高職《表面貼裝技術(shù)工藝及設(shè)備》課程的建設(shè)實(shí)踐

吳　永　涂用軍

綜觀經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家及地區(qū),在其電子制造產(chǎn)業(yè)騰飛的過(guò)程中,相關(guān)技術(shù)與人才培養(yǎng)總是能得到協(xié)調(diào)與配合,以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。如美國(guó)馬里蘭大學(xué)設(shè)有電子產(chǎn)品與系統(tǒng)研究中心(CALCE Center),專門研究電子產(chǎn)品的失效問(wèn)題,其中在“電子產(chǎn)品可靠性”方面的研究成效顯著;香港城市大學(xué)也建立了“電子封裝及組裝暨失效分析及可靠性工程(EPA)中心”,開(kāi)展電子封裝、組裝及產(chǎn)品可靠性的研究。同時(shí),在這些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū),還有一大批職業(yè)院校進(jìn)行SMT設(shè)備與工藝方面的高級(jí)應(yīng)用型人才培養(yǎng)。

電子制造技術(shù)方興未艾,我國(guó)已經(jīng)成為世界工廠、電子制造大國(guó),但還遠(yuǎn)不是電子制造強(qiáng)國(guó)。我國(guó)的電子制造業(yè)面臨困境:技術(shù)落后,專業(yè)技術(shù)人員匱乏,教育滯后。目前,表面貼裝技術(shù)(SMT)方面的技術(shù)研究在我國(guó)高校很少有人涉足,SMT方面的高級(jí)應(yīng)用型技能人才培養(yǎng)在我國(guó)各職業(yè)院校中也剛剛起步,其培養(yǎng)模式、教學(xué)方法有待進(jìn)一步探索與實(shí)踐。

就“珠三角”地區(qū)而言,電子制造企業(yè)眾多,SMT工藝與設(shè)備的使用非常普遍,為擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)高技能職業(yè)人才、服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的重任,我院幾年前就已嘗試在電子通信類專業(yè)中開(kāi)設(shè)SMT的相關(guān)課程,并積極與周邊的大型電子制造企業(yè)(如珠海偉創(chuàng)力科技有限公司)展開(kāi)校企合作,進(jìn)行“訂單式”SMT技術(shù)人才培養(yǎng)的探索。通過(guò)幾年來(lái)的實(shí)踐,初步形成了以《表面貼裝技術(shù)(SMT)工藝及設(shè)備》為代表的一系列SMT特色課程?！侗砻尜N裝技術(shù)(SMT)工藝及設(shè)備》這門課程主要以提高學(xué)生的職業(yè)能力為目標(biāo),教學(xué)過(guò)程強(qiáng)調(diào)實(shí)踐特色,推進(jìn)技能綜合訓(xùn)練,教學(xué)內(nèi)容與模式不斷創(chuàng)新,得到了學(xué)生的認(rèn)可與歡迎。

課程介紹

《表面貼裝技術(shù)(SMT)工藝及設(shè)備》課程共68學(xué)時(shí),其中理論課34學(xué)時(shí),實(shí)操課34學(xué)時(shí)。在整個(gè)課程設(shè)置中,實(shí)踐課與理論課各占50%,力求將理論知識(shí)的傳授與實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)兩者有機(jī)結(jié)合起來(lái)。課程安排如表1所示。

師資

在教學(xué)師資的配置上,我院采取了“專兼結(jié)合”的方式。要求專任教師必須具有3年以上電子制造企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn),同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中還要經(jīng)常到附近的電子制造企業(yè)調(diào)研(每學(xué)期不少于5次),并利用寒暑假參加電子制造企業(yè)的員工新技術(shù)培訓(xùn),以了解跟蹤SMT領(lǐng)域的新技術(shù)、新趨勢(shì)。

同時(shí),我院先后聘請(qǐng)了珠海偉創(chuàng)力(美資)電子公司、珠海市石頭電子有限公司的多名SMT技術(shù)人才作為兼職教師,對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo),或定期為學(xué)生舉辦SMT方面的專題技術(shù)講座。

教材

三四年前,國(guó)內(nèi)SMT方面的教材非常少,適合高職高專學(xué)生使用的教材更是沒(méi)有。剛開(kāi)設(shè)這門課程時(shí),只好使用有關(guān)SMT的專業(yè)論著作為教材,但發(fā)現(xiàn)其中的內(nèi)容面面俱到,且理論講述過(guò)多、深?yuàn)W難懂,職業(yè)訓(xùn)練特色無(wú)從談起。

