CAD课程项目驱动法教学改革的探讨

张宏伟+牛军

摘要：电子CAD课程作为电类专业的一门实践性非常强的专业课，对于培养适合企业要求的、具有良好职业素养的专门人才有着较高的要求。为了实现这一目标，迫切需要在课程内容体系、教学模式、考核方式等方面进行全面改革，形成合理的培养模式。本文探索和实践“项目驱动”教学模式改革，建立面向工程实际的课程内容体系，采用理论与实践训练同步、交叉进行的并行课堂教学模式，取消闭卷考试考核形式，实施培养全过程的考核机制。最终实现提高学生专业创新思维和实践能力的目标。

关键词：电子CAD；项目驱动法；课程内容体系；教学模式；考核方式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）05-0108-02

《电子CAD》即计算机辅助电路设计技术，主要提供电子系统硬件平台的设计和制作。内容涉及计算机技术、电子、电路、元器件封装、材料、PCB层面及工艺实现等各个方面，其实践性及技术前沿性非常强。《电子CAD》是我院电子信息工程专业的一门基础主干课程，在其课程教学方面，我们探索使用项目驱动法进行教学改革，优化重组实践教学条件，加强实践训练学时，充分发挥学生的学习主动性，初步取得了良好的效果。

一、课程现状

在我院的电子CAD课程教学中，虽然之前陆续开展了一些教学改革与探索，但从学生的学习效果来看，还存在一些不足，主要表现在以下几个方面：

1.相关技术发展迅速，电子CAD课程知识结构配比需要不断地及时更新、重组。一方面，电子CAD课程实践性强、内容涉及面广，使用传统教学方法易出现教学重心向理论部分过分倾斜的问题。另一方面，在实际项目研发过程中存在以下情况：（1）一些暂时较少用到的内容，以学生在有具体需求时自学效果较好。（2）重点关注相关技术如PCB制板技术、微型焊接技术、新型元器件封装、专业软件版本升级等，其更新换代迅速，在教学中要注意及时更新，培养学生养成时刻关注行业发展动态的习惯。

2.传统教学模式与培养目标不适应。传统的以课堂讲授为主的教学模式长于培养学生的理论应试能力，在应用能力和动手能力的培养上效果不明显。

3.考核方式不科学。对《电子CAD》课程的考核应侧重于对电子系统硬件的动手设计操作能力的考核。而传统的闭卷考试方式，则侧重于对知识的记忆和理解能力的考查。

二、“任务驱动”教学模式的实践过程

“任务驱动”教学模式的改革核心在于各个测试项目及每次课所用的具体任务项目的设计选择，围绕着电子CAD教学内容的四大模块，考虑学生实际专业水平及接受能力，设计在难度和时间上都适合的具体项目。项目的具体要求分为：基本部分和扩展部分。基本部分要求80%以上的学生经过努力能在50分钟左右的时间完成；扩展部分要求有40%左右的学生能全部完成，其余学生能完成其部分功能。在整个教学实践过程中，分为以下几个方面：

1.教学内容的改革。在课堂讲授内容的选取上，尽量精简，以够用、必需为原则，留出更多时间让学生进行随堂实践训练。在电子CAD项目驱动法的教学过程中，每次授课内容应以某一具体的项目任务推动，要有明确的针对性，与实际应用及当前流行技术紧密吻合，例如高频电路PCB板的设计中，为优化设计、避免电磁干扰，应引导学生考虑使用现在流行的SMT、再流焊等技术，优先选用贴片封装，但应同时考虑是否具有与之相配的制板、焊接技术。注重培养学生的工程观念，从实际出发，优化设计方案，达到最优设计效果。

2.教学模式的改革。摒弃“先理论、后实践”的串行教学模式，每次课以具体的项目任务或分解的项目任务为主导，把对理论、技术的学习与实践训练过程融为一体，课堂教学少讲多练，发现问题及时解决。

3.考核模式的改革。取消期末一张试卷考试定学分的方式，对学生重点考查其对实际项目的分析、设计和操作动手能力、对各测试项目完成的程度，同时考查评价学生在过程中表现出的创新能力、团队协作能力和自学能力。具体措施为：（1）重新构建考核成绩的结构。课程考核的总成绩由平时成绩和期末成绩两部分组成，其中平时成绩占70%，期末成绩占30%。平时成绩由分散在该课程整个学期过程中的4—6个项目测试组成，期末成绩由期末一次综合项目测试组成。（2）改变考核形式。每次项目测试的成绩由操作技能成绩和理论成绩组成，操作技能成绩占80%，通过对项目的设计完成情况进行评分给出；理论成绩占20%，以学生提交的书面报告为依据给出。

4.反馈与调控。每次项目测试都要严格监考，根据学生的完成情况，现场打分记录，及时分析，做好信息的反馈与调控，重点关注：测试题目的难易程度和范围是否合适，是否需要在后续的教学中加以调整；是否需要安排时间对已测项目中出现的问题进行辅导讲解等，对整个教学过程进行全面调控。

三、改革效果

实施“项目驱动”教学模式后的教学效果，通过比较实施“项目驱动”教学模式的2015级电信本科班学生和之前往届学生对电子CAD的掌握使用情况，主要反映在：（1）在课堂教学方面。采用“项目驱动”教学模式后，对老师备课的要求提高了，要求每次课的组织都以一个相对独立、目标明确的任务项目为主导推动，对学生做专业项目有明显帮助，每次课留出足够的时间给学生練习巩固；课堂气氛明显活跃，学生从被动学习转变为主动学习，从做项目的角度入手，主动地提出问题并解决问题，实践动手能力得到显著增强。（2）在电子CAD课程设计中，所有学生均能按要求自选题目，设计出完整的电子系统项目工程文件。近半数的学生能主动向老师请教、自学电子工艺中有关PCB板工艺化学制板技术部分并最终制作出电子系统的PCB印制电路板，其中占总数30%左右的学生能够最终焊接调试成功，实践动手能力明显高于往届学生。在课余时间，有占到总数30%左右的学生表现优异，能够使用CAD软件技术自发地开发设计、制作出自己感兴趣的电子系统，有的在全国各级别的电子大奖赛中取得很好的名次。

四、结束语

要完成实现一个电子系统的设计制作，除了电子CAD技术知识外，还需要有关的电子工艺制板技术方面知识，因此有必要增设电子工艺课程或相关课时。在电子CAD课程教学中，我们使用项目驱动法进行教学改革，取得了一些教学成果。在后续的教学改革中，还有待于进一步在理论上深入探讨，在实践中加以总结改进。

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