任務驅(qū)動教學法在《電子ＣＡＤ》課程教學中的運用

摘要：任務驅(qū)動教學法是一種建立在建構主義教學理論上的教學方法。本文闡述了如何在《電子CAD》課程教學中實施任務驅(qū)動教學法，并結合實例論述了該方法的具體實施步驟及注意事項。

關鍵詞：任務驅(qū)動教學法；電子CAD；任務設計

隨著計算機技術的發(fā)展，電路設計中的很多工作都可以交由計算機完成，從而減去了大量的手工勞動，并且保證了設計的規(guī)范性。電子CAD軟件——Protel 99SE是一個專門用來幫助電氣工程技術人員設計電路原理圖和印刷電路板圖的得力工具，對電子類專業(yè)的學生來講，學習掌握《電子CAD》這一課程非常必要，而且已成為電子類專業(yè)學生必須掌握的技能之一。筆者通過近幾年的教學實踐探索，認為任務驅(qū)動教學法比較適合《電子CAD》課程的教學。

什么是任務驅(qū)動教學法

任務驅(qū)動教學法是教師將所要學習的新知識隱含在一個或多個“任務”當中，通過創(chuàng)建真實的教學情境，激發(fā)學生的學習興趣，學生在完成“任務”的過程中掌握知識和技能的一種教學方法。它是一種建立在建構主義教學理論上的教學方法。

采用任務驅(qū)動教學法，學生由被動的接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉で笾R，由“要我學”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W”，改變了學生傳統(tǒng)的學習觀，學生在完成“任務”的過程中能不斷地獲得成就感，從而增強學習的自信心，激發(fā)學生的學習熱情和興趣。

任務驅(qū)動教學法在《電子CAD》課程中的實施

《電子CAD》課程是一門理論與實踐結合性很強、極富創(chuàng)造性的課程。根據(jù)課程內(nèi)容可分為兩大模塊：電路原理圖設計和印制電路板設計。各模塊又可分為若干個子模塊，每個子模塊對應一個或多個實訓任務，教師根據(jù)教學目標，以任務驅(qū)動為教學主線，將各章相關知識有效地串接起來，形成清晰的技能知識與實踐有機結合的框架結構，如圖1所示。同時，每個任務之間既相互獨立又相互聯(lián)系，而且還要體現(xiàn)課堂教學的特點，以便于學生在兩節(jié)課或更小的傳授周期內(nèi)完成任務，達到教與學的目的；各模塊、子模塊和實例在設計內(nèi)容上要考慮到教學課題的完整性與典型性；在教學內(nèi)容安排上，既要包括一定的設計技巧與理論知識，又要有一定的操作技能，實現(xiàn)理論與實踐的緊密結合；在授課順序安排上，也應符合該門課程的特點，符合前后知識的連貫性，前面的內(nèi)容應為后面的內(nèi)容打下基礎，后面的內(nèi)容在不斷注入新知識和新概念的同時，也應對前面的知識進行適當?shù)闹貜秃挽柟?，使學生掌握的知識和技能在不斷循環(huán)、不斷反復的過程中得到提高和強化，形成螺旋上升的趨勢。

因此，在《電子CAD》課程中實施任務驅(qū)動教學法，就是教師把一學期要完成的教學任務設計成一個個典型的、具體的“任務”，在“任務”的驅(qū)動下展開教學活動，引導學生從簡到繁、由易到難，循序漸進地完成一系列“任務”，學生在完成“任務”的過程中學習、掌握教學內(nèi)容，從而培養(yǎng)學生解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力。

在任務驅(qū)動教學中，任務提出以后如何實施才能實現(xiàn)預定目標？實施過程設計是非常重要的。具體實施任務驅(qū)動教學法的辦法很多，應該根據(jù)不同的學習內(nèi)容、不同的學習階段和學生自身的因素來設計。下面以基本三極管放大電路（見圖2）的繪制來講述任務驅(qū)動教學法的實施過程。

（一）創(chuàng)設情境，提出任務

學生初學《電子CAD》時，為了提高他們學習此門課程的興趣，我設計了的一個簡單而有趣的任務，目的在于使學生能夠初步掌握設計原理圖的一般流程。從圖中可以看出，這是一個非常簡單的電路圖，作為一個電子專業(yè)的學生，應很容易地看懂此電路圖的工作原理。那么，如何用CAD軟件繪制此電路圖呢？以此問題調(diào)動學生的學習興趣。

