搭建現代電子工藝實習平臺 培養學生綜合實踐能力

黃雷 黃濟 汪明珠 李澤彬 姚有峰

摘要：隨著電子工業的飛速發展，電子工藝技術正在向著科學化、現代化方向發展。應用型本科高校中開設電子工藝實習課程，要求學生在校期間接觸電子產品的生產實踐，學習電子產品生產制造的工藝知識，以彌補從基礎理論到工程實踐之間的薄弱環節。文中分析了現有課程的現狀及不足，并根據企業電子產品的生產、裝配和調試的工藝流程，提出有利于學生實踐能力、創新能力培養的電子工藝實習平臺建設思路與建設內容。

關鍵詞：電子工藝;實踐環節;創新能力;實習平臺

Abstract： With the rapid development of electronic industry， electronics process technology is developing more scientifically and modernly. Application-oriented universities offer the course of electronic technology practice， requiring the students to know the production practice of the electronics， learn the technology knowledge of manufacturing electronics products in order to make up for the weak links between the basic theories and engineering practice. This thesis analyses the present situation and weak points of this course， proposes the electronic technology practice platform construction ideas and construction contents which helps to develop the students’ practical ability and innovative ability according to the electronic products’ technological process of producing， assembling and debugging in the enterprises.

Key words： electronic technology; practice; innovative ability; practice platform

1 引言

隨著電子工業技術的飛速發展，電子產品的生產工藝日新月異，其中表面貼片技術SMT（Surface Mount Technology）作為新一代電子工藝技術已廣泛應用于各個領域的電子產品裝聯中，目前已成為電子產品整機組裝技術的主流[1，2]。對于工業制造的每一個環節，企業都要按照特定的規程和方法去制造，這種特定的規程和方法就是工藝，其中包括：①工藝設計;②工藝流程;③工藝規范;④工藝調試技術。首先從機械構造上進行設計，根據產品說明書和裝配圖進行裝配，在進行生產安裝時各個工位、步驟相互不受影響，進行規范操作，最后進行測試和調整，對電路的各項技術指標和功能進行測量和實驗，并同標準或者設計指標比較以確定電路是否合格;通過對電路參數的調整，使電路達到預定的功能和性能要求，在實際工作中需要進行反復的調整、測試，直到實現電路設計要求[3，4]。應用型本科高校的實踐教學應該適應工業技術的飛速發展，不斷更新實踐教學資源，改革教學模式，教學訓練中接觸電子產品的生產實際，鍛煉大學生動手實踐能力，培養學生的安全意識、創新意識、質量意識和工程規范意識，不斷提高學生的綜合實踐能力和工程素養，才能與電子工業的發展水平相吻合[5，6]。

2 電子工藝實習的現狀與不足

電子工藝實習是電類專業二年級開設的必修課，目的是拓展學生的科研素質和工程實踐能力，著重工藝性和實踐性。教學內容上要求學生掌握元器件識別，萬用表測量元器件及電路參數，電烙鐵對通孔直插元器件的焊接與拆焊，初步了解波峰焊工藝流程以及表面安裝技術SMT操作流程。要求學生在實踐中了解新技術、新工藝和SMT的回流焊工藝流程[7]。但隨著電子技術的高速發展，手機等電子產品變得越來越小，元器件安裝密度越來越高，貼片元器件的裝焊手工很難實現，表現出實踐教學嚴重滯后現代科學技術的發展，主要表現在以下幾個方面。

（1）實訓內容單一，不適應電子工業發展。目前的電子工藝實習，通常為電子元器件的識別、手工焊接、組裝收音機、充電器等簡單的電子產品，這些內容越來越跟不上電子元器件和電子工業的飛速發展，不能充分調動學生的積極性。

（2）重視動手能力的訓練，缺乏綜合能力和創新能力的培養。在電子工藝實踐課程中，固化實訓內容，只要求學生完成課內規定的內容，學生只會焊接常規的直插元器件，僅能識別一些常見的器件，對于器件的選擇只知其然，不知其所以然，并未對產品的功能進行創新和擴展，缺乏對創造能力的培養，對一些新器件很茫然，更談不上使用這些器件。

（3）實訓設備陳舊，不適應現代電子產品的制造工藝。隨著電子技術的發展，電子產品變得越來越小，元器件安裝密度越來越高，貼片元器件的裝配與焊接僅靠手工操作將很難實現。

（4）隨著社會對綜合性人才的迫切需求，對高校的教師也提出了更高的要求，而實際現狀是，高校內從事實踐教學的教師很少，而技術能力強的實驗室教輔人員更是奇缺，難以適應社會飛速發展對高校實踐教學改革的要求。

3 實習平臺的建設思路與內容

為適應時代對高等教育人才的培養要求，更新教育理念，學校十分重視對學生科研素質和工程實踐能力的培養，充分發揮學生的創造力，在優化教學內容的同時，不斷改善實驗條件，為學生創造寬松的實驗環境和實踐空間。

3. 1 基本思路

隨著信息產業的快速發展，新技術不斷更新，促使電子產業新技術、新工藝不斷更新換代，為適應新技術的不斷發展變化，電子工藝實習緊跟時代發展步伐，注重工程訓練，強化綜合素質培養，在教學內容上不斷改革和創新，始終保證實訓內容的先進性。因為只有這樣才能使學生適應社會發展需求，獲得更大的收益。電子工藝實習課程屬于實踐性很強的教學范疇，因此在平臺建設上必須高起點，在實訓項目上，既要注重實踐操作技能的訓練，又要做好實踐教學環境建設，更要發揮實踐教學設備的作用，確保學生真正地在實習實踐教學過程中得到充分的訓練和提高[8]。

