應(yīng)用電子工藝實(shí)習(xí)課程平臺(tái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

任小軍+陳福彬+李越

摘 要：創(chuàng)新型人才與應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，需要有與之對(duì)應(yīng)的新的培養(yǎng)方法和新的培養(yǎng)模式。電子工藝實(shí)習(xí)是一個(gè)很好的平臺(tái)，需要充分地利用、充實(shí)、改革，使其在實(shí)踐教學(xué)中發(fā)揮更大的作用。本文介紹了電子工藝實(shí)習(xí)課程在實(shí)踐教學(xué)和學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)中的作用。

關(guān)鍵詞：實(shí)踐教學(xué) 電子工藝 工程訓(xùn)練 創(chuàng)新意識(shí)

引言

電子工藝實(shí)習(xí)，是一門綜合實(shí)訓(xùn)課，涉及電路分析、數(shù)字電路、模擬電路、EDA和單片機(jī)的相關(guān)內(nèi)容；涉及到電路設(shè)計(jì)和仿真、畫圖、板材的制作、焊接工藝；涉及到電路故障的檢查、成品的定型；涉及到材料的整理、論文的撰寫及答辯等內(nèi)容。這些都是具有創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力的復(fù)合型人才應(yīng)有的基本素質(zhì)。電子工藝實(shí)習(xí)是一個(gè)非常好的平臺(tái)，應(yīng)將現(xiàn)有的內(nèi)容，更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)、充實(shí)，使其在學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)和實(shí)踐教學(xué)中發(fā)揮作用。[1]

培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力和具有工程素養(yǎng)的復(fù)合型人才，對(duì)于提高國家的科技競(jìng)爭(zhēng)力和制造業(yè)的水平，以及學(xué)生的就業(yè)和入職工作的適應(yīng)能力，都具有重要的意義。就創(chuàng)新的意識(shí)和能力而言，創(chuàng)新者首先應(yīng)具備本專業(yè)扎實(shí)的理論基礎(chǔ)知識(shí)，具有很強(qiáng)的求知和探索的精神，具有廣博的興趣和觸類旁通的思維，具有規(guī)范認(rèn)真、細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膭?dòng)手能力。學(xué)生這些能力的培養(yǎng)，是我們每一個(gè)教師應(yīng)該認(rèn)真思考和努力實(shí)踐的。[2]

一、電子工藝實(shí)習(xí)課程在創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力培養(yǎng)上的應(yīng)用

在進(jìn)行電子工藝實(shí)習(xí)課之前，學(xué)生已完成專業(yè)基礎(chǔ)課及大部分專業(yè)課的理論學(xué)習(xí)，完成了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程，掌握了相關(guān)儀器儀表的使用，掌握了常用元器件的外封裝及測(cè)量。電子工藝實(shí)習(xí)課分三個(gè)步驟進(jìn)行。

1.理論部分：例如，選用一個(gè)原理型的機(jī)器貓電路，如圖1所示；對(duì)各部分電路進(jìn)行分析及原理講解，555電路框圖如圖2所示。

2.設(shè)計(jì)部分：學(xué)生以原理型電路為依據(jù)，檢索資料，設(shè)計(jì)出自己的改進(jìn)電路。

3.操作部分：根據(jù)設(shè)計(jì)的電路，分組完成電路的成品。

實(shí)習(xí)電路涉及到整流、穩(wěn)壓、多諧振蕩器、它是聲控、光控、磁控機(jī)電一體化電路。核心部分是，利用555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路。此電路涵蓋了數(shù)字和模擬兩部分電路知識(shí)。在實(shí)習(xí)階段，同時(shí)采用實(shí)地參觀的形式與科研單位或廠家的設(shè)計(jì)師交流，了解一個(gè)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程，參觀流水線，了解生產(chǎn)工藝。在課上通過板書、播放多媒體視頻的方式講解電路原理，強(qiáng)、弱電的用電知識(shí)，焊接工藝，PCB板的制作過程。

學(xué)生根據(jù)原理設(shè)計(jì)出有自己特點(diǎn)的電路，利用Multisim軟件進(jìn)行電路仿真，如圖3所示；并利用Protel、AutoCAD軟件畫出拓譜電路圖，如圖4所示；畫出PCB板圖，如圖5所示；利用清華大學(xué)科教儀器廠開發(fā)的PCB板制作設(shè)備，完成電路板的制作，如圖6所示；

