南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院　陳　薇　田小琴

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Altium Designer課程教學(xué)研究與探索

南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院陳薇田小琴

Altium Designer課程實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)實(shí)施優(yōu)質(zhì)、高效授課，并保證教學(xué)質(zhì)量具有挑戰(zhàn)性。針對(duì)目前教學(xué)實(shí)踐中的問(wèn)題，提出將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法和微課教學(xué)模式引入Altium Designer課程。教學(xué)實(shí)踐表明，這種教學(xué)改革符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，能夠提高學(xué)生自學(xué)能力和教學(xué)效果。

Altium Designer；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)；微課教學(xué)

0　引言

隨著電子技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，各類(lèi)新型元器件層出不窮，電子線路變得越來(lái)越復(fù)雜，掌握電子線路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)成為電子信息類(lèi)從業(yè)人員必備的基本技能之一，因此，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic Design Automation，EDA）被列為電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中的專(zhuān)業(yè)課程之一［1］。Altium Designer軟件在電子行業(yè)普及率很高，是EDA軟件的首選，許多高校的電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)EDA課程都選擇該軟件進(jìn)行教學(xué)，它將原理圖設(shè)計(jì)、印刷電路板繪制編輯、拓?fù)溥壿嬜詣?dòng)布線、電路仿真、信號(hào)完整性分析和設(shè)計(jì)輸出等技術(shù)的完美融合，熟練掌握該軟件的使用必將使電路設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和效率大大提高［2］。Altium Designer課程具有內(nèi)容豐富、涉及知識(shí)面廣、信息量大和發(fā)展更新快等特點(diǎn)，同時(shí)又與電子技術(shù)、嵌入式技術(shù)等專(zhuān)業(yè)課程有關(guān)，在印刷電路板繪制時(shí)還要熟悉電子產(chǎn)品的裝配工藝，在有限的課時(shí)內(nèi)講授Altium Designer軟件的應(yīng)用、并培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品的能力對(duì)教師的教學(xué)方法與能力是一個(gè)挑戰(zhàn)，Altium Designer課程教學(xué)需要教師去研究和探索。本文對(duì)目前的教學(xué)方法和教學(xué)模式進(jìn)行調(diào)研和總結(jié)，針對(duì)存在的問(wèn)題，引入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法和微課教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)改革。

1　教學(xué)現(xiàn)狀

為了探索Altium Designer課程的教學(xué)方法，提高教學(xué)效果，作者對(duì)目前的教學(xué)方法和模式進(jìn)行了調(diào)研和總結(jié)。

1.1教學(xué)方法

在教方面，通常根據(jù)教材按章逐節(jié)對(duì)軟件的功能、菜單選項(xiàng)等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講授，而不考慮該內(nèi)容在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中是否涉及，教學(xué)過(guò)程中注重對(duì)知識(shí)點(diǎn)的分類(lèi)，對(duì)Altium Designer的基本操作按照相關(guān)性從易到難、由淺入深的羅列講解，但對(duì)實(shí)際項(xiàng)目需要選擇的操作講解不充分［2］。在學(xué)方面，學(xué)生除了課堂學(xué)習(xí)，課外主要按照教材圖文描述的操作步驟進(jìn)行練習(xí)，但目前的教材實(shí)用性不強(qiáng)，著重介紹軟件的功能，對(duì)于應(yīng)用軟件完成具體項(xiàng)目介紹不足，而且，由于學(xué)生對(duì)電子器件的專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)表述（特別是專(zhuān)業(yè)縮寫(xiě)詞）不熟悉，理解文字描述時(shí)存在一定困難，學(xué)習(xí)效率不理想，導(dǎo)致學(xué)生感覺(jué)入門(mén)慢，軟件操作復(fù)雜，學(xué)習(xí)興趣會(huì)隨時(shí)間推移、知識(shí)點(diǎn)增加而喪失，產(chǎn)生厭學(xué)現(xiàn)象直至對(duì)課程的排斥。

