新工科背景下《電子電路CAD》課程改革與實踐

蔡長安

（鹽城師范學院信息工程學院，鹽城224002）

0 引言

《電子電路CAD》是電子信息類的一門技能實踐類課程，該課程主要使學生熟悉Protel 等軟件的運行環境及基本操作方法、原理圖繪制方法、原理圖元件庫的編輯方法、印制板的繪制方法、印制板圖庫的編輯了解印制板設計的一般規則和方法，利用本課程所學的知識，進行電路的設計，能正確處理電路設計中的布局、布線、抗干擾、散熱、裝配等，以進行優化設計。通過電子電路CAD 項目的設計，引導學生熟悉從原理圖到PCB 圖制作的一系列過程，提高學生的學習積極性，從而加強學生對課程知識的理解、掌握。

1 《電子電路CAD》課程現狀

（1）教學方式單一[1]。很多都是采用先講軟件的界面設計和一些操作方法，然后講解電路的原理，再讓學生進行實驗，最后完成相應的電路原理圖和PCB 圖。但這種方法，學生只能完成一些驗證性實驗，缺乏實際應用電路的價值，學生的主動性和積極性很難發揮[2]。

（2）考核方式不完善。有些考核還采用試卷筆試的考核方式。由于《電子電路CAD》課程是一門以實踐性為主的課程，主要培養學生實踐動手能力，采用筆試的方式無法考察學生的實踐能力。

（3）傳授的內容缺泛連貫性，目的不明確。

2 《電子電路CAD》課程改革實踐

根據新工科建設的要求，我們從教學內容、教學方法、教學模式、考核方式等方面進行的改革。

2.1 教學內容

針對現有的《電子電路CAD》教學現狀，我們設計了應用型高校的《電子電路CAD》教學內容。其安排見表1，教學內容由8 個教學模塊組成，第一部分是電子電路CAD 設計概述，主要介紹電子電路CAD 概念、設計流程及軟件的安裝等，2 課時；第二個主題電原理圖的編輯，主要介紹原理圖的設計和設計技巧，理論4 課時，實驗4 課時；第三個主題是層次電路原理圖的編輯，主要介紹如何建立層次電路原理圖建立、自上而下和自下而上編輯層次電路，理論2 課時，實驗2 課；第三個主題是電路仿真測試，主要介紹常見仿真方式和應用，理論2 課時，實驗4 課；第四個主題PCB 元器件封裝的制作，主要介紹PCB 元器件封裝的制作，講授2課時，實驗2 課時；第五個主題是PCB 電路圖的設計，主要介紹印刷電路板的環境介紹，PCB 元器件封裝的制作、PCB 電路板的設計，4 課時理論，4 課時實驗；第六個主題是電子電路綜合設計，主要是要求學生自己進行實踐操作，完成電動車報警器遙控板項目的原理圖到PCB 圖的制作，并安裝焊接調試成功。整個教學內容由簡單到復雜，到基礎到復雜，從簡單的軟件使用到實際工程應用中的印制電路板的設計，使學生逐步接受。以項目為載體，緊跟實際工程，為今后到企業工作打下堅實的基礎。

表1《電子電路CAD》教學內容安排

2.2 教學方法的設計

電子電路ACD 教學采用小班授課，采取以“學生為中心”，基于工程的課程改革。

（1）案例教學法[3]。在進行《電子電路CAD》課教學時，增加應用案例的教學。案例選取最小單片機系統，進行電原理圖的編輯、仿真測試、PCB 元器件件封裝的制作、PCB 圖的制作等。對案例中的重點和難點進行講解，引導學生進行實驗。案例教學使學生容易掌握相關的電子電路CAD 技術的知識，培養學生實際應用能力[4]。

（2）問題導向教學。教學中的一些比較小的問題，如電氣檢查、創建網絡表、沒有元件符號圖等，可通過引導、提問的方法進行講解，讓學生進行思考，做到邊講邊練，及時處理實驗中的問題。

（3）任務驅動法。最后通過電動車報警器遙控板大的實訓項目，要求學生熟悉從原理圖到印制板的設計，并手工制作印制板，焊接安裝調試好的全過程。電子電路綜合設計采用分組的進行上，，每組的人數為2-3 人，自由組合，學生每組自己選組長一名，組長負責整個電子電路綜合設計的任務安排和討論交流。老師負責綜合設計項目的難點加以指導和引導，使每組項目能順利開展。通過這種教學方式，增強學生的參與度，培養學生的團體協作能力，激發學習興趣，提高學生分析和解決問題的能力。

2.3 教學模式

（1）邊講邊練教學模式。《電子電路CAD》是一門專業技能課，以實踐操作為主，我們在教學中，采用邊講邊練的教學模式，運用極域教學系統，把操作過程完整的呈現到每個學生面前，教師上課主要講解一些重點和難點，然后給出任務，學生運用計算機進行操作實驗，并對學生進行輔導。這種教學方法重點在培養學生的動手能力和思考能力[4]。

（2）以“學生為中心”教學模式[5]。以前的教學都是老師一直在講授，學生被動的接受，教學效果比較差。該課程是以實踐為主的課程，從軟件的使用到手工制作電路板，都需要學生去動手操作，我們就需要打破以前的“以教師為中心”的教學模式，采用以“學生為中心”的教學模式，注重學生主觀能動性發揮。采用項目教學，突出學習過程中的實踐與研究活動融合。把項目分成幾個子項目，由簡單到復雜，逐步跟進的方法，培養學生獨立思考能力。

2.4 考核方式

《電子電路CAD》是一門以實踐性為主的課程，不能采用死記硬背的方式去進行考核。課程的考核主要有以下幾個方面：①平時成績考核。學生的課堂表現、團結協作、學習態度等是平時考核的主要內容，占總成績的30%；②實驗報告。學生實驗做完后，完成的實驗報告占總成績的10%；③利用一個月的時間讓學生去完成制作從原理圖到PCB 圖的設計，并進行制作，同時完成相應的文檔，這樣既考核了理論又考核了實踐，最后根據完成情況綜合給出成績，這個成績占總成績的60%。

3 結語

針對《電子電路CAD》教學中存在的問題，從“以學生為中心”的工程教育理念出發，改變教學內容、教學模式、教學方法和考核方式，學生通過主動的制作原理圖到PCB 圖的一系列過程，培養學生獨立思考、創新能力。《電子電路CAD》課程如何教學，需要各位教師在實踐中不斷探索、不斷創新，以達到培養工程技術人才的目的。