项目驱动模式下EDA技术课程改革探索

摘要：EDA技术课程是一门实践性和理论性均很强的电类专业课，其教学目标是要求学生熟练掌握在辅助设计印制电路板的软件下进行原理图的绘制和PCB的制作等，以便以后独立开发电子产品。在这个目标的引导下，我们分析了现在教学中存在的各种问题和学生的自身情况，提出了基于项目驱动模式的EDA教学，提出围绕51单片机最小系统这个工程实例，开展简单绘制原理图、原理图库文件的制作、层次原理图、简单PCB、PCB元件库的绘制、多层PCB等各种内容的教学，通过“教中做、做中学”等一体化的教学形式提高学生的学习和兴趣的同时能够理解电子线路设计的各种方法和技巧，潜移默化中提高了电子CAD的开发能力，以满足社会对创新型电子设计人才的需求。

关键词：项目驱动模式；EDA技术课程改革；印制电路板；电子CAD

中图分类号：G71 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）09-0186-02

一、引言

随着科学技术的发展，社会对人才的需求发生了很大的变化，高素质创新型人才的培养已成为高校人才培养的共同目标。面对电子信息技术的飞速发展，大学教学必须结合地方经济建设的特色，积极稳妥地开展教学综合改革的探究与实践，强化课堂教学创建。目前电子技术已进入大规模集成电路时代，如何利用EDA工具提升课程的质量，培养高素质创新人才，委实是一项值得探究的课题。

二、教学中问题

传统的EDA技术课程教学方法存在诸多弊端，作为一门计算机辅助设计课程，EDA的讲授过程往往过于注重理论研究而轻实验教学。大多数主讲教师的教学过程是，先介绍Protel软件的设计界面及操作方法，然后给出一个具有某种功能的电路图，最后安排学生上机操作，完成电路图的绘制和PCB图的设计。目前EDA技术课程教学方法仍受制于传统教学观点，认为实验课只是一个辅助环节。存在教学方法陈旧，教学内容单一，过于注重理论，学生掌握的知识在现实工作中应用困难等弊端。输出应用型人才已经逐渐成为高校人才培养的主要目标，实现这一目标需要高校教师转变课程教学现状。EDA技术课程教学改革应注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力，鼓励学生参加创新实验竞赛，让课堂的理论知识可以更好地学以致用，为学生未来的就业提前打好实践基础。

三、课程的教学改革的探索和实践

（一）学方法的改革

1.打破传统顺序，提高有效性。传统的教学方法一般是教师从原理图到PCB图按章节功能逐条地向学生讲解，教师每节课讲解几个知识点，然后让学生在计算机上练习。这使得知识点的讲解与练习都一对一地进行，没有及时与整体设计相结合，系统性不强，学生很难独立、高效地完成某项设计任务，容易失去对《EDA技术》课程的兴趣和信心。因此，在学习本课程之前，应开设电子实训课程，先让学生学习一些手工焊接知识，让他们熟悉印制板的布局、布线规则。这样可以让学生理解具体用途，激发学生掌握知识技能的兴趣。

2.典型实例教学，突出应用性。用典型实例由浅入深地授课，让学生心中有数。首先简单介绍PCB图的步骤；其次，分析和讲解本例如何开展并准备哪些相关资料；再次，采用“教、学、做”方法授课；最后，针对课本教材各章内容联系不紧密，容易让学生在学习中产生“散、乱、难”的思维情绪进行分析并整合。明确实施每个步骤，有的放矢讲授课程内容。一开始使学生对印制电路板的设计过程和步骤有了基本认识，初步了解设计印制板的方法，对本课程有了全局的掌握；再通过一个个设计步骤逐层递进式地学习与操作练习，使学生在学习每一节课时都带着目的。以解决在设计过程中遇到的问题提出课程内容，密切注意并收集学生在上机操作即“做”时遇到的问题，及时解决问题和总结经验。在授课中，以任务驱动方式引入课程内容，激发学生的学习兴趣并促进其思考。

3.任务驱动教学，增强趣味性。Protel是一款应用软件，具有很强的实践操作性，这决定了任务驱动法将是相当实用的教学方法。把教学内容巧妙地隐含在每个任务之中，构成一个寓学于实践的教学情境，在教师引导下，学生愉快地学习。学生通过完成一系列具体的原理图绘制以及PCB板的制作任务，逐步掌握所学的知识与技能。

