项目化教学在职业本科课堂中的应用研究——以《电子线路CAD设计》课程为例

作者简介：李小琴（1983.12—），女，汉族，浙江温岭人，本科，副教授，主要研究方向为智能电子产品设计、高等职业教育教学的研究。基金项目：2025年校教育教学改革研究项目“项目化教学在职业本科课堂中的应用研究——以《电子线路CAD设计》课程为例”（jg2025009）。999Sep13··第42卷第期2026年月ITREPORT,No.202强的课程，这门课程融理论、实践、技能为一体。很多普通本科院校开设了《电子CAD》实训课，虽然该课程也进行了教学改革，课程以项目化进行教学，但是其教学效果并不理想，主要存在以下几个问题：（1）理论与实践脱节：传统本科教学侧重于理论知识传授，即使这门课程在普通本科是实训课，往往很多教师上成了先理论教学后实践教学，造成理论与实践相脱节。学生学完后，存在着缺乏PCB电路设计全流程实践，难以将知识转化为实际项目的问题。此外，学生在完成实际项目时遇到问题，不能很好地得到解决。（2）学生主动性不足：传统的本科教学模式是以教师为中心的，强调知识的灌输，学生被动接受知识，这必然造成学生缺乏学习热情和动力，这样培养出来的学生只会死记硬背，缺乏对电路设计的兴趣，创新思维也难以激发，无法适应现代社会的需要［4］。（3）评价体系单一：现有本科评价大多采用理论考试检测学生学习这门课程的情况，缺乏对项目实践过程、团队协作及实际设计成果的全面考核［5］。而《电子线路CAD设计》这门课程是以操作为主的课程，所以理论试卷评价学生学习效果不太合理，应采用项目化考核、过程性全面考核更合理。综上，普通本科院校学生的学习效果并不理想。基于以上问题，文章研究《电子线路CAD》课程项目化教学在职业本科课堂中的应用，以及采用哪些方法可以提高课堂教学效果。2职业本科项目化教学改革设计《电子线路CAD》职业本科项目化教学设计思路是以职业本科人才培养目标为导向，结合PCB电路设计岗位需求，通过企业调研确定典型工作任务，将企业实际项目转化为教学项目。采用“任务引入—任务分解—任务实施—作品点评”的教学思路，让学生在完成具体项目过程中掌握PCB设计的知识与技能。2.1教学项目设计依据国家职业标准、专业标准、岗位需求、“1+X”证书以及竞赛要求，针对职教本科的电子信息技术类专业特点，要以真实的电子电路作为学习载体，把对AD软件的学习和技能分解到学习项目中。《电子线路CAD》通过企业调研，明确了企业对电子硬件工程师的要求，课程组与资深的企业高级工程师讨论，挑选了企业的真实产品——智能广播控制器作为本课程的项目载体。选取了话筒放大器、音频分配器、CPU控制器三块最具典型的电路作为本课程原理图绘制和PCB设计的教学任务，从教学上涵盖了模电、数电、单片机电路，从难度上讲从简单到复杂，依次递进教学。通过本课程的学习，促使学生掌握话筒放大器、音频分配器、CPU控制器等典型电路的分析方法，以及原理图绘制；学会单面PCB设计、双面插件元件PCB设计、双面贴片元件PCB设计，为学生从事电子产品研发工程师（硬件工程师）奠定知识与技能基础，图1为本课程“PCB（印制板）设计”任务安排图。每个学习项目以“任务引入—任务分析—任务实施—作品点评”四个环节开展，采用线上线下混合式教学，课前课中课后有机衔接，致力于培养学生的专业核心能力、职业素质养成、职业规范，为学生后续参加实习和就业奠定基础。图2为本课程项目教学设计思路图。图1本课程“PCB（印制板）设计”任务安排图2.2教学方法设计鉴于本课程设计的理念，本课程引入了以工作过程为导向的职教理念，整个教学环节中可采用不同的教学方法。在七个学习项目教学中，第一个和第四个项目，由于是原理图绘制和PCB设计开始的第一个项目，所以教师以学习引导、指导学生完成任务为主，学生在教师的引导下，逐步完成学习任务，期间可以采用讲授法、项目教学法、案例教学法、讨论法、实践训练等教学方法，让学生在完成学习任务的过程中，逐渐培养起相应的专业学习方法和提高分析问题、解决问题的能力。第二个和第五个学习项目可采用线上线下相结合的方法，第三、第六和第七三个学习项目教师的讲解成分逐渐减少，让学生逐渐成为完成学习项目的主角，期间可以采用任务驱动教学法、引导教学法、情境教学法及实践训练、讨论演讲等教学方法。这样学生不仅自主学习了相关的专业知识，强化了专业能力的培养，同时通过不断地重复完整的工作流程，学生的团队合作精神、沟通交流等社会能力增强，分析能力、获取信息能力、分析问题和解决问题的能力等方法能力也得以提升。2.3项目化教学的具体实施方案选取智能广播控制器的第六个项目使用贴片元件CPU控制电路PCB自动+手动设计作为项目化教学的案例，该项目是PCB设计的最后一个项目，是比较复杂而且综合性的PCB设计，对于复杂的线路，往往会采用“自动+手动”混合设计的设计方法来设计PCB，也就是从原理图将封装自动导入后，由设计人员手动完成布局、布线。