电子CAD课程校本教材的开发

王进满

嘉兴职业技术学院 浙江嘉兴 314036

电子CAD课程校本教材的开发

王进满

嘉兴职业技术学院 浙江嘉兴 314036

教材是知识的载体，是教师进行教学的基本工具，是提高教学质量的保证。电子CAD是应用电子技术专业的核心课程，以应用为目的，编写电子CAD校本教材，教材的编写紧密结合技术技能型人才培养目标，内容选取结合实际应用，教学方法、学习方法等方面突出职业教育的特点，突出应用能力的培养。开发突出“教、学、做”一体化的特点，利于培养学生自我学习、主动学习的学习兴趣，以提高教学效果。

电子CAD；项目化；校本教材；开发

电子CAD课程是我校应用电子技术专业及电气自动化技术专业一门技能训练课，在学习本课程时，学生应具有电工、模拟电路、数字电路等方面的基础知识。通过电子CAD课程的学习，使学生掌握运用电子电路计算机辅助设计软件进行电路原理图设计、电路印制板图设计以及电路原理图的模拟/仿真等基本知识和基本技能，受到运用所学知识和技能解决实际工程问题的基本训练，为今后从事电子产品的设计调试打下基础。我校电子CAD课程原来使用的软件为Protel 99 se，随着软件版本的升级，现在改为Altium Designer Winter 09。软件版本升级后由于未找到适合本校电子CAD课程教学的高职高专教材，决定自己动手编一本校本教材。本教材的编写紧密结合技术技能型人才培养目标，内容选取结合实际应用，教学方法、学习方法等方面突出职业教育的特点，突出应用能力的培养。在知识的实际应用上，理论联系实际，加强操作与实训，把学生应用能力培养融汇于教材之中，并贯穿始终[1]。

1 电子CAD课程项目化教学简介

电子CAD课程是本校高职应用电子技术专业及电气自动化技术专业一门技能训练课，采用项目化教学。将该课程按技术内容分为若干个单元，每个技术单元作为一个教学项目，每个教学项目再细化几个具体的任务，实行理实一体化的项目式教学，每个教学任务都以应用该项技能完成一个作业结束。例如，项目一“三极管放大电路”，包括3个任务。任务1：认识Altium Designer 软件，了解Altium Designer Winter 09软件界面环境；任务2：绘制三极管放大电路原理图，掌握原理图图纸参数的设置及原理图绘制方法；任务3：三极管放大电路PCB图的设计，了解印制电路板的相关知识，掌握通过向导创建PCB板文件的方法，掌握PCB板环境参数设置方法，掌握PCB板的手工布线以及导线宽度及走线角度的调整方法，能够在3D模式下查看PCB电路板的实际设计情况。通过项目一掌握PCB板设计入门知识。

项目教学法的特点：(1)在教学内容上，根据学生的接受能力及职业能力的需求，以“项目”为线索，以“任务”为具体模块，精心安排教材内容，使其符合学生的认知特点。(2)在教学方法上，改变传统的灌输式教学方法，强调培养学生的自主学习能力及动手能力，注重学生的能力培养，培养学生的创新精神和合作意识，培养学生分析实际问题和解决实际问题的能力[2]。

2 教材开发思路与方法

教材不应只是知识的堆砌，还应含有适当的教学方法，教学方法应充分体现在教材编写中。高等职业技术教育的目标是培养面向生产一线的技术技能型应用人才，从学生毕业后的实际工作需要出发，确定学生应具备的知识能力结构，将理论知识和技术应用融合在一起，形成以项目为线索的典型工作任务驱动的编写思路。

(1)以能力为本位确定知识结构，知识以必需、够用为度，强调能力核心的宗旨，围绕学生的专业技术能力及素质培养来设计教材内容，案例贴近实际职业工作。

(2)教材应体现教学观念和教学方法，本教材采用项目化教学与典型工作任务驱动的方式，构建基于项目的教学做一体化的教学内容体系，引导学生建立起完整的电子CAD技术的知识与技能体系。

