面向表面貼裝技術(shù)（SMT）的大學(xué)生科技創(chuàng)新教育實踐

張永芳 傅向軍 鄧開連 劉浩 沈利芳 陳根龍

【摘要】大學(xué)生科技創(chuàng)新訓(xùn)練項目以培養(yǎng)復(fù)合型人才為主要目標(biāo)，積極履行以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念。以表面貼裝工藝（SMT）這一項目為載體，探討為何及怎樣將SMT引入科技創(chuàng)新訓(xùn)練項目中，并對項目實施效果進(jìn)行了總結(jié)分析。項目的成功實施不僅能調(diào)動本科生參與科研的積極性，而且提高了學(xué)生的實踐能力與科研素養(yǎng)，為學(xué)生將來從事研發(fā)工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】表面貼裝技術(shù) 實踐能力 科學(xué)素養(yǎng) 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

【基金項目】本文系“基于表面貼裝技術(shù)（SMT）的大學(xué)生科技創(chuàng)新教育的探索”（項目編號：104-20-0007128）等項目的階段性研究成果。

【中圖分類號】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）07-0249-02

隨著我國進(jìn)入建設(shè)創(chuàng)新型國家的歷史進(jìn)程，國內(nèi)工科院校對學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)越來越重視。如果工科類院校的學(xué)生對當(dāng)前的科技前沿知之甚少，將難以適應(yīng)社會需求，更難以在職場中出類拔萃。而大學(xué)生科技創(chuàng)新訓(xùn)練項目倡導(dǎo)在教師指導(dǎo)下，學(xué)生自主選題，設(shè)計并實施方案，有助于大學(xué)生實踐能力與科研素養(yǎng)的培養(yǎng)，此類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育越來越受到工科類高校的青睞[1-5]。

1.大學(xué)生科技創(chuàng)新訓(xùn)練項目的現(xiàn)狀

大學(xué)生在教師指導(dǎo)下自主選題并申請項目，不僅充分調(diào)動了學(xué)生的自主性、創(chuàng)新性和團(tuán)隊合作精神，而且能夠拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)范疇，有助于培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實的實踐能力和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)[6-8]。然而眾多訓(xùn)練項目在執(zhí)行的過程中也存在一些不足，如高校對實驗技術(shù)人員的不重視，學(xué)生選題不當(dāng)，實驗室儀器設(shè)備落后，項目評審時重視結(jié)果輕視過程等。因此一方面，對于學(xué)生擬開展的科技創(chuàng)新訓(xùn)練項目，教師必須深入了解每個項目組的實際操作性，確保項目難度適中，以免因項目的不可操作性或難度過大而影響學(xué)生的參與度[9-11]；另一方面，高校應(yīng)充分重視實驗室建設(shè)與實驗技術(shù)人員的培養(yǎng)，充分利用好教學(xué)資金，加快實驗室建設(shè)，鼓勵實驗技術(shù)人員參加學(xué)術(shù)研討會及技術(shù)培訓(xùn)，提高他們的專業(yè)水平。此外，學(xué)校在驗收項目的時候不僅要看項目的結(jié)果，還應(yīng)該關(guān)注項目的過程管理，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體功能，避免項目成果的虛假性[12-14]。

2.基于SMT的科技創(chuàng)新訓(xùn)練

隨著電子產(chǎn)品制造業(yè)的發(fā)展，用電烙鐵加通孔元器件的傳統(tǒng)制造工藝因其體積大、成本高已滿足不了社會的需求和時代的發(fā)展，而表面貼裝技術(shù)（Surface Mount Technology，簡稱SMT）因其體積小、重量輕、成本低、生產(chǎn)質(zhì)量與效率高等優(yōu)點(diǎn)逐漸取代了傳統(tǒng)的通孔元器件的主導(dǎo)地位，已廣泛應(yīng)用于計算機(jī)、通信等領(lǐng)域，逐漸成為電子信息產(chǎn)品制造業(yè)的核心技術(shù)[15]。

2.1項目選題

根據(jù)教育部和上海市教委發(fā)布的《教育部關(guān)于做好“本科教學(xué)工程”國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃實施工作的通知》這一文件要求，為進(jìn)一步調(diào)動全校本科生開展科研的主動性、積極性與創(chuàng)造性，倡導(dǎo)以啟發(fā)探索和創(chuàng)新性實驗為核心的研究式學(xué)習(xí)，我校（東華大學(xué)）科技創(chuàng)新訓(xùn)練采取的方式是在教師指導(dǎo)下，學(xué)生個人或團(tuán)隊自主確定選題，設(shè)計實施方案，開展項目實踐。目前學(xué)生所申請的項目多達(dá)上百個。為了讓學(xué)生更好的了解當(dāng)前電子技術(shù)行業(yè)的最新成果，更快地適應(yīng)創(chuàng)新型社會的需求，筆者積極實施了“貼裝工藝研究”這一項目，該項目以貼片讀卡器的制作為載體，采取保留內(nèi)核、簡化SMT工藝過程的形式，既能夠開闊學(xué)生的視野，又能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

