Altium Designer“五步曲”教學(xué)改革

摘 要：針對“Altium Designer” 課程教學(xué)當(dāng)前存在的問題以及復(fù)合型人才培養(yǎng)教學(xué)的實際情況。以學(xué)生將要從事的“電子產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)員”、“產(chǎn)品檢測調(diào)試員”、“印制板（PCB）加工”崗位所需的職業(yè)能力為目標，與行業(yè)企業(yè)合作，全方位對課程教學(xué)進行改革與實踐，實施教學(xué)改革-教學(xué)“五步曲”，全面提高課程教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：Altium Designer? 教學(xué)改革? 教學(xué)“五步曲”

高職教育是以就業(yè)為導(dǎo)向的職業(yè)教育，總體培養(yǎng)目標是生產(chǎn)第一線的“高端復(fù)合型專業(yè)人才”。課程改革的目標與培養(yǎng)目標定位應(yīng)當(dāng)是吻合的，改革的方向是要體現(xiàn)職業(yè)能力、就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)，盡量縮短學(xué)校教育與就業(yè)需求之間的距離，為學(xué)生畢業(yè)后直接上崗做好準備。

1.基于工作過程導(dǎo)向的課程改革是近年來我國職業(yè)教育課程發(fā)展的重要方向

以工作任務(wù)為中心來組織教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程，使學(xué)生在完成具體工作任務(wù)的實踐活動中獲取知識和技能，“教學(xué)做”一體化，同時能有效地建立課堂和社會生產(chǎn)的聯(lián)系，能有效地提高學(xué)生的多種能力，為學(xué)生今后的職業(yè)生涯奠定堅實基礎(chǔ)。

2.項目教學(xué)是工作過程導(dǎo)向課程的典型表現(xiàn)形式

基于工作過程的“項目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)模式，體現(xiàn)了以就業(yè)為導(dǎo)向，以上崗為目標，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以作品為載體，以行動過程為途徑，以學(xué)生的能力培養(yǎng)為目標的全新職業(yè)教育理念，讓素質(zhì)、職業(yè)能力、崗位技術(shù)三者緊密結(jié)合，學(xué)生與企業(yè)“無縫”對接。

3.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)符合建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認為，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動應(yīng)該與任務(wù)或問題相結(jié)合，以探索問題來引導(dǎo)和維持學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的興趣和動機。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)能使教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)圍繞一個目標，能有效培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨立分析問題和解決問題的能力。通過一個“任務(wù)”實現(xiàn)過程能充分展現(xiàn)電子產(chǎn)品設(shè)計的整個過程，通過幾個教學(xué)“任務(wù)”，重復(fù)完成多個電子產(chǎn)品設(shè)計的過程，加深學(xué)生的印象，使學(xué)生充分認識PCB設(shè)計與制作技術(shù)的實用性和趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)習(xí)的過程是一個不斷體驗成就感的過程，使學(xué)生從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。

原來傳統(tǒng)教學(xué)的實施：教學(xué)的“三步曲”

傳統(tǒng)教學(xué)的實施：是將典型的電子電路進行原理圖設(shè)計、PCB圖設(shè)計、PCB板制作，對這門課程的教學(xué)來說，已經(jīng)圓滿地完成了教學(xué)任務(wù)。但對于電子產(chǎn)品開發(fā)來說，有可能電路本身有問題或者錯誤，后面所做的工作全是徒勞無功，對于培養(yǎng)學(xué)生來說，教給學(xué)生的沒有創(chuàng)新，不能發(fā)揮學(xué)生的潛能，也不能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性的積極性，那就只有進行教學(xué)改革。

針對傳統(tǒng)教學(xué)中存在的諸多問題，我們在以下幾個方面進行了改進：

改革后教學(xué)實施-教學(xué)“五步曲”：

改革后教學(xué)實施-教學(xué)“五步曲”，是按照電子工程師開發(fā)設(shè)計電子產(chǎn)品的工藝流程來進行的教學(xué)。

具體的做法：

我們進行的改革，設(shè)計PCB設(shè)計制作理實一體化實訓(xùn)室：將PCB制作實訓(xùn)室和機房合在一起，前面是機房，后面是PCB制作設(shè)備實訓(xùn)室，采取上機操作和實物實驗相結(jié)合的教學(xué)方式，有助于提升教學(xué)效果。學(xué)生邊學(xué)邊做，在做中學(xué)，在學(xué)中做。