3. 2 建設內容

電子工藝實習的內容就是實際生產過程中所接觸到的知識，作為提高學生工程實踐能力的一門實踐課，在教學內容和方法上始終注重理論知識與實際工作緊密結合，強化工程訓練培養，調動學生的創新思維和創新能力的積極性，激發學生學習的熱情和好奇心，啟發和引導學生掌握基本技能，促進創新能力的發揮[9]。

（1）實訓環境建設

電子工藝實訓注重工程訓練，強化綜合素質培養。訓練項目上要有激發學生對工程訓練興趣的內容，既要滿足基本技能的訓練，又要培養學生的綜合技能和創新能力。為此，實習平臺建設中，首先實現約200個基本訓練的實訓工位，每個工位需要數字/模擬萬用表、電烙鐵等常用工具，示波器、信號源等常用儀器;由于電子產品的集成化和微型化是現代電子技術發展的主流方向，因此SMT表面貼裝技術是實現電子系統集成化和微型化的關鍵。SMT生產中采用“無引腳或短引腳”的元器件，元器件微型化、多樣化、組裝密度高，因此便于自動化生產?，F代工藝實習平臺的建設需要約150平米的SMT回流焊實訓室，配置錫膏印刷機、回流焊機，有條件的配置自動貼片機，為了學生體驗表面貼裝元器件，配置約40個手動貼片工位;要實現綜合訓練的目標，需要建設約150平米的PCB制作實訓室，原理圖的繪制和PCB印刷電路板圖設計可以在其它計算機室完成，配置熱轉印機、PCB制板腐蝕設備、雕刻機、裁板機、微型高速電鉆等。將實訓平臺中的實驗室模擬為現代電子產品生產車間，把教學、實訓和生產有機結合在一起，營造幾近真實的實訓環境[10，11]。

（2）基本技能訓練

知識的掌握是一個循序漸進的過程，實習開始對學生進行基本知識和基本技能的培訓，如安全用電知識、安全操作規程、常用元器件識別、萬用表使用及元器件檢測、電烙鐵使用及手工焊接方法、絕緣導線加工等進行基本技能的培訓，使學生達到最基本的工程技術要求。通過這些最基本的技能訓練，學生的基本技能得到提高和掌握，特別是在學生的自信方面也得到了鍛煉和考驗，并從中感悟到自身價值、自身素質以及訓練質量、實習安全、技術等方面的真正含義。

（3）綜合技能訓練

工程訓練不能停留在簡單的基本技能操作，必須引入綜合訓練內容，才能體現學生實踐能力的扎實程度。這一階段的實踐項目包括漆包線焊接立體模型、超外差收音機的裝配與調試、變光音頻功率放大器的裝調等，使學生能夠親自動手完成電子產品整機的焊接、調試和組裝的一整套工藝流程，其目的是讓學生了解和掌握實習產品的基本原理和具體的焊裝工藝。最后從焊接質量上、裝配工藝上、完成效果上評價每位同學的實踐能力。

（4）創新技能訓練

加強電子工藝實習平臺的建設，充分利用好SMT表面貼裝系統和PCB印刷電路板制作系統，讓其充分發揮作用。實驗中心自主開發設計了單片機最小系統板，主要采用貼片元器件設計，利用回流焊系統使學生不僅了解和掌握到什么是SMT及其裝配流程，而且讓每位同學都親手實踐這一工藝并完成電子產品的制作。錫膏印刷時每位學生親自動手操作半自動錫膏印刷機，通過鋼網漏印錫膏;貼片工位上每位同學手工貼片，體驗SMT小型元器件的真實感;學習回流焊機的溫區設置方法，通過回流焊機自動完成SMT回流焊任務，達到工程訓練的目的。PCB設計與制作是電類專業學生從事電子產品制作中必備的知識，實習中開設這個項目，就是要求學生學習工業生產制造中PCB圖的設計、PCB加工制作流程。項目訓練中，要求學生學習EDA專業軟件，根據要求獨立繪制電路原理圖，設計印刷板圖并制作出印制電路板，然后進行電路的裝配、調試，實現設計電路的功能。整個過程中，完成從設計、制板、安裝、調試的全流程，真正體驗到電子產品設計制造的各個環節。總之，通過創新技能訓練，增強學生的自信心和成就感，充分感受現代電子工藝的發展，達到全面培養學生工程素質的目標[12-13]。

4 結束語

電子工藝實習是電類專業學生必修的一門實訓課程，教學中積極探索有利于學生工程素質、創新能力培養的實訓項目，利用現代的教學方法、教學手段激發學生學習興趣，增強學生的自信心和成就感;引進先進的實訓設備，為學生搭建高質量、與電子技術發展接軌的實訓平臺;不斷提升教師的工程實踐能力和教學水平，為教師營造更多學習、交流的機會，參加清華等一流高校的工藝實訓培訓班，掌握新知識、新技術、新工藝; 不斷優化電子工藝實習環境，與企業合作共建實驗室，完善實訓平臺建設，學生在真實環境中既能學習和實訓，又能為企業培養技術人員，充分發揮實習平臺在實踐創新、科技創新以及各類實踐活動中的積極作用。

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[13]姚有峰.現代電子工藝實習教程[M].合肥：中國科學技術大學出版社，2014.

基金項目：安徽省質量工程項目（2019jyxm0361，2019xfxm69， 2018xfsyxm041）;安徽省高校科學研究項目（KJ2020A0630）。

作者簡介：黃雷（1976-），男，安徽宿州人，本科，助理實驗師，主要從事電子技術研究工作.

通信作者：姚有峰（1960-），男，安徽六安市人，本科，高級實驗師，主要從事單片機技術研究工作，E- mail：1350002627@qq.com，TEL：13856440949.