對(duì)電子工藝實(shí)習(xí)發(fā)展的探索

[摘要]近幾年燕山大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)基地發(fā)展迅速，形成了特色，但在實(shí)踐中還存在一些問(wèn)題。為此本文提出了一種電子工藝實(shí)習(xí)教學(xué)的改進(jìn)方法，使之能更有利于鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和激發(fā)創(chuàng)新思維。

[關(guān)鍵詞]電子工藝實(shí)習(xí)，電路，動(dòng)手能力，創(chuàng)新思維。

[中圖分類(lèi)號(hào)]G642.44[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1005-4634(2008)03-0263-03

1電子工藝實(shí)習(xí)的概況

電子工藝實(shí)習(xí)，是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，它既是基本技能和工藝知識(shí)的入門(mén)向?qū)В质莿?chuàng)新精神的啟蒙，是理工科各類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)工程訓(xùn)練的重要內(nèi)容，也是素質(zhì)教育的基本環(huán)節(jié)之一。該課程主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生電子產(chǎn)品制作、安裝、調(diào)試等方面的實(shí)踐能力。主要目的是通過(guò)兩三個(gè)完整的電子產(chǎn)品的印制電路板的設(shè)計(jì)、制作、組裝、調(diào)試，使學(xué)生學(xué)習(xí)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝過(guò)程，認(rèn)識(shí)和理解電子工藝的基本內(nèi)容，掌握基本的工藝技術(shù)，提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力，進(jìn)一步激發(fā)創(chuàng)新思維，樹(shù)立起電子工程意識(shí)[1]。

2燕山大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)的特色

燕山大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)基地起步較晚，但自1997年建立以來(lái)每年都在發(fā)展改進(jìn)，并迅速蓬勃壯大起來(lái)，目前每年接納全校電類(lèi)和非電類(lèi)的20多個(gè)專(zhuān)業(yè)，共3000余人。實(shí)習(xí)內(nèi)容新穎有特色，實(shí)習(xí)效果良好。

2.1針對(duì)性強(qiáng)

針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)的情況，電子工藝實(shí)習(xí)的時(shí)間和內(nèi)容有所不同。對(duì)于非電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，實(shí)習(xí)時(shí)間為一周，要求每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成兩套具有不同制作工藝的完整電子產(chǎn)品的制作，即充電器或數(shù)字萬(wàn)用表和微型調(diào)頻收音機(jī)，其中充電器和數(shù)字萬(wàn)用表可由學(xué)生選擇其一制作，而收音機(jī)采用了先進(jìn)的表面安裝技術(shù)（SMT），要求每個(gè)學(xué)生必做。對(duì)于電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，實(shí)習(xí)時(shí)間為兩周，除完成上述制作外，還要求在第一周的基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)一個(gè)科技小制作產(chǎn)品，包括電路的布線、安裝和調(diào)試。

2.2引入SMT

燕山大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)課程內(nèi)容豐富，不僅包括傳統(tǒng)的通孔安裝技術(shù)（THT），而且引入了新型的表面安裝技術(shù)（Surface Mount Technology，SMT）。這是目前電子產(chǎn)品制造中的主流工藝，它是一種將微型化的無(wú)引線或短引線的元器件直接貼焊在印制電路板上的電子裝接技術(shù)[2]。將SMT引入實(shí)踐教學(xué)不僅是我國(guó)高等教育面向?qū)嶋H工程訓(xùn)練的必需，也是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的急需。微型調(diào)頻收音機(jī)制作過(guò)程中采用了SMT小型實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，包括了SMT基本工藝環(huán)節(jié)：焊膏印刷，定位貼片和再流焊。該項(xiàng)高新技術(shù)2003年引入電子工藝實(shí)習(xí)基地，實(shí)現(xiàn)了實(shí)踐教學(xué)的創(chuàng)新，成功解決了生產(chǎn)實(shí)踐的高要求與學(xué)生動(dòng)手之間的矛盾，使每個(gè)學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了解SMT工藝過(guò)程，并且親自動(dòng)手利用SMT工藝獨(dú)立完成產(chǎn)品制作。

