對電子工藝實(shí)習(xí)發(fā)展的探索

[摘要]近幾年燕山大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)基地發(fā)展迅速，形成了特色，但在實(shí)踐中還存在一些問題。為此本文提出了一種電子工藝實(shí)習(xí)教學(xué)的改進(jìn)方法，使之能更有利于鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和激發(fā)創(chuàng)新思維。

[關(guān)鍵詞]電子工藝實(shí)習(xí)，電路，動(dòng)手能力，創(chuàng)新思維。

[中圖分類號(hào)]G642.44[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1005-4634(2008)03-0263-03

1電子工藝實(shí)習(xí)的概況

電子工藝實(shí)習(xí)，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，它既是基本技能和工藝知識(shí)的入門向?qū)В质莿?chuàng)新精神的啟蒙，是理工科各類相關(guān)專業(yè)工程訓(xùn)練的重要內(nèi)容，也是素質(zhì)教育的基本環(huán)節(jié)之一。該課程主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生電子產(chǎn)品制作、安裝、調(diào)試等方面的實(shí)踐能力。主要目的是通過兩三個(gè)完整的電子產(chǎn)品的印制電路板的設(shè)計(jì)、制作、組裝、調(diào)試，使學(xué)生學(xué)習(xí)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝過程，認(rèn)識(shí)和理解電子工藝的基本內(nèi)容，掌握基本的工藝技術(shù)，提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力，進(jìn)一步激發(fā)創(chuàng)新思維，樹立起電子工程意識(shí)[1]。

2燕山大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)的特色

燕山大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)基地起步較晚，但自1997年建立以來每年都在發(fā)展改進(jìn)，并迅速蓬勃壯大起來，目前每年接納全校電類和非電類的20多個(gè)專業(yè)，共3000余人。實(shí)習(xí)內(nèi)容新穎有特色，實(shí)習(xí)效果良好。

2.1針對性強(qiáng)

針對不同專業(yè)的情況，電子工藝實(shí)習(xí)的時(shí)間和內(nèi)容有所不同。對于非電類專業(yè)學(xué)生，實(shí)習(xí)時(shí)間為一周，要求每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成兩套具有不同制作工藝的完整電子產(chǎn)品的制作，即充電器或數(shù)字萬用表和微型調(diào)頻收音機(jī)，其中充電器和數(shù)字萬用表可由學(xué)生選擇其一制作，而收音機(jī)采用了先進(jìn)的表面安裝技術(shù)（SMT），要求每個(gè)學(xué)生必做。對于電類專業(yè)學(xué)生，實(shí)習(xí)時(shí)間為兩周，除完成上述制作外，還要求在第一周的基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)一個(gè)科技小制作產(chǎn)品，包括電路的布線、安裝和調(diào)試。

2.2引入SMT

燕山大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)課程內(nèi)容豐富，不僅包括傳統(tǒng)的通孔安裝技術(shù)（THT），而且引入了新型的表面安裝技術(shù)（Surface Mount Technology，SMT）。這是目前電子產(chǎn)品制造中的主流工藝，它是一種將微型化的無引線或短引線的元器件直接貼焊在印制電路板上的電子裝接技術(shù)[2]。將SMT引入實(shí)踐教學(xué)不僅是我國高等教育面向?qū)嶋H工程訓(xùn)練的必需，也是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的急需。微型調(diào)頻收音機(jī)制作過程中采用了SMT小型實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，包括了SMT基本工藝環(huán)節(jié)：焊膏印刷，定位貼片和再流焊。該項(xiàng)高新技術(shù)2003年引入電子工藝實(shí)習(xí)基地，實(shí)現(xiàn)了實(shí)踐教學(xué)的創(chuàng)新，成功解決了生產(chǎn)實(shí)踐的高要求與學(xué)生動(dòng)手之間的矛盾，使每個(gè)學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了解SMT工藝過程，并且親自動(dòng)手利用SMT工藝獨(dú)立完成產(chǎn)品制作。

