基于“互联网+”背景下电子线路CAD课程教学改革探索与实践
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作者:陈章余 夏莉萍
[摘 要] 针对电子线路CAD教学中存在的主要问题，以网络学习空间为载体，探索“互联网+”背景下注重项目化实践教学模式改革，通过课前创建预习资源、开展师生互动、实现教与学前移;课堂注重合作探究教学;课后拓展教学时间、空间与内容，实现教与学的后续拓展，强化学生工程应用能力的培养，有效提高教学效果和学生的学习积极性。
[关 键 词] “互联网+”;电子线路CAD;项目化教学;课程教学改革
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）24-0074-02
随着“互联网+”行动被写入2015年《政府工作报告》，“互联网+”作为当前信息化发展的核心特征，与各个行业进行全面融合创新，推动了经济社会的发展演进。其中“互联网+教育”让互联网与教育进行深度融合，推动了新形势下教育模式的转变与发展。电子线路CAD课程是电子电气类专业核心课程，通过学习该课程，学生能够熟练使用计算机绘图软件绘制电路原理图以及印刷电路板图（PCB），为学生后续进行电子线路设计打下良好的基础。它是一门实践性非常强的课程，有许多知识和技能要通过亲自实践才能获得。本课程教学对培养学生的技术开发能力、提高学生的动手实践能力具有非常重要的作用，在电子电气类教学计划中占重要地位。江苏省南京工程高等职业学校以“职教领军网络学习平台”网络学习空间为载体，将电子线路CAD课程进行项目化教学改革，取得了很好的教学效果。
一、电子线路CAD教学中存在的主要问题
（一）教学软件的版本相对滞后
电子线路CAD是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行电子线路设计工作。随着Altium Designer软件版本的不断更新发展，其功能也在不断地加以完善和增强，Altium公司已于2018年推出最新的Altium Designer 18版本。经过调研，目前仍有许多院校还采用早期的Potel99等软件，与现阶段企业使用的Altium Designer版本相比，教学软件在软件界面、文档结构、操作方式等方面有很大的不同，学生后期到工作岗位仍需要学习适应。
（二）无法独立解决工程实际问题
电子线路CAD课程的特点是理论知识浅显易懂，但知识点多且分散，操作步骤较为繁琐，学生不易掌握;目前突出的难点是學生实际工程应用能力的培养。在传统的教学实践中，一般都是按照原理图设计、元件库制作、PCB元器件封装制作、PCB设计等进行教学，虽然大部分学生能够按照教师的要求去操作，但只有小部分学生能够真正明白每一步操作的工程意义，大部分学生仅仅是“照葫芦画瓢”，无法独立解决工程实际问题。
（三）重软件使用，轻仿真教学和制版实践操作
目前，职业院校在电子线路CAD课程的教学方面大都是基于工具软件的操作性教学，很少涉及电路的仿真教学。Altium Designer软件本身自带多种模拟功能，设计者可通过模拟仿真功能的运用了解设计电路的运行情况，以便设计者提前发现线路异常，并能尽快采取措施进行调整。另外，受经费及实训条件所限，很多学校没有雕刻机等制版设备，不能满足学生真正制作电路板的需要，缺少创新能力和应用能力的培养。
（四）学生英语基础较差，学习积极性不高
职业院校学生的英语水平一般不高，学生对英语界面、英语指令操作感到畏惧，笔者在教学过程中经常发现进行操作演示结束后，仍有部分学生不会操作，甚至找不到CAD软件的绘图命令。另外，职业院校有部分学生认为自己一般也不会搞设计，加上畏难情绪等错误思想观念的影响，有相当多的学生在电子线路CAD学习过程中敷衍了事，不愿主动发现问题、解决问题，得过且过、不求甚解。
二、“互联网+项目化”教学改革实践
基于“互联网+”背景，我校以“职教领军网络学习平台”网络学习空间为载体，通过搭建电子线路CAD项目化网络课程，为学生提供操作便捷、信息丰富的自主学习环境，通过“线上+线下”“课内+课外”“实践+虚拟”多种教学手段的融合，有效克服了传统讲授型项目化教学带来的弊端，拓宽了学生获取知识和技能的途径，提高了电子线路CAD课程的教学效果。
（一）采用新旧软件进行衔接教学
