王進(jìn)滿

嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江嘉興 314036

電子CAD課程校本教材的開(kāi)發(fā)

王進(jìn)滿

嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江嘉興 314036

教材是知識(shí)的載體，是教師進(jìn)行教學(xué)的基本工具，是提高教學(xué)質(zhì)量的保證。電子CAD是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的核心課程，以應(yīng)用為目的，編寫(xiě)電子CAD校本教材，教材的編寫(xiě)緊密結(jié)合技術(shù)技能型人才培養(yǎng)目標(biāo)，內(nèi)容選取結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，教學(xué)方法、學(xué)習(xí)方法等方面突出職業(yè)教育的特點(diǎn)，突出應(yīng)用能力的培養(yǎng)。開(kāi)發(fā)突出“教、學(xué)、做”一體化的特點(diǎn)，利于培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)興趣，以提高教學(xué)效果。

電子CAD；項(xiàng)目化；校本教材；開(kāi)發(fā)

電子CAD課程是我校應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)及電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)一門(mén)技能訓(xùn)練課，在學(xué)習(xí)本課程時(shí)，學(xué)生應(yīng)具有電工、模擬電路、數(shù)字電路等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。通過(guò)電子CAD課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握運(yùn)用電子電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行電路原理圖設(shè)計(jì)、電路印制板圖設(shè)計(jì)以及電路原理圖的模擬/仿真等基本知識(shí)和基本技能，受到運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能解決實(shí)際工程問(wèn)題的基本訓(xùn)練，為今后從事電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)調(diào)試打下基礎(chǔ)。我校電子CAD課程原來(lái)使用的軟件為Protel 99 se，隨著軟件版本的升級(jí)，現(xiàn)在改為Altium Designer Winter 09。軟件版本升級(jí)后由于未找到適合本校電子CAD課程教學(xué)的高職高專教材，決定自己動(dòng)手編一本校本教材。本教材的編寫(xiě)緊密結(jié)合技術(shù)技能型人才培養(yǎng)目標(biāo)，內(nèi)容選取結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，教學(xué)方法、學(xué)習(xí)方法等方面突出職業(yè)教育的特點(diǎn)，突出應(yīng)用能力的培養(yǎng)。在知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用上，理論聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)操作與實(shí)訓(xùn)，把學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)融匯于教材之中，并貫穿始終[1]。

1 電子CAD課程項(xiàng)目化教學(xué)簡(jiǎn)介

電子CAD課程是本校高職應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)及電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)一門(mén)技能訓(xùn)練課，采用項(xiàng)目化教學(xué)。將該課程按技術(shù)內(nèi)容分為若干個(gè)單元，每個(gè)技術(shù)單元作為一個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，每個(gè)教學(xué)項(xiàng)目再細(xì)化幾個(gè)具體的任務(wù)，實(shí)行理實(shí)一體化的項(xiàng)目式教學(xué)，每個(gè)教學(xué)任務(wù)都以應(yīng)用該項(xiàng)技能完成一個(gè)作業(yè)結(jié)束。例如，項(xiàng)目一“三極管放大電路”，包括3個(gè)任務(wù)。任務(wù)1：認(rèn)識(shí)Altium Designer 軟件，了解Altium Designer Winter 09軟件界面環(huán)境；任務(wù)2：繪制三極管放大電路原理圖，掌握原理圖圖紙參數(shù)的設(shè)置及原理圖繪制方法；任務(wù)3：三極管放大電路PCB圖的設(shè)計(jì)，了解印制電路板的相關(guān)知識(shí)，掌握通過(guò)向?qū)?chuàng)建PCB板文件的方法，掌握PCB板環(huán)境參數(shù)設(shè)置方法，掌握PCB板的手工布線以及導(dǎo)線寬度及走線角度的調(diào)整方法，能夠在3D模式下查看PCB電路板的實(shí)際設(shè)計(jì)情況。通過(guò)項(xiàng)目一掌握PCB板設(shè)計(jì)入門(mén)知識(shí)。

項(xiàng)目教學(xué)法的特點(diǎn)：(1)在教學(xué)內(nèi)容上，根據(jù)學(xué)生的接受能力及職業(yè)能力的需求，以“項(xiàng)目”為線索，以“任務(wù)”為具體模塊，精心安排教材內(nèi)容，使其符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)。(2)在教學(xué)方法上，改變傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力及動(dòng)手能力，注重學(xué)生的能力培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和合作意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)際問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力[2]。

