基于課程思政的“EDA技術”在線開放課程建設實踐與探索*——以“精益求精工匠魂‘直流穩壓電源電路PCB板布線’”為例

鄧艷菲 ， 付 裕

（1.江西機電職業技術學院，江西 南昌 330013；2. 江西省機械高級技工學校，江西 南昌 330013）

0 引言

“EDA技術”是面向電子信息類與機電類專業開展的一門專業必修課程，以企業真實電子產品為載體，以Altium Designer軟件為設計工具，要求學生掌握電路原理圖繪制、元器件封裝繪制、印制電路板設計、印制電路板制作的工藝流程等操作技能，其理論性、實踐性、應用性較強。在“EDA技術”傳統的教學過程中注重講授課程的理論知識，很少涉及學生的思想政治素質教育。為深入挖掘課程思政元素，課程團隊教師結合課程特點、EDA技術思政內涵，共同探討修訂教學大綱，以學生創新思維能力與動手能力培養為目標，以知識點為引領，進行教學模塊單元設計、典型教學案例和教學微課視頻等課程內容設計，形成階段式模塊化課程結構。注重從不同的角度幫助學生形成正確的社會主義核心價值觀，養成科學思維和創新習慣，培養學生大工程觀和社會責任感，提升學生的政治素養，切實提高具有工匠精神的新工科人才的培養質量[1]。

“EDA技術”課程最早對1999級機電類專業首次開設，伴隨現代EDA技術不斷發展，教學軟件不斷升級更新，課程建設也持續進行。2002年，學院專門成立課程教學團隊，針對不同的專業開設該課程，增加了實踐課設計；2008年，全方位建設完成EDA實訓室，加強了實驗內容建設；2011年2月，自編教材《EDA技術及電子設計》（北京郵電大學出版社）；2019年7月，出版教材《EDA技術應用-Altium Designer 9.0實踐設計教程》（江西高校出版社）；2020年，該課程被評為校級精品課程。

本課程要解決的重點問題包括：課程與企業生產實踐結合度不高，如何使課程內容緊密聯系職業崗位和生產實踐；專業課程教師對思政教育的內涵把握不夠，如何將課程與思政教育有機融合；從不同專業的特點作為切入點進行教學改革，如何加強課程服務專業的意識。2020年，受疫情影響，課程轉為在線教學。設置學習通預警督學，保證在線任務學習；強化討論功能，針對教學重難點設定討論主題；重視形成性評價，及時獲得學習反饋；增加師生交流互動，讓學生感受到關注，獲得自信。2021年，采用線上線下混合式教學法，學生主學、教師輔學；學習通數據分析，教學實時評價，合理分組，小組討論；競賽、搶答激發學習熱情，解決教學重點，突破教學難點。2021年對教學平臺進行了升級改造，不斷補充完善課程資源，除教學結構資源外，增加課程思政類資源、大咖課堂、學生優秀PCB作品展示等資源。自超星學習通平臺上線以來，已有653人選課學習，包括本校、校外（1所）以及需獲得電子CAD制圖員職業資格證書的社會學習者。

1 教學策略

根據“EDA技術”課程對接職業崗位的目標，整體以“直流穩壓電源電路原理圖設計”“AT89C2051元器件設計”“DM74LS32N元件的封裝設計”“直流穩壓電源電路的PCB板設計”和“信號發生器電路設計”5個基礎項目為主線，以“流水燈電路的設計”“溫濕度節點產品設計”“單片機調頻發射電路”和“太陽能光控感應燈系統設計”4個創新實訓項目為載體，開發學習情境，引導學生經歷完整的工作過程。本課任務“精益求精工匠魂——PCB板布線規則”選自基礎項目4“直流穩壓電源電路PCB板設計”的任務一中的4課時部分，課程設計如圖1所示。

圖1 課程整體設計框圖

課程采用啟發式教學策略，按照“現象-問題-理論-實踐-創新意識”的教學模式，以學生為中心，充分激發學生的內在動機，調動學生學習的主動性、積極性，促進學生積極思考，提倡學生自己動腦、動口、動手獲取知識，教師只是從旁加以點撥，起指導和促進作用。

本課程授課對象為2019級應用電子技術專業學生，經綜合分析研究，此階段的學生具有以下特點：具備基本電路原理分析的能力，熟悉常見電子元器件，但欠缺理論與實際的結合；認識常用電子工具和測量儀器，具備基本焊接能力，但缺乏系統化的項目經驗；求知欲強，樂于動手，但理論基礎薄弱，不善于理論推導和計算；繪圖操作不夠規范，勞動安全和環保意識有待加強。根據學生學習特點，確定全面的教學目標和教學重難點，以任務為導向，將整個教學過程分為課前摸索、課中思索、課后探索3個教學環節，教師輔學，學生主學，生生互助，共同進步，將“專、精、細、實”的工匠精神貫穿于整個教學過程當中[2]，教學設計流程如圖2所示。

圖2 教學設計流程圖

2 教學實施

課前發布學習任務——“PCB布局布線的重要性分析”視頻，讓學生了解現在最新的PCB板設計理念，培養學生自主探索新知習慣，同時采用線上線下結合教學模式，提高學生自主分析和解決問題的能力。教師通過“學習通”理論測評的統計數據，查看學生學習情況、完成的自動布線的效果圖以及觀看視頻形成的反芻比，統計平臺數據，實時追蹤，及時調整教學策略。針對共性問題設計了3個問題，進一步檢測學生學習情況，答疑解惑；利用學習通平臺搶答、選人功能與學生互動，線上平臺交流，有利于老師了解學生學習進度和問題點，同時及時進行信息交流。

