Protel電路設計課程教學改革

沈美麗　張睿

【摘 ?要】針對目前Protel課程存在的問題進行分析，給出了課程改革方案，提出了以項目教學貫徹課程始終，分模塊進行設計，體現了以學生為主，教師為輔的主線，達到了鍛煉學生動手能力，分析問題和解決問題的能力，為進一步學習和工作奠定良好基礎。

【關鍵詞】Protel;PCB;教學改革;項目教學

引言

《Protel電路設計與應用》課程是計算機應用與電路理論知識相結合的一門課程，與其它專業課程聯系緊密，不僅是單純一個學期的課程安排，而是貫穿整個專業學習過程，掌握它將為后續課程學習打下良好基礎，業已成為電子及其相關專業學生必須掌握的一門課程。

1.目前課程存在的問題

目前課程教學中，主要采用“多媒體+上機”的“1+1”模式，即以教師為主體的多媒體授課和以學生為主教師指導的上機操作。雖然能夠讓學生比較熟練地掌握軟件的基本操作，但是大多數的學生都處于“照葫蘆畫瓢”的“仿制”階段，在教學實踐中，仍然存在著一些問題：

1.1學生學習興趣不足

從教學方法上看，這種模式的教學比較直觀，學生能夠看到教師操作演示的每一步，但要求注意力集中，記住步驟，因為每執行一步菜單都會隨著界面的不同實時變化，稍不注意就跟不上教師思路，導致學生興趣缺失。另外，學生不清楚此門課程在實踐中的重要性，缺乏對課程意義的理解，學習存在盲目性。只是單純死板的學，不能舉一反三，學習效果不佳。

1.2理論教學與上機實踐脫節

從教學內容和上機環節上看，“先理論講授，后上機操作”的教學方式占主流，由于這種方式時間分配不是很合理，學生上課長時間處于接收知識的“填鴨式”被動狀態，很難記住課堂教師的授課細節，理論教學與上機實踐教學脫節，大部分學生也只是機械的按照老師要求完成任務，并不能真正理解為什么要那樣做，課程設置的初衷和課程效果的延續性均沒有得到體現，缺乏高度融合，實踐教學效率不理想。

1.3教學目標設置太低

教學內容只包含軟件基本操作，簡單電路圖繪制，上機的電路圖沒有實際應用價值，根本無法讓學生將理論的原理圖轉化成實際的PCB電路板，只要求學生設計單面板或雙面板，對手工布線沒有要求，只是單純的電路板連通即可，沒有規定電源線和地線的線寬，沒有考慮實際應用的尺寸問題和對元器件放置在哪層的要求，對高頻信號傳輸線的布線或電磁干擾等問題沒有任何要求和考慮。如果按照目前的教學目標要求設計出來的電路板工作起來可能非常不穩定，甚至無法使用。

1.4考核方式老化

考核方式多數以期末上機為主，有的學生通過考前突擊僥幸通過考試，在短期內會使用軟件，卻誤以為學會了學懂了，后續專業課用到此軟件時卻不知如何下手，如同沒有學過此門課程一樣，更不要說實踐創新能力了。此種考核方式脫離了課程設置的目標，不能很好地發揮作用。

因此，要想改變這種理論與實踐脫節的局面，Protel課程的改革迫在眉睫。

2.改革方案設計和解決問題的方法

Protel電路設計與應用的課程主要構建以培養學習興趣和動手能力為主的教學體系，注重培養基本專業素質訓練和實踐創新能力為目標的教學內容，針對課程本身特點，將實際項目融合到 Protel課程教學中，通過此次教改提高學生的實踐創新能力，是一項有意義的改革嘗試，確立“夯實基礎，注重實踐，面向發展，促進創新”的教改思路，進一步深化課程內容的教學改革。從以下幾個方面進行：

2.1突出課程重點，提高學習興趣

Protel課程共32學時，16學時理論+16學時上機，此次教學改革中，重新分配學時，主要以上機實踐為主，理論講授為輔，理論穿插于實踐中。制定合適的教學內容，讓學生對整個專業的教學體系有全面深入的認識，知曉哪些后續課程和Protel課程間的聯系等。

在講授理論時突出課程重點，提高學生學習興趣;選擇具有創新設計性的電路，講清楚此電路圖的設計功能及工作原理，讓學生形成了一個概念：為什么這樣做（理論知識）---怎么做（具體操作），讓學生自己進行設計，在一定的時候給學生以適當的指導，啟迪學生的創造性思維，引導學生用靈活開放多變的方式去解決問題。授課時，用多媒體課件以及軟件本身，用網絡鏈接形式將課件內容生動的演示給學生，讓學生了解Protel軟件的重點和難點。

2.2結合實際講解概念和設計流程

建立以學生為主體、教師為向導的教學模式，上課前，收集一些以往競賽未用的電路板、實驗板或開發板，發給學生，保證人手一塊，教師制作一幅電路板圖片，圖片中標注上此課程中經常出現的基本概念，比如電子元件、引腳、網絡標號、焊盤、過孔、走線、封裝和安全距離等概念，上課過程中，教師對著此圖片說明概念，學生對照手中的電路板認識這些概念，理解起來會容易得多。

2.3以項目教學為引領，提高教學目標

Protel課程是一門實踐性較強的課程，教學過程中除了介紹軟件使用和部分案例教學外，更要注重實際項目設計、引領和學生的實踐創新能力。在與其他專業知識相結合的前提下，通過考察學生的認知水平要選取難易程度和知識覆蓋面都適合的項目進行教學，選定項目之后，要以學生為主體，教師為輔，引導學生分析問題。每個項目包含若干個任務，任務內容由易到難，學生在教師的幫助下，利用學習資源，自覺探索進行知識構建，并與組員相互協作，把學習和應用有機結合起來，最終由學生提出繪制電路圖的設計方案。

2.4靈活的考核方式

考核的目的是為了發現和激發學生學習潛能，全面反映學生學習狀況，此次改革考核方式不再拘泥于傳統的考試模式，而是分模塊給出成績，最終成績由“考勤+繪制原理圖+繪制PCB+焊接+調試+報告”等部分組成，先讓學生選題，題目選定后，進行方案論證，要求原理正確，有理有據，元器件的選擇要合理，保證設計出的系統滿足基本要求，即要達到能夠使用的目的，又要考慮實際的經濟效益。在電路板的制作方面，要考慮間距和布局問題，要運用Protel本身對電路圖進行仿真和檢驗。給學生提供更大的設計自由度和極大的創造空間，激發學習興趣，調動主觀能動性，培養分析問題和解決問題的能力，這種教學模式和考核方式的改革，將會大大的提高學生的學習主動性和積極性，從“為學分而學”變成“為用而學”，從“傻瓜式仿制”中解脫出來，從而把多門課程的知識綜合運用起來解決實際問題，學以致用，提高學習興趣。

3.結語

通過課程改革，改變傳統“以教師為中心”的教學觀念，轉變為“以教師為主導、學生為主體”的教學觀念，通過理論+“軟硬兼施”相融合的教學模式，增強學生對理論知識的理解與掌握，培養學生的自主學習能力和獨立研究的能力，在此過程中不僅熟練掌握軟件的使用，也能將它與其它專業課緊密結合，拓寬了知識領域與視野。

參考文獻

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基金項目：部門號/項目號：2009/10335258

項目名稱：F2019-070

項目名稱：《Protel電路設計與應用》課程教學改革促進學生實踐創新能力培養研究