項目教學法在《電子CAD》教學中的運用

摘要項目教學法是一種建立在建構主義教學理論上的教學方法。本文闡述了如何在《電子CAD》課程教學中實施項目教學法，并結合實例論述了該方法的具體實施步驟及注意事項。

中圖分類號:G426文獻標識碼:A

項目教學法是教師將所要學習的新知識隱含在一個或多個“任務”當中，通過創設真實的教學情境，激發學生的學習興趣，學生在完成“任務”的過程中掌握知識和技能的一種教學方法。隨著計算機在電路設計中的廣泛應用，常用的電子CAD軟件如Protel 、multisim等已成為電氣工程技術人員設計電路原理圖和印刷電路板圖的得力工具，并具有強大的電路仿真功能。在實際教學過程中，采用項目教學法對《電子CAD》課程的教學進行有益的嘗試，使學生由被動的接受知識轉變為主動尋求知識，由“要我學”轉變為“我要學”，改變了學生傳統的學習觀，學生在完成“任務”的過程中能不斷獲得成就感，從而增強自信心，激發學習熱情和興趣。

1 項目教學法在《電子CAD》課程中的實施

《電子CAD》課程是一門理論與實踐結合性很強、極富創造性的課程。在該課程的教學中實施項目教學法，就是教師把一學期要完成的教學任務設計成一個個典型的、具體的“項目任務”，在“項目任務”的驅動下展開教學活動，引導學生從簡到繁、由易到難，循序漸進地完成一系列“任務”，學生在完成“任務”的過程中學習、掌握教學內容，從而培養學生解決實際問題的能力和創新能力。

在項目教學中，項目任務提出以后如何實施才能實現預定目標?實施過程設計是非常重要的。具體實施項目教學法的辦法很多，應該根據不同的學習內容和不同的學習階以及學生自身的因素來設計。下面以串聯穩壓電源電路(見圖1)的繪制來講述項目教學法的實施過程。

圖1串聯穩壓電源

1.1 創設情境，提出項目任務

學生初學《電子CAD》時，為了提高他們學習此門課程的興趣，可以設計一些簡單而有趣的任務，使學生能夠初步掌握設計原理圖的一般流程。上圖是一個非常簡單的電路圖，作為一個電子專業的學生，應很容易地看懂此電路圖的工作原理。那么，如何用CAD軟件繪制此電路圖呢?以此問題調動學生的學習興趣。

1.2 分析項目任務

興趣是學習的最好驅動力。學生有了興趣，教師就可根據學生的實際情況以及本任務所包含的知識點，通過多媒體邊演示邊詳細講解操作步驟。對于學生自己能夠做的事情，可以簡單講解或不講，對于新的知識點，可由教師逐一解釋、示范操作。例如，此例包含:(1)軟件的啟動與退出;(2)文件的新建與保存;(3)元件屬性的設置;(4)導線的放置;(5)元件的放置與調整等操作要點。對于前兩個操作要點，由于學生已學過《計算機應用基礎》這門課程，教師只需簡單介紹就可以;對于第三個知識點，由于元件的放置方法有多種，只需介紹最常用一種就行了，元件的調整方法包含了元件的選擇、旋轉、翻轉、移動、排列與對齊等操作，教師只需介紹在畫此電路圖時要用到的操作即可;第四個知識點是本節課的重點，這是繪制電路原理圖必須掌握的基本操作之一，因此，對元件的4個屬性Lib Ref(元件名稱)、Footprint(元件的封裝形式)、Designator(元件標號)、Part Type(元件標注或類別)作重點介紹，讓學生對元件屬性的意義和設置方法能清楚地理解和牢固掌握;第五個知識點是導線的放置，其操作方法很容易掌握，但學生經常把放置導線(Place Wire)命令和放置直線(Place Line)命令搞混淆，應該用按鈕“≈”而不應該用按鈕“/”，這一點教師必須提醒學生。教師利用多媒體演示，一邊講解一邊畫電路圖，講解結束，電路圖也就畫出來了。演示結束后，可讓學生立即上機按照實例把電路圖畫出來，這樣才能達到較好的教學效果。

1.3 完成項目任務

雖然教師在演示實例時講解得比較詳細，但學生在完成任務的過程中還會遇到許多意想不到的問題，一些學生還會提出這樣那樣的問題，需要教師及時給予指導。像這樣簡單而有趣的實例，使學生能夠輕松入門，可消除學生對《電子CAD》課程的畏懼心理，增強他們學習的自信心和學習興趣。

