基于项目驱动的“电路ＣＡＤ”课程开发的研究

孙惠芹

摘要:随着高职学校教学定位的明确以及我校示范校教学的要求,重点培养学生的实践动手能力成为当前高职教育教学的首要任务。“电路CAD”课程是电子信息类专业的专业课,本文以Protel99se为例,以项目驱动的方式进行学习情境设计,满足示范性建设的要求,提高学生的学习兴趣和教学质量。

关键词:学习情境;项目驱动;示范校;实践能力

中图分类号:G642 文献标识码:A

1引言

“电路CAD”课程应用计算机辅助设计技术来设计电子、电气产品的电路原理图和电路板制板图,将现代化计算机辅助设计技术完美地、成功地应用于实际产品设计中,是从事现代电子信息类专业工作不可缺少的课程。随着电子信息行业突飞猛进的发展,电子线路板在工业控制、仪器仪表、计算机、家用电器等方面的应用越来越广泛,应用先进的计算机辅助设计技术设计电路板势在必行。

Protel系列软件是当前电子电气行业功能最强、应用最广的软件,可方便地设计电路原理图和电路板PCB图,设计效果是传统设计方法难以媲美的。本课程的培养目标是使学生掌握印刷电路板主流设计软件Protel的使用,掌握印刷电路板图的设计规范与标准,掌握元件布局和布线的设计规则,使学生能根据电路原理和工艺要求设计与制作一般电路板。

2课程开发

示范校专业建设提出了全面贯穿工学结合,实现人才培养与产业需求无缝链接的要求。本课程内容虽然是最终在计算机上完成印刷电路板图的设计,但图中的元件符号、元件封装却不能凭空想象,而是按照实际元件绘制的。评价一张印刷电路板图的质量优劣要在印刷电路板使用之后,因此从整体设计、学习情境设计、教学方法与手段和课程特设建设等方面,本课程的设计都是教师与企业工程技术人员共同完成的。

2.1课程整体设计

通过走访中环电子、三星电子、商科科技有限公司等企业,结合示范校建设对高职类学生遵循“够用为度”的原则,我们确定本课程的总体目标是:让学生在真实的情境下接受技能训练,接触实际项目的设计与生产,通过全过程的训练掌握设计和制作知识,具有一定的PCB设计和制作能力,并考取职业资格证书。课题组教师通过与企业专家的沟通,从实际产品中获取工程案例,这些案例具有实践性(提高学生探究的兴趣和解决问题的动机强度)、相关性(既与学生当前的学习内容有关,也与学生未来的职业岗位有关)、思考性(项目要有一定的难度和思考空间)。这样课程打破了以知识为主体的内容体系,以难易程度不同、涵盖知识点不同的产品为载体,教师通过任务驱动诠释课程内容,介绍设计技巧,培养学生的职业技能和职业素质。本课程的职业技能和职业素质分解见表1。

2.2学习情境设计

遵照国家示范校建设的要求,我们与企业工程技术人员合作开发了基于项目驱动的“两极放大电路板设计”、“8951单片机存储器扩展电路板设计”、“双路直流稳压电路板设计”、“煤气泄漏报警器电路板设计”四个学习情景。

学习情景任务的选择遵循学生职业能力培养的基本规律,由简单到复杂,循序渐进,体现职业性、实践性,为学生可持续发展奠定良好的基础。以“两极放大电路板设计”、“8951单片机存储器扩展电路板设计”二个学习情景为例,其任务、知识目标、技能目标、学时的分解见表2。

2.3教学方法和手段的改革

在本课程的教学过程中,教师使用多媒体课件、视频录像等多种手段演示重点、难点,帮助学生学习理论并掌握实践操作技能。这些教学手段不仅为学生提供了大容量的信息资源,更以其声、形、音、画合而为一的动感场景和巨大的虚拟设计功能增加了吸引力和感染力,为学生创造了一个能全面调动学习兴趣,激活创造性思维的环境。

学习的最终目的是使学生在走上生产岗位后能立即投入角色。因此校内的教学就模拟出了企业、工程现场的项目,使学生在真实环境下学习和训练。“电路CAD”的教学使用了“虚拟项目”,课题组选取真实项目,对其进行分解和简化,提炼出适合学生学习进度和难度的案例。学生先接受案例,再设计方案,最后具体实施,可以亲身经历一个项目从设计到制造出成品的全过程,了解项目的运作全过程和规则。实训室模拟工程现场,从布局到设备、工具,完全按照真实的工作情景进行布置。学生在这样的环境中进行实训操作,收获的不仅是简单的技能,还有宝贵的经验。他们将来走出学校,进入工作岗位,就会迅速适应环境,投入角色。

另外,该课的课程标准、多媒体课件、电子教案、实训指导、上机练习题集、习题解答,在线测试等内容全部上网,并经常更新,充分利用了网络化的辅助教学手段。通过网络化的教学方式,学生可以随时登录网站,在课外自主学习。

2.4课程的主要特色

本课程的主要特色有:项目教学法的应用体现了超前的教学理念;采用多媒体及网络教学方式,画面直观、易懂易学,教学方法先进;采用产品实物教学,紧贴实际;教学内容实用,效果显著,使电路图和电路板的现代化设计方法与生产一线实际产品的具体要求完美结合,充分发挥了Protel软件的各项功能,使电子电气产品的制造增加了技术含量,提高了效率,保证了质量;教学条件好,自编教材、课件,行业通用,覆盖全国,示范性强。

3结束语

高等职业教育项目教学要紧密产学结合,教师不仅要不断提高专业素质,而且必须真正参加到企业的工程实践中去,学习企业的开发管理模式,总结实践经验,并将这些经验运用到教学中去。同时,教师还必须使用适当的教学方式,才能将自己丰富的经验与项目驱动的教学模式有机结合起来,提高教育教学质量。

参考文献:

[1] 江思敏. PROTEL电路设计教程[M]. 北京:清华大学出版社,2003.

[2] 赵志群. 职业教育与培训学习新概念[M]. 北京:科学出版社,2003.

[3] 姜大源. 职业教育学研究新论[M]. 北京: 教育科学出版社,2007.

[4] 赵建华,李克东.协作学习及协作学习模式[J]. 中国电化教育,2000(10):15-18.

[5] 何克抗. 建构主义——革新传统教学的理论基础[J]. 电化教育研究,1997(3):3-9.

Research on Curriculum “Circuit CAD” based on Item-drive

SUN Hui-qin

(Sub-college of Information Engineering, Tianjin Vocational Institute, Tianjin 300410,China)

Abstract: Along with vocational school teaching localization being clear as well as my demonstration school teachings request, training students practice ability becomes key task in current vocational education tasks. “Circuit CAD” is specialized courses of major of electronics and information. This paper takes Protel99se as an example, by the project-drives way, designs the curriculum learning situation that satisfies the model vocational college the request, also enhances students study interest and the quality of teaching.

Key words: learning situation; item-drive; model vocational college; practice ability