應用型本科電子線路CAD課程的教學探討

簡遠鳴 熊川

摘要：應用型本科的電子線路CAD教學在內容上比一般的高職高專電子線路CAD課程更具難度，涉及到了Altium Designer（AD）設計軟件的深層次應用方法，教學難度較高。接下來，文章將應用型本科電子線路CAD課程教學進行討論，解析該課程教學存在的問題及作用，并提出教學改革。

關鍵詞：本科教學;電子線路CAD;教學方法

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）08-0185-02

當前本科高校雖然一直在努力進行教學改革，嘗試多種方式開展教學工作，但是效果并不明顯。對于電子線路CAD這種實踐性和應用性都很強的課目來說，簡單的教學改革并不能起到較好的提升作用。以下是筆者對于電子線路CAD課程教學的設計和改革建立于當前課程教學問題基礎之上，能夠起到良好的課程優化作用。

一、當前電子線路CAD課程教學存在的問題

本科電子線路CAD課程教學在教學層次和教學目標上有著更高的要求，但是很多的學校在進行教學時，都不能全面的滿足本科教學的要求。筆者通過對部分高校電子線路CAD課程教學進行調查，總結出了以下教學問題。

1.課時限制及課程性質。一般本科學校電子線路CAD課程課時是32學時，根據專業不同周學時或2或3，每次授課2學時。但是從內容上來講，本科電子線路CAD課程教學更加復雜，而且容量大，從教學層次上來講本科電子線路CAD課程也更加深奧，而一般高職高專院校的課時設置36節以上，這就與本科的課程設置形成了巨大反差。繁重、復雜的教學任務，卻沒有對應的課程時間，造成了教學的緊迫性，教師為了加快教學進度，課堂教學難免會粗放一些，對于各個知識點的講解也就不那么細致了，僅要求學生掌握電路板設計及其制作方法。該課程屬于實踐性課程，需要從實踐當中積累和掌握知識，課時的缺少就會降低實踐教學的時間。

2.新式教學方式應用不完善，評價機制缺乏客觀性。作為一門專業性和實踐性都非常強的課程，電子線路CAD課程教學采用的是多媒體EDA機房教學及電路板制作實驗室教學相結合的方式。在教學評價上，應用型本科院校基本能做到利用AD軟件繪電路原理圖及PCB設計并手工制作電路板的考核方式，但是對于學生的制作成果卻沒有一個完整和標準的評價體系。這就說明，學校在電子線路CAD課程教學上反復強調電子線路CAD課程的重要性，卻沒有真正在教學中體現出來，更沒有對學生的學習效果引起重視。

3.教學模式單一。電子線路CAD課程教學最為重要的是要讓學生參與進來，讓學生自己動手，自主學習，多給予學生實踐的機會。但當前電子線路CAD課程教學模式依舊是傳統的“灌輸式”教學模式。教師講授、演示、操作，大部分學生只在一旁觀看，學習主觀能動性差，不愿動手繪圖及手工制板，沒有實際制作電路板的經驗，電子線路CAD課程相關知識的掌握也只能是空話，只有將學習到的理論知識運用于實踐當中，才算真正掌握了知道。

4.缺少對外部資源的利用。實驗器具、操作平臺等教學設備是電子線路CAD課程教學能夠進行實踐教學的基礎，缺少了設施設備的知識，電子線路CAD課程教學永遠都只能停留在課本教學層面上，無法實現提升。很多的本科院校，忽略了對于校外資源的運用，完全沒有啟用到企業教學資源，限制了實驗基地的開發。

二、電子線路CAD技術實際運用價值

1.繪制電路圖。電子設計中最關鍵的一個步驟就是電路圖的繪制，它擔任著承載編程程序的任務，當程序有了承載的電路圖，才能發揮它的各項功能。電子線路CAD技術中Altium Designer 10版軟件是一款比較常用的電路圖繪制軟件，能夠為電路圖的繪制提供各項工具和電子器件，保障了電路圖的精密度。因此，電子線路CAD技術的存在為電子設計提供了一個電路圖設計平臺，它可以將作者繪制好的元器件放在適應的位置，而且操作簡單、方便。

2.計算機仿真。電子線路CAD技術本身具有仿真功能。在進行電子設計時，可以應用電子線路CAD技術中的仿真功能，模擬程序運行以及程序內部結構，查看該設計是否合理，它的存在為電子設計提供了一個實驗平臺，可以提升電子設計的準確性和完整度。電子線路CAD技術中的仿真功能可以進行多項仿真操作，如直流工作電的分析、溫度掃描、靈敏度測試、傅里葉變換測試、最壞情況分析、瞬態分析、參數掃描分析等，在實際的使用當中，具有較高的價值和意義。

