CDIO模式下的电子CAD课程改革探索

冯永芳

随着社会对高技能型人才需求量的增加，高职教育所发挥的作用也越来越重要。为了更好地让学生掌握所学的课程技能，我从Protel99SE课程和高职教育特点出发，以课程内容改革、教学方法等几个方面为突破口，在教学中贯穿CDIO教育理念，取得了较好的效果。

《电子CAD》是电子类专业重要的专业技能课，课程应用操作性强。学生通过学习使用Protel99SE软件，掌握设计电路原理图的绘制及印刷电路板图的制作方法，就能胜任电子绘图员的工作。传统的教学往往是按章节的内容对知识点单一讲解，之后学生再练习。为了更好地培养学生的动手能力，满足高职学生的应用需求，我觉得采用CDIO教学模式，有利于大大提高学生的操作水平和技能。

CDIO 是英文单词 “构思”(Conceive)、“设计”(Design)、“实施”(Implement)、“运行”(Operate)的缩写。 它以产品从研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习和获取能力，包括基础知识、个人能力、团队协作能力和系统能力四个层面。CDIO模式强调知识与能力的关联，理论与实践的结合。从CDIO工程教育理念来看，它不仅要求知识的传授，更注重个人能力和素质的培养，注重适应实际工程环境能力的培养，提倡“教中做、做中学”的人才培养方式。

一、PROTEL课程教学特点

随着计算机技术和电子技术的迅速发展，电路电子设计正在发生一场新的革命。计算机技术已经广泛运用于电子设计，也就是EDA技术。EDA是电子设计自动化（Electronic DesignAutomation）的缩写，它包括了计算机辅助设计和IC技术。作为EDA软件的一种主流，电子设计软件Protel99SE真正提供了这样一个电子设计平台，该软件功能强大、界面友好、易于入门，使用该软件，设计工作者可以很容易地设计电路原理图、绘制元器件图、设计电路板图、画元件封装图和进行电路仿真，从而大大提高了电子线路的设计效率。

《Protel99SE》是一门实践性很强的课程，对提高学生的动手能力和创新能力有重要的作用。如果按照传统方式进行教学，课程内容会偏重理论知识的完整性、系统性，忽略知识的实用性和实践性，这样学生不能系统地学习课程和掌握技能。因而需要进行课程改革，引入CDIO教学模式将大大改善这种状况。

二、课程教学改革

课程建设与改革是近年来高职教育一直探索的重要问题。由于高职教育的独特性，所以如何提高学生的技能操作能力成为摆在老师们面前的重要问题。针对《电子CAD》课程操作性强、直接面向岗位的特点，结合CDIO教学模式，可以实现课程的“教”、“学”、“做”一体。