2 教材開(kāi)發(fā)思路與方法

教材不應(yīng)只是知識(shí)的堆砌，還應(yīng)含有適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，教學(xué)方法應(yīng)充分體現(xiàn)在教材編寫(xiě)中。高等職業(yè)技術(shù)教育的目標(biāo)是培養(yǎng)面向生產(chǎn)一線的技術(shù)技能型應(yīng)用人才，從學(xué)生畢業(yè)后的實(shí)際工作需要出發(fā)，確定學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)能力結(jié)構(gòu)，將理論知識(shí)和技術(shù)應(yīng)用融合在一起，形成以項(xiàng)目為線索的典型工作任務(wù)驅(qū)動(dòng)的編寫(xiě)思路。

(1)以能力為本位確定知識(shí)結(jié)構(gòu)，知識(shí)以必需、夠用為度，強(qiáng)調(diào)能力核心的宗旨，圍繞學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力及素質(zhì)培養(yǎng)來(lái)設(shè)計(jì)教材內(nèi)容，案例貼近實(shí)際職業(yè)工作。

(2)教材應(yīng)體現(xiàn)教學(xué)觀念和教學(xué)方法，本教材采用項(xiàng)目化教學(xué)與典型工作任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，構(gòu)建基于項(xiàng)目的教學(xué)做一體化的教學(xué)內(nèi)容體系，引導(dǎo)學(xué)生建立起完整的電子CAD技術(shù)的知識(shí)與技能體系。

(3)以PCB電路板設(shè)計(jì)為主線，實(shí)際應(yīng)用為目的，結(jié)合教學(xué)實(shí)際，構(gòu)建教材內(nèi)容體系。教材體系包括三方面：原理圖設(shè)計(jì)、PCB電路板設(shè)計(jì)以及電路仿真。在編寫(xiě)教材時(shí)考慮到學(xué)生畢業(yè)后所從事的工作領(lǐng)域，在練習(xí)中增加了電氣控制系統(tǒng)中的元器件符號(hào)繪制及電氣原理圖設(shè)計(jì)，以適應(yīng)將來(lái)電氣控制方面工作，拓展所從事的工作范圍。教材編寫(xiě)內(nèi)容力求自成體系,適合高職類生源教學(xué)，并為其掌握專業(yè)技術(shù)、從事相關(guān)技術(shù)工作和持續(xù)發(fā)展打下必要的基礎(chǔ)。

(4)在教材編寫(xiě)中，淡化傳統(tǒng)的先理論后實(shí)踐的學(xué)科化知識(shí)體系，優(yōu)化教材知識(shí)結(jié)構(gòu)，理實(shí)并進(jìn)，將理論知識(shí)容納入實(shí)踐中。以職業(yè)崗位能力需求確定課程目標(biāo)、教學(xué)模塊，突出職業(yè)能力培養(yǎng)，按作業(yè)流程和“教學(xué)做”一體化安排教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)。

(5)針對(duì)高職高專生源、教學(xué)特點(diǎn)及培養(yǎng)目標(biāo)，教材編寫(xiě)力求符合職業(yè)教育特點(diǎn)，強(qiáng)化教學(xué)中技能適用性。教材圖文并茂，直觀、具體、淺顯易懂、簡(jiǎn)明實(shí)用。教材力求以實(shí)際工程案例為載體貫徹教材內(nèi)容，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性和實(shí)用性，有利于學(xué)以致用，學(xué)用結(jié)合[3]。

3 教材內(nèi)容的選取與組織

教材編寫(xiě)要體現(xiàn)職業(yè)應(yīng)用能力，要突出體現(xiàn)技術(shù)發(fā)展方向和發(fā)展態(tài)勢(shì)。高職教育所培養(yǎng)的是第一線技術(shù)技能性人才，所以教材的選取應(yīng)符合職業(yè)教育的要求，并應(yīng)考慮職業(yè)崗位的遷移能力。教材內(nèi)容選取來(lái)源于企業(yè)實(shí)際工作崗位要求。大量的職業(yè)教育實(shí)踐證明，基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)理論知識(shí)愈扎實(shí)，職業(yè)崗位的遷移能力就會(huì)愈強(qiáng)。高職教育所培養(yǎng)的第一線技術(shù)應(yīng)用性人才，也需要有一定的專業(yè)理論知識(shí)。因此，在教材建設(shè)時(shí)，要充分考慮到這一點(diǎn)。