2.2 項目前期準(zhǔn)備

項目所用到的設(shè)備有回流焊爐、絲印機(jī)、電烙鐵等。筆者選購了一臺型號為PE530的小型紅外熱風(fēng)回流焊爐。PE530回流焊爐分為三個加熱區(qū)，其溫度的設(shè)定根據(jù)焊錫膏的溫度曲線來設(shè)定。既可以做有鉛錫焊也可以做無鉛錫焊。焊錫膏由學(xué)生根據(jù)自己的溫度要求聯(lián)系商家購買。絲印機(jī)采取半自動絲印機(jī)，型號為PE-3088。讀卡器的散裝套件由學(xué)生根據(jù)自己要求在網(wǎng)上采購。與讀卡器印制電路板相對應(yīng)的鋼網(wǎng)由學(xué)生自己聯(lián)系廠家制作完成。

2.3 項目實施

項目的具體實施分為五個環(huán)節(jié)：第一個環(huán)節(jié)由學(xué)生自己上網(wǎng)查找有關(guān)表面貼裝工藝技術(shù)的簡史和發(fā)展趨勢，指導(dǎo)教師給予有關(guān)信息的補(bǔ)充；第二個環(huán)節(jié)是學(xué)生與指導(dǎo)教師共同探討讀卡器的工作原理圖；第三個環(huán)節(jié)是讓學(xué)生熟悉專業(yè)儀器的使用方法，回流焊爐主要包括回流焊爐的基本操作流程、溫度設(shè)定方法、傳送帶速度的調(diào)節(jié)及報警系統(tǒng)報警時應(yīng)急處理措施等方面的操作知識，半自動絲印機(jī)主要包括鋼網(wǎng)網(wǎng)孔與印制電路板焊盤一一對應(yīng)的調(diào)節(jié)、刮刀速度與高度的調(diào)節(jié)、給絲印機(jī)供氣的氣泵壓力的選擇等方面，必要時教師可給予指導(dǎo)并講解SMT工藝流程，同時指導(dǎo)學(xué)生完成讀卡器組裝及檢測工序，圖1為用回流焊爐完成貼片元件安裝后的電路板，圖2為學(xué)生完全制作好的讀卡器；第四個環(huán)節(jié)是在教師指導(dǎo)下，學(xué)生獨(dú)立完成項目報告及項目論文的寫作，報告或論文中需注明所用儀器的具體參數(shù)，如回流焊爐溫度采用REX系列溫度智能控制系統(tǒng)溫度精度為±2℃，傳送帶速度應(yīng)調(diào)節(jié)為10cm/s、絲印機(jī)供氣壓力為6-8Kgf/cm2等多項具體參數(shù)；第五個環(huán)節(jié)組織學(xué)生結(jié)題答辯。

2.4 項目成果分析與展望

SMT已經(jīng)滲透于信息社會的各個領(lǐng)域，直接影響到電子產(chǎn)品的性能與成本。筆者通過貼片讀卡器這一電子產(chǎn)品的制作，把教學(xué)實踐與科研相結(jié)合，不僅可以使學(xué)生了解SMT給電子行業(yè)帶來的一次重大變革，而且也使得學(xué)生親自接觸了新技術(shù)、新工藝，在開闊學(xué)生思路的同時提高了學(xué)生的科研與創(chuàng)新能力。從整個項目的實施過程來看，學(xué)生參與科研的積極性是很高的，關(guān)鍵在于教師一對一的指導(dǎo)。項目的實施方案在科學(xué)總結(jié)的基礎(chǔ)上可進(jìn)一步改進(jìn)，擬著手開發(fā)和引進(jìn)一些兼具實用性與設(shè)計性的電子產(chǎn)品，如U盤、MP3等。

3.結(jié)束語

我校積極履行“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念，大學(xué)生科技創(chuàng)新訓(xùn)練項目的深入開展得到了學(xué)生和社會的廣泛好評。此類項目不僅全面調(diào)動了本科生參與科研的積極性，而且提高了學(xué)生的實踐能力與科研素養(yǎng)，團(tuán)隊協(xié)作精神及創(chuàng)新精神，同時將培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的高素質(zhì)人才的理念滲透到教學(xué)中，為學(xué)生將來從事科研工作奠定了良好的基礎(chǔ)，有助于培養(yǎng)更多復(fù)合型的高素質(zhì)工程人才。

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作者簡介：

張永芳（1985-），女，安徽滁州人，碩士，實驗師，研究方向：本科生電子工藝實習(xí)、數(shù)模電課程設(shè)計、數(shù)模電基礎(chǔ)實驗等實驗課程的教學(xué)。