三、應用型本科電子線路CAD課程教學改革

應用型本科電子線路CAD課程教學改革應當從完善教學內容、改革教學方法、優化考核方式等方面入手，進行全方位的改革。具體操作方式如下。

1.完善教學內容，優化教學體系。電子線路CAD教學內容包括電子電路原理圖、PCB設計及仿真等。完善教學內容主要是將這些凌亂、散碎的知識片段進行整合，并適當延伸，根據教學的實際需求出發，著眼于Altium Designer 10的全面與深入使用，深化課本內容，讓課堂講解深入一點、細致一點，教師可以將課本知識劃分為理論知識和技術運用兩個板塊，而后根據理論知識，對應分配技術教學，并在保持理論知識不變的基礎上，適當延伸技術知識教學，可補充EDA知識與電路板設計基礎，這樣就可以在課時設置內完成教學任務，并進行深化、拓展和提升。在教學課程中，要為學生制造更多的實踐機會，只有經歷實踐才能夠更好的掌握理論知識，并通過實踐對理論知識進行創新。

2.創新教法，提升課堂效率。①小型班上課。傳統的電子線路CAD課程教學，每課時學生容量在30～40人之間，課堂學生容量過大，教師難免會照顧不到。大容量的課堂，一般只能進行講授教學，學生提問的時間比較少，課堂效率也不高，如果要周到的照顧到每一個學生，教學時間就會減少，教師更是無暇顧及，課堂會過于緊湊，節奏太快，教學品質就會下降。因此，可以改成小型班課堂進行講學，將每個課時的學生容量控制在15～20人之間，這樣既可以滿足課時設置的要求，教師也能夠給予學生更好的課堂復制，教師解疑時間更加的充分，課堂節奏變緩，學生用于接收知識和消化知識的時間會更加富裕，使得課堂效率得以提升，教學品質自然也就隨之提高。②整周實訓及項目教學法。電子線路CAD課程課時較少且過于分散，不能滿足教學要求。課時可調整到40學時及以上，分2周實訓，教學內容連續，易于達到教學效果。在整周實訓的教學當中，可以根據教學內容設置相關項目，易中難，循序漸進練習。分項目對學生進行教學，逐步的提升教學深度，加強各部分教學項目和周實訓內容之間的聯系和理論知識教學。③開放EDA機房和電路板制作實驗室。學生在課堂上練習的時間少，在這一過程中，學生對于技術的掌握只能說是皮毛，這就需要學校在課余時間開放EDA機房和制板實驗室，學生可自由選擇課余時間，到機房進行二度學習繪圖及PCB設計，并根據個人掌握程度練習難易程度不同的電路板制作。這是技術鞏固的過程，同時也給予了學生更多的創新實踐機會，學生在機房中自由操作，脫離了時間的限制，可以根據自己的思想和興趣愛好，自行操作設計，有利于培養學生的創新能力和操作水平，有效地調動了學生的積極性。值得注意的是，在課余開放機房時，必須維持好機房的使用秩序，派遣管理教師進行管理，同時也可以給予學生一定的指導。

3.改革考核方式。應用型本科院校基本能做到繪圖加制版的考核方式，但是對于學生的制作成果卻沒有一個完整和標準的評價體系，如此評定學生的學習成績，缺少客觀性和全面性，不僅不能夠為下一步的教學改革提供有效的指導，更不利于提升學生的學習積極性。

新考核方式建議做如下的量化考核。①平時成績考核。平時成績主要是指學生在課堂上的表現、學習態度、積極程度以及學習方式等，對學生的平時成績進行考核，是對于學生平時學習情況的評價與肯定，有利于教師掌握和了解學生的學習心理，開始因材施教的教學方式。平時成績的考核，可采用學分制方式，表現優異加一分，表現欠佳扣一分，記錄加分與扣分理由，并將其計入總成績當中，占綜合成績的30%。②實踐考試。學生完成2周實訓后，可利用接下來的1個月時間進行制作電路板實物。自由在課程題庫中選擇難、中、易電路進行設計與制作，根據實物完成程度給出實際成績，占綜合成績的60%。③實驗報告。課程完成后，學生根據實物制作完成相應的電路板說明，占綜合成績的10%。

四、結語

電子線路CAD課程主要講述AD設計軟件的運用，該課程是一門實踐性非常強的課程，而且考驗學生的設計功底、創造性思維及動手能力。因此，在教學方法、教學設計上，必須要有所不同，使之能夠符合應用型本科教學的要求。

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