Protel電路設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革

沈美麗　張睿

【摘 ?要】針對(duì)目前Protel課程存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，給出了課程改革方案，提出了以項(xiàng)目教學(xué)貫徹課程始終，分模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了以學(xué)生為主，教師為輔的主線，達(dá)到了鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)和工作奠定良好基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】Protel;PCB;教學(xué)改革;項(xiàng)目教學(xué)

引言

《Protel電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用》課程是計(jì)算機(jī)應(yīng)用與電路理論知識(shí)相結(jié)合的一門(mén)課程，與其它專(zhuān)業(yè)課程聯(lián)系緊密，不僅是單純一個(gè)學(xué)期的課程安排，而是貫穿整個(gè)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)過(guò)程，掌握它將為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)，業(yè)已成為電子及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須掌握的一門(mén)課程。

1.目前課程存在的問(wèn)題

目前課程教學(xué)中，主要采用“多媒體+上機(jī)”的“1+1”模式，即以教師為主體的多媒體授課和以學(xué)生為主教師指導(dǎo)的上機(jī)操作。雖然能夠讓學(xué)生比較熟練地掌握軟件的基本操作，但是大多數(shù)的學(xué)生都處于“照葫蘆畫(huà)瓢”的“仿制”階段，在教學(xué)實(shí)踐中，仍然存在著一些問(wèn)題：

1.1學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足

從教學(xué)方法上看，這種模式的教學(xué)比較直觀，學(xué)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?yàn)槊繄?zhí)行一步菜單都會(huì)隨著界面的不同實(shí)時(shí)變化，稍不注意就跟不上教師思路，導(dǎo)致學(xué)生興趣缺失。另外，學(xué)生不清楚此門(mén)課程在實(shí)踐中的重要性，缺乏對(duì)課程意義的理解，學(xué)習(xí)存在盲目性。只是單純死板的學(xué)，不能舉一反三，學(xué)習(xí)效果不佳。

1.2理論教學(xué)與上機(jī)實(shí)踐脫節(jié)

從教學(xué)內(nèi)容和上機(jī)環(huán)節(jié)上看，“先理論講授，后上機(jī)操作”的教學(xué)方式占主流，由于這種方式時(shí)間分配不是很合理，學(xué)生上課長(zhǎng)時(shí)間處于接收知識(shí)的“填鴨式”被動(dòng)狀態(tài)，很難記住課堂教師的授課細(xì)節(jié)，理論教學(xué)與上機(jī)實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)，大部分學(xué)生也只是機(jī)械的按照老師要求完成任務(wù)，并不能真正理解為什么要那樣做，課程設(shè)置的初衷和課程效果的延續(xù)性均沒(méi)有得到體現(xiàn)，缺乏高度融合，實(shí)踐教學(xué)效率不理想。

1.3教學(xué)目標(biāo)設(shè)置太低

教學(xué)內(nèi)容只包含軟件基本操作，簡(jiǎn)單電路圖繪制，上機(jī)的電路圖沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，根本無(wú)法讓學(xué)生將理論的原理圖轉(zhuǎn)化成實(shí)際的PCB電路板，只要求學(xué)生設(shè)計(jì)單面板或雙面板，對(duì)手工布線沒(méi)有要求，只是單純的電路板連通即可，沒(méi)有規(guī)定電源線和地線的線寬，沒(méi)有考慮實(shí)際應(yīng)用的尺寸問(wèn)題和對(duì)元器件放置在哪層的要求，對(duì)高頻信號(hào)傳輸線的布線或電磁干擾等問(wèn)題沒(méi)有任何要求和考慮。如果按照目前的教學(xué)目標(biāo)要求設(shè)計(jì)出來(lái)的電路板工作起來(lái)可能非常不穩(wěn)定，甚至無(wú)法使用。

1.4考核方式老化

考核方式多數(shù)以期末上機(jī)為主，有的學(xué)生通過(guò)考前突擊僥幸通過(guò)考試，在短期內(nèi)會(huì)使用軟件，卻誤以為學(xué)會(huì)了學(xué)懂了，后續(xù)專(zhuān)業(yè)課用到此軟件時(shí)卻不知如何下手，如同沒(méi)有學(xué)過(guò)此門(mén)課程一樣，更不要說(shuō)實(shí)踐創(chuàng)新能力了。此種考核方式脫離了課程設(shè)置的目標(biāo)，不能很好地發(fā)揮作用。

因此，要想改變這種理論與實(shí)踐脫節(jié)的局面，Protel課程的改革迫在眉睫。

2.改革方案設(shè)計(jì)和解決問(wèn)題的方法

Protel電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用的課程主要構(gòu)建以培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力為主的教學(xué)體系，注重培養(yǎng)基本專(zhuān)業(yè)素質(zhì)訓(xùn)練和實(shí)踐創(chuàng)新能力為目標(biāo)的教學(xué)內(nèi)容，針對(duì)課程本身特點(diǎn)，將實(shí)際項(xiàng)目融合到 Protel課程教學(xué)中，通過(guò)此次教改提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，是一項(xiàng)有意義的改革嘗試，確立“夯實(shí)基礎(chǔ)，注重實(shí)踐，面向發(fā)展，促進(jìn)創(chuàng)新”的教改思路，進(jìn)一步深化課程內(nèi)容的教學(xué)改革。從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