1.4 評價檢查

教師在檢查學生上傳的作業后，應根據每個學生的實際情況進行分析、總結，并及時做出反饋和評價。對于做得好的學生加以表揚、鼓勵，這樣有利于提高學生的學習熱情，使學生體驗到學習的收獲與喜悅，體驗到學習過程中的成就感，樹立自信心。對學生出現較多錯誤的地方應重點指出來，防止學生下次犯同樣的錯誤，增強他們的自信心，讓學生在一種良好的心理狀態下不斷進步。

2 與電子技能訓練相結合，實現設計、制作一體化

電子電工專業的學生都要進行電子技能訓練，當進入綜合訓練階段時，可以和電子CAD相結合。學生可以完成從電路的設計→繪圖→仿真→制版→安裝→檢測等一整套步驟。教師可以事先和帶電子技能訓練的老師一起設計一個項目任務，例如要求學生用集成計數器74LS90，集成譯碼器74LS48和七段數碼管搭接10進制、6進制、60進制計數器。項目任務設置及參考電路圖如下:

在項目實施時，要求學生首先設計好10進制計數器的原理圖，并用multisim2001畫出原理圖，進行仿真驗證，發現問題后進行修改，然后再次驗證，直至驗證無誤，然后再搭接實際的10進制計數器電路并測試。同樣的方法可以完成6進制計數器電路，最后再用級聯的方式完成60進制計數器。

圖210進制計數譯碼顯示電路仿真原理圖

3 運用項目教學法應注意的一些問題

由項目教學法的實施過程可以看出，項目教學法是緊緊圍繞著“項目任務”這個中心展開教學活動的，所以，設計項目任務是非常重要的，是關系到項目教學法成敗的關鍵所在。教師在設計項目任務時，要重點注意以下幾點，注重培養學生的學習興趣，增強學生分析問題、解決問題的能力。

3.1 項目任務設計要以“技能的漸進和適度循環反復”為原則

教師在設計課題時，應根據學生現有的知識水平和課程特點，首先設計一個相對簡單的工作任務，后面才是逐漸復雜的工作任務。但是，后面的課題與前面的課題有一部分技能點是相同的，使技能掌握在不斷循環、不斷反復的過程中得到提高和強化。通過逐漸復雜的工作任務，可以不斷提高學生的學習能力。在后面的課題，教師會逐漸減少指導的成分，增加學生獨立完成任務的成分，提高學生獨立操作的能力與創新能力。

3.2 項目任務設計要巧妙合理，體現課程的完整性和遞進性

項目任務設計要根據課堂教學的特點，根據本課程所要掌握的操作技能，使所設計的每一項目任務盡量在合理的周期內完成，否則項目教學法就失去了其合理存在的意義，也就達不到教學目的了。而且，每個項目任務的設計不應包含太多的知識點，同時應把前面任務的知識點綜合到后面的任務中，使學生掌握的操作技能在完成任務的過程不斷地得到提高，同時也使學生不會因為新知識點的增多而對完成任務失去信心和興趣。例如，在學習“原理圖設計”這個模塊時，我設計了七個小任務，把要掌握的操作技能包含在這七個任務中，且后面的任務包含了對前面知識點的復習和鞏固，每次上課時布置1個任務，針對本節課要掌握的知識點進行講解，然后讓學生按實例進行上機操作。當七個教學任務完成時，學生也就掌握了“電路原理圖設計”這一模塊的教學內容。

3.3 項目任務設計要難易適度，具有一定的挑戰性

在設計項目任務時，要注意學生的特點和知識接受能力的差異，充分考慮學生的現有文化知識、認知能力和興趣等。在設計“任務”的過程中，要始終根據學生的實際水平來設計每一個任務，使設計的任務具有一定的難度，但這種難度并非“深不可測”，要符合“跳一跳，夠得著”的原則。如果太難則事與愿違，反而使學生失去學習信心;如果太容易則沒有成就感。因此，任務設計要給學生留有發揮的余地，使學生覺得有一定的挑戰性，激發學生主動學習的熱情。比如在學習如何設計印刷電路板時，對于接受能力強的學生，要求他們設計合適的板框尺寸，對電源地線的線寬、元件封裝的布置也作要求;而對接受能力差的學生，只要求他們設計一個板框尺寸，放置元件封裝并用自動連線的方法放置導線就行了。這樣設計的任務具有層次性、靈活性，每個學生都能夠根據自己的實際情況去完成任務，并有一定自由發展的空間，有利于提高學生的學習興趣。

在《電子CAD》課程教學中，根據教學內容的需要，采用項目教學法，改變了學生獲得知識的方法，提高了學生的學習興趣，同時學生在完成項目任務的過程中，團結協助的精神加強了，綜合應用能力水平提高了，取得了良好的教學效果。因此，項目教學法是一種值得推廣的教學方法。

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