電子工藝實習教學改進與實踐探索

[摘 要] 分析了電子工藝實習面臨的機遇和挑戰(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教學改進與實踐探索。從電子工藝實習教學內(nèi)容、教材和教學方法及多媒體使用等三個方面對電子工藝實習提出了改進和創(chuàng)新，以培養(yǎng)學生扎實的工程實踐能力，提高學生的創(chuàng)新能力。

[關鍵詞] 工程實踐能力;創(chuàng)新能力;教學改進;電子工藝實習;EDA

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

電子工藝實習作為以實踐教學為主、對工科各專業(yè)開設的技術實踐課，對培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新精神有重要意義。如何把握當前發(fā)展機遇，改進電子工藝實習，培養(yǎng)工程實踐能力扎實、創(chuàng)新能力強的工程技術人才逐漸成為研究熱點。本文在分析電子工藝實習現(xiàn)狀的基礎上，結合現(xiàn)代電子技術，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教學改進與實踐探索。從電子工藝實習教學內(nèi)容、教材和教學方法及多媒體使用等三個方面提出了改進意見，改善電子工藝實習的教學效果，提高學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

1 電子工藝實習面臨的挑戰(zhàn)

電子工藝實習作為重要的實踐教學環(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內(nèi)容多以簡單電子產(chǎn)品裝配為主;實習過程以手工勞作為主;課堂教學以教師板書講授為主。受限于電子工藝實習內(nèi)容、教學方式和教學手段，在實習中學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的現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)電子工藝實習目前存在以下幾個缺點。

1）電子工藝實習內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性和層次性。目前電子工藝實習內(nèi)容多停留在簡單電子產(chǎn)品的焊接組裝上，實習過程以模仿式手工操作為主，實習內(nèi)容缺乏綜合性、設計性、創(chuàng)新性。因此需引入多層次、多模塊的電子工藝實習內(nèi)容，形成綜合性、設計性、創(chuàng)新性的電子工藝新局面，使學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）電子工藝實習教學方式相對單一。隨著科技的發(fā)展，新的電子元件和電子裝配技術不斷出現(xiàn)。為使學生掌握現(xiàn)代的電子設計技術、提高電子線路設計與仿真能力，必須改變烙鐵加電路板的電子工藝實習模式和方法，通過在電子工藝實習中引入EDA技術和SMT技術，使學生接觸到先進的電子設計和制作技術，提高對現(xiàn)代電子技術的理解。

3）電子工藝實習教材和多媒體課件建設滯后。電子工藝實習在燕山大學實施十多年來，教學方法以教師板書講授和手把手教授為主。受限于實驗設備和教學條件，很難對現(xiàn)代電子技術及電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程進行清晰地講解，學生無法了解現(xiàn)代電子技術及生產(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。

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

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

結合燕山大學電子工藝實習基地當前的實驗設備和實驗條件，以電子工藝實習課程為依托，以充分利用實驗室現(xiàn)有設備為基礎，以工程實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標，從電子工藝實習的層次設計和模塊設計兩個方面入手，改進電子工藝實習。

2.1 依照教學大綱，改進電子工藝實習內(nèi)容的層 次設計

依照電子工藝實習教學大綱，在教學實踐中循序漸進的將電子工藝實習教學內(nèi)容分為基礎教學層、中級技能教學層和高級教學層。在每個教學層次分別設置不同的教學內(nèi)容和目標，見表1。

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

在中級教學層則以學生動手實踐為主要教學手段，首先通過萬能板練習焊接使學生掌握基本的焊接技能，能熟練的進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。同時學習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技術引入電子工藝實習中，使學生了解SMT技術，掌握SMT組裝的基本過程。

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

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

2.2 創(chuàng)新實習項目，豐富實習內(nèi)容

在燕山大學目前的電子工藝實習中，學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，對于電類學生則增加了學生自主設計項目“旋光彩燈”。目前實習內(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的設計的三個教學層次，分別設計了三個教學模塊，分別為基本技能教學模塊，中級技能教學模塊和高級技能教學模塊，如表2所示。

在基礎技能教學模塊設計了萬能板焊接這一實習項目，讓學生在練習中掌握基本的焊接和組裝技能。在中級技能教學模塊設置了多功能充電器、萬用表和貼片式FM收音機三個教學內(nèi)容。在這個過程中使學生結合所學理論知識，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，鍛煉學生的工程實踐能力。

表2 電子工藝實習教學模塊設計

教學模塊 教學內(nèi)容

基本技能教學模塊 1.萬能板焊接

1.多功能充電器

中級技能教學模塊 2.萬用表

3.貼片式FM收音機

1.觸摸式雙穩(wěn)開關

2.照明定時器

高級教學模塊 3.€？2V雙向電壓變換器

4.四相混式步進電機驅(qū)動電路

5.聲光控延時開關

6.信號燈觸摸開關

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

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

3 電子工藝實習教材建設和多媒體課件設計

電子工藝實習教材要針對不同專業(yè)，設置基礎扎實、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)。電子工藝實習教材編制不僅要符合教學大綱的要求，更要緊跟時代步伐，包含現(xiàn)代的電子技術。因此在教材的編制過程中要將指導書模塊化，結合實際情況每學期更新相應的模塊內(nèi)容，滿足不同專業(yè)學生的需求，在教材中將理論知識和實踐知識相結合，培養(yǎng)學生扎實的工程實踐能力和一定的創(chuàng)新能力[3]。

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

4 建立以學生為主體、教師為主導的教學 模式

電子工藝實習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、焊接以及電子技術相關理論知識，涉及多個學科，內(nèi)容繁雜，學生掌握起來難度很大。要想在電子工藝實習中培養(yǎng)學生的基礎知識、工程實踐能力、創(chuàng)新能力，需要在實習過程中建立以學生為主體、教師為主導的主動學習模式。在教學過程中充分調(diào)動學生積極性，首先利用多媒體技術進行基礎內(nèi)容的講解，并進行先進電子技術的工藝技術的演示;其次在實踐操作中采用教師動手操作、學生練習的教學模式，使學生掌握扎實的基本功;最后使學生通過獨立練習，掌握電子產(chǎn)品的組裝和調(diào)試的基本技能，培養(yǎng)學生扎實的工程實踐能力。并在實習過程中學會常用EDA軟件的使用，掌握電路原理圖繪制、仿真及PCB板的設計和電路板的手工生產(chǎn)工藝，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

電子工藝實習過程由以手工勞作為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴霸O計”為中心，由以組裝為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐栽O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合、教師為主導的教學模式。通過將實習內(nèi)容分解為具體目標任務，在教學過程中調(diào)動學生的自主性、創(chuàng)造性、學習的興趣和熱情，提高學生工程實踐能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，改善教學效果[4，5]。

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

參考文獻

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

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

[3]任文舉，蔡璐璐.電子工藝實習中應用EDA技術的探討[J].實驗科學與技術，2008，6（4）：9-11.

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

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