高職《電子產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)》項目教學完整性與真實性研究*

樓 勇 王 楠 張嫣華（臺州職業(yè)技術(shù)學院 浙江 臺州 318000）

高職《電子產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)》項目教學完整性與真實性研究*

樓 勇 王 楠 張嫣華
（臺州職業(yè)技術(shù)學院 浙江 臺州 318000）

在校企合作、工學結(jié)合模式下，項目教學是課程教學的主要形式，項目教學的關(guān)鍵要素是基于真實而完整的工程環(huán)境，使學生提前進入企業(yè)工作角色，達到校企“零距離”對接。《電子產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)》是應用電子專業(yè)普遍開設(shè)的一門綜合專業(yè)課程，項目的教學內(nèi)容應該來自企業(yè)生產(chǎn)，貼近真實情況，教學應從產(chǎn)品設(shè)計目標的確定、設(shè)計方案的評估、樣機的制作、電路電磁兼容性的評估和工藝過程的進行等方面落實項目的完整性與真實性。

高職；電子產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)；項目教學；完整性；真實性

高職院校電子類畢業(yè)生從事的相關(guān)專業(yè)有器件采購、電路設(shè)計、生產(chǎn)管理、檢驗檢測、電器銷售以及售后服務等。在大中型企業(yè)中，工種分類比較細，單個工種工作內(nèi)容比較單一，高職畢業(yè)生只要能在工程師的指導下完成相應任務即可，即做好工程師的助手。而在小型企業(yè)，由于產(chǎn)品的技術(shù)含量相對較低，工程人員較少，因此分工模糊，往往一個產(chǎn)品的電路設(shè)計、原材料采購、生產(chǎn)流程安排，甚至售后服務都是由兩三個人來完成。在這種企業(yè)里，技術(shù)人員的專業(yè)能力要求并不需要很高，但對各個工種都要熟悉，要扮演一個工程師，甚至總工的角色。

《電子產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)》是電子專業(yè)普遍開設(shè)的一門綜合課程。當前，在以項目為載體的教學改革過程中，教師往往只強調(diào)一個真實產(chǎn)品的功能實現(xiàn)，而產(chǎn)品的成本核算、器件采購、生產(chǎn)工藝等內(nèi)容在教學中沒有占據(jù)應有的分量，學生對產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)的完整性缺乏認識，畢業(yè)后不能很快適應工作崗位。浙江臺州職業(yè)技術(shù)學院電子專業(yè)在項目教學中十分重視項目的真實性與完整性，教學取得了顯著的效果。在對近三年電子類畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在從事本專業(yè)工作的畢業(yè)生中，70%以上在中小企業(yè)，他們完成畢業(yè)頂崗實習之后即成為某個崗位的工程師，具備了獨當一面的工作能力，經(jīng)過兩到三年的努力，很多已經(jīng)成為企業(yè)的技術(shù)骨干，扮演著總工程師的角色。因此，教學內(nèi)容的完整性與真實性是衡量項目教學優(yōu)劣的重要標準。

市場調(diào)研是項目教學的首要任務

在電子產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)過程中，市場調(diào)研是項目教學中要增加的一個重要內(nèi)容。這里要完成的相關(guān)內(nèi)容有設(shè)計任務的進一步明確、產(chǎn)品的市場定位、初步方案的確定、材料成本的估算等。這些工作在設(shè)計的初期是至關(guān)重要的，甚至決定著一個產(chǎn)品的成敗。

在企業(yè)中，尤其是在中小企業(yè)中，設(shè)計人員初期得到的任務是不完整也不明確的，沒有技術(shù)指標，沒有初步方案，沒有成本核算。設(shè)計人員只有通過網(wǎng)絡途徑了解目前市場上同類或者相關(guān)產(chǎn)品的功能要求、技術(shù)指標、銷售價格，結(jié)合企業(yè)的實力和產(chǎn)品的定位確定具體的功能目標。根據(jù)功能目標，通過網(wǎng)絡查詢相關(guān)的實現(xiàn)方案，再結(jié)合器件成本、生產(chǎn)成本、維修成本等確定初步設(shè)計方案。

在以項目為載體的教學改革中，教師不必給出詳細明確的設(shè)計任務，而是營造相應的工程環(huán)境，比如給出產(chǎn)品的基本功能、企業(yè)的資金實力、研發(fā)能力、產(chǎn)品客戶等信息。學生充分利用網(wǎng)絡資源，通過Google、阿里巴巴、淘寶網(wǎng)等平臺調(diào)查、詢價，掌握現(xiàn)有產(chǎn)品的功能、實現(xiàn)技術(shù)方案、器件價格等信息，初步形成自己的實現(xiàn)方案。經(jīng)組內(nèi)討論、分組交流后，設(shè)計思路進一步得到拓展，設(shè)計方案進一步得到完善，學生對本項目有更充分的理解與認同。