在教材內(nèi)容組織上，以實(shí)際工作過(guò)程為基礎(chǔ)，按照教學(xué)要求，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由單一到綜合，層層遞進(jìn)，將職業(yè)崗位所需的理論知識(shí)和實(shí)際工作應(yīng)用串在一起，教材內(nèi)容基本涵蓋了原理圖繪制，PCB電路板繪制，集成庫(kù)、元件庫(kù)、封裝庫(kù)創(chuàng)建及原理圖原件、封裝制作等內(nèi)容。每個(gè)項(xiàng)目每個(gè)任務(wù)都有實(shí)踐訓(xùn)練，由淺入深，由易到難，指導(dǎo)學(xué)生能夠主動(dòng)自主學(xué)習(xí)，理論知識(shí)及動(dòng)手能力能夠得到逐步提高。

在教材內(nèi)容編排上，打破以往教材先介紹理論然后實(shí)踐的編寫(xiě)模式，以提高職業(yè)能力為線索，以項(xiàng)目為引導(dǎo)，以典型工作任務(wù)驅(qū)動(dòng)，理論知識(shí)以必須、夠用為度編排教材內(nèi)容。本教材共含有5個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，根據(jù)知識(shí)及技能要求，將項(xiàng)目分解成子任務(wù)，每個(gè)子任務(wù)都有自己獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)，完成了子任務(wù)的學(xué)習(xí)，也就完成了整個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)。每個(gè)學(xué)習(xí)子任務(wù)都將理論知識(shí)與實(shí)踐融合在一起，學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)到了理論知識(shí)，同時(shí)理論知識(shí)也指導(dǎo)了實(shí)踐。這樣的編排，能訓(xùn)練學(xué)生在原理圖繪制設(shè)計(jì)、PCB板繪制設(shè)計(jì)及電子產(chǎn)品相關(guān)工作解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題等方面的能力，具有系統(tǒng)性和實(shí)用性。

教材編寫(xiě)時(shí)充分體現(xiàn)了，“做中學(xué)，學(xué)中做，教學(xué)做一體化”的職業(yè)教育理念，強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為中心”，以學(xué)生直接經(jīng)驗(yàn)形成掌握融于各項(xiàng)實(shí)踐行動(dòng)中的知識(shí)和技能，以學(xué)生能力培養(yǎng)為本位[4]。

4 教材結(jié)構(gòu)

Altium Designer是當(dāng)前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)印制電路板應(yīng)用最廣泛的工具之一。本教材根據(jù)崗位職業(yè)技能要求，結(jié)合職業(yè)技術(shù)課程教育的特點(diǎn)，采用以任務(wù)驅(qū)動(dòng)，項(xiàng)目導(dǎo)向的教學(xué)模式，以繪制PCB電路板設(shè)計(jì)為主線，介紹了電氣原理圖設(shè)計(jì)、PCB電路板設(shè)計(jì)、原理圖原件制作、封裝制作及電路仿真等技術(shù)應(yīng)用。全教材共包括5個(gè)項(xiàng)目。項(xiàng)目一“三極管放大電路設(shè)計(jì)”，本項(xiàng)目學(xué)習(xí)原理圖圖紙創(chuàng)建及原理圖繪制方法，PCB板的自動(dòng)生成方法，原理圖數(shù)據(jù)導(dǎo)入到PCB板，在PCB板中布局、布線，PCB板的三維顯示等。在本項(xiàng)目中需要完成三極管放大電路原理圖、三極管放大電路PCB板圖設(shè)計(jì)以及3D顯示等。項(xiàng)目二“計(jì)數(shù)譯碼器設(shè)計(jì)”，本項(xiàng)目學(xué)習(xí)原理圖編輯的操作界面設(shè)置、原理圖圖紙?jiān)O(shè)置、原理圖工作環(huán)境設(shè)置、原理圖元件查找方法、手動(dòng)創(chuàng)建PCB板的方法、常用PCB板設(shè)計(jì)規(guī)則、PCB板自動(dòng)布線方法。項(xiàng)目三“數(shù)碼管電路設(shè)計(jì)”，本項(xiàng)目學(xué)習(xí)集成庫(kù)、原理圖庫(kù)、封裝庫(kù)的創(chuàng)建方法，元件及封裝的制作，如何將集成庫(kù)、原理圖庫(kù)、封裝庫(kù)添加到庫(kù)工作面板，用新建的集成庫(kù)、原理圖庫(kù)、封裝庫(kù)繪制原理圖及PCB板，PCB板的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查及修改方法以及PCB板的設(shè)計(jì)技巧。項(xiàng)目四“信號(hào)檢測(cè)與顯示電路設(shè)計(jì)(層次電路設(shè)計(jì))”，本項(xiàng)目學(xué)習(xí)層次原理圖的概念、使用層次圖的目的、設(shè)計(jì)方法和步驟(兩個(gè)原則：自上向下設(shè)計(jì)層次原理圖；自底向上設(shè)計(jì)層次原理圖)、方塊電路繪制及各個(gè)模塊原理圖設(shè)計(jì)、I/O端口、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)全局有效的層次原理圖的繪制。項(xiàng)目五，有源低通濾波電路仿真，本項(xiàng)目學(xué)習(xí)常用仿真元件庫(kù)設(shè)置方法，菜單欄的基本使用，工具欄的基本使用，激勵(lì)源設(shè)置方法以及常用波形管理命令。