先根據(jù)設(shè)計任務(wù)和要求，進行項目分析和方案設(shè)計，將設(shè)計的電路原理圖，再進行仿真，讓學(xué)生參與電路圖紙的設(shè)計、元件參數(shù)修改，以滿足電路的要求，從理論上保證原理圖的正確性以后，再來設(shè)計原理圖。提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性的積極性，最大限度的發(fā)揮學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

虛擬仿真應(yīng)注意的問題：采用仿真輔助教學(xué)，需要借助多媒體教室，它改善了教學(xué)手段，豐富了教學(xué)內(nèi)容，減少了老師由于畫波形圖而浪費很多課堂有效教學(xué)時間，也能更形象生動地將難于理解的知識用仿真的形式表現(xiàn)出來，也更能激發(fā)出學(xué)生設(shè)計電路的創(chuàng)新意識。但任何科學(xué)技術(shù)都是一把雙刃劍，有利亦有弊，如果完全用虛擬實驗取代實物實驗，就只會在電腦上仿真，學(xué)生對真實元器件的封裝、檢測等認知程度大大降低，對使用儀器的操作能力大大削弱，缺少對實際電子產(chǎn)品設(shè)計的布局能力、布線能力、安裝調(diào)試能力。為了避免其弊端，使之與傳統(tǒng)的教學(xué)相得益彰，融于一體，更好的為現(xiàn)代教學(xué)服務(wù)。我們采用虛實結(jié)合，一方面要強調(diào)仿真實驗對教學(xué)的輔助作用，同時也要認識到實際動手能力的重要性，兩者必須相輔相成，有機結(jié)合。既要合理安排仿真實驗課時，主要以學(xué)生課后自己上機實驗為主，課堂上進行實際電路的安裝調(diào)試工作;又要精心選擇仿真實驗課題，為學(xué)生提供科學(xué)、合理的仿真實驗題目，讓學(xué)生通過實驗，掌握知識，提高興趣;還要讓學(xué)生做一些設(shè)計性的實驗，自己設(shè)計，自己制作安裝調(diào)試，使他們的虛擬仿真實驗變成看得見摸得著的電子產(chǎn)品。

我們將課程教學(xué)重點放在原理圖庫繪制、封裝庫繪制、原理圖的繪制、印刷電路板設(shè)計和電子產(chǎn)品的制作五個項目上。

通過電子產(chǎn)品的制作（例如：函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計與制作）過程，來更好地理解電子產(chǎn)品的設(shè)計制作過程。讓學(xué)生在制作好的PCB板上安裝元器件、焊接元器件、測試元器件、調(diào)試電路。經(jīng)過整個過程的訓(xùn)練，讓學(xué)生能具體地認識到PCB印刷電路板是如何支撐電子元器件、引腳間的電氣連接如何實現(xiàn)。對于一些比較抽象的重要概念，也有比較清晰的認識，比如：“焊盤”、“過孔”、“頂層”、“布線層”、“機械層”和“絲印層”等，這種認識方式更直觀，更容易讓學(xué)生接受理解，在課程教學(xué)中，既可以縮短教學(xué)時間、提高效率，又可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣，大大提高學(xué)生的動手能力和設(shè)計能力。

產(chǎn)品安裝調(diào)試以后，達到了功能，檢驗設(shè)計滿足要求。沒有達到設(shè)計的要求，就要重新設(shè)計PCB，進行制板，產(chǎn)品安裝調(diào)試，直到滿足要求為止。

AltiumDesigner課程教學(xué)與考證相結(jié)合，在學(xué)生結(jié)束課程學(xué)習(xí)及實訓(xùn)以后，選擇參加電子產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)員、產(chǎn)品檢測調(diào)試員、電子設(shè)計工程師認證類的資格認證。對于報名參加考證的同學(xué)可以不參加終結(jié)考核，可以用考證成績代替終結(jié)考核的成績。這種考核方式更具有權(quán)威性，這種課程的考核方式可以實現(xiàn)對學(xué)生的全面考核。

總之，以學(xué)生將要從事的“電子產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)員”、“產(chǎn)品檢測調(diào)試員”、“印制板（PCB）加工”崗位所需的職業(yè)能力為目標，通過教學(xué) “五步曲”，電子產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)員、產(chǎn)品檢測調(diào)試員、電子設(shè)計工程師認證，證書可以增加學(xué)生的就業(yè)砝碼，拓寬就業(yè)途徑。

參考文獻

[1] 粱雄友.項目式教學(xué)法在PROTEL教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2008（9）.

[2]劉超.Altium Designer 原理圖與PCB設(shè)計精講教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2019.

作者簡介：

胡建明，男，1970.02.17，漢，重慶，副教授，本科，電子信息方向

（作者單位：重慶三峽職業(yè)學(xué)院）