電子工藝實習(xí)教學(xué)改進(jìn)與實踐探索

[摘 要] 分析了電子工藝實習(xí)面臨的機遇和挑戰(zhàn)，提出了以工程實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的的電子工藝實習(xí)教學(xué)改進(jìn)與實踐探索。從電子工藝實習(xí)教學(xué)內(nèi)容、教材和教學(xué)方法及多媒體使用等三個方面對電子工藝實習(xí)提出了改進(jìn)和創(chuàng)新，以培養(yǎng)學(xué)生扎實的工程實踐能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

[關(guān)鍵詞] 工程實踐能力;創(chuàng)新能力;教學(xué)改進(jìn);電子工藝實習(xí);EDA

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 1005-4634（2014）05-0106-03

電子工藝實習(xí)作為以實踐教學(xué)為主、對工科各專業(yè)開設(shè)的技術(shù)實踐課，對培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新精神有重要意義。如何把握當(dāng)前發(fā)展機遇，改進(jìn)電子工藝實習(xí)，培養(yǎng)工程實踐能力扎實、創(chuàng)新能力強的工程技術(shù)人才逐漸成為研究熱點。本文在分析電子工藝實習(xí)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代電子技術(shù)，提出以工程實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的的電子工藝實習(xí)教學(xué)改進(jìn)與實踐探索。從電子工藝實習(xí)教學(xué)內(nèi)容、教材和教學(xué)方法及多媒體使用等三個方面提出了改進(jìn)意見，改善電子工藝實習(xí)的教學(xué)效果，提高學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

1 電子工藝實習(xí)面臨的挑戰(zhàn)

電子工藝實習(xí)作為重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，經(jīng)過多年發(fā)展在國內(nèi)高校獲得了推廣普及。但目前電子工藝實習(xí)內(nèi)容多以簡單電子產(chǎn)品裝配為主;實習(xí)過程以手工勞作為主;課堂教學(xué)以教師板書講授為主。受限于電子工藝實習(xí)內(nèi)容、教學(xué)方式和教學(xué)手段，在實習(xí)中學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力提高有限。綜合分析電子工藝實習(xí)的現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)電子工藝實習(xí)目前存在以下幾個缺點。

1）電子工藝實習(xí)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性和層次性。目前電子工藝實習(xí)內(nèi)容多停留在簡單電子產(chǎn)品的焊接組裝上，實習(xí)過程以模仿式手工操作為主，實習(xí)內(nèi)容缺乏綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性。因此需引入多層次、多模塊的電子工藝實習(xí)內(nèi)容，形成綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性的電子工藝新局面，使學(xué)生在獲得扎實基本功的同時提高工程實踐和創(chuàng)新能力。

2）電子工藝實習(xí)教學(xué)方式相對單一。隨著科技的發(fā)展，新的電子元件和電子裝配技術(shù)不斷出現(xiàn)。為使學(xué)生掌握現(xiàn)代的電子設(shè)計技術(shù)、提高電子線路設(shè)計與仿真能力，必須改變烙鐵加電路板的電子工藝實習(xí)模式和方法，通過在電子工藝實習(xí)中引入EDA技術(shù)和SMT技術(shù)，使學(xué)生接觸到先進(jìn)的電子設(shè)計和制作技術(shù)，提高對現(xiàn)代電子技術(shù)的理解。

3）電子工藝實習(xí)教材和多媒體課件建設(shè)滯后。電子工藝實習(xí)在燕山大學(xué)實施十多年來，教學(xué)方法以教師板書講授和手把手教授為主。受限于實驗設(shè)備和教學(xué)條件，很難對現(xiàn)代電子技術(shù)及電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行清晰地講解，學(xué)生無法了解現(xiàn)代電子技術(shù)及生產(chǎn)流程。同時教材以傳統(tǒng)內(nèi)容為主，對現(xiàn)代電子工藝涉及較少。

因此有必要結(jié)合現(xiàn)代電子技術(shù)和多媒體技術(shù)對電子工藝實習(xí)的教材和教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，增加對現(xiàn)代電子技術(shù)的講解，使學(xué)生接觸并了解集成電路及電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程，提高課堂教學(xué)效果。

2 改進(jìn)電子工藝實習(xí)內(nèi)容，突出工程實踐 和創(chuàng)新能力培養(yǎng)

結(jié)合燕山大學(xué)電子工藝實習(xí)基地當(dāng)前的實驗設(shè)備和實驗條件，以電子工藝實習(xí)課程為依托，以充分利用實驗室現(xiàn)有設(shè)備為基礎(chǔ)，以工程實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)，從電子工藝實習(xí)的層次設(shè)計和模塊設(shè)計兩個方面入手，改進(jìn)電子工藝實習(xí)。