（二）分析任務

興趣是學習的最好驅(qū)動力。學生有了興趣，教師就可根據(jù)學生的實際情況以及本任務所包含的知識點，通過多媒體邊演示邊詳細講解操作步驟，同時教師應根據(jù)課堂教學的特點，對于學生自己能夠做的事情，可以簡單講解或不講，對于新的知識點，可由教師逐一解釋、示范操作。例如，此例包含：（1）軟件的啟動與退出；（2）文件的新建與保存；（3）元件屬性的設置；（4）導線的放置；（5）元件的放置與調(diào)整等操作要點。對于前兩個操作要點，由于學生已學過《計算機應用基礎》這門課程，教師只需簡單介紹就可以；對于第三個知識點，由于元件的放置方法有多種，只需介紹最常用一種就行了，元件的調(diào)整方法包含了元件的選擇、旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)、移動、排列與對齊等操作，教師只需介紹在畫此電路圖時要用到的操作即可；第四個知識點是本節(jié)課的重點，這是繪制電路原理圖必須掌握的基本操作之一，因此，對元件的4個屬性Lib Ref（元件名稱）、Footprint（元件的封裝形式）、Designator（元件標號）、Part Type（元件標注或類別）作重點介紹，讓學生對元件屬性的意義和設置方法能清楚地理解和牢固掌握；第五個知識點是導線的放置，其操作方法很容易掌握，但學生經(jīng)常把放置導線（Place Wire）命令和放置直線（Place Line）命令搞混淆，應該用按鈕≈而不應該用按鈕／，這一點教師必須提醒學生。教師利用多媒體演示儀，一邊講解一邊畫電路圖，講解結束，電路圖也就畫出來了。演示結束后，可讓學生立即上機按照實例把電路圖畫出來，這樣才能達到較好的教學效果。

（三）完成任務

雖然教師在演示實例時講解得比較詳細，但學生在完成任務的過程中還會遇到許多意想不到的問題，一些學生還會提出這樣那樣的問題，需要教師及時給予指導，使大多數(shù)學生能夠完成作業(yè)并上傳到教師的電腦中。簡單而有趣的實例，使學生能夠輕松入門，可消除學生對《電子CAD》課程的畏懼心理，增強他們學習的自信心，提高他們的學習興趣。

（四）評價檢查

學生的學習基礎不一，理解力有高低，接受能力也不同，教師在檢查學生上傳的作業(yè)后，應根據(jù)學生的具體情況進行分析、總結，及時對學生的學習情況做出反饋和評價。對于做得好的學生加以表揚、鼓勵，這樣有利于提高學生的學習熱情，使學生體驗到學習的收獲與喜悅，體驗到學習過程中的成就感，樹立自信心。對學生出現(xiàn)較多錯誤的地方應重點指出來，防止學生下次犯同樣的錯誤，增強他們的自信心，讓學生在一種良好的心理狀態(tài)下不斷學習、不斷進步。

運用任務驅(qū)動教學法應注意的一些問題

由任務驅(qū)動教學法的實施過程可以看出，任務驅(qū)動教學法是緊緊圍繞著“任務”這個中心展開教學活動的，所以，設計“任務”是非常重要的，是關系到任務驅(qū)動教學法成敗的關鍵所在。教師在設計“任務”時，要以“技能的漸進和適度的循環(huán)反復”為原則，設計任務要巧妙合理，各任務之間既要相互獨立又要前后銜接，體現(xiàn)課程的完整性及遞進性，同時設計的任務要難易適度，有層次感，即使學生感到有一定的挑戰(zhàn)性，又使學生在完成任務的過程中不斷獲得成就感。這樣，既提高了學生的學習興趣，又培養(yǎng)了學生分析問題、解決問題的能力。

（一）任務設計要以“技能的漸進和適度循環(huán)反復”為原則

教師在設計課題時，應根據(jù)學生現(xiàn)有的知識水平和課程特點，首先設計一個相對簡單的工作任務，后面才是逐漸復雜的工作任務。但是，后面的課題與前面的課題有一部分技能點是相同的，使技能掌握在不斷循環(huán)、不斷反復的過程中得到提高和強化。通過逐漸復雜的工作任務，可以不斷提高學生的學習能力。在后面的課題，教師會逐漸減少指導的成分，增加學生獨立完成任務的成分，提高學生獨立操作的能力與創(chuàng)新能力。

