Чрез метода на проектите – един от най-ефективните за постигане на комплекса от педагогически цели по предмета „Проектиране на електронни схеми“ в неговия краен етап на преподаване, от учениците се изисква посредством екипна или индивидуална работа да създадат завършен продукт, като прилагат, допълват и разширяват вече придобитите знания и умения.
Проблемът за всеки отделен проект се дефинира посредством приложена практическа задача, с която се дава възможност ученикът, познавайки правилата и изискванията за извършване на симулация на електронна схема, да създаде подходящ проект, в който да изчертае схемата, спазвайки техническите характеристики на устройството, което предстои да бъде симулирано. Учениците последователно анализират справочните данни на използваните електронни компоненти и проверяват работоспособността на устройството.
В рамките на всеки от проектите на учениците се поставя следната типова последователност от задачи.
Задача 1. Да се създаде проект с определено име (обикновено името на схемата), който има възможност за извършване на симулация на работата на посочената схема.
Задача 2. Правилно да се изчертае схемата с елементи, имащи симулационен модел (оптимално и естетично разполагане на компонентите).
Задача 3. Да се подберат и поставят подходящи източници на захранване и входни въздействия. Настройките на източниците на захранване и входни въздействия трябва да бъдат определени съгласно зададените в дидактическите материали параметри.
Задача 4. Да се осигури спазване на технологичните изисквания при оформяне на схема – нанасяне на стойностите на елементите и имената на веригите. Ако е необходимо, да се извърши преозначаване.
Задача 5. Да се направи проверка за спазването на технологичните изисквания при прилагането на схемотехническите правила за изчертаване. При наличие на грешки да се предложат подходящи коригиращи действия.
Задача 6. Да се създаде нов симулационен профил, като се спазва технологичната последователност на операциите при дефинирането му и при задаването на параметрите му.
Задача 7. Да се поставят подходящи маркери на входа и изхода на схемата.
Задача 8. Да се направи диагностика и контрол на изработеното устройство посредством извършване на симулация на работата му, което се явява кулминационен етап от реализацията на проектите на учениците.
Компютърните симулации възпроизвеждат определени ситуации от дадена тематична област. При подходящо включване в учебния процес чрез тях се изпълняват важни педагогически функции, като информационна, моделираща, обучаваща и контролираща (Стефанова, 2009).
За усвояване на процесите на проектиране на електронни схеми учениците се нуждаят както от натрупване на практически опит, така и много често от непосредствено подпомагане. В това от изключителна полза могат да бъдат подходящи компютърни симулации, които да предоставят необходимите средства за решаване на поставените задачи. С използването на компютърни симулации не се цели да се заместят изцяло практическите упражнения и реалното създаване на цифрови схеми, а да се повишат знанията и да се подобрят уменията на учениците в тази област (Стефанова, 2009).
В областта на схемотехниката се използват широка гама от професионални системи за моделиране и симулация. Приложението на тези системи е твърде важно както за образованието, така и за квалификационната дейност. Съвременните информационни технологии създават възможности за базирано на симулации обучение.
Симулациите позволяват по активен начин да се придобиват знанията и уменията по съответната дисциплина. У учениците се формира чувството, че не само изучават обектите, процесите и явленията, но и че експериментират с тях. За тях е ясно, че в процеса на моделиране с компютър може да се греши без последствия, да се изпробва, да се даде простор на въображението.
Симулациите се използват:
– при вземане на решения и за по-добро разбиране на същността на учебното съдържание чрез създаване на възможности за експериментиране по различни сценарии;
– при трудно осъществими реални ситуации.
Симулациите дават възможности:
– за намаляване на времето за проектиране в реалната практика – микропроцесорни системи;
– за намаляване на сложността – икономии на ресурси при проектирането;
– за визуализиране – характеристики и параметри на електронните елементи и схеми, работа на отделни модули.
За учениците е важно да придобият задълбочени познания в съответната област, свързани с реално реализиране на схеми и анализ на тяхната работа. Симулациите дават възможност на учениците да проектират различни по сложност схеми и след това да проверяват дали те работят според очакванията.
Практическият опит в използването на професионалните симулатори е задължително условие за добра професионална реализация на пазара на труда (Стефанова, 2009).
Използването на компютърни симулации по учебния предмет „Проектиране на електронни схеми“, който се изучва при обучението по професия „Техник на компютърни системи”, е от съществено значение. В раздел „Симулиране работата на електронни схеми” от предмета учениците изучават понятията, правилата и особеностите при компютърно възпроизвеждане на принципа на работа на електронни схеми. След проверка на степента на усвояване на понятийния апарат чрез тест се преминава към прилагане на усвоените знания, като се използват подходящи за симулиране електронни схеми.
Принципната схема учениците създават с графичен редактор OrCAD Capture. Моделирането на аналогови или смесени аналогово-цифрови схеми се извършва с помощта на OrCAD PSpice. Теоретичната подготовка и практическите занимания с професионалния софтуер дават възможност на учениците да планират, прогнозират, проектират и онагледяват на практика своите планове, като по този начин се формират професионалните им умения и се развиват познавателните им интереси.
За изпълнението на практическите задачи са необходими индивидуални работни места с осигурени компютърни конфигурации и инсталиран софтуер, както и нагледни печатни материали относно изследваното електронно устройство.
Целта е да се затвърдят и онагледят на практика с помощта на адаптиран специализиран софтуер знанията за промените, настъпващи в електронните схеми за симулиране на процесите в аналоговите и/или цифрови електронни устройства, и да се акцентира на особеностите при проектиране, изработване и изследване на конкретни устройства със съответните входни и изходни въздействия. По този начин се полагат основите за придобиване на знания и умения за симулиране на електронни устройства по техническо задание.