Altium Designer在电子电路CAD课程中的教改探索

耿华　苗敬利　王艳芬　侯帅

摘要：电子电路CAD课程已经成为普通高校电子类及自動化专业的一门重要课程，在理论与实验教学，科学研究与生产实践中发挥着不可替代的作用。AlfiumDesigner作为这门课程的专用软件，得到了广大电子设计人员的一致好评。本文针对AltiumDesigner课程在教学实践中出现的问题，提出了教学改革的思路以及演示教学法与项目驱动教学法相结合的教学模式的探索。实践表明，该模式激发了学生学习的原动力，锻炼了学生的动手能力、创新能力以及团队协作的能力，促进了学生就业的能力。

关键词：Altium Designer；演示教学法；项目驱动教学法

引言

Altium Designer是原Protel软件开发商Altium公司推出的一体化的电子产品开发系统，软件继承包括Protel 99SE、Protel DXP在内的先前一系列版本的功能和优点外，还增加了许多改进和很多高端功能，这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使设计者可以轻松进行设计，使电路设计的质量和效率大大提高。

电子电路CAD课程是普通高校电子类及自动化专业的一门专业基础课，是一门实践性很强的课程，Alfium Designer作为这门课程的专用软件，在我国的使用度非常高，也得到了广大电子设计人员的一致好评。掌握它将为后续课程学习、课程设计、毕业设计、电子竞赛、专业论文撰写以及学生将来的就业，打下一个良好的基础。

一、Altium Designer的教学现状及问题

Alfium Designer是一门实践性很强的课程，学生必须多多上手实践，才可以达到更好的学习效果。因此，各个高校在教学方式上采取了各种探索与尝试，比如传统教学法、多媒体教学法、演示教学法以及任务驱动教学法等。尽管一些新颖的教学方式已经打破了传统的“纯讲授方式”一家独大的局面，但是在教学实践中，仍然存在着一些问题：

1.学生学习兴趣不足

在课程的教与学的过程中，学生只是将这门课当成高等数学、线性代数等基础课来学，不清楚此门课程实践性的重要性。学习积极性不高，动手能力不强。缺乏对学习该课程意义的理解，学习存在盲目性。只是单纯死板的学，不能举一反三，缺乏兴趣，学习效果不佳。

2.教学方式不合理

在教学实践中，“先理论讲授，后上机操作”的教学方式占主流，即先在课堂内为学生讲授理论知识，再引学生进入机房，指导学生实际操作。这种方式由于时间分配上的不甚合理，使得学生上课长时间处于接收知识的被动者，容易精神疲劳和走思，同时机房教学与课堂教学存在时空差异，学生很难记住课堂教师的授课细节，教学效率不甚理想。单纯的应用演示教学法，使学生误以为已经完全学会学懂了，但实际操作时往往手足无措，出现眼高手低的现象。项目驱动法是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学方法，要求在教学过程中，以完成一个个具体的任务为线索，让学生自己主动的发现问题，思考问题，解决问题的一种新式教学方法。但是，单纯的使用此方法，会在教学活动的初始阶段，当学生面对一个完全陌生的软件环境以及项目任务的时候，出现无从下手的感觉。

3.教学效果不理想

在传统的教学模式下，学生完成此课程的学习后，只是单纯的学会利用Altium Designer软件进行原理图以及PCB的绘制，但是绘制的结果与企业要送去生产的工业标准相距甚远，教学效果脱离市场需求。

二、Altium Designer教学改革思路

1.观念转变

强化学生的学习主体地位，积极引导和帮助学生构建相关知识，获得相关技能。努力扭转教师为主，学生为辅的教学现状，通过演示教学法尽快让学生熟悉软件的常规操作，同时，利用项目驱动的教学方法，合理设置项目，由易到难，鼓励和指导学生发挥其主观能动性，培养学生自己主动发现问题，思考问题，解决问题的能力，使学生的学习能力以及创新意识得到增强。

2.能力培养

在教学过程中，教师只是起到辅助引导的作用，把大量的时间留给学生去思考问题，讨论问题，解决问题。培养学生的自主性，创新精神，协作精神以及实际解决问题的能力。提高综合能力，激发创新意识，为今后的继续深造或就业打下坚实的基础。

