Altium Designer 實訓教學改革

摘要：針對“Altium Designer” 課程教學當前存在的問題以及復合型人才培養(yǎng)教學的實際情況。從教學方法、教學內(nèi)容和教學考核等方面提出具體的教學改革實施措施。

關(guān)鍵詞：Altium Designer;實訓教學;教學改革

對電子類及相關(guān)專業(yè)學生而言，在學習電子技術(shù)知識的同時，還必須學會電路設(shè)計軟件繪制電路原理圖和PCB圖。Altium Designer是Altium公司繼Protel系列產(chǎn)品后的一款高端設(shè)計軟件，它擁有強大的電子設(shè)計功能，深受電子工程師和廣大設(shè)計人員的青睞，也是電子類及相關(guān)專業(yè)的必修課程。Altium Designer系列軟件是應用型高校電類專業(yè)教學中的必修課程，目前，常規(guī)教學模式中存在以下幾個問題：

1、理論與實際應用脫節(jié)。教師以課堂理論講授為主，軟硬件介紹分割，涉及到對理論的驗證時要等到實驗課上才能進行，動腦與動手脫節(jié)。基本上所有的學校，都是在電腦上完成了設(shè)計就完成了教學任務，沒有做出實際的電子產(chǎn)品。有限次數(shù)的實驗也只是局限于實驗箱上提供的幾個固定題目，顯然，這種膚淺的驗證性實驗導致學生根本無法了解電子產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)應用的工程問題，使得學生在構(gòu)建實際的電子產(chǎn)品時缺乏系統(tǒng)性、整體性的設(shè)計思路，學完了并不會應用。

2、理論講授過多，缺乏綜合性、開發(fā)性的實踐項目訓練。高職學生本身邏輯思維要弱于形象思維，理論講解時學生始終處于被動學習狀態(tài)。動手機會少，不能真正參與到學習活動中，使學生感覺理論枯燥乏味，導致了他們的創(chuàng)造性、主動性不能充分發(fā)揮，使課程教學容易陷入教師難教、學生難學的尷尬境地。

3、考核方式不夠合理。對于電子CAD課程的考核一般采用閉卷考試或閉卷考試與實驗成績相結(jié)合的方式。閉卷考試的試題一般客觀性較強，傳統(tǒng)的考試形式在一定程度上只能考查學生對某些知識點的記憶能力，無法靈活地考查學生實際分析問題與解決問題的能力，很可能導致高分低能。

4、課程本身難度較大。課程涉及計算機技術(shù)和電子技術(shù)等多方面內(nèi)容，應用系統(tǒng)電路復雜，特別是原理圖設(shè)計，需要計算，仿真后，再進行設(shè)計和驗證;其次是，Altium Designer出現(xiàn)的是英文界面，是絕大多數(shù)高職學生的攔路虎，使學生望而生畏，嚴重挫傷了學生的學習興趣和熱情，使學生不能取得良好的學習效果。

5、有些學校，采用最后一周集中實習，在電腦上完成PCB印刷電路板的設(shè)計后，再制作出PCB印刷電路板——打印PCB板、轉(zhuǎn)印PCB板、腐蝕PCB板、鉆孔，最后安裝元件、調(diào)試，完成產(chǎn)品的設(shè)計與制作過程。這種教學的改革還不徹底，不能完全適應現(xiàn)代高職教育對人才培養(yǎng)的要求。

針對傳統(tǒng)教學中存在的諸多問題，我們在以下幾個方面進行了改進：

一、采用理實一體化實訓室教學

由于原來教師的教授過程中只注重軟件的具體操作，全部在機房進行操作，學生在練習的過程中依葫蘆畫瓢，沒有整體和全局的概念。教師講授的時間太多，學生缺乏練習的機會，整個課程結(jié)束以后，部分學生還是不能完成一個具體的項目。

我們進行的改革，設(shè)計PCB設(shè)計制作理實一體化實訓室：將PCB制作實訓室和機房合在一起，前面是機房，后面是PCB制作設(shè)備實訓室，采取上機操作和實物實驗相結(jié)合的教學方式，有助于提升教學效果。學生邊學邊做，在做中學，在學中做。

