“電子工藝實習”課程改革與探索

柴志軍，王積翔，王云霞

（黑龍江大學，黑龍江 哈爾濱 150080）

創新能力的提高受到越來越多國家的重視，2008年世界金融危機爆發以后，世界各國意識到強大的制造業是加快經濟增長與創新的關鍵，如美國近年來相繼出臺一系列旨在“重振美國制造業”的產業政策。“中國制造2025”是我國從制造業大國向制造業強國轉變的行動綱領。為在短期內實現產品質量和創新的雙提升，亟須工程人才培養取得重要突破。

隨著電子技術的飛速發展，我國電子、機械等產品已經成為出口商品的重要組成部分，對電子、計算機、機械等工程技術專業人才需求強勁。開放的競爭環境中，如何讓畢業生能夠具有更強的工程實踐能力，這給高校的課程內容設置提出了新的挑戰。“電子工藝實習”課程是學生能夠直接接觸電子元件、應用電子元件的課程，作為自動化、電子信息工程、物聯網工程等專業的專業基礎課，是人才培養的關鍵環節。在“電子工藝實習”教學過程中，學生要學會PCB 制板、獨立焊接調試電路、完成產品組裝全過程。經過該課程的學習，學生要掌握基本焊接技術、電子元件的外觀識別與使用方法，了解電子產品的生產流程與工藝要求。

一、“電子工藝實習”課程存在的不足

（一）實習電路滯后技術發展

目前，國內大部分高校“電子工藝實習”課程的訓練內容仍以焊接技術作為主要的學習內容，從一些“電子工藝實習”課程教材了解到，焊接電路目前主要為基本焊接訓練、插件式收音機組裝、萬用表的組裝等[1]。但是，上述的實習套件作為一種商品對創新創造能力的培養、對工程實踐能力的培養、對工程師素養的養成是遠遠不夠的，課程內容的單一性使得學生沒有選擇性。

（二）技術落后生產實際

由于直插型元件焊接方便、拆裝容易，因此，在“電子工藝實習”課程教學過程中大都采用直插型元件。隨著半導體工藝的進步和設備小型化的需求，電子電路的主要形式為貼片型元件，集成電路的應用越來越多。因此，在實習過程中需要對貼片型元件的使用加強訓練，不僅僅是會焊接，更為重要的是了解各種貼片元件的適用條件，了解各種器件的電氣特性。通過“電子工藝實習”課程的學習，學生能夠對行業發展有更好的了解，緊跟技術發展趨勢，適應電子工業發展[2]。

（三）考核方式不科學

“電子工藝實習”課程中學生人數較多，考核方式主要為成果考核，根據完成的電路和焊點質量進行評分，這種方式忽略了課程中的過程考核，有失公平。有的學生甚至直接用網上購買的成品蒙混過關，對課程評價的公平性造成較為嚴重的干擾。部分學生直接按照成品“照貓畫虎”式焊接，看似完成了產品的焊接與裝配，但是對電路原理完全不理解，使得課程的教學效果大打折扣。因此，引入過程考核也是“電子工藝實習”課程的重要改革內容之一。

（四）課程思政內容融入不足

將思政元素與實踐課程、科技競賽、創新能力培養相融合可以有效提升課程思政教學效果。傳統的課程教學忽視課程的導向性，缺乏方向性與指引性。課程思政是學生思想的指路牌，是學生學習的出發點和落腳點。教師在課程中要注重學生學習意愿的培養，以學生為中心。課程思政能讓學生知道學習的目的是什么，是通過考試還是為了學習專業技能，決定著學生學習程度能有多深，即學習出發點；課程思政對學生家國情懷、工程素養的培養決定著學生能走多遠，即學習落腳點。

（五）對通過科技競賽提高創新能力關注不夠

科技競賽和工程實踐作為學生解決復雜電氣工程問題的載體之一，有著常規教學不可及的特殊的創新教育功能，是培養學生創新精神與實踐能力的重要途徑。科技競賽對激發學生實驗興趣、提高學生實踐能力、促進實驗教學改革，以及共享優質實踐教學資源有重要意義。部分有興趣的學生每年夏天利用1 個月時間開展工程實踐訓練，養成主動參與、主動思考、主動探究精神，充分發揮創新潛能，全面提升工程實踐能力和創新能力，有利于縮短就業適應期。

