新工科背景下《电子电路CAD》课程改革与实践

蔡长安

（盐城师范学院信息工程学院，盐城224002）

0 引言

《电子电路CAD》是电子信息类的一门技能实践类课程，该课程主要使学生熟悉Protel 等软件的运行环境及基本操作方法、原理图绘制方法、原理图元件库的编辑方法、印制板的绘制方法、印制板图库的编辑了解印制板设计的一般规则和方法，利用本课程所学的知识，进行电路的设计，能正确处理电路设计中的布局、布线、抗干扰、散热、装配等，以进行优化设计。通过电子电路CAD 项目的设计，引导学生熟悉从原理图到PCB 图制作的一系列过程，提高学生的学习积极性，从而加强学生对课程知识的理解、掌握。

1 《电子电路CAD》课程现状

（1）教学方式单一[1]。很多都是采用先讲软件的界面设计和一些操作方法，然后讲解电路的原理，再让学生进行实验，最后完成相应的电路原理图和PCB 图。但这种方法，学生只能完成一些验证性实验，缺乏实际应用电路的价值，学生的主动性和积极性很难发挥[2]。

（2）考核方式不完善。有些考核还采用试卷笔试的考核方式。由于《电子电路CAD》课程是一门以实践性为主的课程，主要培养学生实践动手能力，采用笔试的方式无法考察学生的实践能力。

（3）传授的内容缺泛连贯性，目的不明确。

2 《电子电路CAD》课程改革实践

根据新工科建设的要求，我们从教学内容、教学方法、教学模式、考核方式等方面进行的改革。

2.1 教学内容

针对现有的《电子电路CAD》教学现状，我们设计了应用型高校的《电子电路CAD》教学内容。其安排见表1，教学内容由8 个教学模块组成，第一部分是电子电路CAD 设计概述，主要介绍电子电路CAD 概念、设计流程及软件的安装等，2 课时；第二个主题电原理图的编辑，主要介绍原理图的设计和设计技巧，理论4 课时，实验4 课时；第三个主题是层次电路原理图的编辑，主要介绍如何建立层次电路原理图建立、自上而下和自下而上编辑层次电路，理论2 课时，实验2 课；第三个主题是电路仿真测试，主要介绍常见仿真方式和应用，理论2 课时，实验4 课；第四个主题PCB 元器件封装的制作，主要介绍PCB 元器件封装的制作，讲授2课时，实验2 课时；第五个主题是PCB 电路图的设计，主要介绍印刷电路板的环境介绍，PCB 元器件封装的制作、PCB 电路板的设计，4 课时理论，4 课时实验；第六个主题是电子电路综合设计，主要是要求学生自己进行实践操作，完成电动车报警器遥控板项目的原理图到PCB 图的制作，并安装焊接调试成功。整个教学内容由简单到复杂，到基础到复杂，从简单的软件使用到实际工程应用中的印制电路板的设计，使学生逐步接受。以项目为载体，紧跟实际工程，为今后到企业工作打下坚实的基础。

表1《电子电路CAD》教学内容安排

2.2 教学方法的设计

电子电路ACD 教学采用小班授课，采取以“学生为中心”，基于工程的课程改革。

（1）案例教学法[3]。在进行《电子电路CAD》课教学时，增加应用案例的教学。案例选取最小单片机系统，进行电原理图的编辑、仿真测试、PCB 元器件件封装的制作、PCB 图的制作等。对案例中的重点和难点进行讲解，引导学生进行实验。案例教学使学生容易掌握相关的电子电路CAD 技术的知识，培养学生实际应用能力[4]。

（2）问题导向教学。教学中的一些比较小的问题，如电气检查、创建网络表、没有元件符号图等，可通过引导、提问的方法进行讲解，让学生进行思考，做到边讲边练，及时处理实验中的问题。

（3）任务驱动法。最后通过电动车报警器遥控板大的实训项目，要求学生熟悉从原理图到印制板的设计，并手工制作印制板，焊接安装调试好的全过程。电子电路综合设计采用分组的进行上，，每组的人数为2-3 人，自由组合，学生每组自己选组长一名，组长负责整个电子电路综合设计的任务安排和讨论交流。老师负责综合设计项目的难点加以指导和引导，使每组项目能顺利开展。通过这种教学方式，增强学生的参与度，培养学生的团体协作能力，激发学习兴趣，提高学生分析和解决问题的能力。

2.3 教学模式

（1）边讲边练教学模式。《电子电路CAD》是一门专业技能课，以实践操作为主，我们在教学中，采用边讲边练的教学模式，运用极域教学系统，把操作过程完整的呈现到每个学生面前，教师上课主要讲解一些重点和难点，然后给出任务，学生运用计算机进行操作实验，并对学生进行辅导。这种教学方法重点在培养学生的动手能力和思考能力[4]。

（2）以“学生为中心”教学模式[5]。以前的教学都是老师一直在讲授，学生被动的接受，教学效果比较差。该课程是以实践为主的课程，从软件的使用到手工制作电路板，都需要学生去动手操作，我们就需要打破以前的“以教师为中心”的教学模式，采用以“学生为中心”的教学模式，注重学生主观能动性发挥。采用项目教学，突出学习过程中的实践与研究活动融合。把项目分成几个子项目，由简单到复杂，逐步跟进的方法，培养学生独立思考能力。

2.4 考核方式

《电子电路CAD》是一门以实践性为主的课程，不能采用死记硬背的方式去进行考核。课程的考核主要有以下几个方面：①平时成绩考核。学生的课堂表现、团结协作、学习态度等是平时考核的主要内容，占总成绩的30%；②实验报告。学生实验做完后，完成的实验报告占总成绩的10%；③利用一个月的时间让学生去完成制作从原理图到PCB 图的设计，并进行制作，同时完成相应的文档，这样既考核了理论又考核了实践，最后根据完成情况综合给出成绩，这个成绩占总成绩的60%。

3 结语

针对《电子电路CAD》教学中存在的问题，从“以学生为中心”的工程教育理念出发，改变教学内容、教学模式、教学方法和考核方式，学生通过主动的制作原理图到PCB 图的一系列过程，培养学生独立思考、创新能力。《电子电路CAD》课程如何教学，需要各位教师在实践中不断探索、不断创新，以达到培养工程技术人才的目的。