基于课程思政的“EDA技术”在线开放课程建设实践与探索*——以“精益求精工匠魂‘直流稳压电源电路PCB板布线’”为例

邓艳菲 ， 付 裕

（1.江西机电职业技术学院，江西 南昌 330013；2. 江西省机械高级技工学校，江西 南昌 330013）

0 引言

“EDA技术”是面向电子信息类与机电类专业开展的一门专业必修课程，以企业真实电子产品为载体，以Altium Designer软件为设计工具，要求学生掌握电路原理图绘制、元器件封装绘制、印制电路板设计、印制电路板制作的工艺流程等操作技能，其理论性、实践性、应用性较强。在“EDA技术”传统的教学过程中注重讲授课程的理论知识，很少涉及学生的思想政治素质教育。为深入挖掘课程思政元素，课程团队教师结合课程特点、EDA技术思政内涵，共同探讨修订教学大纲，以学生创新思维能力与动手能力培养为目标，以知识点为引领，进行教学模块单元设计、典型教学案例和教学微课视频等课程内容设计，形成阶段式模块化课程结构。注重从不同的角度帮助学生形成正确的社会主义核心价值观，养成科学思维和创新习惯，培养学生大工程观和社会责任感，提升学生的政治素养，切实提高具有工匠精神的新工科人才的培养质量[1]。

“EDA技术”课程最早对1999级机电类专业首次开设，伴随现代EDA技术不断发展，教学软件不断升级更新，课程建设也持续进行。2002年，学院专门成立课程教学团队，针对不同的专业开设该课程，增加了实践课设计；2008年，全方位建设完成EDA实训室，加强了实验内容建设；2011年2月，自编教材《EDA技术及电子设计》（北京邮电大学出版社）；2019年7月，出版教材《EDA技术应用-Altium Designer 9.0实践设计教程》（江西高校出版社）；2020年，该课程被评为校级精品课程。

本课程要解决的重点问题包括：课程与企业生产实践结合度不高，如何使课程内容紧密联系职业岗位和生产实践；专业课程教师对思政教育的内涵把握不够，如何将课程与思政教育有机融合；从不同专业的特点作为切入点进行教学改革，如何加强课程服务专业的意识。2020年，受疫情影响，课程转为在线教学。设置学习通预警督学，保证在线任务学习；强化讨论功能，针对教学重难点设定讨论主题；重视形成性评价，及时获得学习反馈；增加师生交流互动，让学生感受到关注，获得自信。2021年，采用线上线下混合式教学法，学生主学、教师辅学；学习通数据分析，教学实时评价，合理分组，小组讨论；竞赛、抢答激发学习热情，解决教学重点，突破教学难点。2021年对教学平台进行了升级改造，不断补充完善课程资源，除教学结构资源外，增加课程思政类资源、大咖课堂、学生优秀PCB作品展示等资源。自超星学习通平台上线以来，已有653人选课学习，包括本校、校外（1所）以及需获得电子CAD制图员职业资格证书的社会学习者。

1 教学策略

根据“EDA技术”课程对接职业岗位的目标，整体以“直流稳压电源电路原理图设计”“AT89C2051元器件设计”“DM74LS32N元件的封装设计”“直流稳压电源电路的PCB板设计”和“信号发生器电路设计”5个基础项目为主线，以“流水灯电路的设计”“温湿度节点产品设计”“单片机调频发射电路”和“太阳能光控感应灯系统设计”4个创新实训项目为载体，开发学习情境，引导学生经历完整的工作过程。本课任务“精益求精工匠魂——PCB板布线规则”选自基础项目4“直流稳压电源电路PCB板设计”的任务一中的4课时部分，课程设计如图1所示。

图1 课程整体设计框图

课程采用启发式教学策略，按照“现象-问题-理论-实践-创新意识”的教学模式，以学生为中心，充分激发学生的内在动机，调动学生学习的主动性、积极性，促进学生积极思考，提倡学生自己动脑、动口、动手获取知识，教师只是从旁加以点拨，起指导和促进作用。

本课程授课对象为2019级应用电子技术专业学生，经综合分析研究，此阶段的学生具有以下特点：具备基本电路原理分析的能力，熟悉常见电子元器件，但欠缺理论与实际的结合；认识常用电子工具和测量仪器，具备基本焊接能力，但缺乏系统化的项目经验；求知欲强，乐于动手，但理论基础薄弱，不善于理论推导和计算；绘图操作不够规范，劳动安全和环保意识有待加强。根据学生学习特点，确定全面的教学目标和教学重难点，以任务为导向，将整个教学过程分为课前摸索、课中思索、课后探索3个教学环节，教师辅学，学生主学，生生互助，共同进步，将“专、精、细、实”的工匠精神贯穿于整个教学过程当中[2]，教学设计流程如图2所示。

图2 教学设计流程图

2 教学实施

课前发布学习任务——“PCB布局布线的重要性分析”视频，让学生了解现在最新的PCB板设计理念，培养学生自主探索新知习惯，同时采用线上线下结合教学模式，提高学生自主分析和解决问题的能力。教师通过“学习通”理论测评的统计数据，查看学生学习情况、完成的自动布线的效果图以及观看视频形成的反刍比，统计平台数据，实时追踪，及时调整教学策略。针对共性问题设计了3个问题，进一步检测学生学习情况，答疑解惑；利用学习通平台抢答、选人功能与学生互动，线上平台交流，有利于老师了解学生学习进度和问题点，同时及时进行信息交流。