1.2教學(xué)模式

目前的教學(xué)模式主要有兩種：一種是講授和操作同時(shí)進(jìn)行。教師通過(guò)實(shí)例按知識(shí)點(diǎn)講授，并采用多媒體演示，學(xué)生模仿演示進(jìn)行操作，這種模仿式教學(xué)不利于構(gòu)建知識(shí)體系，也不能培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，學(xué)生學(xué)習(xí)效果達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，學(xué)生聽(tīng)著會(huì)、做著錯(cuò)，或者記的多、理解的少，能夠完全將知識(shí)點(diǎn)消化吸收并能靈活運(yùn)用的學(xué)生不多，導(dǎo)致課程結(jié)束時(shí)，學(xué)生感覺(jué)學(xué)了很多，但不能靈活運(yùn)用。另一種是講授和操作交叉進(jìn)行，教師集中講授和演示知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生根據(jù)記憶和理解進(jìn)行上機(jī)操作，完成布置的任務(wù)，由于講授的內(nèi)容比較多，操作步驟繁多，難以完整地記住所有操作的細(xì)節(jié)，學(xué)生在理解軟件設(shè)置、圖件選擇時(shí)比較困難，操作時(shí)會(huì)遺忘部分的知識(shí)點(diǎn)，導(dǎo)致一點(diǎn)不會(huì)就無(wú)從下手或連鎖錯(cuò)誤，這種以教為主的教學(xué)方式在實(shí)踐操作指導(dǎo)中教師經(jīng)常要不斷地解答同樣的問(wèn)題，由于學(xué)時(shí)和精力有限，往往不能兼顧到所有學(xué)生，難以一對(duì)一及時(shí)答疑，部分學(xué)生因沒(méi)有及時(shí)得到教師的解惑，影響了學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)的積極性。

鑒于目前教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，需要對(duì)Altium Designer課程的教學(xué)進(jìn)行研究，探索既符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，又能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力的教學(xué)方法和模式，從而提高教學(xué)效果。

2　教學(xué)研究

針對(duì)前述Altium Designer課程教學(xué)實(shí)踐的現(xiàn)狀，以提高教學(xué)水平、教學(xué)效率和教學(xué)效果為目標(biāo)，作者結(jié)合Altium Designer課程的特點(diǎn)，研究和探索項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、微課教學(xué)模式的應(yīng)用。

2.1項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的基本思想是將教學(xué)活動(dòng)與實(shí)際的工程項(xiàng)目相結(jié)合，通過(guò)完成一個(gè)完整的項(xiàng)目而由淺入深、逐步展開(kāi)教學(xué)活動(dòng)，項(xiàng)目作為教學(xué)內(nèi)容的載體，將知識(shí)點(diǎn)融入到若干個(gè)實(shí)際的項(xiàng)目中，每個(gè)項(xiàng)目覆蓋一定的教學(xué)內(nèi)容，項(xiàng)目之間同時(shí)也存在知識(shí)點(diǎn)的交叉，通過(guò)多個(gè)項(xiàng)目的完成，使學(xué)生在項(xiàng)目的完成過(guò)程中掌握知識(shí)點(diǎn)［3，4］。

Altium Designer課程的特點(diǎn)是的面向?qū)嶋H工程應(yīng)用，實(shí)踐性非常明顯，電類(lèi)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員都是應(yīng)用該軟件完成實(shí)際電路項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，因此，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法適合Altium Designer課程的教學(xué)，通過(guò)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，有目的來(lái)學(xué)習(xí)基本操作和理解軟件的使用，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手嘗試，進(jìn)而樹(shù)立學(xué)生的自信心和培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，從而更加有利于學(xué)生在實(shí)踐中理解、應(yīng)用和鞏固所學(xué)的基本知識(shí)點(diǎn)，最終逐步掌握軟件的使用。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法實(shí)施的關(guān)鍵在于項(xiàng)目的選擇，項(xiàng)目既要有一定的實(shí)用價(jià)值又要具備可行性，但由于學(xué)時(shí)限制，選擇的教學(xué)項(xiàng)目又不能太復(fù)雜，項(xiàng)目應(yīng)立足教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，符合學(xué)生的能力水平，包含前期已學(xué)的基本知識(shí)點(diǎn)，在完成項(xiàng)目的同時(shí)，不僅加強(qiáng)了基本操作的練習(xí)，還進(jìn)行了綜合。作者在教學(xué)過(guò)程中選擇生活中常見(jiàn)的電路為案例（如手機(jī)充電器電路、門(mén)鈴電路、LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路等），這種真實(shí)的項(xiàng)目能提高學(xué)會(huì)求知的欲望，通過(guò)項(xiàng)目的完成，學(xué)生會(huì)更加深刻的認(rèn)識(shí)到課程的作用，從而激發(fā)學(xué)習(xí)課程的積極性和主動(dòng)性。

2.2微課教學(xué)