本教材從學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)能力結(jié)構(gòu)出發(fā)，由易到難，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，每個(gè)項(xiàng)目及任務(wù)結(jié)構(gòu)基本相同，下面以項(xiàng)目一為例介紹教材結(jié)構(gòu)。

5 教材特色

(1)本著技術(shù)應(yīng)用的目的，以Altium Designer Winter 09軟件應(yīng)用為主線，注重培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技術(shù)能力，關(guān)注學(xué)生的未來(lái)工作崗位，突顯高等職業(yè)教育的特點(diǎn)，注重對(duì)電子CAD知識(shí)的應(yīng)用和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

(2)以在實(shí)際工作中“必需、夠用”為原則，不涉及Altium Designer Winter 09中不實(shí)用以及不常用的菜單命令及功能。

(3)包含了繪制原理圖、PCB板、原理圖原件制作、封裝制作及電路仿真等內(nèi)容。

(4)教材內(nèi)容豐富、層次清晰、圖文并茂。

(5)在教材使用上，先以完成某個(gè)任務(wù)為教學(xué)目標(biāo)，通過(guò)多個(gè)任務(wù)達(dá)到完成綜合項(xiàng)目的教學(xué)目標(biāo)。內(nèi)容上，理中有實(shí)，實(shí)中有理，注重教、學(xué)、練的緊密結(jié)合，突出學(xué)生動(dòng)手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)，利于培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)興趣。

(6)在教材編輯上，力求文字通俗易懂，便于理解。每個(gè)項(xiàng)目后面都提供了大量的習(xí)題練習(xí)。在項(xiàng)目前列出了每一個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)目標(biāo)，在任務(wù)描述中針對(duì)每個(gè)任務(wù)都提出了應(yīng)掌握的基本知識(shí)和技能，以方便讀者學(xué)習(xí)使用，使讀者對(duì)所學(xué)知識(shí)能得到進(jìn)一步的理解和掌握。

另外，指令在漢化過(guò)程中有的指令翻譯得不是十分準(zhǔn)確，但為了讓學(xué)生能對(duì)照界面操作，還是盡量采取界面的漢化翻譯。

6 結(jié)束語(yǔ)

教材是學(xué)生系統(tǒng)地獲取知識(shí)培養(yǎng)學(xué)生能力的重要工具。本教材的編寫(xiě)注重強(qiáng)調(diào)理論和實(shí)踐的聯(lián)系，增加了大量課后練習(xí)，通過(guò)課后練習(xí)，尤其是綜合性練習(xí)，鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，也鍛煉了學(xué)生主動(dòng)性的思維能力，提高了學(xué)生的職業(yè)技能，使學(xué)生學(xué)為所用，真正掌握一技之能。

[1] 邵建昂.Protel 99教學(xué)實(shí)踐探討[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2007(2):100-102.

[2] 王進(jìn)滿.基于工作過(guò)程《機(jī)電產(chǎn)品電氣控制》課程教材開(kāi)發(fā)[J].當(dāng)代職業(yè)教育,2014(2):89-91.

[3] 賴昭勝,管立新.Protel 99常見(jiàn)問(wèn)題的分析與解決方法[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2004(8):93-95.

[4] 劉鐵生,吳颶,肖偉杰.基于校本教材教學(xué)改革的實(shí)踐與探究[J].江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2008(8):61-62.

Electronic CAD Course School-based Textbook Development

Wang Jinman

Jiaxing Vocational Technical College, Jiaxing, 314036, China

Teaching material is the carrier of knowledge, the basic tool for teachers to carry out teaching, and the guarantee of improving teaching quality. "Electronic CAD" is a core curriculum of applied electronic technology specialty, the application for the purpose of Compiling electronic CAD course school-based teaching materials, textbooks are closely combined with the training goal of skilled technical personnel, content selection combined with practical application, characteristics of teaching methods, learning methods and other aspects of occupation education, emphasize the training of application ability. The development of the "teaching, learning, doing" integration of the characteristics of the students to develop self-learning, active learning interest in order to improve teaching effectiveness.

electronic CAD; project oriented; school-based textbook; development

王進(jìn)滿，本科，副教授。