基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的《電路CAD》教學(xué)設(shè)計(jì)

【摘要】以任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法為導(dǎo)向的《電路CAD》教學(xué)設(shè)計(jì)，在教學(xué)內(nèi)容的選取上和教學(xué)方法的設(shè)計(jì)上進(jìn)行了大力的改革。在教學(xué)過程中，逐步形成一個(gè)良性循環(huán)，實(shí)現(xiàn)融“教、學(xué)、做”為一體，取得了良好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】任務(wù)驅(qū)動(dòng)；電路CAD；教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)職業(yè)教育的特點(diǎn)和要求，課程建設(shè)、課程教學(xué)都要以學(xué)生所面對(duì)的職業(yè)為基本立足點(diǎn)。電路CAD是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課之一，本課程以電工、電子技術(shù)等課程為基礎(chǔ)，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程后能夠熟練使用一種電路CAD軟件按規(guī)范完成電路圖的繪制，完成PCB板的制作，同時(shí)，作為電子專業(yè)的學(xué)生，具備此項(xiàng)技能，可從事電子繪圖員或PCB板設(shè)計(jì)員等工作。所以，在教學(xué)中，有針對(duì)性的給學(xué)生定下教學(xué)目標(biāo)。

根據(jù)操作者電路CAD軟件運(yùn)用的程度，我們把能力的要求分為三類：精，就是要求操作者技能掌握的非常扎實(shí)，操作熟練，有設(shè)計(jì)能力，這是PCB板設(shè)計(jì)員必備的能力；熟，就是要操作者能夠按要求完成任務(wù)，這是電子繪圖員所具備的能力；會(huì)，主要要求操作者有電路圖繪圖能力和簡(jiǎn)單PCB板制作能力。前兩項(xiàng)能力并非在短時(shí)間內(nèi)能掌握的，需要長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)驗(yàn)的積累。所以在學(xué)習(xí)本課程時(shí)就要求學(xué)生“會(huì)”即可，并能在企業(yè)工作中不斷提高前兩項(xiàng)能力水平。

本課程的教學(xué)目標(biāo)如下：培養(yǎng)學(xué)生能夠熟練使用一種電路CAD軟件，具有識(shí)讀電路圖，繪制電路圖的能力；具備簡(jiǎn)單PCB板的設(shè)計(jì)與制作能力；嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度；良好的工作作風(fēng)。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)

1．教學(xué)內(nèi)容的選取

內(nèi)容的選擇應(yīng)遵循以“技能的漸進(jìn)和適度循環(huán)反復(fù)”為原則，培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的職業(yè)能力作為指導(dǎo)思想。我們所選擇的內(nèi)容以學(xué)生的水平為基本出發(fā)點(diǎn)，主要以圖樣為課題，給學(xué)生定下目標(biāo)。

課題設(shè)計(jì)由簡(jiǎn)到繁，最初只是一個(gè)簡(jiǎn)單的，小型的任務(wù)，通過一個(gè)任務(wù)了解CAD的基本概念，然后是較復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)繪制，增加了一些難度。在電路原理圖設(shè)計(jì)部分，先是元件庫(kù)的管理，電路原理圖的繪制，然后是新元件制作、再引入層次原理圖、最后是報(bào)表的學(xué)習(xí)，使學(xué)生全面掌握原理圖的所有知識(shí)。而在PCB設(shè)計(jì)部分，先讓學(xué)生了解PCB設(shè)計(jì)與原理圖設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)性，教會(huì)學(xué)生從原理圖到網(wǎng)絡(luò)表到PCB板的繪制與設(shè)計(jì)。

在設(shè)計(jì)課題時(shí)，給學(xué)生的每個(gè)課題都是一個(gè)獨(dú)立的、完整的任務(wù)，但是后面的課題與前面的課題，有一部分技能點(diǎn)是相同的，技能掌握在不斷的循環(huán)、不斷反復(fù)的過程中，得到提高和強(qiáng)化。通過逐漸復(fù)雜的工作任務(wù)，可以不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，在教師教學(xué)過程中后面的課題也會(huì)減少指導(dǎo)的成分，增加學(xué)生獨(dú)立完成任務(wù)的成分，強(qiáng)化學(xué)生制定工作計(jì)劃的能力與創(chuàng)新能力。

在設(shè)計(jì)內(nèi)容時(shí)，要考慮教學(xué)課題的完整性與典型性，還應(yīng)充分考慮了知識(shí)的銜接問題，在選擇教學(xué)案例和安排學(xué)生實(shí)訓(xùn)任務(wù)時(shí)，選取了學(xué)生在前序課程中已接觸的內(nèi)容，如：選取“電工電子電路實(shí)驗(yàn)”課程中學(xué)習(xí)過的電路等作為教學(xué)內(nèi)容，這些電路板學(xué)生已有使用的經(jīng)歷，對(duì)電路結(jié)構(gòu)及工作原理已經(jīng)了解，更能清楚的理解設(shè)計(jì)要求。還有選用后續(xù)課程的中要使用的電路板，這樣學(xué)生前后知識(shí)關(guān)聯(lián)，又有感性認(rèn)識(shí)，更易于學(xué)生理解、接受。而在教學(xué)內(nèi)容安排時(shí)，即包括了一定的設(shè)計(jì)技巧與理論知識(shí)，又要有一定的操作技能，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合。

2．教學(xué)方法設(shè)計(jì)