2.1 依照教學(xué)大綱，改進(jìn)電子工藝實習(xí)內(nèi)容的層 次設(shè)計

依照電子工藝實習(xí)教學(xué)大綱，在教學(xué)實踐中循序漸進(jìn)的將電子工藝實習(xí)教學(xué)內(nèi)容分為基礎(chǔ)教學(xué)層、中級技能教學(xué)層和高級教學(xué)層。在每個教學(xué)層次分別設(shè)置不同的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，見表1。

在基礎(chǔ)教學(xué)層采用以板書講授和多媒體相結(jié)合的授課方式，使學(xué)生掌握電子工藝實習(xí)的基礎(chǔ)知識。這一教學(xué)層次對所有參加電子工藝實習(xí)的學(xué)生開放，以培養(yǎng)學(xué)生的基本技能。

在中級教學(xué)層則以學(xué)生動手實踐為主要教學(xué)手段，首先通過萬能板練習(xí)焊接使學(xué)生掌握基本的焊接技能，能熟練的進(jìn)行直插原件的裝配和拆焊，掌握電子產(chǎn)品的手工焊接、裝配、調(diào)試技術(shù)。同時學(xué)習(xí)常用的電子元器的規(guī)格、參數(shù)、識別及主要性能和選用原則，熟悉電子產(chǎn)品工藝的基本知識和要求。最后，通過微型FM收音機的組裝，將SMT技術(shù)引入電子工藝實習(xí)中，使學(xué)生了解SMT技術(shù)，掌握SMT組裝的基本過程。

高級教學(xué)層次主要針對電類學(xué)生和有學(xué)習(xí)意愿的學(xué)生開設(shè)，在高級教學(xué)層中通過現(xiàn)代EDA技術(shù)的引入使學(xué)生掌握Altium Designer軟件的使用，使學(xué)生能夠使用Altium Designer軟件進(jìn)行相關(guān)電路原理圖的繪制及仿真，生成PCB文件。然后通過熱轉(zhuǎn)印技術(shù)進(jìn)行電路圖的轉(zhuǎn)印，之后將做好的電路板進(jìn)行蝕刻。電路板腐蝕好后，讓學(xué)生使用酒精和松香制作電路板的助焊層，最后使用視頻鉆進(jìn)行鉆孔，完成PCB電路板的制作[1，2]。

進(jìn)入組裝階段后，學(xué)生按照BOM表領(lǐng)取相應(yīng)的電子元件，對照電路原理圖和BOM表進(jìn)行小制作產(chǎn)品的組裝和調(diào)試，直至小制作產(chǎn)品合格。高級教學(xué)層次教學(xué)流程如圖1所示。

2.2 創(chuàng)新實習(xí)項目，豐富實習(xí)內(nèi)容

在燕山大學(xué)目前的電子工藝實習(xí)中，學(xué)生需要完成兩個電子產(chǎn)品的制作，分別是多功能充電器或萬用表和FM收音機，對于電類學(xué)生則增加了學(xué)生自主設(shè)計項目“旋光彩燈”。目前實習(xí)內(nèi)容不能滿足工程實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需要，因此針對電子工藝實習(xí)的設(shè)計的三個教學(xué)層次，分別設(shè)計了三個教學(xué)模塊，分別為基本技能教學(xué)模塊，中級技能教學(xué)模塊和高級技能教學(xué)模塊，如表2所示。

在基礎(chǔ)技能教學(xué)模塊設(shè)計了萬能板焊接這一實習(xí)項目，讓學(xué)生在練習(xí)中掌握基本的焊接和組裝技能。在中級技能教學(xué)模塊設(shè)置了多功能充電器、萬用表和貼片式FM收音機三個教學(xué)內(nèi)容。在這個過程中使學(xué)生結(jié)合所學(xué)理論知識，完成產(chǎn)品組裝，牢固掌握電子產(chǎn)品手工組裝和焊接工藝，接觸并掌握SMT再流焊接工藝，鍛煉學(xué)生的工程實踐能力。

表2 電子工藝實習(xí)教學(xué)模塊設(shè)計

教學(xué)模塊 教學(xué)內(nèi)容

基本技能教學(xué)模塊 1.萬能板焊接

1.多功能充電器

中級技能教學(xué)模塊 2.萬用表

3.貼片式FM收音機

1.觸摸式雙穩(wěn)開關(guān)

2.照明定時器

高級教學(xué)模塊 3.€？2V雙向電壓變換器

4.四相混式步進(jìn)電機驅(qū)動電路

5.聲光控延時開關(guān)

6.信號燈觸摸開關(guān)

在高級技能模塊針對電類學(xué)生不同專業(yè)特點設(shè)計了6個實習(xí)項目，學(xué)生依自己的興趣來選作。在實習(xí)過程中，學(xué)生首先根據(jù)自己的專業(yè)和愛好選擇自己感興趣的實習(xí)項目，進(jìn)行資料的查閱、電路原理圖的設(shè)計，然后使用軟件進(jìn)行相關(guān)電路原理圖的設(shè)計和仿真，直到設(shè)計電路的仿真結(jié)果正確。其后進(jìn)行電路板的設(shè)計、電路的安裝和調(diào)試。