基于此,我院根據(jù)教學(xué)內(nèi)容自己編寫(xiě)講義,通過(guò)與工作在電子制造企業(yè)第一線的工程技術(shù)人員合作,經(jīng)過(guò)廣泛討論、反復(fù)修改,最終編寫(xiě)出了體現(xiàn)職業(yè)特色的SMT理論教材與實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)。這些教材經(jīng)過(guò)兩屆教學(xué)班的使用,教師、學(xué)生的反映良好。

實(shí)踐訓(xùn)練

在安排教學(xué)時(shí),既要給學(xué)生提供在電子制造企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)參觀學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì),同時(shí)又要盡量多地讓學(xué)生在學(xué)校SMT實(shí)驗(yàn)室的SMT生產(chǎn)線上動(dòng)手實(shí)踐,并加強(qiáng)手工焊接訓(xùn)練,為制作FM收音機(jī)打下基礎(chǔ)。在教學(xué)過(guò)程中,許多學(xué)生覺(jué)得課程內(nèi)容生動(dòng)、形式多樣,學(xué)有所獲。

在學(xué)習(xí)SMT工藝時(shí),可組織學(xué)生到大規(guī)模生產(chǎn)電子產(chǎn)品的SMT工廠參觀學(xué)習(xí),以看、聽(tīng)、感受的方式獲得對(duì)SMT工藝及設(shè)備方面的感性認(rèn)識(shí),為后續(xù)的理論學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),同時(shí)以相當(dāng)多的課時(shí)組織學(xué)生在學(xué)校SMT實(shí)驗(yàn)室的加工生產(chǎn)流水線現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)印刷、編程、焊接及返修操作等工藝。每3個(gè)學(xué)生安排一個(gè)實(shí)踐輔導(dǎo)教師、一臺(tái)機(jī)器,使學(xué)生深切體會(huì)SMT工藝的內(nèi)涵,從而在今后的工作中不出或少出問(wèn)題。另外,我院還實(shí)行了學(xué)校SMT實(shí)驗(yàn)室的部分設(shè)備全天候?qū)W(xué)生開(kāi)放,進(jìn)一步滿足了部分學(xué)生深入學(xué)習(xí)SMT工藝與設(shè)備方面知識(shí)的需求,學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性很高。

在學(xué)習(xí)SMT電路板設(shè)計(jì)時(shí),每個(gè)學(xué)生人手一臺(tái)計(jì)算機(jī),教師帶著學(xué)生學(xué)習(xí)SMT元件建庫(kù)、SMT電路板的布局及布線等。最后成功制作出的FM收音機(jī)使很多學(xué)生在學(xué)到SMT知識(shí)的同時(shí)得到一種實(shí)實(shí)在在的滿足感,極大地提高了學(xué)習(xí)效果。

理論教學(xué)

學(xué)生參加實(shí)踐后,還需從理論上進(jìn)行總結(jié)、提高。在本課程的教學(xué)中,教師從SMT設(shè)備、材料、工藝、直到設(shè)計(jì)等方面系統(tǒng)講授其中的理論知識(shí)。在講解工藝課程時(shí),從設(shè)備原理、焊接原理到所涉及的原材料、PCB板等全面系統(tǒng)地講解,使學(xué)生在豐富的感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,很容易接受所學(xué)的理論知識(shí)。

在設(shè)計(jì)授課內(nèi)容時(shí),教師從SMT工藝及設(shè)備對(duì)設(shè)計(jì)的要求、SMT焊盤設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)輸出與設(shè)計(jì)審核等方面全方位地介紹;同時(shí)結(jié)合工作實(shí)際,將容易出錯(cuò)的案例向?qū)W生展示、講解;最后結(jié)合一個(gè)比較有典型意義的實(shí)際SMT電子產(chǎn)品,從工藝到設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)中的問(wèn)題等進(jìn)行綜合講解,使學(xué)生對(duì)SMT的知識(shí)與技能有整體而全面的認(rèn)識(shí)與把握。

在教學(xué)中,使用多媒體手段講課,同時(shí)引進(jìn)國(guó)外的SMT錄像進(jìn)行形象展示教學(xué),可使學(xué)生更直觀地了解具體的制造機(jī)理和過(guò)程。比如,講解SMT焊接原理和過(guò)程及助焊劑的作用時(shí),采用錄像教學(xué)可收到事半功倍的效果。

除了學(xué)生必須掌握的SMT基本理論及實(shí)際技能外,教學(xué)中還應(yīng)注意介紹目前世界上制造領(lǐng)域最前沿的技術(shù),這些技術(shù)與電子產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān),很多是企業(yè)界正在使用的新技術(shù)。例如無(wú)鉛焊接技術(shù),從2006年7月1日起,出口歐盟的電子產(chǎn)品必須使用無(wú)鉛焊接技術(shù),這使我國(guó)的出口電子產(chǎn)品遭遇很大挑戰(zhàn),我國(guó)的電子企業(yè)是如何應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的,無(wú)鉛焊接中要注意的各種問(wèn)題,等等,都應(yīng)成為教學(xué)內(nèi)容,講清這些新趨勢(shì)、新技術(shù),可使學(xué)生既掌握現(xiàn)有知識(shí),又具有前瞻眼光,將來(lái)到工作崗位上才不會(huì)措手不及。