微課以教學(xué)視頻為主體，對(duì)課堂教學(xué)過(guò)程中的某個(gè)知識(shí)點(diǎn)、教學(xué)環(huán)節(jié)相關(guān)的教學(xué)資源進(jìn)行有機(jī)組合，教學(xué)針對(duì)性較強(qiáng)［5］。教師將教學(xué)內(nèi)容以項(xiàng)目的形式制作成微課教學(xué)視頻并放入校園網(wǎng)，突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，打破了課堂教學(xué)的局限性，學(xué)生可以根據(jù)自身需求，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)利用計(jì)算機(jī)、移動(dòng)客戶(hù)端觀看微課教學(xué)視頻，隨時(shí)隨地反復(fù)學(xué)習(xí)來(lái)加強(qiáng)理解，解決操作中遇到的問(wèn)題，打破學(xué)習(xí)的時(shí)間和地域的限制，可以在較短的時(shí)間內(nèi)掌握相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和興趣。

2.2.1微課選題

微課開(kāi)發(fā)最關(guān)鍵的一步是合理選題，重點(diǎn)和難點(diǎn)是教學(xué)內(nèi)容的核心，因此微課選題應(yīng)圍繞重難點(diǎn)展開(kāi)，學(xué)生可以通過(guò)反復(fù)觀看微課視頻來(lái)加深理解課堂上沒(méi)有理解透徹的重難點(diǎn)知識(shí)。以層次電路的設(shè)計(jì)為例，放置圖標(biāo)符需要注意是標(biāo)號(hào)Designator屬性必須與文件名Filename一致），放置圖紙入口時(shí)要注意名稱(chēng)Name屬性，如XTAL1和I/O類(lèi)型（Input、Output、Bidirectional），以及端口方向Style的選擇，電路功能塊之間的總線連線上應(yīng)放置總線標(biāo)號(hào)，如A［0..15］等。

2.2.2微課教學(xué)設(shè)計(jì)

微課教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)對(duì)于其能否達(dá)到預(yù)期理想的教學(xué)效果至關(guān)重要。教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)圍繞選題，包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、教學(xué)活動(dòng)和練習(xí)的設(shè)計(jì)，并保證教學(xué)內(nèi)容的完整和知識(shí)點(diǎn)的邏輯性，而且，盡可能最大化應(yīng)用相關(guān)的教學(xué)資源，搜集相關(guān)的圖片、音頻和視頻等素材，加入到微課中，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的表現(xiàn)力，同時(shí)使得教學(xué)內(nèi)容通俗易懂，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)微課所授知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)興趣。

作者教學(xué)實(shí)踐表明，合理引入微課能夠減輕教師的指導(dǎo)和答疑工作量，避免重復(fù)解答相同的問(wèn)題，上機(jī)練習(xí)提問(wèn)率大幅降低。采用微課教學(xué)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性提高，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提升，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式更靈活自主，遇到問(wèn)題時(shí)可以隨時(shí)查看微課，不需要舉手等教師解答，極大地提高了學(xué)習(xí)效率。

3　結(jié)束語(yǔ)

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法圍繞項(xiàng)目來(lái)組織知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)，項(xiàng)目涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，對(duì)課程的學(xué)習(xí)具有系統(tǒng)性，但教學(xué)實(shí)踐也發(fā)現(xiàn)這種方法融合了知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)不夠深入，將微課這一新型教學(xué)模式引入Altium Designer課程教學(xué)，可以有效解決這一問(wèn)題，總之，不同的教學(xué)方法或模式都有各自的優(yōu)勢(shì)和局限性，在教學(xué)實(shí)踐中，需要教師不斷地探索新的教學(xué)方法和教學(xué)模式，穿插應(yīng)用，揚(yáng)長(zhǎng)避短，從而提高教學(xué)質(zhì)量和改善教學(xué)效果。

［1］蔣俊華，楊毅.“電子電路CAD”課程教學(xué)改革探索［J］.商丘師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，32（6）:95-96.

［2］崔玉美.Altium Designer課程教學(xué)實(shí)踐改革［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)，2015，11（13）:117-118.

［3］徐雅斌，周維真，施運(yùn)梅，等.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的研究與實(shí)踐［J］.遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2011，13（3）:125-127.

［4］何富運(yùn)，劉俊秀，羅玉玲.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)在“Altium Designer”課程教學(xué)中的實(shí)踐［J］.科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016（9）:181.

［5］王繼良.基于微課的課程教學(xué)改革研究［J］.工業(yè)和信息化教育，2015（4）:80-82.

陳薇（1984—），女，江蘇泰州人，南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院自動(dòng)化系講師，主要從事樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的研究。

田小琴（1980—），女，江蘇泰州人，南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院自動(dòng)化系講師，主要從事電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化研究。