電子CAD一體化課堂教學(xué)改革實(shí)踐

劉星慧

摘 要：本文主要闡述了將理論實(shí)踐一體化教學(xué)模式引進(jìn)到電子CAD課堂，重新設(shè)計(jì)教學(xué)順序和教學(xué)項(xiàng)目，采用小步驟教學(xué)，降低學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：一體化教學(xué) 電子CAD 小步驟教學(xué)

理論實(shí)踐一體化教學(xué)模式是根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，重新設(shè)計(jì)教學(xué)順序和教學(xué)項(xiàng)目，在完成具體任務(wù)中組織教學(xué)的一種適合職業(yè)教育的教學(xué)模式。

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下組織電子CAD課程教學(xué)時(shí)，一般是以教材為藍(lán)本，按照簡單原理圖繪制、復(fù)雜原理圖繪制、元件符號庫繪制、單層PCB電路板繪制、多層PCB電路板繪制、元件封裝庫繪制的順序組織教學(xué)。實(shí)踐證明該教學(xué)順序和教學(xué)項(xiàng)目，大部分學(xué)生跟不上教學(xué)進(jìn)度，學(xué)生厭學(xué)情緒嚴(yán)重，難于實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)效果。

一、根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律重新設(shè)計(jì)教學(xué)順序

電子CAD課程一般是在第二學(xué)期開設(shè)，學(xué)生對計(jì)算機(jī)軟件的操作不熟練，雖然有了一定的電子電路專業(yè)基礎(chǔ)知識，但是并不精通，電路原理圖的識別能力和分析能力明顯不足，還沒有完全掌握常見的電路符號。如果第一個(gè)教學(xué)項(xiàng)目就是簡單原理圖繪制，學(xué)生在認(rèn)知上必然存在困難，增加了學(xué)習(xí)難度，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)。

實(shí)踐證明，當(dāng)把教學(xué)順序調(diào)整為元件符號庫繪制、簡單原理圖繪制、復(fù)雜原理圖繪制、元件封裝庫繪制、單層PCB電路板繪制、多層PCB電路板繪制組織教學(xué)時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)困難明顯降低，絕大多數(shù)學(xué)生能輕松地跟上教學(xué)進(jìn)度。

二、根據(jù)實(shí)際工作環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目。

電子CAD課程主要目的之一就是設(shè)計(jì)PCB板，這也是電子類公司設(shè)計(jì)產(chǎn)品的重要一環(huán)。根據(jù)電子科技公司PCB設(shè)計(jì)部門的工作環(huán)節(jié)，以LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源PCB板設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目。

項(xiàng)目：LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源PCB板設(shè)計(jì)。

任務(wù)1：教師指導(dǎo)學(xué)生收集資料，提供LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)圖樣和元器件實(shí)物，師生共同形成電路設(shè)計(jì)初步方案。

任務(wù)2：教師指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)收集到的資料和電路設(shè)計(jì)初步方案，列出可能用到的元件清單。

任務(wù)3：教師指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)元件清單，采用電子CAD軟件Protel 99 SE繪制元件清單上所有的元件符號庫。

任務(wù)4：教師指導(dǎo)學(xué)生采用電子CAD軟件Protel 99 SE繪制電路原理圖，繪圖完成后必須由電路原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表，以備后用。特別強(qiáng)調(diào)必須調(diào)用學(xué)生自己繪制的元件符號庫，而不能使用系統(tǒng)自帶的元件符號庫。這樣的教學(xué)安排就像玩搭積木游戲，可以降低學(xué)生的學(xué)習(xí)門檻和學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

任務(wù)5：教師指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)元器件的實(shí)際大小，用游標(biāo)卡尺測量元件外形的大小并記錄尺寸。然后采用電子CAD軟件Protel 99 SE為每一個(gè)外形不同的元器件繪制元件封裝。在給封裝命名時(shí)必須保證封裝名與元件符號庫設(shè)置的封裝名完全相同。

任務(wù)6：教師指導(dǎo)學(xué)生采用電子CAD軟件Protel 99 SE的PCB設(shè)計(jì)界面，導(dǎo)入學(xué)生自己繪制的封裝庫和網(wǎng)絡(luò)表文件，開始設(shè)計(jì)PCB板。

三、采用小步驟教學(xué)有助于一體化教學(xué)的實(shí)施

在教學(xué)過程中，采用小步驟的教學(xué)方法非常必要。以一節(jié)課45分鐘為教學(xué)單元，每節(jié)課的知識點(diǎn)講解和操作步驟的演示不超過15分鐘，確保學(xué)生獨(dú)立訓(xùn)練的時(shí)間在25分鐘以上。這就需要在教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候，將每個(gè)教學(xué)任務(wù)拆分成很多個(gè)小模塊講解。

比如在講授元件符號庫繪制的教學(xué)任務(wù)時(shí)，可以把軟件的打開與文件的新建、保存作為一個(gè)教學(xué)活動(dòng)，在演示講解15分鐘后，立刻讓學(xué)生獨(dú)立操作2～3遍，直到學(xué)生熟練掌握這個(gè)教學(xué)活動(dòng)的全部內(nèi)容，再進(jìn)行下一個(gè)教學(xué)活動(dòng)——電阻元件符號繪制。同樣也只需要演示講解15分鐘左右，然后讓學(xué)生獨(dú)立操作2～3遍。隨著學(xué)生的實(shí)踐能力提高，可以逐步增加教學(xué)內(nèi)容，直到把所有的元件符號全部繪制完成，教學(xué)任務(wù)才算完成。

四、教學(xué)評價(jià)是不可缺少的教學(xué)環(huán)節(jié)

當(dāng)學(xué)生完成了教學(xué)任務(wù)后，要及時(shí)給予評價(jià)，可以制作成績登記表，把學(xué)生每次制作的元件符號庫、電路原理圖、元件封裝庫、PCB板設(shè)計(jì)圖進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)等級可分為A、B、C、D四個(gè)的檔次。實(shí)際教學(xué)過程中，教師的精力不足以給每個(gè)學(xué)生進(jìn)行評價(jià)，可以委任若干位教學(xué)任務(wù)完成較快且取得A檔次的學(xué)生為組長，協(xié)助教師對其他同學(xué)進(jìn)行評價(jià)。這種做法還能激勵(lì)組長們的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而形成榜樣的力量激勵(lì)其他學(xué)生努力學(xué)習(xí)。

有條件的學(xué)校，還可以把學(xué)生設(shè)計(jì)較好的PCB文件拿到PCB生產(chǎn)公司進(jìn)行打樣。當(dāng)學(xué)生看到印有自己名字的PCB板的時(shí)候，成就感和自豪感會進(jìn)一步激勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)。

將理論實(shí)踐一體化教學(xué)模式引入到電子CAD課堂教學(xué)，改變了教學(xué)順序組織教學(xué)，使學(xué)生直接參與項(xiàng)目教學(xué)的全過程，在完成80學(xué)時(shí)后基本能獨(dú)立繪制PCB板，教學(xué)成果顯著，教學(xué)效果明顯提高。

（作者單位：江西省冶金技師學(xué)院）