基于OBE的電子封裝技術(shù)專業(yè)實踐教學(xué)研究

李 紅， 趙修臣， 石素君， 劉 穎

(北京理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100081)

0 引 言

成果導(dǎo)向教育(Outcomes-based Education,OBE)是一種基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式[1]。OBE理念強調(diào)實現(xiàn)學(xué)生特定產(chǎn)出的教育過程，教育結(jié)構(gòu)和課程都被視為手段而非教育的目的，其次OBE理念強調(diào)教育的靈活性，在學(xué)習(xí)預(yù)期產(chǎn)出明確的基礎(chǔ)上，不限定教師采取什么樣的教育方法和內(nèi)容，不拘泥于特定的指導(dǎo)方法。

隨著我國2016年成為《華盛頓協(xié)議》的預(yù)備成員國，OBE理念成為工程教育認證考察的一個重點,而積極開展工程教育專業(yè)認證,有助于提高工程教育質(zhì)量,促進我國工程教育國際互認,提升競爭力[2]。

電子封裝技術(shù)專業(yè)作為我國國防緊缺專業(yè)，本著為社會輸送優(yōu)秀電子封裝專業(yè)人才的目的，強調(diào)學(xué)生的知識應(yīng)用能力、工程實踐能力、解決復(fù)雜實際問題的能力。實踐證明，實踐教學(xué)是創(chuàng)新型高等教育的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生各種能力的重要手段，發(fā)揮著理論教學(xué)不可替代的作用[3-5]，在以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向的OBE理念指導(dǎo)下，科學(xué)合理的實踐教學(xué)體系的研究與探索，對培養(yǎng)具有工程素養(yǎng)和實踐創(chuàng)新能力的高層次人才具有重要的意義。

1 傳統(tǒng)實踐教學(xué)存在的問題

OBE理念下的教育模式實現(xiàn)了教育范式由“內(nèi)容為本”向“學(xué)生為本”的根本轉(zhuǎn)變。該理念以社會需求為導(dǎo)向,注重培養(yǎng)學(xué)生把學(xué)術(shù)知識轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力,該理念下的各個環(huán)節(jié)都是緊緊圍繞學(xué)生進行設(shè)計并實施的。但是在傳統(tǒng)實踐教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容先于教學(xué)目標(biāo)而存在，教學(xué)結(jié)構(gòu)成為教育的目的而非手段， 強調(diào)教學(xué)的內(nèi)容而不注重學(xué)生學(xué)到了什么，獲得了什么樣的能力，在這種原則下，傳統(tǒng)實踐教學(xué)存在如下不足:

(1) 實驗平臺分離，學(xué)生缺乏系統(tǒng)級訓(xùn)練。傳統(tǒng)實踐教學(xué)往往受到實驗室資源的限制，多采用單臺實驗設(shè)備進行教學(xué)，學(xué)生對于工藝的認識是局部的，不利于學(xué)生從整體上對生產(chǎn)工藝的學(xué)習(xí)，缺乏系統(tǒng)級訓(xùn)練，不利于學(xué)生工程意識的培養(yǎng)。

(2) 實踐教學(xué)內(nèi)容割裂，學(xué)生缺乏綜合創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)實踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計按照專業(yè)課程進行，相鄰課程之間的實驗內(nèi)容缺乏互動性，使學(xué)生對知識的掌握處于碎片化狀態(tài)，無法得到功能更強，規(guī)模更大的綜合實驗項目的訓(xùn)練。并且單一的實踐教學(xué)內(nèi)容，不僅束縛了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展，而且忽略了學(xué)生個性化的差異，極大地降低了學(xué)生的創(chuàng)新熱情，限制了學(xué)生創(chuàng)新潛能的發(fā)揮。

(3) 實踐教學(xué)與社會需求脫節(jié)，學(xué)生缺乏實踐創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。傳統(tǒng)實踐教學(xué)注重理論基礎(chǔ)知識的運用，以基礎(chǔ)性、驗證性的實驗為主，注重基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練。實踐教學(xué)主要依附于專業(yè)理論課，未能脫離專業(yè)理論教學(xué)形成獨立的實踐教學(xué)體系，落后于高速發(fā)展的行業(yè)對具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識、國際化視野的人才的需求，缺乏社會、行業(yè)需求為導(dǎo)向的實踐課程內(nèi)容。

2 OBE理念在電子封裝實踐教學(xué)中的探索

為了解決上述問題，電子封裝技術(shù)專業(yè)在OBE理念的指導(dǎo)下，積極探索創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)模式，圍繞實驗實踐教學(xué)資源、內(nèi)容的建設(shè)、產(chǎn)學(xué)研合作深化等方面進行探索與改革。