在方案設(shè)計過程中，指導教師不必講授很多專業(yè)知識，但必須教會學生如何有效利用網(wǎng)絡、書籍等資源完成設(shè)計任務。只有當學生設(shè)計方案出現(xiàn)重大錯誤時，教師才需要及時予以糾正。

樣機制作是項目教學的主要內(nèi)容

樣機制作是指從電原理圖到產(chǎn)品樣機調(diào)試完成的過程，是項目教學的主要內(nèi)容，至少要花費整個項目的二分之一時間。項目教學中的樣機應該是一個典型電子產(chǎn)品，包括模擬電路、數(shù)字電路或者單片機系統(tǒng)，由若干個典型的應用電路組成。

樣機制作以實現(xiàn)產(chǎn)品功能為第一目標，通常按照功能模塊分單元來實現(xiàn)，最后合成整機。工廠的樣機制作應該嚴格按照工業(yè)生產(chǎn)標準進行，包括有選擇地采購元器件、PCB打樣、EMC測試等。但是在教學中實現(xiàn)起來比較困難，無論教學費用和時間都是不允許的。項目教學中元件通常只能使用實驗室?guī)齑妗ｋ娐钒迨褂萌f能板或熱轉(zhuǎn)印法制作PCB。此過程主要是驗證設(shè)計方案的可實現(xiàn)性。在制作過程中可以調(diào)整和修改設(shè)計方案，若干設(shè)計參數(shù)需要通過樣機制作來確定。樣機制作調(diào)試完成，說明產(chǎn)品設(shè)計方案可以實現(xiàn)，研發(fā)階段基本結(jié)束，后期主要是工藝的改善和可靠性的提高。

樣機完成后，有條件的應該進行可靠性、安全性和EMI、EMS測試，查找設(shè)計中存在的缺陷。

生產(chǎn)工藝設(shè)計是項目教學的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程包括貼裝、焊接、檢驗、裝配等環(huán)節(jié)，是生產(chǎn)型企業(yè)的主要內(nèi)容。生產(chǎn)工藝安排恰當與否直接影響產(chǎn)品的成本和穩(wěn)定性。在完整的《電子產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)》項目教學中，必須使學生能夠根據(jù)具體的產(chǎn)品設(shè)計工藝流程學習工藝管理的本領(lǐng)，這里包括生產(chǎn)設(shè)備的配置、生產(chǎn)工人的數(shù)量、加工工序設(shè)計、專門裝夾具設(shè)計、檢驗方法設(shè)計等眾多內(nèi)容。

工藝管理是產(chǎn)品工程師、車間主任乃至總工程師都必須具備的本領(lǐng)。它絕不是通過課堂或?qū)嶒炇医虒W能夠掌握的，需要以生產(chǎn)性實訓為基礎(chǔ)，對工廠或者校內(nèi)生產(chǎn)車間有較深的感性認識后才能具備。因此，工藝管理屬于較高層次的綜合技能。

產(chǎn)品技術(shù)文件是項目教學的成果展示

在企業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)品技術(shù)文件是生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要資料，包括設(shè)計說明書、電路原理圖、印刷電路板圖、材料清單、裝配圖紙、各種樣機檢驗報告、生產(chǎn)作業(yè)指導書、產(chǎn)品使用說明書以及一些必要的說明文件等。項目教學中要求學生提供完整的產(chǎn)品技術(shù)文件，它是教學全過程成果的集中展示。

在最后的項目評價中，每人或每小組需向全體同學闡述詳盡的設(shè)計過程，展示設(shè)計成果?？刹捎醚菔?、答辯等多種形式為考核方式，指導教師給出的成績應該能得到學生本人和大部分學生的認可。

可靠性設(shè)計是項目教學的核心理念

根據(jù)國家標準的規(guī)定，產(chǎn)品的可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定的功能的能力。一個合格的產(chǎn)品，必然是一個可靠的產(chǎn)品。在教學中師生容易只顧產(chǎn)品的功能，忽視了產(chǎn)品的可靠性。產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計出來的，生產(chǎn)出來的，也是管理出來的，因此，可靠性設(shè)計應該作為核心理念貫穿項目教學始終。