2.3選題廣泛

對于電類專業(yè)學(xué)生在第二周開設(shè)了科技小制作，其建立在電路、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)等課程的基礎(chǔ)上。實(shí)驗(yàn)室教師閱讀和收集了大量的有關(guān)科技制作的資料，并且根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)的積累，整理出8種科技小制作產(chǎn)品來供學(xué)生選擇，如旋光彩燈控制電路等，涵蓋面廣，難度適中。在該環(huán)節(jié)的指導(dǎo)過程中，電子工藝實(shí)習(xí)基地堅(jiān)持“對學(xué)生的制度管理從嚴(yán)，對學(xué)生設(shè)計(jì)的思路放寬”的原則，對學(xué)生只進(jìn)行原則性的指導(dǎo)和錯(cuò)誤糾正，減少了學(xué)生對老師的依賴性，同時(shí)對不同的設(shè)計(jì)題目，多給學(xué)生自主的靈活性，保證了教學(xué)的實(shí)效性，達(dá)到了教學(xué)的目的。

2.4設(shè)計(jì)性強(qiáng)

科技小制作題目具有多樣性，因此要求學(xué)生根據(jù)選擇的科技小制作產(chǎn)品電路原理圖對萬能板進(jìn)行整機(jī)布局布線設(shè)計(jì)。整機(jī)的布局原則是：保證產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；滿足結(jié)構(gòu)工藝要求；布線方便；利于通風(fēng)散熱和安全，檢測和維修。學(xué)生通過這個(gè)過程更加熟悉電子電路結(jié)構(gòu)，為更好的從事電路設(shè)計(jì)工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。另外，某些科技小制作產(chǎn)品之間可以相互組合延伸，增加新功能，產(chǎn)生新的電子產(chǎn)品，這極大的激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，也形成了一套比較完整的教學(xué)體系。學(xué)生的興趣得到極大提高，許多學(xué)生紛紛要求多做幾種電子產(chǎn)品。

2.5考評(píng)合理

實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的考評(píng)歷來都難以把握，既要保持評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的全面綜合性，又要對每一個(gè)學(xué)生做到公平公正。電子工藝實(shí)習(xí)采取多個(gè)部分的評(píng)分單獨(dú)進(jìn)行，最后綜合進(jìn)行總評(píng)實(shí)習(xí)成績。例如，筆者在評(píng)定電類專業(yè)學(xué)生第2周的成績考核時(shí)，以設(shè)計(jì)本身為主，以作業(yè)及課堂表現(xiàn)為輔，主要由以下六部分組成：設(shè)計(jì)創(chuàng)新性、布線優(yōu)劣程度、焊接點(diǎn)質(zhì)量和答辯各占10%，平時(shí)表現(xiàn)和總結(jié)報(bào)告各占5%。設(shè)計(jì)創(chuàng)新性主要表現(xiàn)在理論創(chuàng)新和布局創(chuàng)新，布線優(yōu)劣程度主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)的合理性，如有無交叉布線和短路線等存在，平時(shí)表現(xiàn)反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，答辯和總結(jié)報(bào)告反映了學(xué)生對理論知識(shí)的掌握程度，而答辯更具有靈活性和準(zhǔn)確性。

3目前存在的問題

燕山大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)基地經(jīng)過幾年的發(fā)展，在各個(gè)方面有了極大的進(jìn)步，形成了鮮明的特色，但是筆者發(fā)現(xiàn)在實(shí)踐中仍然存在一些問題，主要有如下幾個(gè)方面：①實(shí)習(xí)缺乏質(zhì)量較高的多媒體教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生沒有一個(gè)對電子產(chǎn)品制作過程的完整認(rèn)識(shí)；②實(shí)習(xí)過程中，模仿式訓(xùn)練比重較大，設(shè)計(jì)局限在整機(jī)布局布線方面；③學(xué)生不了解印制電路板的制作過程；④缺乏網(wǎng)絡(luò)化教育。

4電子工藝實(shí)習(xí)的發(fā)展新思路

針對以上不足，筆者提出下面幾點(diǎn)改進(jìn)措施：

1）多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)可以包括兩部分，一部分展示工廠里的電子產(chǎn)品的制作工藝流程，使學(xué)生足不出戶就能了解到最先進(jìn)、最完整的產(chǎn)品制作過程。另一部分介紹電子工藝的發(fā)展，包括現(xiàn)有的焊接技術(shù)的發(fā)展和新的設(shè)計(jì)方法等等。如果有條件的話，還可以帶領(lǐng)學(xué)生參觀工廠。這樣學(xué)生對電子產(chǎn)品的制作可以有一個(gè)比較完整直觀的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；

