教學與課堂教學存在時空差異，學生很難記住課堂教師的授課細節，教學效率不甚理想。單純的應用演示教學法，使學生誤以為已經完全學會學懂了，但實際操作時往往手足無措，出現眼高手低的現象。項目驅動法是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學方法，要求在教學過程中，以完成一個個具體的任務為線索，讓學生自己主動的發現問題，思考問題，解決問題的一種新式教學方法。但是，單純的使用此方法，會在教學活動的初始階段，當學生面對一個完全陌生的軟件環境以及項目任務的時候，出現無從下手的感覺。

3.教學效果不理想

在傳統的教學模式下，學生完成此課程的學習后，只是單純的學會利用Altium Designer軟件進行原理圖以及PCB的繪制，但是繪制的結果與企業要送去生產的工業標準相距甚遠，教學效果脫離市場需求。

二、Altium Designer教學改革思路

1.觀念轉變

強化學生的學習主體地位，積極引導和幫助學生構建相關知識，獲得相關技能。努力扭轉教師為主，學生為輔的教學現狀，通過演示教學法盡快讓學生熟悉軟件的常規操作，同時，利用項目驅動的教學方法，合理設置項目，由易到難，鼓勵和指導學生發揮其主觀能動性，培養學生自己主動發現問題，思考問題，解決問題的能力，使學生的學習能力以及創新意識得到增強。

2.能力培養

在教學過程中，教師只是起到輔助引導的作用，把大量的時間留給學生去思考問題，討論問題，解決問題。培養學生的自主性，創新精神，協作精神以及實際解決問題的能力。提高綜合能力，激發創新意識，為今后的繼續深造或就業打下堅實的基礎。

三、Altium Designer的教學改革探索與創新

為了提高學生學習這門課程的興趣以及教學效果更加符合市場對此類設計人員的技術要求，在該課程的教學過程中，采用了演示教學法與項目驅動法相結合的教學模式。將演示教學方式與項目驅動教學方式按照二比八的比例進行分配。在授課初期，采用演示教學法，引導學生更快入手并熟悉Ahium Designer這款軟件的基本操作。在授課中后期，以項目驅動的方式，化抽象為具體，提高學生的主動性，增強學生的實踐能力，激發創新能力，提高教學效果。

1.提高興趣

在課程開始，教師結合現實生活中的具體事例，詳細介紹此課程的教學意義。展示具體的PCB板卡，聯系與學生生活中緊密相關的事物，以此提高學生對此課程的學習興趣。同時，結合當前的就業形勢以及有關本課程的工業規范，規劃學生將來可能的發展路線，進一步強調學習本課程的重要意義。

2.合理安排

以項目驅動教學法為核心，圍繞課程內容，創建現實的、有意義的，由易到難的項目情境，引導學生積極主動的參與進來。項目內容應具有層次感，前一個項目是后一個項目的基礎，后一個項目是前一個項目的提高。項目應具有科學性，連續性以及現實性，既體現本專業對此課程學習的基本要求，又基本滿足貼近市場的工業標準，使學生切身體會到學有所用，增加成就感，從而對課程學習興趣更大。

3.具體實施

在教學過程的實踐中，演示教學時間和項目驅動的教學時間安排為二比八的比例。利用演示教學法，使學生快速熟悉AltiumDesigner的操作環境以及項目設計的基本流程，消除學生對陌生事物的恐懼感，加快對軟件的熟悉度。例如，通過演示如何利用Alfimn Designer軟件設計一個整流濾波電路的項目，期間將介紹軟件的操作環境等知識恰當的融合進去，一主線一輔線，使學生對項目的設計具有整體的印象，為今后復雜項目的設計做好鋪墊。在課程的后續授課時間，采用項目驅動的方式，引導學生如何分析設計目標，思考設計流程，規劃設計步驟，討論設計方案，完成設計目標。調動學生的積極性，激發學生的學習興趣。在任務設計過程中，教師可采用現場指導、電話溝通、郵箱聯系、qq留言以及微信語聊等多種方式，給予學生一定的指導，促進學生能力的提高。

4.課程考核

課程考核采用提交考核項目設計報告以及答辯相結合的方式。根據課程的教學任務，教師擬定一些綜合項目。學生幾人分成一組，抽取相關題目，按照項目設計要求，完成設計目標，最終提交設計報告。同組人員不得抄襲。每組人員選取代表，進行答辯。講述設計思路，設計步驟，設計中遇見的問題以及解決問題的方法。最后給出對本設計的滿意度以及與工業規范的貼合度。這樣既能指導學生積極主動學習，又能考查出學生的真實水平，提高教學質量，還可以顯著提高學生學習效果與市場需求的貼合度。

5.實踐提升

通過此課程的學習，使學生掌握一項成為硬件工程師的基本技能。鼓勵學生積極參加教師的科研項目，在實際項目中，進一步鍛煉個人的動手能力，培養科研思維。通過參加大學生科技創新活動、電子設計大賽以及機器人設計大賽等，使其創新實踐能力得到進一步飛升。

總之，學生通過分析項目設計需求，思考項目設計步驟，規劃項目設計流程，實施項目設計內容等，不僅提高了學生學習本課程的效果，而且鍛煉了學生自主分析、自主學習的能力。培養了學生的實踐能力與團結協作的能力。

四、結語

將演示教學法與項目驅動法以合適的比例引入到Ahium Designer的教學實踐中，縮短了學生接受新軟件事物的時間，提高了學生自主分析問題，思考問題，討論問題，解決問題的能力，是理論聯系實踐的過程。此教學模式激發了學生學習的原動力，針對性強，使用效果良好。加深了學生對理論知識的理解與掌握，鍛煉了學生的動手能力、創新能力以及團隊協作的能力。此外，以工業生產為導向，使學習效果與企業的需求結合起來，鍛煉了學生適應市場的能力，同時也省去了企業二次培訓的壓力，促進了學生的就業能力。