將所有內(nèi)容安排到PCB設(shè)計制作理實一體化實訓室進行授課，在教學過程中，要注意講授與練習相結(jié)合，教師在教師機上演示操作步驟，學生在學生機上進行練習，教師巡回指導，以學生為主體進行教學，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，提高學生的學生學習的積極性和主動性。

由于機房的電腦全部和PCB制作用的印刷電路板雕刻機聯(lián)網(wǎng)，學生完成PCB圖設(shè)計以后，利用PCB制作實驗室中的印刷電路板雕刻機將設(shè)計的PCB圖制成實物。

在制作的過程中，其他學生也可以相互學習，互相借鑒，互相促進。由于學生制作的速度有快有慢，有先有后，全班的學生，就可以多次重復地進行電路板的實際制作過程，制作電路板的實際制作過程就是在將設(shè)計的思路重新理順，并多次回放，加深學生記憶的同時，提高了學生的綜合動手能力。學生制作出的合格電路板可以充分供下批學生通過制作電子產(chǎn)品熟悉印刷電路板時利用，當自己的勞動成果充分發(fā)揮作用時，對學生而言則是一種鼓勵。另外也可以進一步提高學生學習的熱情。

二、實例制作激發(fā)學習興趣

Altium Designer課程具有極強的實踐性。要求學生對印制電路板有直觀的認識，學生才能在短時間內(nèi)熟悉從原理圖到PCB的設(shè)計流程，也才能領(lǐng)會印制電路板的布局布線規(guī)則以及印刷電路板中的重要概念。因此，在教學過程中，要適當借助一些教學輔助手段，使學生能快速入門，理清思路。通過電子產(chǎn)品的制作（例如：四音電路的設(shè)計與制作）過程，來更好地理解電子產(chǎn)品的設(shè)計制作過程。讓學生在制作好的PCB板上安裝元器件、焊接元器件、測試元器件、調(diào)試電路。經(jīng)過整個過程的訓練，讓學生能具體地認識到PCB印刷電路板是如何支撐電子元器件、引腳間的電氣連接如何實現(xiàn)。對于一些比較抽象的重要概念，也有比較清晰的認識，比如：“焊盤”、“過孔”、“頂層”、“布線層”、“機械層”和“絲印層”等，這種認識方式更直觀，更容易讓學生接受理解，在課程教學中，既可以縮短教學時間、提高效率，又可以提升學生的學習積極性和興趣，大大提高學生的動手能力和設(shè)計能力。

總之，充分利用軟件教學的特殊性，加上實際操作的直觀性，兩者有機融合，形成清晰的教學思路、適當?shù)慕虒W方法和理論聯(lián)系實際的教學理念，能把復雜事物簡化、變抽象為具體、微觀的事物放大、宏觀事物縮小;同時可以把許多抽象和難以理解的內(nèi)容變得生動有趣，動態(tài)地演示一些現(xiàn)象，化難為易;還能模擬一些用語言難以清楚表述的，以及現(xiàn)實實驗不易進行的內(nèi)容。它不僅提高了教學質(zhì)量，改善了教學手段，豐富了教學內(nèi)容，提高課堂教學效果，而且對于培養(yǎng)學生的自主能力、創(chuàng)新能力、分析和解決問題的能力都起到了潛移默化的作用。當然，也要注意仿真教學的輔助作用和實際工程能力的重要性，兩者必須相輔相成，相互結(jié)合，而不能以仿真來完全代替實際操作訓練。

參考文獻：

[1]粱雄友。項目式教學法在PROTEL教學中的應用[J]。

廣東技術(shù)師范學院學報。2008（9）

[2]高歌。Altium Designer電子設(shè)計應用教程 [M]。北京：清華大學出版社，2019

作者簡介：徐明燦（1979.01.25-），男，漢，重慶，講師，本科，自動化方向。

本文是重慶市教委結(jié)題的項目：《高職應用電子專業(yè)《PCB設(shè)計與制作》課程基于工作過程的改革與實踐》（項目編號：133311）在實際教學中的具體應用。