2）采用計(jì)算機(jī)仿真軟件Electronic Workbench（簡稱EWB）對電子線路進(jìn)行輔助分析和優(yōu)化電路設(shè)計(jì)[3]。對于電類專業(yè)學(xué)生，在第2周只提供學(xué)生科技小制作題目及要求實(shí)現(xiàn)的功能，采用開放式教學(xué)模式，由學(xué)生自主查閱資料，選擇元器件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。作為虛擬電子工作臺(tái)的EWB提供了較詳細(xì)的電路分析手段，不僅包含了幾乎所有的電子元件，而且還有一些普通實(shí)驗(yàn)室無法接觸到的高檔測試儀，如邏輯分析儀，操作簡單方便，實(shí)驗(yàn)速度快，效率高，便于學(xué)生實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)性實(shí)踐。通過這個(gè)環(huán)節(jié)，可以培養(yǎng)學(xué)生查閱資料的能力、設(shè)計(jì)電路的能力、分析問題和解決問題的能力，能夠更多的激發(fā)學(xué)生的積極性和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性；

3）印制電路板圖的設(shè)計(jì)與制作。印制電路板圖的設(shè)計(jì)是電路原理圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的必經(jīng)之路，是思維能力的最好體現(xiàn)，也是大學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)和工作中要用到的知識(shí)。對于電類專業(yè)學(xué)生，在第2周對科技小制作產(chǎn)品采用相關(guān)軟件（如 Protel）進(jìn)行印制電路板圖的設(shè)計(jì)，該過程也可采用開放式教學(xué)模式。設(shè)計(jì)完成后，可采用清華大學(xué)生產(chǎn)的“印制板快速制作系統(tǒng)”，由學(xué)生進(jìn)行復(fù)印－鉆孔－腐蝕等全過程操作[2，4]，制作出印制電路板，再進(jìn)一步焊接和安裝產(chǎn)品。這樣可以讓學(xué)生了解到電子產(chǎn)品制作的整個(gè)過程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力；

4）增加電子工藝實(shí)習(xí)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，創(chuàng)建電子工藝網(wǎng)絡(luò)資源站[2，5]。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)突破了傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空限制，具有信息量大、交互性強(qiáng)、覆蓋面廣等特點(diǎn)。采用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式，將大量的電子工藝資源在網(wǎng)上發(fā)布，利用WEB、FTP、BBS等手段為學(xué)生提供元器件資料、印制板的設(shè)計(jì)方法、制造工藝、電子工藝知識(shí)及電路設(shè)計(jì)文章等大量信息資源，為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)、課程設(shè)計(jì)、科研、科技賽事等提供實(shí)踐活動(dòng)的信息咨詢庫，并逐步建成進(jìn)行電子設(shè)計(jì)制造的工具性資源站。

燕山大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)基地近年來對教學(xué)內(nèi)容不斷調(diào)整改進(jìn)，受到了廣大師生的好評(píng)，形成了自己的特色。然而電子工藝實(shí)習(xí)不能僅滿足學(xué)生了解電子線路制作的全過程和完成一些模仿式的焊接訓(xùn)練或簡單的布局布線方面的設(shè)計(jì)要求，更重要的是能讓學(xué)生真正學(xué)到實(shí)際工作需要的關(guān)鍵知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維。因此為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求，筆者圍繞著“發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)實(shí)際動(dòng)手能力，激發(fā)創(chuàng)新思想”這一基本思路提出了一些改進(jìn)方案，希望通過這些改進(jìn)措施能使學(xué)生對硬件設(shè)計(jì)、制作充滿信心，為學(xué)生今后的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)踐打下良好的基礎(chǔ)，為學(xué)生更好的在工作崗位上發(fā)揮作用服務(wù)，讓學(xué)生真正體驗(yàn)工程師的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造流程，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的工程素質(zhì)培養(yǎng)。

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