CAD課程項目驅動法教學改革的探討

張宏偉+牛軍

摘要：電子CAD課程作為電類專業的一門實踐性非常強的專業課，對于培養適合企業要求的、具有良好職業素養的專門人才有著較高的要求。為了實現這一目標，迫切需要在課程內容體系、教學模式、考核方式等方面進行全面改革，形成合理的培養模式。本文探索和實踐“項目驅動”教學模式改革，建立面向工程實際的課程內容體系，采用理論與實踐訓練同步、交叉進行的并行課堂教學模式，取消閉卷考試考核形式，實施培養全過程的考核機制。最終實現提高學生專業創新思維和實踐能力的目標。

關鍵詞：電子CAD；項目驅動法；課程內容體系；教學模式；考核方式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）05-0108-02

《電子CAD》即計算機輔助電路設計技術，主要提供電子系統硬件平臺的設計和制作。內容涉及計算機技術、電子、電路、元器件封裝、材料、PCB層面及工藝實現等各個方面，其實踐性及技術前沿性非常強。《電子CAD》是我院電子信息工程專業的一門基礎主干課程，在其課程教學方面，我們探索使用項目驅動法進行教學改革，優化重組實踐教學條件，加強實踐訓練學時，充分發揮學生的學習主動性，初步取得了良好的效果。

一、課程現狀

在我院的電子CAD課程教學中，雖然之前陸續開展了一些教學改革與探索，但從學生的學習效果來看，還存在一些不足，主要表現在以下幾個方面：

1.相關技術發展迅速，電子CAD課程知識結構配比需要不斷地及時更新、重組。一方面，電子CAD課程實踐性強、內容涉及面廣，使用傳統教學方法易出現教學重心向理論部分過分傾斜的問題。另一方面，在實際項目研發過程中存在以下情況：（1）一些暫時較少用到的內容，以學生在有具體需求時自學效果較好。（2）重點關注相關技術如PCB制板技術、微型焊接技術、新型元器件封裝、專業軟件版本升級等，其更新換代迅速，在教學中要注意及時更新，培養學生養成時刻關注行業發展動態的習慣。

2.傳統教學模式與培養目標不適應。傳統的以課堂講授為主的教學模式長于培養學生的理論應試能力，在應用能力和動手能力的培養上效果不明顯。

3.考核方式不科學。對《電子CAD》課程的考核應側重于對電子系統硬件的動手設計操作能力的考核。而傳統的閉卷考試方式，則側重于對知識的記憶和理解能力的考查。

二、“任務驅動”教學模式的實踐過程

“任務驅動”教學模式的改革核心在于各個測試項目及每次課所用的具體任務項目的設計選擇，圍繞著電子CAD教學內容的四大模塊，考慮學生實際專業水平及接受能力，設計在難度和時間上都適合的具體項目。項目的具體要求分為：基本部分和擴展部分。基本部分要求80%以上的學生經過努力能在50分鐘左右的時間完成；擴展部分要求有40%左右的學生能全部完成，其余學生能完成其部分功能。在整個教學實踐過程中，分為以下幾個方面：

1.教學內容的改革。在課堂講授內容的選取上，盡量精簡，以夠用、必需為原則，留出更多時間讓學生進行隨堂實踐訓練。在電子CAD項目驅動法的教學過程中，每次授課內容應以某一具體的項目任務推動，要有明確的針對性，與實際應用及當前流行技術緊密吻合，例如高頻電路PCB板的設計中，為優化設計、避免電磁干擾，應引導學生考慮使用現在流行的SMT、再流焊等技術，優先選用貼片封裝，但應同時考慮是否具有與之相配的制板、焊接技術。注重培養學生的工程觀念，從實際出發，優化設計方案，達到最優設計效果。

2.教學模式的改革。摒棄“先理論、后實踐”的串行教學模式，每次課以具體的項目任務或分解的項目任務為主導，把對理論、技術的學習與實踐訓練過程融為一體，課堂教學少講多練，發現問題及時解決。

3.考核模式的改革。取消期末一張試卷考試定學分的方式，對學生重點考查其對實際項目的分析、設計和操作動手能力、對各測試項目完成的程度，同時考查評價學生在過程中表現出的創新能力、團隊協作能力和自學能力。具體措施為：（1）重新構建考核成績的結構。課程考核的總成績由平時成績和期末成績兩部分組成，其中平時成績占70%，期末成績占30%。平時成績由分散在該課程整個學期過程中的4—6個項目測試組成，期末成績由期末一次綜合項目測試組成。（2）改變考核形式。每次項目測試的成績由操作技能成績和理論成績組成，操作技能成績占80%，通過對項目的設計完成情況進行評分給出；理論成績占20%，以學生提交的書面報告為依據給出。

4.反饋與調控。每次項目測試都要嚴格監考，根據學生的完成情況，現場打分記錄，及時分析，做好信息的反饋與調控，重點關注：測試題目的難易程度和范圍是否合適，是否需要在后續的教學中加以調整；是否需要安排時間對已測項目中出現的問題進行輔導講解等，對整個教學過程進行全面調控。

三、改革效果

實施“項目驅動”教學模式后的教學效果，通過比較實施“項目驅動”教學模式的2015級電信本科班學生和之前往屆學生對電子CAD的掌握使用情況，主要反映在：（1）在課堂教學方面。采用“項目驅動”教學模式后，對老師備課的要求提高了，要求每次課的組織都以一個相對獨立、目標明確的任務項目為主導推動，對學生做專業項目有明顯幫助，每次課留出足夠的時間給學生練習鞏固；課堂氣氛明顯活躍，學生從被動學習轉變為主動學習，從做項目的角度入手，主動地提出問題并解決問題，實踐動手能力得到顯著增強。（2）在電子CAD課程設計中，所有學生均能按要求自選題目，設計出完整的電子系統項目工程文件。近半數的學生能主動向老師請教、自學電子工藝中有關PCB板工藝化學制板技術部分并最終制作出電子系統的PCB印制電路板，其中占總數30%左右的學生能夠最終焊接調試成功，實踐動手能力明顯高于往屆學生。在課余時間，有占到總數30%左右的學生表現優異，能夠使用CAD軟件技術自發地開發設計、制作出自己感興趣的電子系統，有的在全國各級別的電子大獎賽中取得很好的名次。

四、結束語

要完成實現一個電子系統的設計制作，除了電子CAD技術知識外，還需要有關的電子工藝制板技術方面知識，因此有必要增設電子工藝課程或相關課時。在電子CAD課程教學中，我們使用項目驅動法進行教學改革，取得了一些教學成果。在后續的教學改革中，還有待于進一步在理論上深入探討，在實踐中加以總結改進。

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