高職《電子產品設計與生產》項目教學完整性與真實性研究*

樓 勇 王 楠 張嫣華（臺州職業技術學院 浙江 臺州 318000）

高職《電子產品設計與生產》項目教學完整性與真實性研究*

樓 勇 王 楠 張嫣華
（臺州職業技術學院 浙江 臺州 318000）

在校企合作、工學結合模式下，項目教學是課程教學的主要形式，項目教學的關鍵要素是基于真實而完整的工程環境，使學生提前進入企業工作角色，達到校企“零距離”對接。《電子產品設計與生產》是應用電子專業普遍開設的一門綜合專業課程，項目的教學內容應該來自企業生產，貼近真實情況，教學應從產品設計目標的確定、設計方案的評估、樣機的制作、電路電磁兼容性的評估和工藝過程的進行等方面落實項目的完整性與真實性。

高職；電子產品設計與生產；項目教學；完整性；真實性

高職院校電子類畢業生從事的相關專業有器件采購、電路設計、生產管理、檢驗檢測、電器銷售以及售后服務等。在大中型企業中，工種分類比較細，單個工種工作內容比較單一，高職畢業生只要能在工程師的指導下完成相應任務即可，即做好工程師的助手。而在小型企業，由于產品的技術含量相對較低，工程人員較少，因此分工模糊，往往一個產品的電路設計、原材料采購、生產流程安排，甚至售后服務都是由兩三個人來完成。在這種企業里，技術人員的專業能力要求并不需要很高，但對各個工種都要熟悉，要扮演一個工程師，甚至總工的角色。

《電子產品設計與生產》是電子專業普遍開設的一門綜合課程。當前，在以項目為載體的教學改革過程中，教師往往只強調一個真實產品的功能實現，而產品的成本核算、器件采購、生產工藝等內容在教學中沒有占據應有的分量，學生對產品設計與生產的完整性缺乏認識，畢業后不能很快適應工作崗位。浙江臺州職業技術學院電子專業在項目教學中十分重視項目的真實性與完整性，教學取得了顯著的效果。在對近三年電子類畢業生的跟蹤調查中發現，在從事本專業工作的畢業生中，70%以上在中小企業，他們完成畢業頂崗實習之后即成為某個崗位的工程師，具備了獨當一面的工作能力，經過兩到三年的努力，很多已經成為企業的技術骨干，扮演著總工程師的角色。因此，教學內容的完整性與真實性是衡量項目教學優劣的重要標準。

市場調研是項目教學的首要任務

在電子產品設計與生產過程中，市場調研是項目教學中要增加的一個重要內容。這里要完成的相關內容有設計任務的進一步明確、產品的市場定位、初步方案的確定、材料成本的估算等。這些工作在設計的初期是至關重要的，甚至決定著一個產品的成敗。

在企業中，尤其是在中小企業中，設計人員初期得到的任務是不完整也不明確的，沒有技術指標，沒有初步方案，沒有成本核算。設計人員只有通過網絡途徑了解目前市場上同類或者相關產品的功能要求、技術指標、銷售價格，結合企業的實力和產品的定位確定具體的功能目標。根據功能目標，通過網絡查詢相關的實現方案，再結合器件成本、生產成本、維修成本等確定初步設計方案。

在以項目為載體的教學改革中，教師不必給出詳細明確的設計任務，而是營造相應的工程環境，比如給出產品的基本功能、企業的資金實力、研發能力、產品客戶等信息。學生充分利用網絡資源，通過Google、阿里巴巴、淘寶網等平臺調查、詢價，掌握現有產品的功能、實現技術方案、器件價格等信息，初步形成自己的實現方案。經組內討論、分組交流后，設計思路進一步得到拓展，設計方案進一步得到完善，學生對本項目有更充分的理解與認同。

在方案設計過程中，指導教師不必講授很多專業知識，但必須教會學生如何有效利用網絡、書籍等資源完成設計任務。只有當學生設計方案出現重大錯誤時，教師才需要及時予以糾正。

樣機制作是項目教學的主要內容

樣機制作是指從電原理圖到產品樣機調試完成的過程，是項目教學的主要內容，至少要花費整個項目的二分之一時間。項目教學中的樣機應該是一個典型電子產品，包括模擬電路、數字電路或者單片機系統，由若干個典型的應用電路組成。

