“电子电路cad”课程教学改革探索

2016-04-13蒋俊华杨毅

商丘师范学院学报 2016年6期

关键词：微信平台混合式教学

蒋俊华，杨毅

(1.河南大学民生学院，河南开封 475003；2.河南大学　物理与电子学院河南开封 475004)

“电子电路cad”课程教学改革探索

蒋俊华1，2，杨毅2

(1.河南大学民生学院，河南开封 475003；2.河南大学物理与电子学院河南开封 475004)

摘要：对电子电路cad课程目前的教学现状和教学内容进行了分析，根据目前教学中存在的问题，对教学内容、教学手段、实验教学模式和考核方式等方面进行探索，并提出了具体的改革办法.通过实践证明，这些措施能激发学生的学习兴趣，有利于学生创新能力和实践能力的培养.

关键词：微信平台；混合式教学；阶段性考核

0引言

《电子电路cad》是电类专业学生的必修课程，它主要以《电路》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等课程为基础，也是相关专业后续《嵌入式系统设计》、《模拟集成电路设计》、《数字集成电路设计》等专业课程的先修课程[1-3].电子电路的教学不仅要求学生掌握电路的基本原理和参数计算方法，更重要的是培养其具备电路的设计、分析、和开发能力，是一门应用性和实践性非常强的课程.另外，电子电路的设计必须要求要掌握经典的电路工作原理以及电路的拓补结构和参数选择，这些电路内容繁多，结构复杂，难以掌握.考虑现状，学生基本知识的掌握参差不齐，30%-40%学生电路分析课程的功底不够扎实，导致学生在学习理论内容和用软件仿真分析验证时难度较大，大学生感觉压力很大，学习起来感到比较困难，如何改变该现状是当前急需解决的问题.

电子电路cad课程的教学一般是由理论教学、实践教学和课程设计等教学环节构成的，在教学活动中一般都是理论教学和相关的实践教学交叉进行，学生在学习相关知识点之后，马上可以动手相关的实验进行验证.这样虽然学习节奏上安排合理，能把新知识立刻运用到实践中，但同时也会带来不利的影响.因为仿真软件是英文的，学习刚刚接触到专业的软件很多术语还不清楚，软件操作会很不习惯，这样就会造成学生感觉课程内容太多，软件操作太难，起初产生的兴趣会随时间的推移而逐渐变成对课程的排斥.那么我们在教学中，必须充分结合理论教学的进程，及时地利用仿真软件，在计算机上进行电路设计和仿真验证，再有效利用移动学习资源开辟一种新型的辅助学习模式.

1教学内容的改革

电子电路设计和仿真的软件有很多，大多数学校相关专业在课程讲授和实验的过程中都是采用一种软件，但是每个软件都有各自的优势.Protel是应用非常广泛的软件，PCB布线功能完善，简单易学，作为入门级PCB设计的软件是非常合适的.Orcad是功能强大的模拟电路和数字电路混合仿真EDA软件，它可以进行各种各样的电路仿真，并在同一个窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果，支持的Netlist超多，已经成为原理图设计软件的业界标准[4].针对笔者多年的从教经验，系统调研了学生学习该课程的情况，并结合软件自身的特点，认为综合这两种软件的学习会取得较好的效果.另外这两类软件都是英文软件，学生学习起来有很大的困难，再加上大部分学生对一些基本的电子元器件不太熟悉，经典的电路不会分析，更不知道如何利用软件去仿真验证，更谈不上印刷电路板的设计了.但是对于本课程来说，电路的设计与分析是重点，一旦针对某个设计任务形成了设计方案，电路拓补结构和元器件选择完成了，印刷电路板的设计相对而言就比较简单了.所以在课时分配上，32课时用于软件的仿真教学，其余的12课时教授印刷电路板的制作.

2采取混合式教学模式

本课程内容主要包括电路分析和软件操作，传统的板书教学模式就无法完成授课.所以主要的授课方式必须采取多媒体教学，但是多媒体教学方式在课堂中是通过一幅幅的图片显示教学的进程，不具备连贯性，而且在课堂上由于时间有限，很多内容无法一一展现.另外在操作演示的过程中，由于是英文软件，无论是设计电路图，还是仿真分析设置，涉及的内容和步骤比较多，对于大二学生来说，刚刚接触专业软件，学习起来比较困难，总是认为老师操作过快，而且每周一次3个课时的学习时间，也不可能举太多的事例，课堂外，老师也不可能随时随地面对面解决问题.所以时间一长，学生学习困难越来越大，学习的兴趣也就慢慢消失.

