任务驱动教学法在《电子ＣＡＤ》课程教学中的运用

摘要：任务驱动教学法是一种建立在建构主义教学理论上的教学方法。本文阐述了如何在《电子CAD》课程教学中实施任务驱动教学法，并结合实例论述了该方法的具体实施步骤及注意事项。

关键词：任务驱动教学法；电子CAD；任务设计

随着计算机技术的发展，电路设计中的很多工作都可以交由计算机完成，从而减去了大量的手工劳动，并且保证了设计的规范性。电子CAD软件——Protel 99SE是一个专门用来帮助电气工程技术人员设计电路原理图和印刷电路板图的得力工具，对电子类专业的学生来讲，学习掌握《电子CAD》这一课程非常必要，而且已成为电子类专业学生必须掌握的技能之一。笔者通过近几年的教学实践探索，认为任务驱动教学法比较适合《电子CAD》课程的教学。

什么是任务驱动教学法

任务驱动教学法是教师将所要学习的新知识隐含在一个或多个“任务”当中，通过创建真实的教学情境，激发学生的学习兴趣，学生在完成“任务”的过程中掌握知识和技能的一种教学方法。它是一种建立在建构主义教学理论上的教学方法。

采用任务驱动教学法，学生由被动的接受知识转变为主动寻求知识，由“要我学”转变为“我要学”，改变了学生传统的学习观，学生在完成“任务”的过程中能不断地获得成就感，从而增强学习的自信心，激发学生的学习热情和兴趣。

任务驱动教学法在《电子CAD》课程中的实施

《电子CAD》课程是一门理论与实践结合性很强、极富创造性的课程。根据课程内容可分为两大模块：电路原理图设计和印制电路板设计。各模块又可分为若干个子模块，每个子模块对应一个或多个实训任务，教师根据教学目标，以任务驱动为教学主线，将各章相关知识有效地串接起来，形成清晰的技能知识与实践有机结合的框架结构，如图1所示。同时，每个任务之间既相互独立又相互联系，而且还要体现课堂教学的特点，以便于学生在两节课或更小的传授周期内完成任务，达到教与学的目的；各模块、子模块和实例在设计内容上要考虑到教学课题的完整性与典型性；在教学内容安排上，既要包括一定的设计技巧与理论知识，又要有一定的操作技能，实现理论与实践的紧密结合；在授课顺序安排上，也应符合该门课程的特点，符合前后知识的连贯性，前面的内容应为后面的内容打下基础，后面的内容在不断注入新知识和新概念的同时，也应对前面的知识进行适当的重复和巩固，使学生掌握的知识和技能在不断循环、不断反复的过程中得到提高和强化，形成螺旋上升的趋势。

因此，在《电子CAD》课程中实施任务驱动教学法，就是教师把一学期要完成的教学任务设计成一个个典型的、具体的“任务”，在“任务”的驱动下展开教学活动，引导学生从简到繁、由易到难，循序渐进地完成一系列“任务”，学生在完成“任务”的过程中学习、掌握教学内容，从而培养学生解决实际问题的能力和创新能力。

在任务驱动教学中，任务提出以后如何实施才能实现预定目标？实施过程设计是非常重要的。具体实施任务驱动教学法的办法很多，应该根据不同的学习内容、不同的学习阶段和学生自身的因素来设计。下面以基本三极管放大电路（见图2）的绘制来讲述任务驱动教学法的实施过程。

（一）创设情境，提出任务

学生初学《电子CAD》时，为了提高他们学习此门课程的兴趣，我设计了的一个简单而有趣的任务，目的在于使学生能够初步掌握设计原理图的一般流程。从图中可以看出，这是一个非常简单的电路图，作为一个电子专业的学生，应很容易地看懂此电路图的工作原理。那么，如何用CAD软件绘制此电路图呢？以此问题调动学生的学习兴趣。