2.3選題廣泛

對(duì)于電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在第二周開(kāi)設(shè)了科技小制作，其建立在電路、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)等課程的基礎(chǔ)上。實(shí)驗(yàn)室教師閱讀和收集了大量的有關(guān)科技制作的資料，并且根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)的積累，整理出8種科技小制作產(chǎn)品來(lái)供學(xué)生選擇，如旋光彩燈控制電路等，涵蓋面廣，難度適中。在該環(huán)節(jié)的指導(dǎo)過(guò)程中，電子工藝實(shí)習(xí)基地堅(jiān)持“對(duì)學(xué)生的制度管理從嚴(yán)，對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的思路放寬”的原則，對(duì)學(xué)生只進(jìn)行原則性的指導(dǎo)和錯(cuò)誤糾正，減少了學(xué)生對(duì)老師的依賴(lài)性，同時(shí)對(duì)不同的設(shè)計(jì)題目，多給學(xué)生自主的靈活性，保證了教學(xué)的實(shí)效性，達(dá)到了教學(xué)的目的。

2.4設(shè)計(jì)性強(qiáng)

科技小制作題目具有多樣性，因此要求學(xué)生根據(jù)選擇的科技小制作產(chǎn)品電路原理圖對(duì)萬(wàn)能板進(jìn)行整機(jī)布局布線設(shè)計(jì)。整機(jī)的布局原則是：保證產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；滿足結(jié)構(gòu)工藝要求；布線方便；利于通風(fēng)散熱和安全，檢測(cè)和維修。學(xué)生通過(guò)這個(gè)過(guò)程更加熟悉電子電路結(jié)構(gòu)，為更好的從事電路設(shè)計(jì)工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。另外，某些科技小制作產(chǎn)品之間可以相互組合延伸，增加新功能，產(chǎn)生新的電子產(chǎn)品，這極大的激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，也形成了一套比較完整的教學(xué)體系。學(xué)生的興趣得到極大提高，許多學(xué)生紛紛要求多做幾種電子產(chǎn)品。

2.5考評(píng)合理

實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的考評(píng)歷來(lái)都難以把握，既要保持評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的全面綜合性，又要對(duì)每一個(gè)學(xué)生做到公平公正。電子工藝實(shí)習(xí)采取多個(gè)部分的評(píng)分單獨(dú)進(jìn)行，最后綜合進(jìn)行總評(píng)實(shí)習(xí)成績(jī)。例如，筆者在評(píng)定電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生第2周的成績(jī)考核時(shí)，以設(shè)計(jì)本身為主，以作業(yè)及課堂表現(xiàn)為輔，主要由以下六部分組成：設(shè)計(jì)創(chuàng)新性、布線優(yōu)劣程度、焊接點(diǎn)質(zhì)量和答辯各占10%，平時(shí)表現(xiàn)和總結(jié)報(bào)告各占5%。設(shè)計(jì)創(chuàng)新性主要表現(xiàn)在理論創(chuàng)新和布局創(chuàng)新，布線優(yōu)劣程度主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)的合理性，如有無(wú)交叉布線和短路線等存在，平時(shí)表現(xiàn)反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，答辯和總結(jié)報(bào)告反映了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，而答辯更具有靈活性和準(zhǔn)確性。

3目前存在的問(wèn)題

燕山大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)基地經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，在各個(gè)方面有了極大的進(jìn)步，形成了鮮明的特色，但是筆者發(fā)現(xiàn)在實(shí)踐中仍然存在一些問(wèn)題，主要有如下幾個(gè)方面：①實(shí)習(xí)缺乏質(zhì)量較高的多媒體教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生沒(méi)有一個(gè)對(duì)電子產(chǎn)品制作過(guò)程的完整認(rèn)識(shí)；②實(shí)習(xí)過(guò)程中，模仿式訓(xùn)練比重較大，設(shè)計(jì)局限在整機(jī)布局布線方面；③學(xué)生不了解印制電路板的制作過(guò)程；④缺乏網(wǎng)絡(luò)化教育。

4電子工藝實(shí)習(xí)的發(fā)展新思路

針對(duì)以上不足，筆者提出下面幾點(diǎn)改進(jìn)措施：

1）多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)可以包括兩部分，一部分展示工廠里的電子產(chǎn)品的制作工藝流程，使學(xué)生足不出戶(hù)就能了解到最先進(jìn)、最完整的產(chǎn)品制作過(guò)程。另一部分介紹電子工藝的發(fā)展，包括現(xiàn)有的焊接技術(shù)的發(fā)展和新的設(shè)計(jì)方法等等。如果有條件的話，還可以帶領(lǐng)學(xué)生參觀工廠。這樣學(xué)生對(duì)電子產(chǎn)品的制作可以有一個(gè)比較完整直觀的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；

