工科專業(yè)校內(nèi)項目式生產(chǎn)實習(xí)的探索與實踐
——以電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例

林承友，楊松

（北京化工大學(xué) 數(shù)理學(xué)院，北京 100029）

生產(chǎn)實習(xí)[1,2]是工科專業(yè)的實踐必修課程，是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。然而，傳統(tǒng)的校外生產(chǎn)實習(xí)，往往由于各方面因素影響，導(dǎo)致實習(xí)以參觀企業(yè)為主，學(xué)生參與度較低，總體實習(xí)效果不佳[3-6]。項目式生產(chǎn)實習(xí)是一種以項目形式開展的實習(xí)新模式，項目課題通常需要結(jié)合學(xué)生專業(yè)知識體系，同時考慮一線企業(yè)實際生產(chǎn)需求而設(shè)立，學(xué)生則圍繞項目課題開展理論與實踐研究工作，鞏固所學(xué)理論知識，鍛煉實踐動手能力，提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展認(rèn)識[7-9]。近年來，北京化工大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)（簡稱電科）專業(yè)通過引入一線電子企業(yè)的生產(chǎn)工藝技術(shù)，不斷整合專業(yè)實驗室資源，努力搭建良好的校內(nèi)生產(chǎn)實習(xí)[10,11]軟硬件平臺，全面推進(jìn)校內(nèi)項目式生產(chǎn)實習(xí)的課程建設(shè)與教學(xué)改革工作。

電科生產(chǎn)實習(xí)采用“整合實驗資源，保障實習(xí)條件”的校內(nèi)實習(xí)建設(shè)方案，強調(diào)“理論實踐結(jié)合，軟件硬件并重”的教學(xué)理念，突出“校企協(xié)同育人，學(xué)科交叉創(chuàng)新”的教學(xué)內(nèi)容，實施“突出工程理念，提升工程素養(yǎng)”的教學(xué)改革，探索“圍繞立德樹人，落實五育并舉”的育人方式。電科專業(yè)通過開展校內(nèi)項目式生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)改革，有效提升了學(xué)生綜合運用知識的能力以及實踐創(chuàng)新能力，為學(xué)生就業(yè)、科技競賽以及學(xué)術(shù)研究奠定了良好的基礎(chǔ)，進(jìn)而為電科專業(yè)培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的創(chuàng)新型與應(yīng)用型工程技術(shù)人才提供重要保障。

1 電科生產(chǎn)實習(xí)簡介

根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計劃，北京化工大學(xué)電科專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)通常安排在大三小學(xué)期的3 周內(nèi)開展，一般采取校內(nèi)實習(xí)的實習(xí)方式。全體學(xué)生統(tǒng)一安排至電科專業(yè)實驗室制定實習(xí)區(qū)域，開展各環(huán)節(jié)實習(xí)工作，實習(xí)期間要求學(xué)生每天到實驗室開展工作，實驗室每天會安排相應(yīng)的考勤，考勤結(jié)果記入平時成績。電科生產(chǎn)實習(xí)共分為四個主要環(huán)節(jié)，即準(zhǔn)備環(huán)節(jié)、理論環(huán)節(jié)、實踐環(huán)節(jié)、總結(jié)環(huán)節(jié)（如圖1所示）。

圖1 電科專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)環(huán)節(jié)

1.1 準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

在正式開始實習(xí)之前，學(xué)生需要先組建生產(chǎn)實習(xí)小組，每個實習(xí)小組原則上不超過3 人，小組內(nèi)部成員需要有明確的分工；完成實習(xí)分組之后，各小組需要根據(jù)專業(yè)興趣選擇實習(xí)課題。之后，實習(xí)指導(dǎo)教師召開生產(chǎn)實習(xí)動員會，詳細(xì)介紹實習(xí)具體安排，強調(diào)實習(xí)期間的注意事項等；隨后，指導(dǎo)教師還會開展課前培訓(xùn)，講解實習(xí)工藝流程與儀器使用方法等內(nèi)容。最后，由實習(xí)指導(dǎo)教師帶領(lǐng)各實習(xí)小組前往指點的實驗室實習(xí)場地，領(lǐng)取實習(xí)基本用品，熟悉實習(xí)相關(guān)實驗儀器操作，為正式開展實習(xí)做好準(zhǔn)備。

1.2 理論環(huán)節(jié)

各實習(xí)小組完成實習(xí)準(zhǔn)備工作之后進(jìn)入正式實習(xí)，首先各小組需要針對所選定的實習(xí)課題開展廣泛的背景調(diào)研，了解所制作的電子產(chǎn)品的原理、功能以及應(yīng)用；并進(jìn)一步完成電子產(chǎn)品的理論研究工作，掌握電子產(chǎn)品的核心理論基礎(chǔ)。隨后，在此基礎(chǔ)上開展產(chǎn)品的理論設(shè)計工作，學(xué)習(xí)并運用電子電路設(shè)計軟件，開展產(chǎn)品的電路原理圖、PCB 圖等設(shè)計工作，并進(jìn)行電子電路仿真與模擬，檢驗與完善電子產(chǎn)品的理論設(shè)計方案。指導(dǎo)教師將會在中期檢查環(huán)節(jié)對各小組的產(chǎn)品設(shè)計方案以及元器件清單進(jìn)行審核，審核通過后方可開展后續(xù)的實踐制作環(huán)節(jié)。