（二）分析任务

兴趣是学习的最好驱动力。学生有了兴趣，教师就可根据学生的实际情况以及本任务所包含的知识点，通过多媒体边演示边详细讲解操作步骤，同时教师应根据课堂教学的特点，对于学生自己能够做的事情，可以简单讲解或不讲，对于新的知识点，可由教师逐一解释、示范操作。例如，此例包含：（1）软件的启动与退出；（2）文件的新建与保存；（3）元件属性的设置；（4）导线的放置；（5）元件的放置与调整等操作要点。对于前两个操作要点，由于学生已学过《计算机应用基础》这门课程，教师只需简单介绍就可以；对于第三个知识点，由于元件的放置方法有多种，只需介绍最常用一种就行了，元件的调整方法包含了元件的选择、旋转、翻转、移动、排列与对齐等操作，教师只需介绍在画此电路图时要用到的操作即可；第四个知识点是本节课的重点，这是绘制电路原理图必须掌握的基本操作之一，因此，对元件的4个属性Lib Ref（元件名称）、Footprint（元件的封装形式）、Designator（元件标号）、Part Type（元件标注或类别）作重点介绍，让学生对元件属性的意义和设置方法能清楚地理解和牢固掌握；第五个知识点是导线的放置，其操作方法很容易掌握，但学生经常把放置导线（Place Wire）命令和放置直线（Place Line）命令搞混淆，应该用按钮≈而不应该用按钮／，这一点教师必须提醒学生。教师利用多媒体演示仪，一边讲解一边画电路图，讲解结束，电路图也就画出来了。演示结束后，可让学生立即上机按照实例把电路图画出来，这样才能达到较好的教学效果。

（三）完成任务

虽然教师在演示实例时讲解得比较详细，但学生在完成任务的过程中还会遇到许多意想不到的问题，一些学生还会提出这样那样的问题，需要教师及时给予指导，使大多数学生能够完成作业并上传到教师的电脑中。简单而有趣的实例，使学生能够轻松入门，可消除学生对《电子CAD》课程的畏惧心理，增强他们学习的自信心，提高他们的学习兴趣。

（四）评价检查

学生的学习基础不一，理解力有高低，接受能力也不同，教师在检查学生上传的作业后，应根据学生的具体情况进行分析、总结，及时对学生的学习情况做出反馈和评价。对于做得好的学生加以表扬、鼓励，这样有利于提高学生的学习热情，使学生体验到学习的收获与喜悦，体验到学习过程中的成就感，树立自信心。对学生出现较多错误的地方应重点指出来，防止学生下次犯同样的错误，增强他们的自信心，让学生在一种良好的心理状态下不断学习、不断进步。

运用任务驱动教学法应注意的一些问题

由任务驱动教学法的实施过程可以看出，任务驱动教学法是紧紧围绕着“任务”这个中心展开教学活动的，所以，设计“任务”是非常重要的，是关系到任务驱动教学法成败的关键所在。教师在设计“任务”时，要以“技能的渐进和适度的循环反复”为原则，设计任务要巧妙合理，各任务之间既要相互独立又要前后衔接，体现课程的完整性及递进性，同时设计的任务要难易适度，有层次感，即使学生感到有一定的挑战性，又使学生在完成任务的过程中不断获得成就感。这样，既提高了学生的学习兴趣，又培养了学生分析问题、解决问题的能力。

（一）任务设计要以“技能的渐进和适度循环反复”为原则

教师在设计课题时，应根据学生现有的知识水平和课程特点，首先设计一个相对简单的工作任务，后面才是逐渐复杂的工作任务。但是，后面的课题与前面的课题有一部分技能点是相同的，使技能掌握在不断循环、不断反复的过程中得到提高和强化。通过逐渐复杂的工作任务，可以不断提高学生的学习能力。在后面的课题，教师会逐渐减少指导的成分，增加学生独立完成任务的成分，提高学生独立操作的能力与创新能力。

比如，在学习本课程的入门阶段，采用实例教学法，通过具体的实例操作，逐步介绍指令的功能。具体做法是教师在课前根据本次课程的教学内容准备一个或几个典型例题，先由教师演示，然后要求学生模仿教师做出同样的实例，完成后要求学生对使用过的指令的用法进行归纳、总结。在学习“原理图设计”这个模块时，我设计了七个典型任务：（1）三极管放大电路；（2）集成放大电路；（3）全加器；（4）串行通信电路；（5）LED显示电路；（6）七段数码显示电路；（7）多级集成运放电路。每个电路都包含了学生要掌握的几个知识点，每个任务都包含着对前面知识点的复习，让学生在完成新任务的过程中，对前面掌握的知识点进行复习和巩固。七个任务完成后，学生也就掌握了电路原理图设计的方法和技巧。