三、Altium Designer的教学改革探索与创新

为了提高学生学习这门课程的兴趣以及教学效果更加符合市场对此类设计人员的技术要求，在该课程的教学过程中，采用了演示教学法与项目驱动法相结合的教学模式。将演示教学方式与项目驱动教学方式按照二比八的比例进行分配。在授课初期，采用演示教学法，引导学生更快入手并熟悉Ahium Designer这款软件的基本操作。在授课中后期，以项目驱动的方式，化抽象为具体，提高学生的主动性，增强学生的实践能力，激发创新能力，提高教学效果。

1.提高兴趣

在课程开始，教师结合现实生活中的具体事例，详细介绍此课程的教学意义。展示具体的PCB板卡，联系与学生生活中紧密相关的事物，以此提高学生对此课程的学习兴趣。同时，结合当前的就业形势以及有关本课程的工业规范，规划学生将来可能的发展路线，进一步强调学习本课程的重要意义。

2.合理安排

以项目驱动教学法为核心，围绕课程内容，创建现实的、有意义的，由易到难的项目情境，引导学生积极主动的参与进来。项目内容应具有层次感，前一个项目是后一个项目的基础，后一个项目是前一个项目的提高。项目应具有科学性，连续性以及现实性，既体现本专业对此课程学习的基本要求，又基本满足贴近市场的工业标准，使学生切身体会到学有所用，增加成就感，从而对课程学习兴趣更大。

3.具体实施

在教学过程的实践中，演示教学时间和项目驱动的教学时间安排为二比八的比例。利用演示教学法，使学生快速熟悉AltiumDesigner的操作环境以及项目设计的基本流程，消除学生对陌生事物的恐惧感，加快对软件的熟悉度。例如，通过演示如何利用Alfimn Designer软件设计一个整流滤波电路的项目，期间将介绍软件的操作环境等知识恰当的融合进去，一主线一辅线，使学生对项目的设计具有整体的印象，为今后复杂项目的设计做好铺垫。在课程的后续授课时间，采用项目驱动的方式，引導学生如何分析设计目标，思考设计流程，规划设计步骤，讨论设计方案，完成设计目标。调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣。在任务设计过程中，教师可采用现场指导、电话沟通、邮箱联系、qq留言以及微信语聊等多种方式，给予学生一定的指导，促进学生能力的提高。

4.课程考核

课程考核采用提交考核项目设计报告以及答辩相结合的方式。根据课程的教学任务，教师拟定一些综合项目。学生几人分成一组，抽取相关题目，按照项目设计要求，完成设计目标，最终提交设计报告。同组人员不得抄袭。每组人员选取代表，进行答辩。讲述设计思路，设计步骤，设计中遇见的问题以及解决问题的方法。最后给出对本设计的满意度以及与工业规范的贴合度。这样既能指导学生积极主动学习，又能考查出学生的真实水平，提高教学质量，还可以显著提高学生学习效果与市场需求的贴合度。

5.实践提升

通过此课程的学习，使学生掌握一项成为硬件工程师的基本技能。鼓励学生积极参加教师的科研项目，在实际项目中，进一步锻炼个人的动手能力，培养科研思维。通过参加大学生科技创新活动、电子设计大赛以及机器人设计大赛等，使其创新实践能力得到进一步飞升。

总之，学生通过分析项目设计需求，思考项目设计步骤，规划项目设计流程，实施项目设计内容等，不仅提高了学生学习本课程的效果，而且锻炼了学生自主分析、自主学习的能力。培养了学生的实践能力与团结协作的能力。

四、结语

将演示教学法与项目驱动法以合适的比例引入到Ahium Designer的教学实践中，缩短了学生接受新软件事物的时间，提高了学生自主分析问题，思考问题，讨论问题，解决问题的能力，是理论联系实践的过程。此教学模式激发了学生学习的原动力，针对性强，使用效果良好。加深了学生对理论知识的理解与掌握，锻炼了学生的动手能力、创新能力以及团队协作的能力。此外，以工业生产为导向，使学习效果与企业的需求结合起来，锻炼了学生适应市场的能力，同时也省去了企业二次培训的压力，促进了学生的就业能力。