Protel电路设计课程教学改革

沈美丽　张睿

【摘  要】针对目前Protel课程存在的问题进行分析，给出了课程改革方案，提出了以项目教学贯彻课程始终，分模块进行设计，体现了以学生为主，教师为辅的主线，达到了锻炼学生动手能力，分析问题和解决问题的能力，为进一步学习和工作奠定良好基础。

【关键词】Protel;PCB;教学改革;项目教学

引言

《Protel电路设计与应用》课程是计算机应用与电路理论知识相结合的一门课程，与其它专业课程联系紧密，不仅是单纯一个学期的课程安排，而是贯穿整个专业学习过程，掌握它将为后续课程学习打下良好基础，业已成为电子及其相关专业学生必须掌握的一门课程。

1.目前课程存在的问题

目前课程教学中，主要采用“多媒体+上机”的“1+1”模式，即以教师为主体的多媒体授课和以学生为主教师指导的上机操作。虽然能够让学生比较熟练地掌握软件的基本操作，但是大多数的学生都处于“照葫芦画瓢”的“仿制”阶段，在教学实践中，仍然存在着一些问题：

1.1学生学习兴趣不足

从教学方法上看，这种模式的教学比较直观，学生能够看到教师操作演示的每一步，但要求注意力集中，记住步骤，因为每执行一步菜单都会随着界面的不同实时变化，稍不注意就跟不上教师思路，导致学生兴趣缺失。另外，学生不清楚此门课程在实践中的重要性，缺乏对课程意义的理解，学习存在盲目性。只是单纯死板的学，不能举一反三，学习效果不佳。

1.2理论教学与上机实践脱节

从教学内容和上机环节上看，“先理论讲授，后上机操作”的教学方式占主流，由于这种方式时间分配不是很合理，學生上课长时间处于接收知识的“填鸭式”被动状态，很难记住课堂教师的授课细节，理论教学与上机实践教学脱节，大部分学生也只是机械的按照老师要求完成任务，并不能真正理解为什么要那样做，课程设置的初衷和课程效果的延续性均没有得到体现，缺乏高度融合，实践教学效率不理想。

1.3教学目标设置太低

教学内容只包含软件基本操作，简单电路图绘制，上机的电路图没有实际应用价值，根本无法让学生将理论的原理图转化成实际的PCB电路板，只要求学生设计单面板或双面板，对手工布线没有要求，只是单纯的电路板连通即可，没有规定电源线和地线的线宽，没有考虑实际应用的尺寸问题和对元器件放置在哪层的要求，对高频信号传输线的布线或电磁干扰等问题没有任何要求和考虑。如果按照目前的教学目标要求设计出来的电路板工作起来可能非常不稳定，甚至无法使用。

1.4考核方式老化

考核方式多数以期末上机为主，有的学生通过考前突击侥幸通过考试，在短期内会使用软件，却误以为学会了学懂了，后续专业课用到此软件时却不知如何下手，如同没有学过此门课程一样，更不要说实践创新能力了。此种考核方式脱离了课程设置的目标，不能很好地发挥作用。

因此，要想改变这种理论与实践脱节的局面，Protel课程的改革迫在眉睫。

2.改革方案设计和解决问题的方法

Protel电路设计与应用的课程主要构建以培养学习兴趣和动手能力为主的教学体系，注重培养基本专业素质训练和实践创新能力为目标的教学内容，针对课程本身特点，将实际项目融合到 Protel课程教学中，通过此次教改提高学生的实践创新能力，是一项有意义的改革尝试，确立“夯实基础，注重实践，面向发展，促进创新”的教改思路，进一步深化课程内容的教学改革。从以下几个方面进行：

2.1突出课程重点，提高学习兴趣

Protel课程共32学时，16学时理论+16学时上机，此次教学改革中，重新分配学时，主要以上机实践为主，理论讲授为辅，理论穿插于实践中。制定合适的教学内容，让学生对整个专业的教学体系有全面深入的认识，知晓哪些后续课程和Protel课程间的联系等。