4.问题探索教学，培养独立性。由于Protel的一些基本操作与其他学生已经掌握的Windows应用软件（如Word）有类似的地方，Protel各模块的操作也存在相似之处，在教学中教师可以根据学生已认知的水平，充分应用探索式教学法，鼓励学生大胆尝试，积极探索，充分发挥学生的主观能动性，着力培养他们独立获取知识，探求新知，勇于创新的主体意识，使Protel教学活动成为生动活泼、学生乐于从事的学习实践活动。

（二）教学内容的改革

《EDA技术》课程的教学内容很难满足社会需求的要求。为了改变这一现状，必须对该课程的教学内容进行调整、优化，并以典型企业项目为实例进行详细分析，从而改善理论知识和实践的完整性和系统性。此外，在课堂教学中，教师必须保持教学内容与教学方法一致，讲课的内容应该由浅入深，由表及里，循序渐进，由实例到理论再到应用。因为《EDA技术》课程不仅是理论知识的学习，而且具有很强的实践性。这就要求教师不但具备扎实的理论基础，还要有科学研究和工程实践的能力。教师需要通过科研工作，理论联系实际，把握学科的最新方向，提高自己的专业素质，从而充实、丰富课堂教学的内容，提高教学质量。

1.教学学时的安排。《EDA技术》原来的学时安排是理论32学时，实验16学时。现在为了让学生学到的知识得到及时锻炼，将理论和实验进行了整合，总共48学时都在机房执行，这样教师可以更好地根据需要安排授课内容，可以从最初的项目模块规划到最终生产加工文件形成整个设计过程。

2.教学软件的选取。《EDA技术》是一门应用计算机软件完成电路设计的课程，对于软件的选取必须要跟上社会的需要。最开始我们采用Prote99SE软件，虽然这个软件的用户界面比较简单，但它的库文件不能满足绘图的需求。后来我们选取功能强大的Protel DXP和Multisim软件。这两个软件，既能更好地完成原理图设计和印制电路板设计，还能完成《电路分析》、《模拟电路》和《数字电路》的仿真分析，采用Protel99SE软件时，需要在绘图过程中对每个元器件标注封装形式，有的元件如果没有封装还需要自己创建，这样操作起来不够方便。而Protel DXP软件具有强大的库文件，每个元件都自带有封装。另外，在转换过程中，Protel99SE软件需要生成网络表的形式，发现错误比较困难。而且Protel DXP提供了很多人性化的工具，能够帮助开发者进行原理图的设计和PCB的设计等。endprint

3.教学内容的选取。《EDA技术》课程主要是为了嵌入式产品开发做准备，为了准确地用电脑辅助软件设计性能稳定、生产容易、安装方便、成本低廉的电路板，单片机作为嵌入式产品开发的入门级CPU，我们选取单片机的最小系统最为EDA学习的项目展开，因为单片机可以很好地把数字和模拟电子技术综合起来，同时可以让同学了解器件封装和布线的各种知识，最重要的是可以为以后单片机的学习准备很好的硬件电路，可以避免单片机中软件仿真教学的各种问题。

（三）考核标准的改革

《EDA技术》课程考核主要考查学生通过本课程的学习掌握的EDA开发系统软件和电子线路设计与技能训练等各方面知识。考核的内容主要包括利用软件进行电路原理图设计、PCB设计、自动布线技术、电路仿真分析等的使用方法。原来考核方式全部采用上机操作考试，为了更好地结合理论和实践，现采用笔试占30%，上机操作占70%的考核方式。考试成绩比例由平时作业成绩和出勤各占30%，期末考试占70%。

四、结论

《EDA技术》课程是电子类、电气类专业的基础课程，其中PCB的设计是以后单片机设计、嵌入式开发的基本功，为了让学生充分认识该课程的功能，我们以单片机最小系统为载体讲授的PCB软件使用技巧，从应用的角度出发，阐述了元器件原理、PCB图的各种设计原理及其变换关系等。通过这种项目驱动的教学方式，可以培养学生充分理解所学知识在设计中的应用。同时，也让同学们体会这个课程和其他课程的联系，为以后课程的学习奠定了扎实的基础。在讲课的过程中我们把优秀的产品拿出来分析，让学生在总结过去的得与失的时候，也看看其他同学的特点，贯彻了“学习是交流过程”的思想。通过几年的教学改革，EDA技术课程十分受学生的喜爱，同时为后续课程的学习做好了很铺垫，加速了同学学习的步伐。

参考文献：

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基金项目：重庆文理学院校内教改项目（120322）。

作者简介：谭菊（1979-），女，重庆潼南人，硕士，讲师，研究方向为电子信息技术与通信等方面。endprint