(3)以PCB电路板设计为主线，实际应用为目的，结合教学实际，构建教材内容体系。教材体系包括三方面：原理图设计、PCB电路板设计以及电路仿真。在编写教材时考虑到学生毕业后所从事的工作领域，在练习中增加了电气控制系统中的元器件符号绘制及电气原理图设计，以适应将来电气控制方面工作，拓展所从事的工作范围。教材编写内容力求自成体系,适合高职类生源教学，并为其掌握专业技术、从事相关技术工作和持续发展打下必要的基础。

(4)在教材编写中，淡化传统的先理论后实践的学科化知识体系，优化教材知识结构，理实并进，将理论知识容纳入实践中。以职业岗位能力需求确定课程目标、教学模块，突出职业能力培养，按作业流程和“教学做”一体化安排教学内容，实现课程教学目标。

(5)针对高职高专生源、教学特点及培养目标，教材编写力求符合职业教育特点，强化教学中技能适用性。教材图文并茂，直观、具体、浅显易懂、简明实用。教材力求以实际工程案例为载体贯彻教材内容，增强教学内容的针对性和实用性，有利于学以致用，学用结合[3]。

3 教材内容的选取与组织

教材编写要体现职业应用能力，要突出体现技术发展方向和发展态势。高职教育所培养的是第一线技术技能性人才，所以教材的选取应符合职业教育的要求，并应考虑职业岗位的迁移能力。教材内容选取来源于企业实际工作岗位要求。大量的职业教育实践证明，基础理论知识和专业理论知识愈扎实，职业岗位的迁移能力就会愈强。高职教育所培养的第一线技术应用性人才，也需要有一定的专业理论知识。因此，在教材建设时，要充分考虑到这一点。

在教材内容组织上，以实际工作过程为基础，按照教学要求，由简单到复杂，由单一到综合，层层递进，将职业岗位所需的理论知识和实际工作应用串在一起，教材内容基本涵盖了原理图绘制，PCB电路板绘制，集成库、元件库、封装库创建及原理图原件、封装制作等内容。每个项目每个任务都有实践训练，由浅入深，由易到难，指导学生能够主动自主学习，理论知识及动手能力能够得到逐步提高。

在教材内容编排上，打破以往教材先介绍理论然后实践的编写模式，以提高职业能力为线索，以项目为引导，以典型工作任务驱动，理论知识以必须、够用为度编排教材内容。本教材共含有5个教学项目，根据知识及技能要求，将项目分解成子任务，每个子任务都有自己独立的知识点，完成了子任务的学习，也就完成了整个项目的学习。每个学习子任务都将理论知识与实践融合在一起，学生在实践中学到了理论知识，同时理论知识也指导了实践。这样的编排，能训练学生在原理图绘制设计、PCB板绘制设计及电子产品相关工作解决生产实际问题等方面的能力，具有系统性和实用性。

教材编写时充分体现了，“做中学，学中做，教学做一体化”的职业教育理念，强调“以学生为中心”，以学生直接经验形成掌握融于各项实践行动中的知识和技能，以学生能力培养为本位[4]。

4 教材结构

Altium Designer是当前计算机辅助设计印制电路板应用最广泛的工具之一。本教材根据岗位职业技能要求，结合职业技术课程教育的特点，采用以任务驱动，项目导向的教学模式，以绘制PCB电路板设计为主线，介绍了电气原理图设计、PCB电路板设计、原理图原件制作、封装制作及电路仿真等技术应用。全教材共包括5个项目。项目一“三极管放大电路设计”，本项目学习原理图图纸创建及原理图绘制方法，PCB板的自动生成方法，原理图数据导入到PCB板，在PCB板中布局、布线，PCB板的三维显示等。在本项目中需要完成三极管放大电路原理图、三极管放大电路PCB板图设计以及3D显示等。项目二“计数译码器设计”，本项目学习原理图编辑的操作界面设置、原理图图纸设置、原理图工作环境设置、原理图元件查找方法、手动创建PCB板的方法、常用PCB板设计规则、PCB板自动布线方法。项目三“数码管电路设计”，本项目学习集成库、原理图库、封装库的创建方法，元件及封装的制作，如何将集成库、原理图库、封装库添加到库工作面板，用新建的集成库、原理图库、封装库绘制原理图及PCB板，PCB板的设计规则检查及修改方法以及PCB板的设计技巧。项目四“信号检测与显示电路设计(层次电路设计)”，本项目学习层次原理图的概念、使用层次图的目的、设计方法和步骤(两个原则：自上向下设计层次原理图；自底向上设计层次原理图)、方块电路绘制及各个模块原理图设计、I/O端口、网络标号全局有效的层次原理图的绘制。项目五，有源低通滤波电路仿真，本项目学习常用仿真元件库设置方法，菜单栏的基本使用，工具栏的基本使用，激励源设置方法以及常用波形管理命令。