二、“電子工藝實習”課程改革措施

（一）緊跟技術發展，建設課程內容

“電子工藝實習”屬于重要的實習實踐類課程，其課程內容的設置必須緊跟電子技術發展趨勢與實際需求，合理設置課程內容，根據學生掌握知識的自然規律將課程分為3 個部分，分別為“基礎訓練”“綜合運用”和“創新提升”。通過3 個層次內容的設置實現學生基礎能力與創新能力的培養。在“基礎訓練”中主要設置的內容為：（1）貼片型元件與直插型元件的識別與運用，元件的識別與使用是每個電子類專業學生必備的基本技能；（2）直插型電路元件的焊接技術與方法，基礎元件的焊接與拆裝應該成為每個學生進行電路開發的基礎技能，要求該項技能要足夠扎實，打牢電路應用基礎；（3）學習制作PCB電路板的全過程；（4）應用貼片機進行貼片元件的擺放與焊接，通過貼片元件的焊接可以大大提升學習成就感，提升學習興趣；（5）工業產品組裝方法與生產規范，使學生掌握基本電子元件運用與識別的能力，具備電子產品生產的基本素養和工程實踐能力。

在“綜合運用”部分中主要學習基礎電路設計方法與規范，利用單元電路綜合運用提升學生綜合運用基礎電路的能力，在基礎電路上稍加改動即可實現更為復雜的功能，或者協同多個電路共同實現較為復雜的功能，實現電路的綜合運用，提高學生發現問題、分析問題、解決問題的能力，為創新能力的提高打下基礎。

在“創新提升”方面主要目的是通過實際任務驅動，使學生能夠完成較為復雜的電路設計與生產制作，在這一過程中設置若干創新性小項目，學生在規定時間內獨立完成該項目，激發學生的學習主動性與學習興趣，鼓勵創新，培養創造能力。“創新提升”不僅僅是技術提升，還需要在思想上進行提升。教師在實訓過程中增加課程思政內容，講述近年來“中國華為”“盾構機研發”“中國高鐵技術”等的發展，讓學生明白中國技術也可以做到十分優秀，提升學生的家國情懷。在課程講授過程中要以立德樹人為統領，面向產教融合、校企合作和區域經濟社會發展實際，將創新創業教育融入課程教學全過程，著力培養學生的愛國情懷和社會責任感，以及較強的創造性思維能力和創新創業意識，掌握一定的創新方法，并善于將創新創業訓練與實踐成果應用于解決社會實際問題的高素質應用型創新創業人才。

（二）科學規劃實習項目，有效組織實施

根據上述3 個層次內容，規劃了必做實習項目和選做實習項目（表1）。設置這些項目的主要目的是使學生有一定選擇權，選擇與自身能力、興趣相符的項目并完成，完成的項目可以在進行組合后實現更為復雜的功能，可以用于“電子線路”課程設計、“電子測量”課程設計、“單片機接口技術”課程設計，實現電路的重復應用、熟練應用，有效避免了電子元件浪費，提升“電子工藝實習”課程的學習效果。

表1 “電子工藝實習”課程項目表

必做項目主要實現學生基礎能力訓練，主要學習元器件識別與焊接方法、電路布線與調試方法。選做項目主要目的是培養學生對器件的綜合運用能力，提高電路運用與設計能力[3]。對于學有余力的學生，教師會鼓勵其參與學校組織的開放實驗室項目、大學生創新創業項目的研究工作。

（三）利用網絡資源，提高教學效果

傳統的“電子工藝實習”課程一般采用現場教學方式，具有較為直觀的優點。但是這種方法也有著較大弊端：（1）電子元件的發展趨勢是越來越小型化，若想直接觀察元件只能在幾十厘米范圍內完成，在現場教學中的觀察距離要顯著大于這個距離，一般在一米以上，使得學習效果大打折扣；（2）講解過程中的內容一般比較多，容易漏掉細節性內容，有些學生沒聽懂也羞于發問，不能做到按需教學，成為制約“電子工藝實習”課程改革的一大痛點；（3）課堂秩序不易把控，課上有學生趁教師不注意，看手機的情況時有發生，影響學習效果。