最后進(jìn)行工藝文件的編制、報告撰寫，通過這個過程培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的邏輯歸納能力、綜合分析能力和文字表達(dá)能力。整個實習(xí)過程綜合提高學(xué)生的工程實踐能力，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力和意識。

3 電子工藝實習(xí)教材建設(shè)和多媒體課件設(shè)計

電子工藝實習(xí)教材要針對不同專業(yè)，設(shè)置基礎(chǔ)扎實、層次突出、特色鮮明的內(nèi)容，突出工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。電子工藝實習(xí)教材編制不僅要符合教學(xué)大綱的要求，更要緊跟時代步伐，包含現(xiàn)代的電子技術(shù)。因此在教材的編制過程中要將指導(dǎo)書模塊化，結(jié)合實際情況每學(xué)期更新相應(yīng)的模塊內(nèi)容，滿足不同專業(yè)學(xué)生的需求，在教材中將理論知識和實踐知識相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生扎實的工程實踐能力和一定的創(chuàng)新能力[3]。

目前燕山大學(xué)的電子工藝實習(xí)教學(xué)方式主要以教師板書講解、學(xué)生動手為主，對先進(jìn)的電子技術(shù)則涉及較少，因此有必要在電子工藝實習(xí)中引入多媒體技術(shù)。利用多媒體技術(shù)展示先進(jìn)的電子元件生產(chǎn)、測試及封裝工藝和電子產(chǎn)品的組裝工藝。通過引進(jìn)多媒體，可以解決現(xiàn)有教學(xué)設(shè)備的不足，使學(xué)生在牢固掌握電子工藝基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，可以了解最新的電子元器件、電子產(chǎn)品、先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)化生產(chǎn)流程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，掌握電子工藝的前沿知識，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。

4 建立以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué) 模式

電子工藝實習(xí)課程不同于一般的實驗課和理論課程，其課程內(nèi)容涵蓋電子元器件、焊接以及電子技術(shù)相關(guān)理論知識，涉及多個學(xué)科，內(nèi)容繁雜，學(xué)生掌握起來難度很大。要想在電子工藝實習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)知識、工程實踐能力、創(chuàng)新能力，需要在實習(xí)過程中建立以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的主動學(xué)習(xí)模式。在教學(xué)過程中充分調(diào)動學(xué)生積極性，首先利用多媒體技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)內(nèi)容的講解，并進(jìn)行先進(jìn)電子技術(shù)的工藝技術(shù)的演示;其次在實踐操作中采用教師動手操作、學(xué)生練習(xí)的教學(xué)模式，使學(xué)生掌握扎實的基本功;最后使學(xué)生通過獨立練習(xí)，掌握電子產(chǎn)品的組裝和調(diào)試的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生扎實的工程實踐能力。并在實習(xí)過程中學(xué)會常用EDA軟件的使用，掌握電路原理圖繪制、仿真及PCB板的設(shè)計和電路板的手工生產(chǎn)工藝，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

電子工藝實習(xí)過程由以手工勞作為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴霸O(shè)計”為中心，由以組裝為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐栽O(shè)計為中心，由以教師板書講解為主轉(zhuǎn)換為以教師板書講解和多媒體演示相結(jié)合、教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式。通過將實習(xí)內(nèi)容分解為具體目標(biāo)任務(wù)，在教學(xué)過程中調(diào)動學(xué)生的自主性、創(chuàng)造性、學(xué)習(xí)的興趣和熱情，提高學(xué)生工程實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，改善教學(xué)效果[4，5]。

電子工藝實習(xí)需要在實習(xí)內(nèi)容、教材和教學(xué)模式方面進(jìn)行不斷的發(fā)展和完善，同時也需要指導(dǎo)教師積極努力，不斷完善和改進(jìn)電子工藝實習(xí)，提高學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

[1]任文舉，孫站穩(wěn)，蔡璐璐.沉默式教學(xué)法在實驗教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].實驗室科學(xué)，2008，6（3）：47-49.

[2]張錫珍，張加良，李芳，等.電子工藝實習(xí)的實踐與探索[J].實驗室科學(xué)，2009，6（3）：20-22.

[3]任文舉，蔡璐璐.電子工藝實習(xí)中應(yīng)用EDA技術(shù)的探討[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2008，6（4）：9-11.

[4]劉琳，蘇寒松，李昌祿.電子工藝實習(xí)工程教學(xué)改革的探索[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2011，14（2）：63-65.

[5]王喜社，高巍.高等院校工程應(yīng)用型電子實習(xí)課程教學(xué)改革的探討[J].實驗室科學(xué)，2011，14（6）：175-178.