电子CAD一体化课堂教学改革实践

刘星慧

摘 要：本文主要阐述了将理论实践一体化教学模式引进到电子CAD课堂，重新设计教学顺序和教学项目，采用小步骤教学，降低学习难度，提高学习兴趣和实践能力。

关键词：一体化教学 电子CAD 小步骤教学

理论实践一体化教学模式是根据学生的认知规律，重新设计教学顺序和教学项目，在完成具体任务中组织教学的一种适合职业教育的教学模式。

在传统的教学模式下组织电子CAD课程教学时，一般是以教材为蓝本，按照简单原理图绘制、复杂原理图绘制、元件符号库绘制、单层PCB电路板绘制、多层PCB电路板绘制、元件封装库绘制的顺序组织教学。实践证明该教学顺序和教学项目，大部分学生跟不上教学进度，学生厌学情绪严重，难于实现预期的教学效果。

一、根据学生的认知规律重新设计教学顺序

电子CAD课程一般是在第二学期开设，学生对计算机软件的操作不熟练，虽然有了一定的电子电路专业基础知识，但是并不精通，电路原理图的识别能力和分析能力明显不足，还没有完全掌握常见的电路符号。如果第一个教学项目就是简单原理图绘制，学生在认知上必然存在困难，增加了学习难度，不利于学生学习。

实践证明，当把教学顺序调整为元件符号库绘制、简单原理图绘制、复杂原理图绘制、元件封装库绘制、单层PCB电路板绘制、多层PCB电路板绘制组织教学时，学生的学习困难明显降低，绝大多数学生能轻松地跟上教学进度。

二、根据实际工作环节设计教学项目。

电子CAD课程主要目的之一就是设计PCB板，这也是电子类公司设计产品的重要一环。根据电子科技公司PCB设计部门的工作环节，以LM317可调稳压电源PCB板设计为例，设计教学项目。

项目：LM317可调稳压电源PCB板设计。

任务1：教师指导学生收集资料，提供LM317可调稳压电源的设计图样和元器件实物，师生共同形成电路设计初步方案。

任务2：教师指导学生根据收集到的资料和电路设计初步方案，列出可能用到的元件清单。

任务3：教师指导学生根据元件清单，采用电子CAD软件Protel 99 SE绘制元件清单上所有的元件符号库。

任务4：教师指导学生采用电子CAD软件Protel 99 SE绘制电路原理图，绘图完成后必须由电路原理图生成网络表，以备后用。特别强调必须调用学生自己绘制的元件符号库，而不能使用系统自带的元件符号库。这样的教学安排就像玩搭积木游戏，可以降低学生的学习门槛和学习难度，提高学生的学习兴趣，符合学生的认知规律。

任务5：教师指导学生根据元器件的实际大小，用游标卡尺测量元件外形的大小并记录尺寸。然后采用电子CAD软件Protel 99 SE为每一个外形不同的元器件绘制元件封装。在给封装命名时必须保证封装名与元件符号库设置的封装名完全相同。

任务6：教师指导学生采用电子CAD软件Protel 99 SE的PCB设计界面，导入学生自己绘制的封装库和网络表文件，开始设计PCB板。

三、采用小步骤教学有助于一体化教学的实施

在教学过程中，采用小步骤的教学方法非常必要。以一节课45分钟为教学单元，每节课的知识点讲解和操作步骤的演示不超过15分钟，确保学生独立训练的时间在25分钟以上。这就需要在教学设计的时候，将每个教学任务拆分成很多个小模块讲解。

比如在讲授元件符号库绘制的教学任务时，可以把软件的打开与文件的新建、保存作为一个教学活动，在演示讲解15分钟后，立刻让学生独立操作2～3遍，直到学生熟练掌握这个教学活动的全部内容，再进行下一个教学活动——电阻元件符号绘制。同样也只需要演示讲解15分钟左右，然后让学生独立操作2～3遍。随着学生的实践能力提高，可以逐步增加教学内容，直到把所有的元件符号全部绘制完成，教学任务才算完成。

四、教学评价是不可缺少的教学环节

当学生完成了教学任务后，要及时给予评价，可以制作成绩登记表，把学生每次制作的元件符号库、电路原理图、元件封装库、PCB板设计图进行评价，评价等级可分为A、B、C、D四个的档次。实际教学过程中，教师的精力不足以给每个学生进行评价，可以委任若干位教学任务完成较快且取得A档次的学生为组长，协助教师对其他同学进行评价。这种做法还能激励组长们的学习兴趣，进而形成榜样的力量激励其他学生努力学习。

有条件的学校，还可以把学生设计较好的PCB文件拿到PCB生产公司进行打样。当学生看到印有自己名字的PCB板的时候，成就感和自豪感会进一步激励学生努力学习。

将理论实践一体化教学模式引入到电子CAD课堂教学，改变了教学顺序组织教学，使学生直接参与项目教学的全过程，在完成80学时后基本能独立绘制PCB板，教学成果显著，教学效果明显提高。

（作者单位：江西省冶金技师学院）