王史春台州职业技术学院317000
摘要针对高职学生特点，根据多年教学实践和高职院校具体情况，硬件电路课程具有抽象性，实践性很强的课程，提出以PROTEUS软件为核心的一体化教学，整体方案的设计，原理图仿真，PCB板制作，焊接调试，形成实用产品。体现学中做，做中学，发挥学生主观能动性，创造性。
关键词PROTEUS原理图仿真做中学学中做一体化教学
根据对职业技术院校的调查研究，同时，经过多年来教学实践，统计出以下数据，学习计算机硬件电路知识的学生，55%学生来自文科生，45%学生来自理科，文科学生只能对简单的欧姆定律有所掌握，对硬件电路知识不懂或不感兴趣，理科学生懂得一些电路知识，但不够深入。调查还发现，70%学生对硬件电路不感兴趣，12%学生感兴趣，18%有点感兴趣。传统的教学方法是以理论为主，按照知识体系结构来讲解，辅以实验进行验证，课程结束时安排20课时的实训，这样理论与实践严重脱节，学生在学习过程中觉得知识非常抽象，难以理解。实践表明，学生对以理论讲解为主的知识体系，不适合高职学生的特点，存在很大的弊点。
一体化教学就是将学，做，教进行融合，构建教学与实践于一体的教学环境，通过项目的实施，让学生在做中学，学中做，做中教，教中做，改变原来教，学，做分离的现象。构建一体化教室，提供必要的资源，包括硬件设备，供学生实践；网络资源，供学生查阅资料；计算机及EDA工具，供学生仿真设计；多媒体设备供教师理论教学和实践指导；总之，一体化教学是系统工程，改变传统的教师教，学生学的模式，是集教、学、做为一体的教学模式，以学生为主体，充分发挥学生的创造性，主动性，提高学生职业能力，人文素质等各方面的能力，提高职业教育质量。
教育部在“关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见”中明确提出“课程建设与改革是提高教学质量的核心，也是教学改革的重点和难点”，并且进一步明确高职院校要积极探索工学交替、任务驱动、项目导向等有利于增强学生能力的教学模式。当前，课程建设与课程改革已成为高职院校工作的重中之重。要以校企合作体制机制创新为突破口，深化改革、推进合作、提升质量，实现学校对接地方、专业对接产业、课程对接工艺，使学生员工身份合一、学做合一、课堂车间合一，不断提高人才培养质量，实现示范引领作用。本文提出工学结合，校企合作，一体化教学的理念，提出具体的做法，是符合职业教育的发展趋势。
1．PROTEUS
对于大多数高职院校，由于资金等各方面的原因，往往设备投入不足或由于设备老化，不能适应快速发展的硬件设备，学生还在用几年之前或更早的设备，根本不能适应企业发展的需要，学生毕业之后难以适应企业的要求，针对以上情况，本人探索用PROTEUS作为仿真软件，构建一体化教学理念。
PROTEUS是Labcenterelectronics公司开发的EDA工具软件，具有EDA工具绘制原理图、PCB自动布线和人工布线及电路仿真功能外，其中一个重要的功能是，电路仿真是互动的，针对微处理器的应用，还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件源码级的实时调试。PROTEUS组合了原理图、混合模式SPICE仿真，PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。PROTEUS产品系列包含了VSM技术，用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设PROSPICE混合模型SPICE仿真，ARESPCB设计。版本不断升级，所以采用PROTEUS软件能紧跟硬件发展及实时仿真功能，设计出符合主流的硬件产品。
2．课程教学设计理念与做法
2.1一体化教学设计
由于硬件电路知识抽象，学生难懂，教师讲得吃力，却收不到应有的效果。首先，通过进行专业调研及实践专家访谈基础上，对职业能力和课程的关系作了分析，认为，本课程有以下几个工作岗位，电路原理图的绘制与仿真，PCB制作，样机调试，产品剖析与设计，硬件故障排除。根据这些岗位确定教学目标，教学目标：能对常用电子元器件测试和识别、能用常用电子测量仪器对电路测试和故障排除、能设计电路原理图并仿真及PCB板制作、电子硬件产品生产过程和制作。然后作课程整体设计，确定本课程的学习情境，以行动为导向，以项目为载体，以任务为驱动，做中学，学中做，通过工作进行学习。具体实施过程：项目的选取（来自企业）——确定设计方案——原理图设计——PCB板制作——焊接——调试——形成产品。此过程从项目的选取到产品的形成，是体现一体化教学的思路，学生主动的学习，体现一种全新的职业教学理念。