2）采用計(jì)算機(jī)仿真軟件Electronic Workbench（簡(jiǎn)稱(chēng)EWB）對(duì)電子線路進(jìn)行輔助分析和優(yōu)化電路設(shè)計(jì)[3]。對(duì)于電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，在第2周只提供學(xué)生科技小制作題目及要求實(shí)現(xiàn)的功能，采用開(kāi)放式教學(xué)模式，由學(xué)生自主查閱資料，選擇元器件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。作為虛擬電子工作臺(tái)的EWB提供了較詳細(xì)的電路分析手段，不僅包含了幾乎所有的電子元件，而且還有一些普通實(shí)驗(yàn)室無(wú)法接觸到的高檔測(cè)試儀，如邏輯分析儀，操作簡(jiǎn)單方便，實(shí)驗(yàn)速度快，效率高，便于學(xué)生實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)性實(shí)踐。通過(guò)這個(gè)環(huán)節(jié)，可以培養(yǎng)學(xué)生查閱資料的能力、設(shè)計(jì)電路的能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，能夠更多的激發(fā)學(xué)生的積極性和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性；

3）印制電路板圖的設(shè)計(jì)與制作。印制電路板圖的設(shè)計(jì)是電路原理圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的必經(jīng)之路，是思維能力的最好體現(xiàn)，也是大學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)和工作中要用到的知識(shí)。對(duì)于電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，在第2周對(duì)科技小制作產(chǎn)品采用相關(guān)軟件（如 Protel）進(jìn)行印制電路板圖的設(shè)計(jì)，該過(guò)程也可采用開(kāi)放式教學(xué)模式。設(shè)計(jì)完成后，可采用清華大學(xué)生產(chǎn)的“印制板快速制作系統(tǒng)”，由學(xué)生進(jìn)行復(fù)印－鉆孔－腐蝕等全過(guò)程操作[2，4]，制作出印制電路板，再進(jìn)一步焊接和安裝產(chǎn)品。這樣可以讓學(xué)生了解到電子產(chǎn)品制作的整個(gè)過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力；

4）增加電子工藝實(shí)習(xí)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，創(chuàng)建電子工藝網(wǎng)絡(luò)資源站[2，5]。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)突破了傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空限制，具有信息量大、交互性強(qiáng)、覆蓋面廣等特點(diǎn)。采用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式，將大量的電子工藝資源在網(wǎng)上發(fā)布，利用WEB、FTP、BBS等手段為學(xué)生提供元器件資料、印制板的設(shè)計(jì)方法、制造工藝、電子工藝知識(shí)及電路設(shè)計(jì)文章等大量信息資源，為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)、課程設(shè)計(jì)、科研、科技賽事等提供實(shí)踐活動(dòng)的信息咨詢(xún)庫(kù)，并逐步建成進(jìn)行電子設(shè)計(jì)制造的工具性資源站。

燕山大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)基地近年來(lái)對(duì)教學(xué)內(nèi)容不斷調(diào)整改進(jìn)，受到了廣大師生的好評(píng)，形成了自己的特色。然而電子工藝實(shí)習(xí)不能僅滿足學(xué)生了解電子線路制作的全過(guò)程和完成一些模仿式的焊接訓(xùn)練或簡(jiǎn)單的布局布線方面的設(shè)計(jì)要求，更重要的是能讓學(xué)生真正學(xué)到實(shí)際工作需要的關(guān)鍵知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維。因此為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求，筆者圍繞著“發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)實(shí)際動(dòng)手能力，激發(fā)創(chuàng)新思想”這一基本思路提出了一些改進(jìn)方案，希望通過(guò)這些改進(jìn)措施能使學(xué)生對(duì)硬件設(shè)計(jì)、制作充滿信心，為學(xué)生今后的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)踐打下良好的基礎(chǔ)，為學(xué)生更好的在工作崗位上發(fā)揮作用服務(wù)，讓學(xué)生真正體驗(yàn)工程師的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的工程素質(zhì)培養(yǎng)。

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