產(chǎn)品設(shè)計的初步方案就應該體現(xiàn)可靠性設(shè)計，要明確產(chǎn)品使用環(huán)境（溫度、壓力、濕度、電壓等），使用壽命，實現(xiàn)的功能等。電路設(shè)計要按照高集成度、模塊化、簡潔化的思路進行，要重點考慮電磁兼容性（EMC），包括電磁干擾（EMI）和電磁耐受性(EMS)。目前，國內(nèi)外電子產(chǎn)品有眾多認證，產(chǎn)品必須通過認證才能在相應國家和地區(qū)銷售，如美國的UL，歐洲的GS、TUV、ROHS，國內(nèi)有3C、CCEE等。教學中要使學生對各個認證標準有一定的了解。電磁兼容性設(shè)計是一個產(chǎn)品可靠和通過EMC認證的前提，教學過程中要強調(diào)EMC的概念、設(shè)計要遵循EMC的普遍規(guī)則，要培養(yǎng)學生解決EMC一般問題的能力。

產(chǎn)品可靠性除了完成可靠的電路設(shè)計外，還應該強調(diào)生產(chǎn)與管理過程的規(guī)范化。生產(chǎn)過程要符合常規(guī)工藝要求，要與ISO9001:2000標準結(jié)合起來，這樣才能不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品可靠性。電子產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)中還要兼顧產(chǎn)品的安全性、環(huán)保性和低碳性。

電子產(chǎn)品可靠性設(shè)計項目教學對教師提出了很高要求，教師要具備深厚的專業(yè)知識和豐富的實踐經(jīng)驗，要熟悉產(chǎn)品認證標準和質(zhì)量體系標準。

高性價比設(shè)計是項目教學的顯著特征

企業(yè)的盈利是通過銷售產(chǎn)品的利潤來獲得，高性價比是產(chǎn)品進入市場的關(guān)鍵因素。因此，性價比的理念要貫穿到設(shè)計方案、生產(chǎn)工藝等各個環(huán)節(jié)，它是項目教學真實性的重要體現(xiàn)，是區(qū)別于傳統(tǒng)教學的顯著特征。

初步設(shè)計方案必須要明確產(chǎn)品定位、產(chǎn)品功能、生產(chǎn)成本等信息，它是企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)中的階段性成果，必須符合兩個原則：一是可行性，二是經(jīng)濟性。在項目教學中，方案的可行性經(jīng)教師檢查之后不會有重大問題。經(jīng)濟性是師生比較難掌握的，但這必須作為方案優(yōu)劣的主要評估指標。每位或每組學生可以設(shè)計不同的產(chǎn)品功能、不同的實現(xiàn)方案、不同的生產(chǎn)成本，最后的衡量指標是性價比。

產(chǎn)品成本中除了材料成本外要特別注意生產(chǎn)與維修成本。生產(chǎn)成本與設(shè)計方案有關(guān)，包括配件的生產(chǎn)與外包，電路板器件的安裝方法、焊接方法、調(diào)試方法等。維修成本與產(chǎn)品可靠性息息相關(guān)，兩者間要做到平衡。

《電子產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)》是電子專業(yè)極為重要的一門課程，教學中不僅要安排足夠的課時，配置強有力的師資，投入足夠的設(shè)備、場所與資金，還要與當?shù)叵嚓P(guān)企業(yè)建立緊密的合作關(guān)系，使項目教學更加真實完整。

[1]徐朔.項目教學法的內(nèi)涵、教育追求和教學特征[J].職業(yè)技術(shù)教育，2008，（28）.

[2]徐涵.項目教學的理論基礎(chǔ)、基本特征及對教師的要求[J].職教論壇，2007，（6）.

[3]李佩禹，等.高職應用電子技術(shù)專業(yè)工作過程系統(tǒng)化課程建設(shè)[J].職業(yè)技術(shù)教育，2009，（2）.

[4]楊理連.基于工學結(jié)合的工作過程導向式高職課程開發(fā)的再思考[J].職業(yè)技術(shù)教育，2008，（28）.

[5]嚴奉蓮.項目教學在職業(yè)教育中的應用研究[J].職業(yè)，2009，（32）.

[6]石佳明，齊超，張靖宇.可靠性設(shè)計與分析中的常見問題及解決措施[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2008，（7）.

G712

A

1672-5727（2011）08-0081-03

張嫣華（1965—），女，臺州職業(yè)技術(shù)學院講師，產(chǎn)學合作辦公室副主任，研究方向為高職實踐教學模式。

王楠（1983—），女，碩士，臺州職業(yè)技術(shù)學院教師，研究方向為電子技術(shù)應用及教學。

樓勇（1981—），男，碩士，臺州職業(yè)技術(shù)學院教師，研究方向為單片機技術(shù)及教學。