尤为重要的是，《电子电路仿真与设计》这门课实践性比较强，而且设计出来的电路和我们生活中的应用息息相关.结合这门课的实际情况，如果要提高学习的积极性，需要做大量的实践.对同一个设计任务，会有很多种设计方案可以实现，但是如果能在设计初级阶段确定方案的合理性，那么就会节约大量的时间和精力.还有如何在较短时间内让大部分学生都能参与进来，必须要开展课堂讨论，这个环节如果控制不好的话，就会出现混乱情况，而且很难保证教学的质量与水平.以上是本课程在教学的过程中存在的问题，为了解决以上这些问题，我们根据微信提供的第三方接口，开发一个课程教学平台，主要包含以下功能内容[5]：

(1)在微信平台上通过关键词“电路设计”查询课程相关内容，通过关键词“pspice”“仿真”“orcad”查询软件使用，软件帮助等信息

(2)浏览课程内容、观看讲课视频、EDA工具使用指南、实验项目安排、经典电路查询和师生在线交流等功能.

(3)举办竞赛活动(比如班级设计比赛)、网上讨论等.

无论校内还是校外，只要关注微信号或对应的二维码，连上网络就可以在智能机端分享信息.

利用此微信平台，将电子电路课程内容和资源以适当的交互方式和技术手段进行转化，呈现给学生，将有助于改善教学中现有信息课程教学的单调性，增强教师和学生的有效交互，增大教学内容的丰富性，以及提升课程资源的共享率.这种基于微信的教学方法，在电子电路cad课程中加以实践，使教学过程更加立体，教学内容更加丰富，增加师生之间的互动.它是在传统教学的基础上，以培养创新型和素质型人才为目标，不断改变教学方式，不断探索和改革教学内容、教学手段和考核方式，对提高教学质量起到非常重要的作用.

3采取项目分类式课程实验模式

电子电路错综复杂，形式变化多端.对于初学者来说，详细分析每一种电路是不可能的，那么如何在有限的教学课时内，让学生尽可能地接触更多类实验项目，是我们着重解决的问题.其实电子电路本身规律性比较强，我们对复杂的电路，按照其实现功能可以划分若干个模块.在学习的过程中，我们按照电路实现的功能对其分类，针对每一类电路进行实验，同类别的电路之前往往都是相关的，这样可以做到触类旁通，掌握更多更复杂的电路.对于初学者来说，在掌握了基本单元电路之后，设计和分析电路就具备相应的基础.据此，把电子电路分为电源电路、放大电路、振荡和调制电路及数字逻辑电路等等[6-8].每一种功能电路安排两次实验，老师进行基本的理论知识讲授之后，提出设计需求和设计指标，给出参考电路图，由学生自主完成具体的电路设计、仿真和验证.

4采取以上机测试为主和阶段式考核方式

电子电路课程实践性比较强，纸质卷面考试不能公正地评判学生学习的实际情况，也与能力培养的初衷背道而驰.另外，目前大学生的整体状况就是平时松懈考前紧张，为了改变学生的学习态度，提高教学效果，采取和教学改革相匹配的以上机测试为主、阶段性考核方式，而且各个层次的分数不是简单的累加[9-11].除了注意平时的出勤、作业之外，还包括期中、期末上机考试以及课程论文相结合的考核方式.为了避免学生之间相互抄袭的现象，无论是作业检查，还是期中、期末考试，都是通过上机来完成，教师当场对学生设计的电路与分析结果进行提问，逐步提高学生的实践能力和理论知识的掌握程度.

以上措施，经我院2个年级测控技术仪器专业学生实施后，取得了良好的效果.课程的学习气氛明显提高，对经典的模拟电子电路分析方法掌握情况有较大提高，常用的数字电子电路逻辑分析和验证更加明确，微信公众号关注度逐步增加.

参考文献：

[1]王晓丽，周浔，薛海鹰.电子技术课程设计教学改革研究与实践[J].实验技术与管理,2014，31(7)：180-181.

[2]高海阔 ,马盛楠 .“电子电路cad”课程教学改革的探索[J].教学教学论坛，2014，5(19)：40-41.

[3]李梅，赵冬梅，肖萍．加强实践教学改革，全面提高学生的综合素质[J] ．实验室研究与探索，2011，30(6)：261-263.

[4]林科.“电子电路 CAD” 课程教学改革的探索[J].科技信息，2012，17：143-144.

[5]王磊，邹铠同.微信公众平台在高校中的应用[J].电子技术与软件工程,2014(7):48-49.

[6]崔巅博，王晓丽，童睆，等．培养学员创新能力的创新实践教育体系研究[J].实验技术与管理，2013,30(3):144-146.

[7]张新安，熊文元，包本刚．电子技术专业实践教学改革的研究与实践[J].实验技术与管理，2011，28 (7)：24-27.

[8]吴志祥，许清泉，黄亮.“卓越计划” 之“电子电路 CAD” 课程教学方法探索[J].常州工学院学报，2014，27(5)：79-81.

[9]何涛，申桂英，等.独立学院《电子电路CAD》课程改革探索与实践[J].软件导刊,2012(1):23-25.

[10]张红梅，唐明良.基于应用型人才培养的电子技术综合实验教学设计与探索[J].教育教学论坛，2014，9(37)：278-279.