2.1 搭建基于企業(yè)工藝線的電子產(chǎn)品封裝工藝平臺

OBE理念認為，學(xué)生的培養(yǎng)是以行業(yè)的需求為導(dǎo)向的，電子封裝技術(shù)專業(yè)為了能夠完成產(chǎn)品生產(chǎn)或零部件制造的并具有典型封裝生產(chǎn)工藝特點的、基于企業(yè)生產(chǎn)工藝線模式的專業(yè)教學(xué)實踐教學(xué)模式，對國內(nèi)外知名企業(yè)深入調(diào)研及交流的基礎(chǔ)上，以封裝測試行業(yè)對專業(yè)人才提出的應(yīng)該具備的實踐技能為主要依據(jù)，根據(jù)電子產(chǎn)品的制造工藝過程，通過對已有教學(xué)設(shè)備及教學(xué)資源的整合，再利用實驗室支撐經(jīng)費進行有益的補充，搭建了完整的電子產(chǎn)品封裝工藝實驗平臺(見表1)。

表1 電子封裝實踐教學(xué)工藝平臺

2.2 采用開放式的實踐教學(xué)方式

布魯姆[6]的“掌握學(xué)習(xí)理論”提出：若能提供充裕的學(xué)習(xí)時間，絕大多數(shù)學(xué)習(xí)者都能達成學(xué)習(xí)目標(biāo)。OBE吸納了“掌握學(xué)習(xí)理論”的特征，彈性的時間框架去實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，使用不同的資源去創(chuàng)設(shè)豐富的教育環(huán)境[7]，開放式的實踐教學(xué)，是實現(xiàn)實踐教學(xué)在時間、內(nèi)容和空間上的開放，具有雙一流大學(xué)的人才培養(yǎng)模式的時代特點[8]。電子封裝技術(shù)專業(yè)是基于企業(yè)生產(chǎn)工藝線模式的典型工藝均為單條工藝線開展的實踐教學(xué)，滿足不了專業(yè)所有學(xué)生(一個專業(yè)約30人左右)同時進行實驗訓(xùn)練和操作，針對這種在本科實驗教學(xué)中存在的實際問題，電子封裝技術(shù)專業(yè)采用開放式的實踐教學(xué)方式。

學(xué)生預(yù)約實驗時間、教學(xué)實驗平臺全天向?qū)W生開放、學(xué)生隨到隨學(xué),學(xué)會為止，激發(fā)了學(xué)生專業(yè)課程學(xué)習(xí)積極性、切實提高了學(xué)生實際動手能力和工程實踐能力,并有效提高了專業(yè)實驗設(shè)備的利用率。

2.3 實行模塊化、遞進式、多元化的實驗教學(xué)模式

電子封裝實踐教學(xué)以學(xué)生畢業(yè)后達到的實踐能力為目標(biāo)，本著“頂層規(guī)劃、循序漸進、持續(xù)改進”的原則，利用實驗室已有的實驗資源與條件，對專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容進行了兩級模塊化的劃分與整合，如圖1所示為電子封裝實踐教學(xué)模塊劃分舉例。

圖1 電子封裝實踐教學(xué)模塊劃分圖

電子封裝實踐教學(xué)內(nèi)容由多個一級模塊組成，在每個1級模塊下面又具體細分為多個2級模塊。2級模塊的實驗內(nèi)容屬于驗證性的、基礎(chǔ)性的實驗內(nèi)容，1級模塊及1級模塊之間的綜合運用屬于工程設(shè)計性、綜合性的實驗內(nèi)容。模塊化的實踐教學(xué)模式尊重學(xué)生個性化的差異，針對不同學(xué)生知識掌握的程度和動手能力方面的差異，允許學(xué)生根據(jù)自己的時間安排完成相應(yīng)的實踐項目，利用自由靈活的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生參與實踐活動的積極性。從基礎(chǔ)性實驗內(nèi)容到綜合性的實驗內(nèi)容，是一種“遞進式、多元化”的實踐教學(xué)結(jié)構(gòu)體系[9-11]，通過這種循序漸進的實驗教學(xué)，使學(xué)生知識綜合運用能力和實際動手能力得到培養(yǎng)和提高，進而為研究性、創(chuàng)新型實踐內(nèi)容打好基礎(chǔ)，直至使學(xué)生具備解決問題的實踐能力和勇于探索創(chuàng)新的能力。

2.4 引入項目研究及工藝研發(fā)創(chuàng)新型實踐教學(xué)模式

OBE理念的核心精神是培養(yǎng)學(xué)生能力，通過設(shè)定預(yù)期產(chǎn)出，實現(xiàn)教育活動由“教師中心”向“學(xué)生中心”的轉(zhuǎn)移。電子封裝技術(shù)專業(yè)積極探索符合其要求的主動性實踐教學(xué)方式，形成了基于項目研究及工藝研發(fā)的創(chuàng)新型實踐教學(xué)模式，該模式以驗證型實驗、綜合設(shè)計型實驗為基礎(chǔ)，以實際工程技術(shù)問題或者最新科研項目問題為驅(qū)動點，設(shè)定預(yù)期產(chǎn)出，在教學(xué)策略上，通過制定實驗方案、動手實踐、創(chuàng)新設(shè)計、項目研究、數(shù)據(jù)分析等系列探究過程來完成項目構(gòu)思、設(shè)計、實施到完成的周期過程,實踐教學(xué)框架如表2所示。

