《电子CAD》课程教学中的一些探索

杨永刚

【摘要】本文在《电子CAD》课程教学中，采用基于工作过程行为导向的教学模式，选用思政元素较强的无线电测向机电路作为教学任务来进行教学研究。在项目化教学中融入的《西游记》的取经过关元素，使学生对复杂繁冗的Protel软件体系能够较快的理解、掌握。网课及线上资源的辅助，也能迅速提高学生学习的效率和兴趣。

【关键词】工作过程;电子CAD;项目化教学

一、采用基于工作过程的教学模式

基于工作过程的教学模式是指学生为完成一项工作任务并获得工作成果而进行一个完整的工作程[1]，通过模拟工作过程进行教学设计的教学模式。我们选用无线电测向机R3500D型電路的设计与装配为教学任务来进行教学任务。教学任务按工作过程可分为绘制电路原理图、绘制元件符号库、绘制元件封装库、绘制PCB电路板、无线电测向机的装调与应用五个教学项目。这个五个教学项目对应了电路从设计、制作、调试和应用的五个工作程序，让整个教学过程成为模拟真实的电子产品设计与装调的工作过程中进行。

二、项目化教学有助于学生更好的理解知识，掌握核心技能

教学内容以工作任务为主线[2]，划分成了5个项目。按项目化教学流程来制定教学计划[3]：明确任务、制定计划、实施计划、检查评估、总结拓展五个步骤完成教学，且每个项目都有自己特殊的内容和要求。

（1）绘制电路原理图：在教学过程中，总结了绘制电路原理图的基本步骤——四步绘制法：找元件，摆元件，连元件，修元件。教师采用多媒体教学设备，现场演示采用系统自带元器件符号库来进行无线电测向机R3500D型部分电路原理图的绘制。通过教学实践证明，这种类似模块化的电路原理图四步绘制法融入巧妙，能让学生在学习情境下自然掌握电路原理图的绘制方法和技巧

（2）绘制元件符号库：展示无线电测向机R3500D型完整电路图，让学生尝试绘制。引出绘制元件符号库的任务，完成电路元件符号库参数表。表中最少应该包括：元器件的名称、封装名称、位置代号等参数均采用国家标准（GB4728）。同样总结了绘制电路元件符号库的四步绘制法：设环境、放引脚、画外形和改设置。

（3）绘制元件封装库

有了自建的元件符号库，就必须要有对应的封装。在教学过程中首先讲解元器件封装知识并提供真实的PCB板来让学生认识封装。学生对封装的基本知识消化吸收后，带领学生开展讨论[4]：探究绘制元器件封装的关键是什么和如何确定焊盘与焊盘之间的距离等问题。然后安排学生参考元器件封装库按照四步绘制法绘制元件封装。

（4）绘制PCB电路板

首先系统讲授PCB板层的概念——包括单层板、双层板的基本概念以及顶层、底层等基本知识，并演示R3500D电路PCB板的绘制。然后安排R3500D电路PCB板任务，检查和巡回指导，学生绘制完成后要提交PCB文件给任课教师，作为教学评价的主要依据。

（5）无线电测向机的装调和应用

在《电子CAD》课程教学过程中，增加了无线电测向机的装配与调试的教学内容：准备R3500D的元器件实物套件，按照电子产品装配的流程进行操作。装调完成后，组织学生开展无线电测向活动，当学生拿着亲手安装调试完成测向机，找到藏在校园草丛中的电台，享受 “工作成果”的乐趣时，增加学生学习的内部动力。这个阶段教师讲述近代史中的无线电历史，例如“永不消逝的电波”等红色革命文化故事，巧妙融入思政元素。

三、教学过程中融入《西游记》元素

电子CAD课程教学采用的是Protel DXP 2004软件，学生在学习过程中，往往忽略正确建立项目工程的必要性：在绘制原理图时忘记建项目，导致找不到自建库的原理图符号、在绘制PCB时不能翻板等诸多问题。我们将该软件的项目文件、原理图文件、原理图库文件、PCB文件和封装库文件与《西游记》的师徒四人对应起来：

项目工程类似目标索引文件，包含着其他几个独立文件，可以对应着“西天取经”这件事。

原理图文件注重电路符号的正确连接，变换较多，只要连接正确、名称无误都能算完成，可以对应着《西游记》中孙悟空。

原理图库文件主要是辅助原理图，为原理图中的电子元件符号提供库的支撑，就像孙悟空打怪需要个帮手一样，经常找八戒帮忙，可以对应着猪八戒这个角色。

PCB文件是生成PCB打样文件，这个软件的核心，也是电子CAD课程教学任务的最终目标。对应着取经队伍中的唐僧，PCB文件的完成与否与唐僧能否取到真经是一致的。

元件的封装库文件是为PCB文件辅助，提供对应元件的封装，象征着沙和尚为唐僧挑着行李物品。

通过教学实践，将复杂繁冗的软件与学生们耳熟能详的《西游记》结合，甚至有些任务和有的剧情能够匹配上，如刚开始为了快速入门只讲原理图对应猴王出世，原理图中的网络标号对应着孙悟空的筋斗云，工程尺对应着金箍棒等等。这种方法不仅增加了学习的趣味性，结合学生的感性认识，让学生能很容易的理解软件的模式和流程，更快的进入熟练强化训练过程中。

四、录制微课，提供线上资源促进了教学效率

除了面授课程的形式，我们尝试创建了线上课堂：采用的“云班课”APP建立班课，并在班课上传了大量的辅助性微课视频、PPT和文档。学生遇到问题时，不仅可以问老师、找同伴，还可以在网上找到相关资料，提高了学习效率，培养了自主学习能力。我们同时布置对应的任务，通过线上提交、网上批阅完成，大大提高了教学管理的效率。

把无线电测向机R3500D电路设计与装配的工作过程看作为一个整体，学生通过完成整个“工作过程”，掌握专业知识并提高了设计、制作、安装、调试电子产品等实践技能，培养了学生的岗位关键能力，从思政角度也能升华学生的价值观水平。

参考文献：

[1]刘昆山.以工作过程为导向的电子CAD课程教学实例[J].电子元器件与信息技术  2018（13）

[2]刘哲，于志云.工作能力对职业能力培养的作用分析[J].中国职业技术教育，2007（33）

[3]李国良.项目教学法在《电子CAD》课程中的应用与实践[J].当代教育实践与教学究，2019（23）：174-175.