2.2具体案例
通过实践专家访谈和企业的调研，本课程确定的几个典型项目，本文以“音频放大器”为例来说明如何进行一体化教学设计。
2.2.1方案设计
通过企业调研，用户使用的调查和资料查阅，确定产品的功能和参数[4]，项目总体设计方案
2.2.2原理图设计
通过对项目整体设计，然后进行项目分解，从信号输入级开始，逐级的通过原理图的仿真，根据方案设计要求达到的参数指标，反复的修改电路参数，达到所需的技术指标，这在PROTEUS中能实时地仿真，并通过小组讨论分析确定原理图的设计。例如：电压放大级，通过以下电路反复的调试达到电压放大倍数等数据要求，先从单级放大电路开始，学生通过讨论，调试。学生在电压放大倍数不够的情况下，引入两级放大，再从电路的电压放大倍数，失真情况，从示波器或万用表中直接读出，非常方便。
2.2.3PCB设计及Gerber文件输出
通过对原理图调试，直到符合设计要求，这个过程完全通过PROTEUS软件实现，在此基础上，学生通过PROTEUSARES软件制作PCB，这个过程也是通过PROTEUS实现。PCB板设计完成后，输出到Gerber文件，生成PCB板有关文件[6]。以下就是由PROTEUSARES软件根据有关规则生成的PCB板。
2.2.4焊接与调试
由班长担任项目经理，各小组领取元器件先到项目经理那里签字，然后到指定地方（仓库）领取元器件。经小组长安排，按任务要求，分派二位同学检测元器件，在检测中学习元器件知识；另外二位同学进行焊接，通过指导老师的指导和资料的查阅，学习并实践焊接技术；另二位同学对焊接的电路进行检测，是否符合指标要求。然后再改换角度进行，通过反复的实践，学生在做中学，学中做，指导老师及时把理论知识渗透其中。
2.2.5产品的形成和实践报告书写
从方案设计，原理图绘制与仿真，PCB板的输出，焊接，最终形成可应用于实际的产品。当然，对于学生制作完成的板子，还需要各方面的完善，包括一些属于非专业知识的领域，比如，外壳的设计，需要做模型。这些就要求学生发挥想象或跟机电系学生合作制作外壳，形成实用的产品。电路板完成之后，每个小组在充分讨论基础上，对自己的产品进行汇报，汇报设计思路，产品功能，技术参数，同时对存在问题进行汇报。对于此项目，就要求用自己制作的扩音机进行汇报，这可以直接对自己的产品进行检验。通过自评和互评，以及指导老师打分，形成一个比较合理的分数。教师进行及时点评和理论指导，通过这个过程，学生在讨论中学习，在讨论中提高。
最后，要对自己的产品形成一份实践报告，阐述产品功能，技术指标，使用说明，注意事项；同时要形成一份有技术含量的报告，不能空讲，首先对自己的设计思路，如何实现过程作详细描述，每一个模块的理论计算，推理过程都要作详细的描述；在设计过程中遇到的问题，如何解决的，以及在哪些方面还存在问题，对电子元器件的选用，如何测试，电路图。
3．结束语
硬件电路发展非常快，学校设备往往比较落后，如果以传统方式教学，做实验，学生只能对原理性的知识进行验证，而不能发挥学生主观能动性，创造性，导致结果是大部分学生失去学习兴趣，小部分学生培养成理解书本知识，无实践能力和动手能力，这与我们国家倡导高职学生应以就业为导向，以职业为载体的培养人的全面发展，不相符合的。本文提出以项目为载体，以行动为导向，以任务为驱动，构建一体化教学环境，让学生做中学，学中做，真正发挥学生主观能动性，创造性。以PORTEUS等软件作为辅助教学软件，很好能实现仿真设计，PCB板制作，为后面的硬件电路板制作创造条件，实现一休化教学。
参考文献
【1】刘明新．高职资讯第十期．高等职业教育研究所．2011.6．
【2】李娜，张惠峰．一体化教学在高等职业教育中的应用初探[J]．大家，2011．
【3】周润景．PROTEUS入门实用教程[M].北京:北京市机械工业出版社，2007．
【4】周灵彬，任开杰．基于PROTEUS的电路与PCB设计[M].北京:电子工业出版社．2010．
【5】李中发．电子技术基础[M].北京:中国水利水电出版社．2008：47－52
【6】张文涛．PROTEUS仿真软件应用[M].北京:华中科技大学出版社，2010：58－72．