摘 要：本文主要围绕如何提高电子专业《电子CAD》课程教学的有效性，以“PCB板设计”教学内容为实例，从课堂教学的精心设计、教学内容的合理组织、课堂评价方案的实施等进行了一系列的探讨。
关键词：有效教学；PCB板设计；自主探究；典型学习任务
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1005-1422（2014）04-0101-03
目前，在广大的中职学校中存在一个非常突出的问题，那就是 “教师教得很辛苦，学生学得很痛苦”。在《电子CAD》这门课程的“PCB板设计”教学过程中，笔者也曾遇到过这样的问题。如何解决这一问题，倡导有效教学？本文主要就“PCB板设计”中如何实施有效教学进行了较深入的探讨。
一、有效教学的背景和内涵
（一）有效教学的背景
有效教学（effective teaching）的理念源于20世纪上半叶西方的教学科学化运动，在美国实用主义哲学和行为主义心理学影响的教学效能核定运动后，引起了世界各国教育学者的关注。20世纪以前在西方教育理论中占主导地位的教学观是“教学是艺术”。但随着20世纪以来科学思潮的影响，以及心理学特别是行为科学的发展，人们意识到，教学也是科学。即教学不仅有科学的基础，而且还可以用科学的方法来研究。于是，人们开始关注教学的哲学、心理学、社会学的理论基础，以及如何用观察、实验等科学的方法来研究教学问题。有效教学就是在这一背景下提出来的。
（二）实施有效教学的内涵
有效教学是指通过一段时间的教学后，教师帮助学生完成了学习任务，获得了预期的进步和发展，实现了教学目标和发展与全面发展，包括知识、智力、情感、创造力，思维与实践能力等方面的发展，也就是说，学生有无进步或发展是教学的唯一指标。有效教学实施的核心思想是：一是面向全体学生关注学生的全面发展；二是关注教育教学的实际效益；三是关注可测性或量化；四是启迪教师实施反思性教学；五是有效教学的中心任务是引导学生运用有效的学习方式，积极参加并努力实现有效的学习过程；六是有效教学也有一套策略与技术。
二、有效教学的设计与实施
下面以《电子CAD》课程中的重要内容“PCB板设计”教学为例，来讨论有效教学的设计和实施。
（一）精心设计教学内容和教学模式——是课堂有效的前提
教师备课时要从教学实际出发，根据教材特点、学生实际、学校条件，结合不同的教学目标、内容、对象和条件等，因校制宜、因时制宜，灵活、恰当地借鉴和选用国内外的教学方法，突出重点、攻破难点，并善于探讨、实践、评价、总结、反思，注重学生对知识的探究和建构，有效地将各种方法和模式有机地整合起来。在继承的基础上大胆改革，探索和运用新的教学方法与教学模式。因此在PCB板设计这一章节，为了突出以学生发展为本，以能力培养为本的有效教学思想，在教学内容上设计了一些与职业岗位相对应的典型工作任务来搭建教学的平台。
教学的实施过程采用了以任务为引领、行动为导向的教学方法，让学生带着一个个任务通过课堂讨论、自主学习、相互合作、实际操作等方式，使学生在完成任务的过程中不知不觉地实现知识的传递、迁移和融合。学习方法上主要采用小组协作的形式，学生每4人为一小组，推举组长一名，同时还运用了竞赛式、实践式、自主探究式等学习方法。
（二）精心组织学习活动的环节——是课堂有效的关键
在学生的学习组织过程中，根据PCB板设计的教学目标，将学习内容分为六个任务，在实施每个教学任务中应该进行适当的指导。
任务一 绘制原理图：要求学生根据下发的任务书绘制原理图，修改个别元件的管脚封装，进行工程编译。此阶段任务实施主要是采用讨论法、自主学习、相互协作为主来完成，教师特别强调学生须通过查阅库元件手册，修改个别元件管脚封装，以及解决工程编译过程中发现的错误。同时要求学生创建网络表，起到运用旧知，为导入新课PCB板设计做准备。
任务二 建立与规划PCB板：教师采用演示法介绍PCB板建立的两种方法：一是手工建立PCB板，二是通过向导建立PCB板，强调学生注意在手工建立PCB板时要将板层选到禁止布线层，并通过手工绘制边框。重点介绍通过向导建立PCB板的方法，各界面各参数的含义。各小组在组长的组织下，学生通过体验式、实践式学习方法来建立PCB板。教师引导学生根据原理图元件的多少、大小、电路板的外壳等因素并参考电路板尺寸按国家标准来规划电路板，并要求学生根据电压合理选择导线安全间隔。电路PCB板建立完成后，教师简单介绍电路板的作用和原理。
任务三 载入元件封装与网络：学生自主探究原理图与PCB板之间的联系，发现须载入元件封装与网络，教师介绍载入元件封装与网络的方法，由学生分析载入的信息列表，并总结出只有在列表中出现打“√”符号时，才表示载入的元件封装与网络完全正确。有部分小组在载入信息时可能会出现错误标记，教师应启发、引导学生自己寻找解决方法，学生应通过分析讨论出错误的原因是元件封装有误或找不到，应返回原理图文件中进行修改。