（1）教學(xué)模式?，F(xiàn)在學(xué)生有其自身特點(diǎn)，基礎(chǔ)差，邏輯思維能力較差，自學(xué)能力差等。根據(jù)學(xué)習(xí)教育心理學(xué)家的學(xué)習(xí)遷移及其促進(jìn)理論，考慮到學(xué)生在學(xué)習(xí)上可能的自卑、畏懼心理，借鑒企業(yè)師徒指導(dǎo)的形式，開展項(xiàng)目教學(xué)，首先明確工作任務(wù)，教師進(jìn)行示范與講解，然后以教師與每個(gè)學(xué)生面對(duì)面的“一對(duì)一”教學(xué)，在實(shí)踐教學(xué)中實(shí)現(xiàn)了“操作——發(fā)現(xiàn)問題——解決問題——操作——再發(fā)現(xiàn)再解決”的正遷移思路的單元式教學(xué)模式。

（2）教學(xué)方法。在教學(xué)中我們采用的是任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，通過一個(gè)個(gè)具體CAD任務(wù)的完成，總結(jié)掌握技能，使學(xué)生做到舉一反三、觸類旁通。針對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問題，教師可以面對(duì)面引導(dǎo)解決，即增強(qiáng)了學(xué)生的自信心、解決問題的能力和成就感，又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在教學(xué)過程中，逐步形成一個(gè)良性循環(huán)，實(shí)現(xiàn)融“教、學(xué)、做”為一體，取得了良好的教學(xué)效果。

三、教學(xué)程序設(shè)計(jì)

1.課時(shí)安排

本課程主要以學(xué)生操作為主，整個(gè)授課過程都在機(jī)房進(jìn)行。課程總課時(shí)為68學(xué)時(shí)，其中教師講授為28學(xué)時(shí)，學(xué)生操作為40學(xué)時(shí)。也就是說學(xué)生操作時(shí)間遠(yuǎn)大于教師教授時(shí)間。那么在課時(shí)安排上，首先，我們通常將一次課，即2個(gè)課時(shí)分為兩部分，用1個(gè)課時(shí)進(jìn)行講授，剩余時(shí)間就讓學(xué)生對(duì)剛才講授的內(nèi)容進(jìn)行操作，并以平時(shí)練習(xí)成績(jī)的形式進(jìn)行記錄，每個(gè)學(xué)生每次課都要求過關(guān)。其次，在講授完一個(gè)內(nèi)容之后，我們通常用4-6個(gè)課時(shí)讓學(xué)生獨(dú)立制作一個(gè)項(xiàng)目，并以項(xiàng)目考核成績(jī)的形式記入總評(píng)成績(jī)。這樣的安排能讓學(xué)生動(dòng)手的時(shí)間增加，并在反復(fù)的練習(xí)中對(duì)講過的內(nèi)容加深印象。

2.教學(xué)內(nèi)容安排

根據(jù)任務(wù)需要，把整個(gè)課程分為三大部分：第一部分為Protel DXP基礎(chǔ)部分，主要介紹原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境，電路原理圖的設(shè)計(jì)步驟及電路圖設(shè)計(jì)工具，設(shè)置圖紙等。第二部分為電路原理圖設(shè)計(jì)部分，主要介紹裝載元件庫(kù)，放置元器件，編輯元件，元件位置調(diào)整，元件庫(kù)管理等。第三部分為印制電路板設(shè)計(jì)部分，主要包括印制電路設(shè)計(jì)步驟，PCB設(shè)計(jì)編輯器，網(wǎng)絡(luò)表與元件的裝入，元件封裝等。

以電路原理圖的設(shè)計(jì)和繪制為例，我們來看一下怎樣設(shè)計(jì)教學(xué)程序。

本部分用10個(gè)課時(shí)來完成。首先在內(nèi)容安排上將其分為四部分，其中講授4課時(shí)，練習(xí)4課時(shí)，項(xiàng)目制作2課時(shí)。講授與練習(xí)穿插在一起，一邊講，一邊練習(xí)，舉個(gè)例子，在講到放置元器件時(shí)，教師先用計(jì)算機(jī)演示如何找出新元件再將它放置到電路圖上，接著，教師給出幾個(gè)新元件的名稱，讓學(xué)生找出它并放置到電路圖上，這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中并不是單邊接受，而是互動(dòng)的。就學(xué)生而言，讓他動(dòng)手會(huì)提起他更大的學(xué)習(xí)興趣。對(duì)教師而言，在即講即練的過程中，可以時(shí)時(shí)觀察學(xué)生接受的程度，并在學(xué)生練習(xí)的過程中，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。最后用2個(gè)課時(shí)讓學(xué)生獨(dú)立完成一個(gè)簡(jiǎn)單的圖樣，讓學(xué)生將整章的內(nèi)容融會(huì)貫通。同時(shí)讓教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考核。

四、今后的教學(xué)思路

在今后的教學(xué)工作中，應(yīng)以企業(yè)需要為導(dǎo)向，不斷提高學(xué)生繪圖和識(shí)圖能力。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，在講授電路原理圖和PCB板制作之后，加入電路仿真的內(nèi)容，讓學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的內(nèi)容能跟上社會(huì)的發(fā)展和企業(yè)的需要。

五、結(jié)束語(yǔ)

由于該課程為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程，那么在授課過程中，我們更看重的是學(xué)生的實(shí)際繪圖能力，所以讓學(xué)生以任務(wù)為導(dǎo)向，驅(qū)動(dòng)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，建立起設(shè)計(jì)者的思想，就達(dá)到了這門課程的授課目的，同時(shí)也能為學(xué)生將來的就業(yè)打下基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：

姚昕，女（1981.5～），漢族，貴州貴陽(yáng)人，碩士研究生，講師，研究方向：電氣自動(dòng)化。

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