1.3 實踐環(huán)節(jié)

該環(huán)節(jié)包括PCB 板的制作、元器件焊接、控制程序編寫、產(chǎn)品性能調(diào)試、外觀設(shè)計制作以及整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化等工作。指導(dǎo)教師每日巡視各小組實習(xí)情況，指導(dǎo)學(xué)生實踐操作，解答學(xué)生實習(xí)問題，記錄學(xué)生實習(xí)情況。

1.4 總結(jié)環(huán)節(jié)

各實習(xí)小組完成全部電子產(chǎn)品制作流程之后，需要對實習(xí)各環(huán)節(jié)的工作進(jìn)行總結(jié)與匯報，包括實習(xí)終期答辯、產(chǎn)品的實物以及功能演示、產(chǎn)品性能展示視頻的制作、產(chǎn)品使用說明書以及實習(xí)結(jié)課論文等。實習(xí)指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生答辯、實物演示、結(jié)課論文以及平時表現(xiàn)等情況綜合評定每一位學(xué)生的實習(xí)成績。

2 校內(nèi)項目式生產(chǎn)實習(xí)改革探索

2.1 充分整合實驗資源，保障實習(xí)硬件條件

電科專業(yè)每年級現(xiàn)有4 個自然班共計120 人左右，為保證實習(xí)效果，按照實習(xí)分組原則，一般將全體學(xué)生分成約40 個生產(chǎn)實習(xí)小組，因此需提供約40 個相對獨立的實習(xí)場地，且實習(xí)場地需要同時容納120 人，以便每個小組獨立開展項目課題的研究。目前電科專業(yè)尚未配備具備以上實驗條件的實習(xí)專用場地，為解決項目式生產(chǎn)實習(xí)場地問題，電科專業(yè)充分整合已有的專業(yè)實驗室資源，將生產(chǎn)實習(xí)各個環(huán)節(jié)統(tǒng)一安排至各個專業(yè)實驗室開展。在小學(xué)期生產(chǎn)實習(xí)期間，電科專業(yè)所有專業(yè)實驗室統(tǒng)一調(diào)配，生產(chǎn)實習(xí)前對各個專業(yè)實驗室的空間進(jìn)行整理，確保充足的實習(xí)空間。實習(xí)開始之后，以班級為單位，將各個實習(xí)小組安排至不同的專業(yè)實驗室，同時，充分利用剩余實驗空間進(jìn)行生產(chǎn)實習(xí)各個環(huán)節(jié)的過程考核工作。此外，電科專業(yè)實驗室相關(guān)實驗儀器（如示波器等）在實習(xí)期間均對全體學(xué)生開放，最大限度利用實驗室資源保障生產(chǎn)實習(xí)順利有序開展，同時，也進(jìn)一步提高了專業(yè)實驗室的利用率。

2.2 推進(jìn)校企協(xié)同育人，開展學(xué)科交叉創(chuàng)新

電科專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)引入一線企業(yè)電子類產(chǎn)品設(shè)計與制作工藝流程，充分利用校內(nèi)資源，不斷整合實習(xí)資源，努力構(gòu)建良好的生產(chǎn)實習(xí)軟硬件平臺，模擬一線生產(chǎn)企業(yè)工作環(huán)境，確保校內(nèi)實習(xí)與校外實習(xí)標(biāo)準(zhǔn)一致，保障良好的實習(xí)效果。通過強化與一線生產(chǎn)企業(yè)的交流與合作，同時吸納具有豐富工程背景和研究經(jīng)歷的教師進(jìn)入生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)團隊，根據(jù)本專業(yè)自身特色和知識結(jié)構(gòu)，設(shè)計和開發(fā)既能夠鍛煉學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力、又能體現(xiàn)一線生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)需求的工程類生產(chǎn)實習(xí)內(nèi)容與實習(xí)題目。

通過開展電子信息與物理的學(xué)科交叉創(chuàng)新，基于物理學(xué)基本原理，圍繞電子信息技術(shù)研制力學(xué)類、電磁類、光電類、聲學(xué)類等各類功能性電子產(chǎn)品，不斷推進(jìn)教學(xué)科研融合的工作（如圖2所示）。同時，積極將教師的科研項目與學(xué)術(shù)成果轉(zhuǎn)化為實習(xí)課題與教學(xué)內(nèi)容，切實推進(jìn)“科研反哺教學(xué)”的工作，為學(xué)生順利開展各類創(chuàng)新項目奠定良好的基礎(chǔ)。