目前，国内职业院校用的比较多的电子线路板设计软件就是Protel DXP软件，该软件也是江苏省职业院校电子产品装配与调试技能大赛指定的比赛软件，许多技能鉴定和认证工作都采用Protel DXP 软件。另外，企业要求学生能够熟练掌握Altium Designer版本的软件，尤其是像Altium Designer9、Altium Designer11等版本。我校在电子线路CAD课程教学上选用Protel DXP为主要讲解软件，并适当补充Altium Designer高版本软件的使用，并将两种软件的教学内容上传到网络学习空间，使学生能熟练掌握两个版本的软件，逐步实现与企业的有效衔接。
（二）注重电路板制作的项目化实践教学
在以前的电子线路CAD课程教学中，学生主要是跟随教师进行操作绘图训练。改革后，教师将教学内容进行项目化整合，形成音频放大电路原理图绘制、基于单片机的交通灯电路设计与制作、数字钟电路的设计与制作、数据采集器设计与制作、单片机开发板设计与制作五个项目案例，要求每位学生都必须完成电路板的制作。学生要熟悉从电路板的绘制到腐蚀、再到焊接成系统的整个流程，必须从电子线路CAD软件学习转移到制版实践操作中，而且这种方式又能在制版实践操作中验证电子线路CAD的学习效果。这样的实践教学模式有利于激发学生学习电子线路CAD技术的主动性和积极性，有利于提高学生学习熟练操作软件和制作硬件电路的科学性和系统性，强化了学生工程实际应用能力的培养。 （三）教学模式的改变与创新
1.创建预习资源，开展师生互动，实现教与学前移
课前教师根据课程标准要求将具体项目分解和优化，通过网络学习空间将电子课件、微视频、Flash和其他的教学资源发布给学生，学生可以利用手机、电脑等自主完成预定任务;通过预设任务、创建活动，平台个性化推送资源和方法，引导学生主动探索问题。为了培养学生的团队合作能力，将全班按照3～4人为一组进行小组划分，课前每组成员在网络空间完成预习工作，并通过教学平台反馈学习中存在的疑难问题。教师通过查看学习资料浏览人次、参与互动讨论，可预先了解学生的学习情况，并进行及时引导，以达成课前自主学习的目标，真正做到“以学生为中心”的教学改革。
2.课堂上注重合作探究教学
课堂上师生之间的交流互动是教学效果提升的主要阶段。教师对每组学生在任务学习过程中存在的疑难问题进行分析讲解，鼓励学生共同探索分析问题，指导学生解决问题，让学生充分掌握对应知识点及应用技能。技能实践教学是理论教学向工程实践应用靠拢的核心。对复杂难度较大的综合性项目，教师可以根据学生的学习、操作和改进情况进行及时点评。通过各组项目任务完成情况对比，一方面可以为教师掌握不同学生的学习情况提供依据;另一方面通过竞赛等形式充分激活学生自主学习和创新的积极性。
3.课后拓展教学时间、空间与内容，实现教与学后续
我们将教学操作视频上传到网络学习空间，并编写大量题库，包含理论知识、绘图技能实训、制版知识等多方面内容，为学生的自主学习和查漏补缺提供良好的平台。教师将课后作业和拓展任务发布在网络学习空间，学生可以随时随地在网络学习空间与教师、学生、企业专家进行请教讨论学习，并增进专家、教师和学生间的感情。对部分优秀学生，教師引导学生进行项目拓展。鼓励学生根据学习的知识与技能，通过百度、知网、论坛等搜索相关方向，积极主动地与企业导师交流沟通，以挖掘学生的自我思考和动手能力，为学生后期参加大学生电子设计大赛、毕业设计等做好准备。
（四）采用过程化考核评价模式
考核评价是教学改革的关键，我们由过去的终结性考核改为过程化考核模式，从学生的出勤、日常表现、作业、网络习题测试、项目完成情况及完成质量等方面对学生进行全方位的考核。教师通过设置不同的教学设计案例，分析与实际产品设计过程中可能存在的不同之处，按照项目案例进行讲解演示，每位学生都要独立地完成提交PCB设计作品，激发学生的学习主动性。通过一系列的考核方式强化学生对基本技能和操作要点的理解和掌握。
三、结语
在“互联网+”背景下教师只有不断地更新教育观念、与时俱进，用先进的教育理念指导教学实践，通过教学改革更新教学内容，创新课堂教学模式，发挥学生的主体性，才能提高学生对电子线路CAD课程的学习兴趣，才能真正提升学生的工程应用能力，使职院校培养的电子线路CAD技术人才更受企业和社会各界的欢迎。
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◎编辑 冯永霞
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