在讲授理论时突出课程重点，提高学生学习兴趣;选择具有创新设计性的电路，讲清楚此电路图的设计功能及工作原理，让学生形成了一个概念：为什么这样做（理论知识）---怎么做（具体操作），让学生自己进行设计，在一定的时候给学生以适当的指导，启迪学生的创造性思维，引导学生用灵活开放多变的方式去解决问题。授课时，用多媒体课件以及软件本身，用网络链接形式将课件内容生动的演示给学生，让学生了解Protel软件的重点和难点。

2.2结合实际讲解概念和设计流程

建立以学生为主体、教师为向导的教学模式，上课前，收集一些以往竞赛未用的电路板、实验板或开发板，发给学生，保证人手一块，教师制作一幅电路板图片，图片中标注上此课程中经常出现的基本概念，比如电子元件、引脚、网络标号、焊盘、过孔、走线、封装和安全距离等概念，上课过程中，教师对着此图片说明概念，学生对照手中的电路板认识这些概念，理解起来会容易得多。

2.3以项目教学为引领，提高教学目标

Protel课程是一门实践性较强的课程，教学过程中除了介绍软件使用和部分案例教学外，更要注重实际项目设计、引领和学生的实践创新能力。在与其他专业知识相结合的前提下，通过考察学生的认知水平要选取难易程度和知识覆盖面都适合的项目进行教学，选定项目之后，要以学生为主体，教师为辅，引导学生分析问题。每个项目包含若干个任务，任务内容由易到难，学生在教师的帮助下，利用学习资源，自觉探索进行知识构建，并与组员相互协作，把学习和应用有机结合起来，最终由学生提出绘制电路图的设计方案。

2.4灵活的考核方式

考核的目的是为了发现和激发学生学习潜能，全面反映学生学习状况，此次改革考核方式不再拘泥于传统的考试模式，而是分模块给出成绩，最终成绩由“考勤+绘制原理图+绘制PCB+焊接+调试+报告”等部分组成，先让学生选题，题目选定后，进行方案论证，要求原理正确，有理有据，元器件的选择要合理，保证设计出的系统满足基本要求，即要达到能够使用的目的，又要考虑实际的经济效益。在电路板的制作方面，要考虑间距和布局问题，要运用Protel本身对电路图进行仿真和检验。给学生提供更大的设计自由度和极大的创造空间，激发学习兴趣，调动主观能动性，培养分析问题和解决问题的能力，这种教学模式和考核方式的改革，将会大大的提高学生的学习主动性和积极性，从“为学分而学”变成“为用而学”，从“傻瓜式仿制”中解脱出来，从而把多门课程的知识综合运用起来解决实际问题，学以致用，提高学习兴趣。

3.结语

通过课程改革，改变传统“以教师为中心”的教学观念，转变为“以教师为主导、学生为主体”的教学观念，通过理论+“软硬兼施”相融合的教学模式，增强学生对理论知识的理解与掌握，培养学生的自主学习能力和独立研究的能力，在此过程中不仅熟练掌握软件的使用，也能将它与其它专业课紧密结合，拓宽了知识领域与视野。

参考文献

[1]梁妍.“Protel 原理及应用”教学改革的研究与实践[J]. 黑龙江科技信息，2016（20）：96

[2]梁添洪.电子线路计算机辅助设计Protel DXP 2004课程理实一体化教学改革实践. 2018.3

[3]王进满.电子CAD课程项目化教学改革与实践[J].中国现代教育装备，2018（05）：90-92.

[4]陶忠良.电子线路计算机辅助设计Protel DXP 2004教学心得浅谈[J].价值工程，2011，30（19）：223.

基金项目：部门号/项目号：2009/10335258

项目名称：F2019-070

项目名称：《Protel电路设计与应用》课程教学改革促进学生实践创新能力培养研究