接下來焊接成品電路板。利用儀器儀表進(jìn)行測(cè)試并排查故障。完成電路的輸出功能。根據(jù)實(shí)習(xí)項(xiàng)目撰寫論文（報(bào)告），進(jìn)行答辯。在整個(gè)電子工藝實(shí)習(xí)課的過程中，學(xué)生根據(jù)原理，在老師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)出獨(dú)特的電路，應(yīng)用了多種軟件，完成了電路仿真、PCB板的制作、焊接、檢測(cè)及故障排除。在這一過程中，學(xué)生完成了構(gòu)思設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制作、檢測(cè)、排障、到形成成品的全過程，對(duì)學(xué)生工程素質(zhì)和實(shí)踐動(dòng)手能力的訓(xùn)練、創(chuàng)意創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都是一個(gè)全面的提高。課程完成后，絕大部分學(xué)生感到欣喜和有成就感，并且一些在理論課學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，通過電子工藝實(shí)習(xí)課上的動(dòng)手操作得到了解決。電子工藝實(shí)習(xí)課相比其他課程，在工程素質(zhì)的培養(yǎng)、實(shí)踐動(dòng)手能力的訓(xùn)練、創(chuàng)意創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，只要將課程精心設(shè)置，內(nèi)容精心安排，就能夠在學(xué)生的工程素質(zhì)、實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)意創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮更大的作用。[3]

三、拓展實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力與學(xué)習(xí)興趣

實(shí)踐課是以干為主，實(shí)踐教學(xué)的主角是學(xué)生。在實(shí)踐中，在“玩”中鍛煉出綜合素質(zhì)，培養(yǎng)出良好的工作習(xí)慣。以電子工藝實(shí)習(xí)為例，它是以小型電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試和檢測(cè)為載體，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，使學(xué)生獲得電子產(chǎn)品制造工藝的基礎(chǔ)知識(shí)，了解產(chǎn)品的制造過程，并初步具備電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造及開發(fā)的基本能力。

目前，實(shí)踐教學(xué)中的內(nèi)容有：電路設(shè)計(jì)和仿真、元器件的識(shí)別、測(cè)量，儀表的使用，電路板焊接。拓展內(nèi)容有：趣味電子制作，多種電子套件的組裝、調(diào)試，趣味單片機(jī)實(shí)驗(yàn)，傳感器電路實(shí)驗(yàn)。這些內(nèi)容應(yīng)與與大學(xué)生科技創(chuàng)新、開放實(shí)驗(yàn)、競(jìng)賽培訓(xùn)有機(jī)結(jié)合，充分開放實(shí)驗(yàn)室，共享實(shí)驗(yàn)儀器，使實(shí)驗(yàn)室變被動(dòng)為主動(dòng)。吸引學(xué)生主動(dòng)走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，積極參加實(shí)踐活動(dòng)、創(chuàng)新活動(dòng)。

同時(shí)開設(shè)PCB板的制作工藝實(shí)驗(yàn)、SMT表面貼裝工藝實(shí)驗(yàn)。清華大學(xué)科教儀器廠開發(fā)的這兩套教學(xué)系統(tǒng)，是學(xué)生進(jìn)行全方位電子工藝訓(xùn)練的良好工具。在PCB板設(shè)計(jì)制作過程中，可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)，懂得制造工藝，掌握電路板的制作方法。

在SMT表面貼技術(shù)實(shí)驗(yàn)中，將SMT技術(shù)作為電子工藝實(shí)習(xí)操作的一部分引入教學(xué)實(shí)習(xí)中，讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐，用SMT設(shè)備完成元件的貼裝工藝，使學(xué)生在實(shí)習(xí)實(shí)踐中了解并接觸到新技術(shù)、新工藝在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用，身臨其境地感受到微電子技術(shù)的發(fā)展前景。通過以上幾個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)際操作訓(xùn)練，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、創(chuàng)新的能力，學(xué)生的自信心、成就感和興趣會(huì)大大增加。

結(jié)語

綜上所述，實(shí)踐能力的訓(xùn)練，工程素質(zhì)的培養(yǎng)，創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，是一個(gè)從理論學(xué)習(xí)、模擬仿造、消化吸收，到創(chuàng)意創(chuàng)新的過程，是長(zhǎng)期的、系統(tǒng)的工作，不是一蹴而就的。要有新的教學(xué)思想，新的教學(xué)內(nèi)容，新的教學(xué)方法。要有一個(gè)良好的培養(yǎng)氛圍，如在理論課學(xué)習(xí)階段就應(yīng)該對(duì)學(xué)生有所引導(dǎo)，同時(shí)開放實(shí)驗(yàn)室，共享實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源，精心設(shè)置與安排實(shí)驗(yàn)課程與工藝實(shí)踐課程。創(chuàng)新意識(shí)更應(yīng)該是一種文化，深入到每個(gè)學(xué)生心中?！爸?，不如好知者”。興趣是最好的老師，寓教于樂，寓學(xué)于樂。寬松自由的學(xué)術(shù)環(huán)境，更能激發(fā)創(chuàng)造的靈感。創(chuàng)新意識(shí)是國家建設(shè)的需要，是社會(huì)發(fā)展的需要，也是高校應(yīng)該擔(dān)負(fù)起的責(zé)任。

參考文獻(xiàn)

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[2] 陳光明.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)與綜合實(shí)訓(xùn)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.

[3] 李鴻儒，王天曦.在工程訓(xùn)練中注重“電子實(shí)習(xí)”課程的建設(shè)和改革[J].實(shí)驗(yàn)室技術(shù)與管理，2008（12）：4-7.