表2 基于OBE教學(xué)理念的創(chuàng)新型實踐教學(xué)框架

目前電子封裝技術(shù)專業(yè)開展了“基于項目的學(xué)習(xí)”“基于討論式的學(xué)習(xí)”“大學(xué)生創(chuàng)新項目”“大學(xué)生挑戰(zhàn)杯項目”等活動。該創(chuàng)新型實踐教學(xué)環(huán)節(jié)大大激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新潛能和創(chuàng)新思維，同學(xué)們積極參與項目研究，并取得了一定的成績，例如2010級同學(xué)在北京市大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽上獲得一等獎，在第六屆全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽中獲得三等獎；2013級同學(xué)在做基于項目的學(xué)習(xí)過程中獲得了十三屆“世紀(jì)杯”學(xué)生開外學(xué)術(shù)科技作品競賽三等獎等。

2.5 建立實踐教育管理機制平臺

行業(yè)需求是人才培養(yǎng)模式改革的價值取向，是學(xué)校發(fā)展的驅(qū)動力[12-13]，OBE理念實現(xiàn)了教育導(dǎo)向由“教育專家導(dǎo)向”轉(zhuǎn)向“相關(guān)利益者代表導(dǎo)向”的轉(zhuǎn)變?！?018-2024年中國半導(dǎo)體行業(yè)市場產(chǎn)銷態(tài)勢分析及投資發(fā)展趨勢報告》指出，到2030年集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)達到國際先進水平，IC封裝測試將實現(xiàn)率先突破，電子封裝作為國家戰(zhàn)略推動下的重要產(chǎn)業(yè)之一，對培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力的應(yīng)用型高級人才提出了更高的要求，在校企合作過程中，應(yīng)建立用人單位深度參與的實踐教育管理機制平臺，積極探索以企業(yè)需求為導(dǎo)向的“共享共贏”的發(fā)展之路。

(1) 邀請校外指導(dǎo)教師參與實踐教學(xué)。吸納企業(yè)有資深經(jīng)驗的工程師到校內(nèi)給學(xué)生開展講座或者聘為代課教師，授課內(nèi)容包含專業(yè)知識實例剖析、企業(yè)發(fā)展情況、國內(nèi)外封裝測試行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀等，校外指導(dǎo)教師參與實踐教學(xué)，為同學(xué)們以大視野了解國內(nèi)外封裝測試行業(yè)提供了依據(jù)。有利于從行業(yè)水平了解目前最先進的封裝測試手段。

(2) 學(xué)生深入企業(yè)生產(chǎn)實習(xí)。生產(chǎn)實習(xí)是高等工科院校本科學(xué)習(xí)階段重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)計劃的有機組成部分，是大學(xué)生獲得基本專業(yè)技能訓(xùn)練的重要過程，同時是工科院校本科教學(xué)活動中培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、工程意識及創(chuàng)造性思維不可缺少的重要實踐環(huán)節(jié)[14]。電子封裝技術(shù)專業(yè)把學(xué)生深入企業(yè)生產(chǎn)實習(xí)列為本科學(xué)習(xí)階段的一門必修課，多年以來與國

內(nèi)外知名封裝測試企業(yè)(比如華天科技股份有限公司等)建立了長期生產(chǎn)實習(xí)關(guān)系。在實習(xí)過程中，學(xué)生第一次接觸專業(yè)(封裝測試)生產(chǎn)過程，與企業(yè)工程師交流學(xué)習(xí)實際應(yīng)用，學(xué)習(xí)先進的封裝技術(shù)、企業(yè)文化。通過生產(chǎn)實習(xí)，提高了學(xué)生對專業(yè)的認知度，了解將來的就業(yè)趨勢，樹立正確的擇業(yè)觀和道德觀，為畢業(yè)后走向工作崗位做準(zhǔn)備[15]。

(3) 校企合作指導(dǎo)本科生畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)實踐教學(xué)的一項至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，為了深入了解行業(yè)企業(yè)的發(fā)展需求，聘請一批企業(yè)高級技術(shù)管理人才，擔(dān)任本科校外指導(dǎo)教師，實行學(xué)校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師共同指導(dǎo)的“雙導(dǎo)師”制。以企業(yè)當(dāng)前面臨的工程研究問題為切入點，采取企業(yè)指導(dǎo)教師進行工程應(yīng)用指導(dǎo)，學(xué)校指導(dǎo)教師提供理論依據(jù)指導(dǎo)的“雙導(dǎo)師、同指導(dǎo)”策略，實現(xiàn)為企業(yè)解決實際問題，學(xué)生掌握解決工程實際問題能力的雙贏目的。

3 結(jié) 語

電子封裝技術(shù)專業(yè)實踐教學(xué)將以培養(yǎng)適應(yīng)科技高速發(fā)展的高質(zhì)量的電子封裝技術(shù)人才為目標(biāo)，在OBE理念的指導(dǎo)下，積極探索實踐教學(xué)體系，進一步完善實踐教學(xué)內(nèi)容，著力提升學(xué)生的工程素養(yǎng)和工程創(chuàng)新能力，力爭為封裝測試行業(yè)輸送更多、更強的高科技人才。