本项目共安排8个课时，PCB“自动+手动”混合设计的操作步骤为：原理图绘制或修改→封装填写及导入→布局→布线→特殊操作+作品点评，每2个课时为一个操作步骤，下面按照“任务引入—任务分析—任务实施—作品点评”具体介绍项目的实施过程。3.3.1任务引入学习完项目五音频分配器电路PCB手动设计，学生已经学会了封装的制作与调用，为项目六使用贴片元件CPU控制999Sep14··第42卷第期2026年月ITREPORT,No.202电路PCB自动+手动设计奠定了基础。引入项目六使用贴片元件CPU控制电路PCB自动+手动设计，解决更复杂电路的PCB设计，本项目采用贴片元件设计PCB，采用“自动+手动”混合设计的方法来完成本项目的设计，这是企业复杂项目常用的设计方法。任务引入后，提出项目要求。（1）能新建工程文件，并导入外部文件，掌握外部文件导入的方法。（2）会修改元件符号，掌握元件符号修改的不同方法。（3）会制作贴片封装，掌握PCB图贴片封装设计的不同方法。（4）会根据要求修改原理图，掌握原理图修改及设计的方法。（5）根据封装列表填写封装，掌握封装获取的各种方法和途径。（6）新建PCB文件，并规划PCB边框，熟悉PCB板形的CAD尺寸文件导入方法。（7）能根据CPU控制电路的原理，按模块PCB布局，掌握布局的方法和原则。（8）能根据布线规则设置，进行PCB手动布线和覆铜，掌握快速布线的技巧。（9）能根据要求，放置螺丝定位孔、文字、logo图标等，掌握PCB特殊操作的技巧。（10）能将文件以PDF形式导出，并打印，掌握文件输出和打印的方法。3.3.2任务分析拿到项目“使用贴片元件CPU控制电路PCB自动+手动设计”后，要对本项目要求进行任务分析，首先小组讨论项目流程，经过整理后，如图2所示。然后讨论每个步骤的难点，按照项目流程，一步步进行任务实施。图2项目流程图3.3.3任务实施按照项目流程，进行任务实施。学生采用分组法设计本项目，4人一组，方便大家遇到问题或者碰到难点时，可以互相讨论。本项目采用“线上+线下”相结合的教学方法，在课前，学生通过“智慧职教”云平台观看PPT和课程组录制的微课视频，提先自学相关知识和操作方法，提高学生的自主学习能力；课中，以学生小组讨论、自行设计为主，教师在学生遇到问题时，采用统一讲解或单独指导的方式帮助学生解决问题。课后，学生根据老师指出的问题，修改自己的PCB图，以及完成课外项目。3.3.4作品点评学生设计完项目后，进入到作品点评阶段。首先让学生观察优秀的PCB作品图片，以及对前面两个项目的理解和总结，由学生自己总结出PCB设计的评分标准，而不是教师直接给评分标准，主要考察学生的洞察力和归纳能力。然后小组成员分别点评小组内每个成员的PCB，并推选出最优秀的同学代表小组展示并介绍自己的PCB作品，介绍完后，其他组包括老师对其作品进行点评及评分，小组评分最高的获得优秀奖。点评小组作品具有批判意识和反思能力，同时通过小组间竞争的形式，培养了学生查找问题的洞察能力。3.4教学评价方式采用多元的评价方式，由个人PCB作品分和小组路演分两部分组成，各占30%和70%。个人PCB作品分是学生完成PCB作品后，上传至职教云平台，通过组内互评和教师对学生作品评价分构成，各占50%，这是本项目的个人作品分；小组的路演分是通过学生展示和介绍作品的过程中，其他小组（取平均分）和教师对每组所挑选的PCB代表作进行评价作为小组路演分。具体见表1学生作品打分表。表1学生作品打分表学生姓名个人PCB作品分70%小组路演分30%组内互评50%教师评分50%小组互评平均分50%教师评分50%4结语文章从教学问题出发，以《电子线路CAD设计》课程为例，研究项目化教学在职业本科课堂中的应用。本课程设计的职教本科项目化教学其设计思路明确、教学实施方案详细、教学方法多样及教学评价方式合理等，对理工科职业本科教学具有一定的借鉴作用。通过三年教学，发现90%以上学生能独立完成中等难度PCB电路设计项目，并具备电路原理分析与设计、PCB布局布线及DRC检测能力，学生毕业后能在电子公司从事电子硬件工程师工作，职教本科项目化教学效果明显优于普通本科。参考文献：［1］杜岗,陈颖,王晓雪.产教融合视域下“自动化生产线安装与调试”课程项目化教学研究与实践［J］.连云港职业技术学院学报,2025,38(1):74-78.［2］李春雪.基于职教云平台的“线上线下-虚实结合”项目式教学研究与实践——以《工业机器人应用技术》课程为例［J］.模具制造,2024(8):82-85.［3］何丹康.应用型人才培养背景下电工电子技术课程项目化教学探究［J］.教育观察，2020(22):45-47.［4］李良,李刚,章绍康.应用型高校项目化教学改革研究与探索——以“仪器分析”课程为例［J］.豫章师范学院学报.2025(2):7-13.［5］林欢,柳岸敏.“机电产品数字化设计与仿真”课程教学改革研究［J］.南方农机,2021,52(22):167-168+175.999Sep15