课中以企业导师真实工作案例导入课程，在超星学习通APP接收项目任务指导书，明确本次课程项目要求，如图3所示。引导学生回顾旧知，通过启发提问和播放动画，引导学生感受PCB布线的重要性，引出本课任务，提高学习效率。

图3 企业导师任务引入

在任务示范讲解过程中，教师通过设置提问环节促进学生思考，设置动画展示，帮助学生更好地理解电路的工作原理，从而突出本课的重点，比如正确进行电路元件参数的选择，学会辩证分析问题。同时，借助软件仿真的优势，验证电路工作原理，以小组讨论形式，设计出所需电路，提升学生团队协作、自主探究、沟通交流的能力，如图4所示。

图4 学生小组合作

课堂上运用找茬游戏来对比自动布线与手动布线的区别，再通过教师引导、师生互动方式探讨PCB板手工布线的操作要领，从而突破教学重点，如图5所示。

图5 游戏互动

任务实施电路装配环节中，教师有序指导各小组进入元件库房领取元件；实时掌握各小组电路装配的进度；及时纠正学生的不规范操作；及时解决学生在装配电路过程中遇到的问题，严控教学进程。通过对实际电路的装配，培养学生“专、精、细、实”的工匠精神。在实际的仿真、装配过程中，让学生体会理论与实际的统一，“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”[3]。

教师根据评价表对各组焊接实施过程进行评分。针对学生常见故障问题进行学习通直播排故讲解，最终通过小组讨论、教师指导、学习通直播方式让每个学生都能清楚电路故障点的解决方式，从而突破本课难点。通过学生分享，在课程互动中提升学生的表达能力，如图6所示。课程中引入了企业规范，将从设计软件技能的掌握走向PCB设计能力的培养，对接岗位能力培养，通过教师点评，课程思政引入，引导学生要认真对待每一次实践操作，不断锻炼自己，提升自己，培养学生精益求精精神，树立职业意识，加强劳动安全和环保意识。训练结束，要求同学按“7S”标准整理试验台，培养学生的职业素养，加强劳动教育。

图6 个人分享

课后发布学习任务——PCB板的制作、功能测试。针对不同的学生学习基础，设计不同难度的作业，体现“因材施教”的教学理念，让学生自己动手完成并验证自己的作品，从而体会劳动的获得感，培养学生劳动意识和劳动精神。教师在学习通补充相关课程资源——PCB雕刻机的操作，进一步拓展学生知识面，为企业实践做准备。同时，鼓励学生进入专业社团进一步学习，结合学生专业社团的优势，以课后创新任务为驱动，拓展学生的交际面，加强学生对专业的认知，提升创新意识。

3 教学成效与反思

通过本次课程的实施以及学习任务考核，学生成绩分布合理，综合能力和专业技能有明显提升，学生评教反馈中，大部分学生适应老师的授课方式，学生在任务驱动下，能够按照教师引导的问题完成任务实施的各个环节，时间掌控到位，任务贴实有趣，基本达成了教学目标，学习效果较好，学生调查问卷也反映出对课程中引入思政内容的认可，如图7所示。

图7 课程思政问卷调查

基于课程思政的“EDA技术”在线开放课程建设有如下创新点设计：

1）构建双师团队，实行三维评价。项目中邀请南昌三瑞智能科技有限公司担任企业导师，发布真实工作案例，面向生产应用，形成任课教师与企业导师对学生的协同教学管理，共同构成评价。

2）采集生成信息，达成三维目标。借助超星自主学习平台、教学诊改等平台实现全过程信息采集，实时捕捉生成信息，及时调整教学策略，实现知识能力素质的有机结合，从而达成预定的三维目标。

3）还原工作流程，培育职业精神。根据与企业导师共同制定任务指导书，还原真实客户案例，还原真实岗位工作要求。确认工作任务及其评价标准，增加了游戏、抢答等环节，从而培育学生团结协作、精益求精、安全生产和环保的职业精神。

通过本次课程的综合测评，发现个别学生实操环节动手能力较差，对接岗位能力欠缺，在团队合作中表现不积极。后期利用学生晚自习或周末的时间加强对学生的实操辅导，充分发挥第二课堂作用；学生虽有分组，但是分层教学、个性化教学做得还不够好。改进措施：进一步科学分析学情，调整分组，强弱搭配，共同进步，达到组内异质，组间同质。

4 结语

结合学情，根据本项目中直流稳压电源PCB板设计中任务的要求，合理确立本单元的重难点及其解决策略，突出学生为主体的职教理念，通过课前导学，课中理论+实践，课后创新实践3个阶段，以及三维评价模式，较好地实现项目教学目标，达到良好的教学效果，体现了团队协作、安全规范、职业素养、工匠精神，融入了“爱国、敬业、诚信、友善”核心价值观。借助学习通平台，促进了课程思政的融入，利用学习通平台的过程监控功能，学生的课程学习情况、教学资源浏览情况、签到情况和作业完成情况等数据清晰，让过程评价更客观、公正；同时课程以学生为本，体现了“自由、平等、公正、法治”的核心价值观[4]。今后将继续以思想政治教育贯穿于“EDA技术”教育教学的全过程，树立学生科教兴国、助力中国梦的思想意识。