職業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)

完成理論與實(shí)踐的基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)后,還必須對(duì)學(xué)生進(jìn)行職業(yè)綜合能力的全面訓(xùn)練。我院選用了目前比較流行的電子產(chǎn)品FM收音機(jī),讓學(xué)生根據(jù)FM收音機(jī)原理圖繪制PCB板圖,并實(shí)際制作FM收音機(jī)產(chǎn)品,使學(xué)生了解產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到裝配整個(gè)過(guò)程,了解設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)規(guī)范,充分認(rèn)識(shí)產(chǎn)品制造中工藝的重要性,以此實(shí)現(xiàn)綜合訓(xùn)練職業(yè)創(chuàng)新能力的目的。

考慮到《表面貼裝技術(shù)(SMT)工藝及設(shè)備》課程的實(shí)踐性很強(qiáng),我院在考核學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)方面進(jìn)行了改革,從三個(gè)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行衡量:工藝實(shí)踐、FM收音機(jī)的設(shè)計(jì)與制作及論文答辯。工藝實(shí)踐與FM收音機(jī)的設(shè)計(jì)制作方面的考核主要考查學(xué)生平時(shí)上課與實(shí)際操作中的表現(xiàn),整個(gè)考核不采取傳統(tǒng)的閉卷考試方式,全部課程考核相當(dāng)于完成一次SMT方面的電子設(shè)計(jì)與制造。

論文答辯的題目分為高、中、低三種難度:1/2的題目是基礎(chǔ)課題,教師已經(jīng)基本講授過(guò),學(xué)生只需組織起來(lái)就可以了;1/4 的題目是社會(huì)上需要的、有一定難度的,學(xué)生需要下一定的工夫才能解決,如無(wú)鉛回流焊、波峰焊技術(shù)等;1/4的題目難度較大,教師在課堂上沒(méi)有講過(guò),需要學(xué)生自己探索求知,如電磁兼容、可靠性設(shè)計(jì)等,目的是考查學(xué)生挑戰(zhàn)困難的信心與創(chuàng)新意識(shí)。

對(duì)于成績(jī)比較好的學(xué)生,一般動(dòng)員他們選擇難度較大、與今后的實(shí)際工作密切相關(guān)的題目做論文答辯題,如“無(wú)鉛焊接可靠性研究及實(shí)踐”、“回流焊技術(shù)及應(yīng)用技巧”、“電磁兼容在主板和地線中的應(yīng)用”等。學(xué)生的積極性非常高,這說(shuō)明高職學(xué)生對(duì)新鮮事務(wù)同樣敢于挑戰(zhàn),并不是簡(jiǎn)單地為文憑而學(xué)習(xí)。

論文答辯的課題準(zhǔn)備,學(xué)生基本要靠課外時(shí)間完成,他們或獨(dú)立、或以2～3人小組的形式完成一個(gè)課題。大多數(shù)學(xué)生都能認(rèn)真上網(wǎng)查資料,制作PPT文件,答辯時(shí)要求每個(gè)學(xué)生都參加答辯演講。通過(guò)實(shí)際動(dòng)手實(shí)踐加論文答辯的訓(xùn)練,可使學(xué)生分析、解決、闡述問(wèn)題的能力得到鍛煉,并能在一定程度上有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與職業(yè)意識(shí),同時(shí)還可培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神,是一種比較好的教學(xué)模式,值得在高職層次的教學(xué)中進(jìn)一步探索與完善。

為了適應(yīng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,實(shí)踐教學(xué)已經(jīng)成為高職教育發(fā)展與改革的重要內(nèi)容,對(duì)于如何更有效地培養(yǎng)電子制造行業(yè)的SMT技術(shù)人才,我們正在加強(qiáng)探索與實(shí)踐,試圖走出自己的、有職業(yè)特色的高職教育之路。

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作者簡(jiǎn)介:

吳永(1969—),男,湖南溆浦人,博士研究生,廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院副教授,高級(jí)工程師,研究方向?yàn)橥ㄐ排c信息系統(tǒng)、電子通信專業(yè)職業(yè)教育。

涂用軍(1963—),男,湖北孝感人,廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院副教授,副院長(zhǎng),研究方向?yàn)殡娐放c系統(tǒng)、電子信息專業(yè)職業(yè)教育。