2.1突出課程重點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)興趣

Protel課程共32學(xué)時(shí)，16學(xué)時(shí)理論+16學(xué)時(shí)上機(jī)，此次教學(xué)改革中，重新分配學(xué)時(shí)，主要以上機(jī)實(shí)踐為主，理論講授為輔，理論穿插于實(shí)踐中。制定合適的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)體系有全面深入的認(rèn)識(shí)，知曉哪些后續(xù)課程和Protel課程間的聯(lián)系等。

在講授理論時(shí)突出課程重點(diǎn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;選擇具有創(chuàng)新設(shè)計(jì)性的電路，講清楚此電路圖的設(shè)計(jì)功能及工作原理，讓學(xué)生形成了一個(gè)概念：為什么這樣做（理論知識(shí)）---怎么做（具體操作），讓學(xué)生自己進(jìn)行設(shè)計(jì)，在一定的時(shí)候給學(xué)生以適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，啟迪學(xué)生的創(chuàng)造性思維，引導(dǎo)學(xué)生用靈活開(kāi)放多變的方式去解決問(wèn)題。授課時(shí)，用多媒體課件以及軟件本身，用網(wǎng)絡(luò)鏈接形式將課件內(nèi)容生動(dòng)的演示給學(xué)生，讓學(xué)生了解Protel軟件的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2.2結(jié)合實(shí)際講解概念和設(shè)計(jì)流程

建立以學(xué)生為主體、教師為向?qū)У慕虒W(xué)模式，上課前，收集一些以往競(jìng)賽未用的電路板、實(shí)驗(yàn)板或開(kāi)發(fā)板，發(fā)給學(xué)生，保證人手一塊，教師制作一幅電路板圖片，圖片中標(biāo)注上此課程中經(jīng)常出現(xiàn)的基本概念，比如電子元件、引腳、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)、焊盤(pán)、過(guò)孔、走線、封裝和安全距離等概念，上課過(guò)程中，教師對(duì)著此圖片說(shuō)明概念，學(xué)生對(duì)照手中的電路板認(rèn)識(shí)這些概念，理解起來(lái)會(huì)容易得多。

2.3以項(xiàng)目教學(xué)為引領(lǐng)，提高教學(xué)目標(biāo)

Protel課程是一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，教學(xué)過(guò)程中除了介紹軟件使用和部分案例教學(xué)外，更要注重實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)、引領(lǐng)和學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。在與其他專(zhuān)業(yè)知識(shí)相結(jié)合的前提下，通過(guò)考察學(xué)生的認(rèn)知水平要選取難易程度和知識(shí)覆蓋面都適合的項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)，選定項(xiàng)目之后，要以學(xué)生為主體，教師為輔，引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題。每個(gè)項(xiàng)目包含若干個(gè)任務(wù)，任務(wù)內(nèi)容由易到難，學(xué)生在教師的幫助下，利用學(xué)習(xí)資源，自覺(jué)探索進(jìn)行知識(shí)構(gòu)建，并與組員相互協(xié)作，把學(xué)習(xí)和應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來(lái)，最終由學(xué)生提出繪制電路圖的設(shè)計(jì)方案。

2.4靈活的考核方式

考核的目的是為了發(fā)現(xiàn)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能，全面反映學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，此次改革考核方式不再拘泥于傳統(tǒng)的考試模式，而是分模塊給出成績(jī)，最終成績(jī)由“考勤+繪制原理圖+繪制PCB+焊接+調(diào)試+報(bào)告”等部分組成，先讓學(xué)生選題，題目選定后，進(jìn)行方案論證，要求原理正確，有理有據(jù)，元器件的選擇要合理，保證設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)滿足基本要求，即要達(dá)到能夠使用的目的，又要考慮實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益。在電路板的制作方面，要考慮間距和布局問(wèn)題，要運(yùn)用Protel本身對(duì)電路圖進(jìn)行仿真和檢驗(yàn)。給學(xué)生提供更大的設(shè)計(jì)自由度和極大的創(chuàng)造空間，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，這種教學(xué)模式和考核方式的改革，將會(huì)大大的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，從“為學(xué)分而學(xué)”變成“為用而學(xué)”，從“傻瓜式仿制”中解脫出來(lái)，從而把多門(mén)課程的知識(shí)綜合運(yùn)用起來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，學(xué)以致用，提高學(xué)習(xí)興趣。

3.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)課程改革，改變傳統(tǒng)“以教師為中心”的教學(xué)觀念，轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙越處煘橹鲗?dǎo)、學(xué)生為主體”的教學(xué)觀念，通過(guò)理論+“軟硬兼施”相融合的教學(xué)模式，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立研究的能力，在此過(guò)程中不僅熟練掌握軟件的使用，也能將它與其它專(zhuān)業(yè)課緊密結(jié)合，拓寬了知識(shí)領(lǐng)域與視野。

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基金項(xiàng)目：部門(mén)號(hào)/項(xiàng)目號(hào)：2009/10335258

項(xiàng)目名稱(chēng)：F2019-070

項(xiàng)目名稱(chēng)：《Protel電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用》課程教學(xué)改革促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究