課中以企業導師真實工作案例導入課程，在超星學習通APP接收項目任務指導書，明確本次課程項目要求，如圖3所示。引導學生回顧舊知，通過啟發提問和播放動畫，引導學生感受PCB布線的重要性，引出本課任務，提高學習效率。

圖3 企業導師任務引入

在任務示范講解過程中，教師通過設置提問環節促進學生思考，設置動畫展示，幫助學生更好地理解電路的工作原理，從而突出本課的重點，比如正確進行電路元件參數的選擇，學會辯證分析問題。同時，借助軟件仿真的優勢，驗證電路工作原理，以小組討論形式，設計出所需電路，提升學生團隊協作、自主探究、溝通交流的能力，如圖4所示。

圖4 學生小組合作

課堂上運用找茬游戲來對比自動布線與手動布線的區別，再通過教師引導、師生互動方式探討PCB板手工布線的操作要領，從而突破教學重點，如圖5所示。

圖5 游戲互動

任務實施電路裝配環節中，教師有序指導各小組進入元件庫房領取元件；實時掌握各小組電路裝配的進度；及時糾正學生的不規范操作；及時解決學生在裝配電路過程中遇到的問題，嚴控教學進程。通過對實際電路的裝配，培養學生“專、精、細、實”的工匠精神。在實際的仿真、裝配過程中，讓學生體會理論與實際的統一，“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”[3]。

教師根據評價表對各組焊接實施過程進行評分。針對學生常見故障問題進行學習通直播排故講解，最終通過小組討論、教師指導、學習通直播方式讓每個學生都能清楚電路故障點的解決方式，從而突破本課難點。通過學生分享，在課程互動中提升學生的表達能力，如圖6所示。課程中引入了企業規范，將從設計軟件技能的掌握走向PCB設計能力的培養，對接崗位能力培養，通過教師點評，課程思政引入，引導學生要認真對待每一次實踐操作，不斷鍛煉自己，提升自己，培養學生精益求精精神，樹立職業意識，加強勞動安全和環保意識。訓練結束，要求同學按“7S”標準整理試驗臺，培養學生的職業素養，加強勞動教育。

圖6 個人分享

課后發布學習任務——PCB板的制作、功能測試。針對不同的學生學習基礎，設計不同難度的作業，體現“因材施教”的教學理念，讓學生自己動手完成并驗證自己的作品，從而體會勞動的獲得感，培養學生勞動意識和勞動精神。教師在學習通補充相關課程資源——PCB雕刻機的操作，進一步拓展學生知識面，為企業實踐做準備。同時，鼓勵學生進入專業社團進一步學習，結合學生專業社團的優勢，以課后創新任務為驅動，拓展學生的交際面，加強學生對專業的認知，提升創新意識。

3 教學成效與反思

通過本次課程的實施以及學習任務考核，學生成績分布合理，綜合能力和專業技能有明顯提升，學生評教反饋中，大部分學生適應老師的授課方式，學生在任務驅動下，能夠按照教師引導的問題完成任務實施的各個環節，時間掌控到位，任務貼實有趣，基本達成了教學目標，學習效果較好，學生調查問卷也反映出對課程中引入思政內容的認可，如圖7所示。

圖7 課程思政問卷調查

基于課程思政的“EDA技術”在線開放課程建設有如下創新點設計：

1）構建雙師團隊，實行三維評價。項目中邀請南昌三瑞智能科技有限公司擔任企業導師，發布真實工作案例，面向生產應用，形成任課教師與企業導師對學生的協同教學管理，共同構成評價。

2）采集生成信息，達成三維目標。借助超星自主學習平臺、教學診改等平臺實現全過程信息采集，實時捕捉生成信息，及時調整教學策略，實現知識能力素質的有機結合，從而達成預定的三維目標。

3）還原工作流程，培育職業精神。根據與企業導師共同制定任務指導書，還原真實客戶案例，還原真實崗位工作要求。確認工作任務及其評價標準，增加了游戲、搶答等環節，從而培育學生團結協作、精益求精、安全生產和環保的職業精神。

通過本次課程的綜合測評，發現個別學生實操環節動手能力較差，對接崗位能力欠缺，在團隊合作中表現不積極。后期利用學生晚自習或周末的時間加強對學生的實操輔導，充分發揮第二課堂作用；學生雖有分組，但是分層教學、個性化教學做得還不夠好。改進措施：進一步科學分析學情，調整分組，強弱搭配，共同進步，達到組內異質，組間同質。

4 結語

結合學情，根據本項目中直流穩壓電源PCB板設計中任務的要求，合理確立本單元的重難點及其解決策略，突出學生為主體的職教理念，通過課前導學，課中理論+實踐，課后創新實踐3個階段，以及三維評價模式，較好地實現項目教學目標，達到良好的教學效果，體現了團隊協作、安全規范、職業素養、工匠精神，融入了“愛國、敬業、誠信、友善”核心價值觀。借助學習通平臺，促進了課程思政的融入，利用學習通平臺的過程監控功能，學生的課程學習情況、教學資源瀏覽情況、簽到情況和作業完成情況等數據清晰，讓過程評價更客觀、公正；同時課程以學生為本，體現了“自由、平等、公正、法治”的核心價值觀[4]。今后將繼續以思想政治教育貫穿于“EDA技術”教育教學的全過程，樹立學生科教興國、助力中國夢的思想意識。