（一）传统电子CAD教学模式的不足

1.传统教学采用按部就班的方法，按着教材从始至终一一讲解，知识点也比较分散，学生掌握起来有困难。

2.考核方法单一，主要是采用试卷的形式进行考核，无法了解学生对操作技能的掌握。

3.实验课和理论课安排分离，实践效果差，而且大部分学校对于实验课也不是很重视。

4.学生操作中个体意识强烈，缺乏团队协作精神。

（二）CDIO模式下课程内容体系结构的改革

1.建立CDIO模式下的新型授课体系。第一，及时更新教学观念。我们教师要根据高职教育形势发展的需要，改变传统的教学模式，明确教师在教学中的职责，不光立足于“教”，更重要的是指导学生“学”，不能仅满足学生“学会”，更要引导学生“会学”，所谓授之以鱼，不如授之以渔。在教学中，老师要发挥学生的主观能动性，通过创设问题情境，营造一种生动活泼的教学气氛，引发学生探求创新的欲望，精心铺设台阶，把学生引入“设境—探究—分析—发现—解决”的主动学习中去，从而使学生的主体作用得到发挥，创造性思维得到培养。如CDIO教学模式就有利于发挥学生的主体作用，有利于学生创造性思维能力的培养，符合“构思、设计、实施、运行”的发展周期。第二，采用不同的教学方式。突破传统授课顺序，激发学生的求知欲望。在授课内容方面，应该不唯课本。现在的教材，大多强调知识的系统性和完整性。在编写教材时，对不论大小、轻重、是否实用的内容，一律详细论述，唯恐少了什么，这样的编排使学生不容易找到重点和主线。按照传统教学方法按部就班讲授，那么学生可能学到最后也不知道本门课的主要内容。根据自己的学习、教学体会和经历，我突破传统授课顺序，一开始就从操作入手，先教学生画一张简单的电路图。学生在绘图的过程中，可以一下子了解Protel99SE制图软件绘制电路图方便又美观的特点，以此引起学生的求知欲望，对学习这门课程产生了兴趣，为今后的教学、学习奠定了良好的基础。这样一来，学生在我“教”的过程中，动手去“做”，同时也“学”到了技能。为了上好Protel99SE这门课，我准备了许多日常生活中比较实用的电路图，这些电路图贴近生活实际，在电子制作课中也有过接触，进而调动学生动手制作的兴趣。根据学生的学习情况对电路图分类，有简单的、也有复杂的，并由浅入深地进行训练，形成了“教学做”一体，符合CDIO教学模式的特点。在教学实践中，我还尝试了任务驱动法，取得了较好的教学效果。任务驱动法让学生明确在实践过程中所需要完成的工作及所需要掌握的技能，实践任务由简到繁，层层深入，每个任务完成后学生都会享受到成就感。在Protel99SE课程教学中，每次备课我都精心设计方案，尽量把教学目标所要求的知识点、操作方法和技巧，融入到每个任务中，而且还充分考虑学生的实际情况，每节课至少安排两个任务。第一个任务比较简单，要求全体同学都要完成，在学生实践时，加强对学困生的辅导，务必使每一个学生都能达到该任务的要求。而第二个任务较难一点，那些基础好，反应快的同学可以帮助较差的同学，形成一个学习小组，培养学生的团体协作能力。一节课下来既让学生课上有事可做，还能够根据自己的情况锻炼自己，使操作达到快而准，学得更充实，这样也有效地控制了课堂秩序，调动学生的积极性、主动性，使越来越多的学生参与到学好Protel99SE的课程中。还可以采用多媒体视频教学，创设良好的学习氛围，提高学生的自学能力。发挥学生的主体作用是有效教学的关键。因此，在课堂教学中，也要树立以学生为主体的观念，充分发挥学生的自主性与创造性。担任电路设计的教学以来，我制作了多媒体课件，还下载了许多视频，学生打开课件的界面，就能清楚看到操作方法、内容，而且便于反复温习，受到学生的欢迎。让“电脑”成为学生的“老师”，既直观，又达到“手把手辅导”的效果，同时也提高了学生自主学习的能力。要充分利用多媒体设备，讲练结合，发挥学生的主观能动性，在“教”中“做”，在“做”中“学”，使学生从“被动接受知识的容器”变为“主动学习的探索者”，这样才能使学生的知识日积月累，逐步形成独立的学习能力和自我完善能力，使得学生的学习不再是以前的纸上谈兵。第三，教学内容模块化。Protel99SE的前导课程为电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、电子技术课程实训、电子工艺实训等，最好先了解单片机应用系统知识，其主要功能集成了电路原理图设计、PCB设计、Spice仿真、VHDL仿真与综合、信号完整性分析和CAM文件的编辑与验证等。在一定程度上，其课程本身就提供了以项目为中心的设计环境，符合模块化教学的特点。因此在教学过程中，必须突出课程之间的关联性，围绕专业目标进行系统设计，从而避免不必要的重复，便于学生掌握各知识之间的联系，用于解决综合的问题。

2.建立CDIO模式下的教学质量监控。这也是提高教学质量的重要手段，通过对人才培养全过程的监控，促进人才培养目标的科学设计和实现。首先要科学制订并严格执行培养方案。培养方案是保证教学质量和人才培养规格的指导性文件，是组织教学过程、安排教学任务、确定教学编制的基本依据，培养方案一经确定，必须认真组织实施，严格执行。其次是对教学过程进行监控。教学过程监控体系应由两部分组成，一是贯穿教学全过程的监督检查和控制调整；二是教学工作状态评估或评价。由教务处、督导室配合系统值班人员对日常教学秩序进行每日巡视监控。由教务处联合系部进行期中教学检查，包括教案、教学进度、教学质量等。学院所有在职人员均可以随机推门听任何一位老师的课。督导室、教务处每天有值班人员在核心机房随时监控每位教师的教学过程。每学期都由所带班级对带课老师进行测评打分。对于学生反映良好的老师进行适度的奖励。最后，采用一些特殊的方式对学生进行考核，而不单单是依靠期末考试的一张试卷。把平时的练习作业作为考核学生的一个标准，采用技术考试方式，针对一些学生感兴趣的项目进行EWB模拟仿真，加强学生的理论基础，提高他们动手操作的能力水平。

本文从CDIO教学模式的目的、《电子CAD》课程的特点和教学改革进行了分析，基于CDIO教学理念，我们要加强教学改革，深入推进CDIO教学模式，为社会培养具有较高能力的技能型人才。

[1]杨亭.电子cad职业技能鉴定教程[M].广州：广东科技出版杜，2007

[2]王廷.电子线路cadprotel99使用指南[M].北京：机械工业出版社，2007

[3]辛岚.职业教育中cad教学改革研究[J].职业教育研究，2006，（7）

[4]李琼.高职《电子CAD》课程教学改革的研究[J].成都电子机械高等专科学校学报，2011，（9）

[5]丁南菊.基于项目化教学的《电子电路CAD》课程有效教学探索[J].时代教育(教育教学刊)，2011，（12）

[6]阎守华.CDIO模式下电路与电子技术课程教改的探讨[J].成都信息工程学院学报，2009，（10）