在深入阶段，要采用以教师为主导、以学生为主体的教学思路，而且越到后面，任务越要模糊化，可只规定任务主题，让学生充分发挥个人创新意识，自由完成任务。如在《电子CAD》教学的结束阶段，可给出一个单片机设计电路图，要求学生绘制出电路图并设计出PCB板。至于是用单层板还是用双层板，板框尺寸如何设计，如何进行元件封装的布局，如何布线，线宽如何设计等等，由学生综合运用本学期所学的知识去完成任务。这样，有助于激发学生自主学习与探究学习的热情，有利于增强学生参与知识建构的积极性和自觉性。而在学生完成任务的过程中，教师要注意及时发现和解决学生在自主学习中碰到的困难，让学生少走弯路。当学生完成这个任务时，教学目的就达到了，既让学生掌握了软件的使用，提高了技能，又鼓励了学生的个性发展，培养了创新意识。

（二）任务设计要巧妙合理，体现课程的完整性和递进性

任务设计要根据课堂教学的特点，根据本课程所要掌握的操作技能，使所设计的任务尽量在两节课或更小的周期内完成，否则“任务”驱动教学法就失去了其合理存在的意义，也就达不到教学目的了。而且，每个任务的设计不应包含太多的知识点，同时应把前面任务的知识点综合到后面的任务中，使学生掌握的操作技能在完成任务的过程不断地得到提高，同时也使学生不会因为新知识点的增多而对完成任务失去信心和兴趣。例如，在学习“原理图设计”这个模块时，我设计了七个小任务，把要掌握的操作技能包含在这七个任务中，且后面的任务包含了对前面知识点的复习和巩固，每次上课时布置1～2个任务，针对本节课要掌握的知识点进行讲解，然后让学生按实例进行上机操作。当七个教学任务完成时，学生也就掌握了“电路原理图设计”这一模块的教学内容。

（三）任务设计要难易适度，具有一定的挑战性

在设计“任务”时，要注意学生的特点和知识接受能力的差异，充分考虑学生的现有文化知识、认知能力和兴趣等。在设计“任务”的过程中，要始终根据学生的实际水平来设计每一个任务，使设计的任务具有一定的难度，但这种难度并非“深不可测”，要符合“跳一跳，够得着”的原则。如果太难则事与愿违，反而使学生失去学习信心；如果太容易则没有成就感。因此，任务设计要给学生留有发挥的余地，使学生觉得有一定的挑战性，激发学生主动学习的热情。比如在学习如何设计印刷电路板时，对于接受能力强的学生，要求他们设计合适的板框尺寸，对电源地线的线宽、元件封装的布置也作要求；而对接受能力差的学生，只要求他们设计一个板框尺寸，放置元件封装并用自动连线的方法放置导线就行了。这样设计的任务具有层次性，也具有灵活性，每个学生都能够根据自己的实际情况去完成任务，学生都有自由发展的空间，有利于提高学生的学习兴趣。

综上所述，笔者认为，在《电子CAD》课程教学中，根据教学内容的需要，采用任务驱动教学法，改变了学生获得知识的方法，提高了学生的学习兴趣，同时学生在完成“任务”的过程中，团结协助的精神加强了，综合应用能力水平提高了，取得了良好的教学效果。因此，任务驱动教学法是一种值得推广的教学方法。

参考文献：

[1]辛岚．职业教育中CAD教学改革研究[J]．职业教育研究，2006，（7）．

[2]费建.任务驱动法在CAD教学中的实践[J]．职业教育研究，2006，（5）．

[3]清源计算机工作室．Protel99SE原理图与PCB设计[M]．北京：机械工业出版社，2001．

[4]及力．Protel 99SE原理图与PCB设计教程[M]．北京：电子工业出版社，2004．

作者简介：

钟爱琴（1969—），女，广东丰顺人，广东省江门市高级技工学校讲师，主要从事电子电工教学。