武汉市仪表电子学校 湖北.武汉 430025
摘要:根据职业教育改革的系列要求,依据我校教育教学改革的实际情况,《EDA技术及应用》课程引入国产EDA软件后,开发对应的教材迫在眉睫。以实际生产工单为项目内容,参照职业院校技能大赛、职业技能等级证书考核标准,配合数字化技术将项目内容、任务要求、技能掌握由多媒体形式呈现,跟随行业企业发展动态增加项目的一本活页式教材《EDA技术及其应用》建设完成。
关键词:国产EDA软件 活页式
一、教材建设背景
2019年1月,国务院发布《国家职业教育改革实施方案》,提出建设一大批校企合作开发的国家规划教材,倡导使用新型活页式教材并配套开发信息化资源。同年12月,教育部《职业院校教材管理办法》中倡导开发活页式新形态教材。2020年9月,教育部等九部门印发《职业教育提质培优行动计划(2020—2023年)》,提出要系统推进职业教育"三教"改革,加强教材建设。根据学生特点创新教材形态,对接主流生产技术,注重吸收行业发展的新知识、新技术、新工艺、新方法,校企合作开发科学严谨、深入浅出、图文并茂、形式多样的活页式专业课教材。
“活页式教材”是以国家职业标准、专业教学标准为依据,以培养综合职业能力为目标,以典型工作任务为载体,以学生为中心,以岗位能力清单为基础,根据典型工作任务和工作过程设计的一系列模块化的学习任务的综合体。活页式教材是帮助学生实现有效学习的重要工具,其核心任务是帮助学生学会如何工作。新型活页式教材兼具 “工作活页”和“教材”的双重属性。活页式教材把“企业岗位的典型工作任务及工作过程知识”作为教材主体内容,突出如何借助“学习任务”实施职业教育教学,提供丰富、适用和引领创新作用的多种类型立体化、信息化课程资源,实现教材多功能作用并构建深度学习的管理体系。
二、教材编写理念与内容设计
EDA( Electronic Design Automation,电子设计自动化)是指包括电路系统设计、系统仿真、设计综合、PCB版图设计和制版的一整套自动化流程,分为芯片设计和PCB板级设计两大类。《EDA技术及应用》课程为中职电子信息技术专业核心课程,是一种以电子技术为基础,以信息技术为载体,运用EDA软件进行电子电路印制电路板的设计与制作技术,主要包括电路原理图设计、原理图元器件设计、PCB封装库设计和PCB印制板设计等。
《EDA技术及应用》课程在建设的历程中应用过两款软件及配套传统式教材,均由软件技术壁垒,在教学上带来各种绊脚石。2022年以全国职业院校技能大赛中职组电子电路装调与应用塞项为切入点将国产EDA软件引入本课程,为满足中高职联合培养需要、满足行业企业要求,《EDA技术及其应用》活页式教材基于工作过程系统化理念,围绕培养学生印制电路板设计基本技能,以企业真实生产项目为载体,紧贴印制电路板设计技术人员职业岗位能力,融入全国职业院校技能大赛中职组电子电路装调与应用赛项竞赛内容、集成电路 1+X 初级证书标准,融入 3D 建模新技术、彩色丝印新工艺,全面考虑中高职课程衔接,按照简单到复杂、单一到综合的思路,将课程进行重构。
教材内容设计为 5 个典型项目(流水灯、智能灯、温湿度计、广州塔、电子时钟印制电路板设计); 21 个基本任务(认识立创 EDA、电路仿真、原理图设计、印制板设计等);5 个拓展任务(亚超声发射、延时定时器、电阻型传感器印制电路板设计等);41个基本技能(新建工程、修改画布属性、放置元件、连接导线、设置标识、元件布局、元件布线、层的设置、添加丝印、完成覆铜等), 以“科技强国、榜样示范、劳模精神、工匠精神、拼搏奉献”为主线,系统设计课程思政体系,服务学生全方位成长成才。随着行业技术及企业发展需要,本教材陆续增加了电子校徽、实用USB集线器、单片机电子竖琴等活页项目若干个。
为落实信息手段的教学方式,教材配套的6个章节 32个任务点,对应了中英文双语微课、虚拟仿真、三维动画、二维动画、微课视频共 58 个,视频总时长 521分钟,音频等资源等共 174 个。数字资源形式有知识图谱、理论剖析、动画演示、任务实拍、操作讲解等,有效指导课程中每个知识点和技能点的理论与实践学习,可提供学生课前、课中、课后,一次多次,集中碎片式自主性学习模式。作业与测验将传统单一的纸质形式,改为纸质电子交替,线上线下混合提交进行。
《EDA技术及其应用》教材还建设了在线课程,课程 2019 年 11 月在超星学习通开课,目前在学银在线已运行 5 期,截至 2024 年 6月,课程页面累计浏览量 1717899 人次,累计选课人数 7014人,累计互动次数 15406次,考试题库总数 2923 道,课程公告总数 714 次。教师将通过平台实时反馈学生的综合学习数据,可及时调整教学内容、进度及方法,提高教学质量、提升教学效果。
三、教材特色与创新
1.院校企合作、活页编排,动态更新教材内容
基于产教融合,中职、高职、企业三方合作的模式开发,以典型工作任务作为教学内容,服务于行业企业人才培养需要,实现了理论学习与实践教学相互融合、学生的学习活动与教师的工作过程相一致、学生的能力培养与实际工作岗位需求相统一。依托信息技术开发信息化教学资源并动态更新,及时融入新技术、新工艺、新规范等新内容。以灵活的模块组合与装订形式呈现。手册化、活页化编排,提供了更为便捷、清晰的更新机制,为专业教学和实训的开展提供最大便利,既便于组织教学,又提升了教材的使用效果。
2.岗课赛证、线上线下,拓展配置教学资源
教材编写中引入嘉立创 EDA公司典型岗位标准、全国职业院校技能大赛电子电路装调与应用赛项技术标准及集成电路版图设计1+X证书标准,探索岗课赛证互融互通。同步建设了《EDA技术及应用》线上课程,教师可合理利用现代信息技术,实施线上线下混合式教学。
3.中国制造、功能完整,突破技术平台制约
本教材的编写与深圳市嘉立创科技发展有限公司深度合作,该公司的嘉立创EDA软件完全由中国团队独立研发﹐拥有完全独立的自主知识产权。书中每个实际工作项目都由教师团队与嘉立创EDA技术人员共同设计和调试,突破了以往因没有正版、稳定的技术支持平台造成的诸多制约因素。
4.立德树人,规范行为,专业与思政互融互通
为落实职业教育立德树人的根本任务,在教材中融入思政元素,将职业能力和思政内容落实在操作过程中,让专业教学与思政教育互融互通,将立德树人落在实处。
四、教材实践应用及效果
教材用于世赛电子技术赛项、全国职业院校技能大赛电子电路等赛项集训选手及指导教师培训,突出了技能大赛引领教学改革的作用。
教材配套教材被贵州交职院等院校订购量近千册,对应课程覆盖 11 省,被武汉大学、广东白云学院等 20 多所院校选用。由于学习效果好,教学团队成员作为唯一中职学校,受邀在全国高校电子信息类实践课程建设交流会、江苏省高等院校实验教学示范中心联席会上进行了课程建设及教材开发的展示和交流,为省内外职业院校提供了课程及教材的建设思路及实践经验。
《EDA技术及其应用》(活页式)入选2023年技工教育“十四五”规划教材。