近年來，教育部大力提倡線上教學與線下課堂相結合，黑龍江大學自主學習平臺為線上教學提供可能。“電子工藝實習”課程組也積極推進線上教學與線下課堂的有效融合。教師在課前發布課程預習內容與操作視頻，并設置預習思考題，幫助學生了解課程性質、教學目標、教學要求等基本內容，使學生學習做到有的放矢。在教學過程中，授課教師制作了各種學習視頻共計20 多條。通過短視頻的方式將知識點碎片化，提高學生對知識點的選擇性，學生可以重復多次觀看，可以按照自身需求觀看課上沒聽懂的知識點。學生在完成課程實習后，需要撰寫“電子工藝實習”課程的實習報告，而“電子工藝實習”課程的實習報告也從傳統的手寫或打印實習報告轉變為線上提交電子實習報告，為學生的科技論文寫作打下良好基礎。

（四）積極引進實習設備，開發新的實習內容

受到實習設備的影響，前些年的“電子工藝實習”課程只能購買實習套件，機械式完成課程實習，內容死板沒有吸引力。近兩年，課程組利用工程教育認證作為實驗室建設的良好契機，積極引入新型實習設備，包括印刷電路板制板機、貼片型元件自動裝配機、高精度絲印設備等。利用上述設備，學生可以實現電路從制板、表面絲印、貼片型元件貼裝與焊接的全過程操作，并能夠真正經歷一件“產品”從設計到制作、調試等全過程，了解新工藝方法帶來的改變與提高。

（五）“電子工藝實習”課程考核方法改革

傳統的“電子工藝實習”課程考核評價是比較機械的。近兩年，黑龍江大學電子工程學院在改革實踐過程中實施了更加合理的考核標準，其中基礎訓練占總成績的50%，綜合運用與創新提升分別占總成績的25%。在基礎訓練過程中，工藝規范占比為50%，調試方法與過程占比為30%，創新拓展占比為20%，鼓勵學生積極拓展電路功能與實現方法。在選做項目中每個項目的難度不同，對應的成績系數也有一定區別，單個項目成績=評分×難度系數，鼓勵學生挑戰自我，激發學習興趣。

（六）漸進提高學生能力，積極開展跨學科賽事

通過“電子工藝實習”課程改革，有效提升了學生的基礎能力，后續課程中采用一體化平臺應用漸進式培訓方案，以智能硬件開發為主題，劃分為3 個階段，每階段開設一兩門工程技術類實踐課，引導學生從基本電路應用出發，進行智能硬件設計創新，逐步提升學生創新創業能力。創新的過程分為3 個主要部分：（1）提出新想法；（2）有完成能力；（3）能夠去實施。例如，做1 種新位移平臺控制電路。第一，需要知道現有的方法做1 個控制位移平臺有哪幾種實現方案，步驟、原理是怎么樣的，缺點在哪，控制精度怎么控制，需要多少成本，需要什么設備，等等。總結現有控制電路都有什么優缺點，如何在保留優點的同時減少缺點。這樣就形成了問題清單。第二，按問題清單查閱資料，哪些問題有更好的解決方案，哪些內容是需要設計的。第三，完成設計與測試，得到測試結果和改進方案。

（七）課程思政融入實踐課程

“電子工藝實習”課程是實踐性很強的課程，在課程進行過程中注重改變學生的學習觀念，將學習觀念從“教師教給我的”轉變為“我自己學會的”。除了傳遞知識技能外，教育更重要的意義在于引導，引導學生獨立思考，訓練學生的思維能力，拓展學生的視野眼界，讓學生在傳承的同時不斷創新，創造出新的東西。在教學內容設置過程中要積極關注國際、國內相關領域的發展趨勢，使學生達到學以致用，提升學生創新創業能力。

三、結束語

“電子工藝實習”課程為適應國家工程教育認證的要求，培養合格的工程技術人才，需要持續改革教學內容、提升教學方法，緊跟技術發展方向，結合生產實際，改進教學方式，強化“電子工藝實習”課程的創新要素。上述教學改革舉措在黑龍江大學電子工程學院推進以來取得了良好教學效果，大大增強了學生創新創業意識，提升了學生學習興趣，開拓了學生視野。