本教材从学生应具备的知识能力结构出发，由易到难，由简单到复杂，每个项目及任务结构基本相同，下面以项目一为例介绍教材结构。

5 教材特色

(1)本着技术应用的目的，以Altium Designer Winter 09软件应用为主线，注重培养学生的职业技术能力，关注学生的未来工作岗位，突显高等职业教育的特点，注重对电子CAD知识的应用和实践能力的培养。

(2)以在实际工作中“必需、够用”为原则，不涉及Altium Designer Winter 09中不实用以及不常用的菜单命令及功能。

(3)包含了绘制原理图、PCB板、原理图原件制作、封装制作及电路仿真等内容。

(4)教材内容丰富、层次清晰、图文并茂。

(5)在教材使用上，先以完成某个任务为教学目标，通过多个任务达到完成综合项目的教学目标。内容上，理中有实，实中有理，注重教、学、练的紧密结合，突出学生动手能力和专业技能的培养，利于培养学生自我学习、主动学习的学习兴趣。

(6)在教材编辑上，力求文字通俗易懂，便于理解。每个项目后面都提供了大量的习题练习。在项目前列出了每一个项目的学习目标，在任务描述中针对每个任务都提出了应掌握的基本知识和技能，以方便读者学习使用，使读者对所学知识能得到进一步的理解和掌握。

另外，指令在汉化过程中有的指令翻译得不是十分准确，但为了让学生能对照界面操作，还是尽量采取界面的汉化翻译。

6 结束语

教材是学生系统地获取知识培养学生能力的重要工具。本教材的编写注重强调理论和实践的联系，增加了大量课后练习，通过课后练习，尤其是综合性练习，锻炼了学生发现问题、解决问题的能力。同时，也锻炼了学生主动性的思维能力，提高了学生的职业技能，使学生学为所用，真正掌握一技之能。

[1] 邵建昂.Protel 99教学实践探讨[J].实验室研究与探索,2007(2):100-102.

[2] 王进满.基于工作过程《机电产品电气控制》课程教材开发[J].当代职业教育,2014(2):89-91.

[3] 赖昭胜,管立新.Protel 99常见问题的分析与解决方法[J].电气电子教学学报,2004(8):93-95.

[4] 刘铁生,吴飓,肖伟杰.基于校本教材教学改革的实践与探究[J].江苏技术师范学院学报,2008(8):61-62.

Electronic CAD Course School-based Textbook Development

Wang Jinman

Jiaxing Vocational Technical College, Jiaxing, 314036, China

Teaching material is the carrier of knowledge, the basic tool for teachers to carry out teaching, and the guarantee of improving teaching quality. "Electronic CAD" is a core curriculum of applied electronic technology specialty, the application for the purpose of Compiling electronic CAD course school-based teaching materials, textbooks are closely combined with the training goal of skilled technical personnel, content selection combined with practical application, characteristics of teaching methods, learning methods and other aspects of occupation education, emphasize the training of application ability. The development of the "teaching, learning, doing" integration of the characteristics of the students to develop self-learning, active learning interest in order to improve teaching effectiveness.

electronic CAD; project oriented; school-based textbook; development

王进满，本科，副教授。