比如，在學習本課程的入門階段，采用實例教學法，通過具體的實例操作，逐步介紹指令的功能。具體做法是教師在課前根據(jù)本次課程的教學內(nèi)容準備一個或幾個典型例題，先由教師演示，然后要求學生模仿教師做出同樣的實例，完成后要求學生對使用過的指令的用法進行歸納、總結。在學習“原理圖設計”這個模塊時，我設計了七個典型任務：（1）三極管放大電路；（2）集成放大電路；（3）全加器；（4）串行通信電路；（5）LED顯示電路；（6）七段數(shù)碼顯示電路；（7）多級集成運放電路。每個電路都包含了學生要掌握的幾個知識點，每個任務都包含著對前面知識點的復習，讓學生在完成新任務的過程中，對前面掌握的知識點進行復習和鞏固。七個任務完成后，學生也就掌握了電路原理圖設計的方法和技巧。

在深入階段，要采用以教師為主導、以學生為主體的教學思路，而且越到后面，任務越要模糊化，可只規(guī)定任務主題，讓學生充分發(fā)揮個人創(chuàng)新意識，自由完成任務。如在《電子CAD》教學的結束階段，可給出一個單片機設計電路圖，要求學生繪制出電路圖并設計出PCB板。至于是用單層板還是用雙層板，板框尺寸如何設計，如何進行元件封裝的布局，如何布線，線寬如何設計等等，由學生綜合運用本學期所學的知識去完成任務。這樣，有助于激發(fā)學生自主學習與探究學習的熱情，有利于增強學生參與知識建構的積極性和自覺性。而在學生完成任務的過程中，教師要注意及時發(fā)現(xiàn)和解決學生在自主學習中碰到的困難，讓學生少走彎路。當學生完成這個任務時，教學目的就達到了，既讓學生掌握了軟件的使用，提高了技能，又鼓勵了學生的個性發(fā)展，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識。

（二）任務設計要巧妙合理，體現(xiàn)課程的完整性和遞進性

任務設計要根據(jù)課堂教學的特點，根據(jù)本課程所要掌握的操作技能，使所設計的任務盡量在兩節(jié)課或更小的周期內(nèi)完成，否則“任務”驅(qū)動教學法就失去了其合理存在的意義，也就達不到教學目的了。而且，每個任務的設計不應包含太多的知識點，同時應把前面任務的知識點綜合到后面的任務中，使學生掌握的操作技能在完成任務的過程不斷地得到提高，同時也使學生不會因為新知識點的增多而對完成任務失去信心和興趣。例如，在學習“原理圖設計”這個模塊時，我設計了七個小任務，把要掌握的操作技能包含在這七個任務中，且后面的任務包含了對前面知識點的復習和鞏固，每次上課時布置1～2個任務，針對本節(jié)課要掌握的知識點進行講解，然后讓學生按實例進行上機操作。當七個教學任務完成時，學生也就掌握了“電路原理圖設計”這一模塊的教學內(nèi)容。

（三）任務設計要難易適度，具有一定的挑戰(zhàn)性

在設計“任務”時，要注意學生的特點和知識接受能力的差異，充分考慮學生的現(xiàn)有文化知識、認知能力和興趣等。在設計“任務”的過程中，要始終根據(jù)學生的實際水平來設計每一個任務，使設計的任務具有一定的難度，但這種難度并非“深不可測”，要符合“跳一跳，夠得著”的原則。如果太難則事與愿違，反而使學生失去學習信心；如果太容易則沒有成就感。因此，任務設計要給學生留有發(fā)揮的余地，使學生覺得有一定的挑戰(zhàn)性，激發(fā)學生主動學習的熱情。比如在學習如何設計印刷電路板時，對于接受能力強的學生，要求他們設計合適的板框尺寸，對電源地線的線寬、元件封裝的布置也作要求；而對接受能力差的學生，只要求他們設計一個板框尺寸，放置元件封裝并用自動連線的方法放置導線就行了。這樣設計的任務具有層次性，也具有靈活性，每個學生都能夠根據(jù)自己的實際情況去完成任務，學生都有自由發(fā)展的空間，有利于提高學生的學習興趣。

綜上所述，筆者認為，在《電子CAD》課程教學中，根據(jù)教學內(nèi)容的需要，采用任務驅(qū)動教學法，改變了學生獲得知識的方法，提高了學生的學習興趣，同時學生在完成“任務”的過程中，團結協(xié)助的精神加強了，綜合應用能力水平提高了，取得了良好的教學效果。因此，任務驅(qū)動教學法是一種值得推廣的教學方法。

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作者簡介：

鐘愛琴（1969—），女，廣東豐順人，廣東省江門市高級技工學校講師，主要從事電子電工教學。