圖2 學(xué)科交叉型生產(chǎn)實習(xí)項目

2.3 重視理論實踐結(jié)合，強調(diào)軟件硬件并重

電科生產(chǎn)實習(xí)重視理論與實踐結(jié)合，通過對電子產(chǎn)品的原理與方法的研究，以及對電路與系統(tǒng)的仿真模擬，指導(dǎo)電子產(chǎn)品的設(shè)計與制作等實踐工作，提升學(xué)生綜合運用知識的能力。近年來，電科生產(chǎn)實習(xí)建設(shè)了在線課程，探索開展了線上線下混合式教學(xué)改革[12,13]，線上開展了課題調(diào)研、產(chǎn)品設(shè)計、原理圖設(shè)計與電路仿真等理論工作，線下開展了電路板制作及產(chǎn)品功能調(diào)試等實踐工作，強化理論與實踐結(jié)合，確保了良好的實習(xí)質(zhì)量。此外，電科生產(chǎn)實習(xí)在實習(xí)過程中還強調(diào)軟件與硬件并重，一方面，學(xué)生基于自行設(shè)計的產(chǎn)品方案開展電子作品的硬件制作；另一方面，學(xué)生需要使用C 語言編寫程序，實現(xiàn)對硬件的控制以及信息的處理等，從而達(dá)到鍛煉學(xué)生對軟件硬件的綜合應(yīng)用以及協(xié)調(diào)能力。

2.4 突出工程教育理念，提升學(xué)生工程素養(yǎng)

在生產(chǎn)實習(xí)全過程中，充分突出“以學(xué)生為中心”[14]“成果導(dǎo)向”[15]“持續(xù)改進(jìn)”[16]等工程教育專業(yè)認(rèn)證理念。實習(xí)期間要求各實習(xí)小組自行查閱資料、設(shè)計方案、購買元器件、制作產(chǎn)品、撰寫產(chǎn)品說明以及產(chǎn)品宣傳，突出學(xué)生中心地位，充分調(diào)動學(xué)生主觀能動性，鍛煉學(xué)生“解決復(fù)雜工程問題”以及“掌握工程管理原理與經(jīng)濟決策方法”。同時，所有實習(xí)題目不設(shè)標(biāo)準(zhǔn)答案，教師的指導(dǎo)工作主要圍繞審閱設(shè)計方案、核查購買清單、指導(dǎo)產(chǎn)品制作等方面展開，學(xué)生完全通過自行設(shè)計的方案制作相關(guān)的電子產(chǎn)品，實習(xí)評價突出“成果導(dǎo)向”。此外，通過將生產(chǎn)實習(xí)與學(xué)生創(chuàng)新科技活動（如大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等）有機融合，突出“持續(xù)改進(jìn)”理念，將創(chuàng)新項目指導(dǎo)教師納入生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)團隊統(tǒng)一管理，有效提高學(xué)生實習(xí)積極性，推動學(xué)生創(chuàng)新活動順利開展。

2.5 緊緊圍繞立德樹人，全面落實五育并舉

電科生產(chǎn)實習(xí)緊緊圍繞立德樹人根本任務(wù)，全面貫徹落實“五育并舉”，有效推進(jìn)實踐育人。通過將嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度、精益求精的工匠精神貫穿實習(xí)全過程，提升德育實效。通過精心設(shè)置實習(xí)課題，以學(xué)生為中心進(jìn)行產(chǎn)品研制，鍛煉學(xué)生綜合應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力，確保智育效果。生產(chǎn)實習(xí)采用分組進(jìn)行，實習(xí)期間重視培養(yǎng)小組內(nèi)學(xué)生的團隊協(xié)作能力，貫徹體育精神。實習(xí)產(chǎn)品要求工藝以及外觀符合美學(xué)要求，從而鍛煉學(xué)生的美學(xué)素養(yǎng)，提升美育效果。生產(chǎn)實習(xí)采用衛(wèi)生責(zé)任負(fù)責(zé)制，各實習(xí)小組需要每日開展衛(wèi)生值日，打掃負(fù)責(zé)范圍內(nèi)的衛(wèi)生，培養(yǎng)學(xué)生的勞動意識以及良好的衛(wèi)生習(xí)慣，貫徹勞育理念。

3 結(jié)語

北京化工大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)通過開展校內(nèi)項目式生產(chǎn)實習(xí)的教學(xué)改革與實踐，基本解決了校外生產(chǎn)實習(xí)的問題，有效提升了學(xué)生的實踐動手能力與創(chuàng)新能力。通過整合專業(yè)實驗室資源，解決校內(nèi)項目式生產(chǎn)實習(xí)場地問題；通過推進(jìn)校企協(xié)同育人與開展學(xué)科交叉創(chuàng)新，構(gòu)建了既能夠匹配學(xué)生知識體系又反映一線企業(yè)生產(chǎn)需求的豐富的實習(xí)課題與內(nèi)容；通過在實習(xí)中重視理論實踐結(jié)合、強調(diào)軟件硬件并重，全面鍛煉學(xué)生綜合運用知識的能力；通過在實習(xí)過程中充分突出“以學(xué)生為中心”“成果導(dǎo)向”“持續(xù)改進(jìn)”等工程教育專業(yè)認(rèn)證理念，提升學(xué)生的工程素養(yǎng)；電科生產(chǎn)實習(xí)緊緊圍繞立德樹人根本任務(wù)，全面貫徹落實“五育并舉”，有效推進(jìn)實踐育人。