任务四 布局与布线：成功导入元件后，学生会发现所有元件都叠加在一起，教师在这里应强调飞线作用，引导学生思考解决方法。学生通过自主探究、小组讨论，弄清楚必须移动元件的位置和改变元件的分布情况。教师在这里应总结的知识点是：（1）元件布局：要求学生根据元件的外形、布线、安装、焊接和调试要求合理进行布局。同时通过小组竞赛、学生带学生的方法进行整体布局，在学生布局的过程中教师应适当的进行指导，布局完成后，各组派出组员总结布局的规律应该是如何尽量减少交叉线，使整个版面整齐漂亮。然后教师选出布局效果最好的PCB板展示出来进行点评总结。这一环节是重点， 以学生的能力培养为立足点，通过学生自己发现问题，寻找解决问题的方法，增强学生学习的主动性，教学效率可明显提高。（2）布线规则设置：布局完成后教师通过直观教学法重点介绍布线规则设置：一是设置导线宽度规则，二是设置布线层面规则，在导线宽度设置中，须进行导线宽度的最大值、最小值、最优值的设置，教师强调电流与导线宽度的设置规律，1A电流需要1mm的导线宽度，所以对于大电流的网络，还必须单独设置导线宽度规则，如电源、接地网络，通过亲身体验、动手实践让学生自行设置，启发学生思维，教师只负责咨询与答疑。在设置布线层面规则，教师应重点介绍布线板层有单面板、双面板、多层板与板层的设置规律，以及布线的方向是垂直、水平、还是任意。学生通过小组讨论、合作式学习分析本次设计应采用单面板还是双面板。最后教师作出总结：分析出电路应采用何种板层的原因和各项参数规则的设置方法。布线规则设置是本章难点，让学生在做中学，学中做，达到了非常理想的教学效果。（3）自动布线：最后教师指导学生进行自动布线，完成PCB板的设计。
任务五 手工修改：（1）手工修改导线，自动布线后，同学们会发现部分导线存在弯曲太多，绕行太远等缺陷，教师适时引出布线的原则有：安全工作原则、导线精简原则、电磁抗干扰原则、环境效应原则、组装方便与规范原则、美观与经济原则。然后进行走线合理与不合理的比较，学生进行自主学习和小组讨论，每组选出代表分析本小组自动布线中不合理应修改的地方，教师再指出各小组所有不合理的布线，并要求学生进行修改。（2）添加安装孔，为了方便装配、焊接和调试，引导学生进行安装孔的添加。（3）添加覆铜和补泪滴，为了增强电路的抗干扰能力，提高电路板和连接处的强度，教师指导学生进行覆铜和补泪滴。
任务六 规则检查：PCB板制作完成后，进行最简单的电气规则检查，教师引导学生理解报告中参数的含义，学生自行检查与修改布线。
在整个教学过程中，教师不只是教给学生知识，更重要是教会学生获取这些知识的方法，实现了从“教师是演员，学生是观众”到“教师是导演，学生是演员”的转变。
（三）发展性课堂评价——是课堂有效的升华
各小组通过小组内评定，选出PCB板布局最美观的成果展示出来，并派一名代表阐述在制作过程中遇到了什么问题、如何解决、学到了哪些知识和经验？然后各小组进行互评，再由教师进行总评，总结出各组的特点，引导学生取长补短借鉴别人的经验来改进和提高自己的设计，使学生的各种能力在多元评价中得到提高。同时学生的设计会存在各种各样的问题，教师在评估中还要指出问题的所在及解决的方法。总之评价的过程应该是总结知识、提出问题和学习新知识的过程。而且在检查评价中，不能单纯依靠所完成任务的成果来评价该组的成绩，而应从实施的整个任务过程来综合评价，从他们是否利用了所学知识，是否运用知识解决了实际问题，是否学到了新的知识，在小组中是否进行了良好的合作交流等以发展的眼光来评价他们的整体课程成绩。通过评价，我们能及时发现教学上存在的优点与不足；通过评价，我们能进一步完善我们的课堂教学。
三、有效教学的实施效果
首先，在教学过程中，采用了行动导向的教学方法，以典型的工作任务为教学的载体，让学生在做中学，教师在做中教，大大提高了学生的学习兴趣，让兴趣成为了教学的最好老师。
其次，在学的过程中，将传统的“以教师为中心，学生被动接受”的现象变为了“以学生为中心，学生主动去发现和解决问题”。使学生由被动接受转变为主动探索，充分发挥了学生的主体作用，更好的培养了学生自主学习和发明创造的能力。
最后，整个教学过程较好的体现了教学过程与生产过程对接的思想，在做的过程中较好的训练了学生在今后的职业生涯中与他人交流、团结协作的能力，有效地提高了学生的综合职业素质。
四、结束语
精雕细琢一节优质课不难，坚持上好每一节有质量的课却是对教师职业道德专业素养的一种考验。新课程背景下的教师能否具有职业幸福感关键还在于教师是否有教育教学的成就感，在于教师是否跟上改革的步伐，真正做到对学生的成长负责。教师要时时刻刻注意给学生提供参与的机会，体现学生的主体地位，充分发挥学生的主观能动作用，培养学生的自主学习能力，实现积极参与和有效参与的和谐统一，只有这样才能收到良好的教学效果。
参考文献：
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责任编辑 赖俊辰