樣機制作以實現產品功能為第一目標，通常按照功能模塊分單元來實現，最后合成整機。工廠的樣機制作應該嚴格按照工業生產標準進行，包括有選擇地采購元器件、PCB打樣、EMC測試等。但是在教學中實現起來比較困難，無論教學費用和時間都是不允許的。項目教學中元件通常只能使用實驗室庫存。電路板使用萬能板或熱轉印法制作PCB。此過程主要是驗證設計方案的可實現性。在制作過程中可以調整和修改設計方案，若干設計參數需要通過樣機制作來確定。樣機制作調試完成，說明產品設計方案可以實現，研發階段基本結束，后期主要是工藝的改善和可靠性的提高。

樣機完成后，有條件的應該進行可靠性、安全性和EMI、EMS測試，查找設計中存在的缺陷。

生產工藝設計是項目教學的關鍵環節

電子產品生產過程包括貼裝、焊接、檢驗、裝配等環節，是生產型企業的主要內容。生產工藝安排恰當與否直接影響產品的成本和穩定性。在完整的《電子產品設計與生產》項目教學中，必須使學生能夠根據具體的產品設計工藝流程學習工藝管理的本領，這里包括生產設備的配置、生產工人的數量、加工工序設計、專門裝夾具設計、檢驗方法設計等眾多內容。

工藝管理是產品工程師、車間主任乃至總工程師都必須具備的本領。它絕不是通過課堂或實驗室教學能夠掌握的，需要以生產性實訓為基礎，對工廠或者校內生產車間有較深的感性認識后才能具備。因此，工藝管理屬于較高層次的綜合技能。

產品技術文件是項目教學的成果展示

在企業生產中，產品技術文件是生產環節的重要資料，包括設計說明書、電路原理圖、印刷電路板圖、材料清單、裝配圖紙、各種樣機檢驗報告、生產作業指導書、產品使用說明書以及一些必要的說明文件等。項目教學中要求學生提供完整的產品技術文件，它是教學全過程成果的集中展示。

在最后的項目評價中，每人或每小組需向全體同學闡述詳盡的設計過程，展示設計成果。可采用演示、答辯等多種形式為考核方式，指導教師給出的成績應該能得到學生本人和大部分學生的認可。

可靠性設計是項目教學的核心理念

根據國家標準的規定，產品的可靠性是指產品在規定的條件下、在規定的時間內完成規定的功能的能力。一個合格的產品，必然是一個可靠的產品。在教學中師生容易只顧產品的功能，忽視了產品的可靠性。產品的可靠性是設計出來的，生產出來的，也是管理出來的，因此，可靠性設計應該作為核心理念貫穿項目教學始終。

產品設計的初步方案就應該體現可靠性設計，要明確產品使用環境（溫度、壓力、濕度、電壓等），使用壽命，實現的功能等。電路設計要按照高集成度、模塊化、簡潔化的思路進行，要重點考慮電磁兼容性（EMC），包括電磁干擾（EMI）和電磁耐受性(EMS)。目前，國內外電子產品有眾多認證，產品必須通過認證才能在相應國家和地區銷售，如美國的UL，歐洲的GS、TUV、ROHS，國內有3C、CCEE等。教學中要使學生對各個認證標準有一定的了解。電磁兼容性設計是一個產品可靠和通過EMC認證的前提，教學過程中要強調EMC的概念、設計要遵循EMC的普遍規則，要培養學生解決EMC一般問題的能力。

產品可靠性除了完成可靠的電路設計外，還應該強調生產與管理過程的規范化。生產過程要符合常規工藝要求，要與ISO9001:2000標準結合起來，這樣才能不斷提高產品質量，提高產品可靠性。電子產品設計與生產中還要兼顧產品的安全性、環保性和低碳性。

電子產品可靠性設計項目教學對教師提出了很高要求，教師要具備深厚的專業知識和豐富的實踐經驗，要熟悉產品認證標準和質量體系標準。

高性價比設計是項目教學的顯著特征

企業的盈利是通過銷售產品的利潤來獲得，高性價比是產品進入市場的關鍵因素。因此，性價比的理念要貫穿到設計方案、生產工藝等各個環節，它是項目教學真實性的重要體現，是區別于傳統教學的顯著特征。

初步設計方案必須要明確產品定位、產品功能、生產成本等信息，它是企業產品研發中的階段性成果，必須符合兩個原則：一是可行性，二是經濟性。在項目教學中，方案的可行性經教師檢查之后不會有重大問題。經濟性是師生比較難掌握的，但這必須作為方案優劣的主要評估指標。每位或每組學生可以設計不同的產品功能、不同的實現方案、不同的生產成本，最后的衡量指標是性價比。

產品成本中除了材料成本外要特別注意生產與維修成本。生產成本與設計方案有關，包括配件的生產與外包，電路板器件的安裝方法、焊接方法、調試方法等。維修成本與產品可靠性息息相關，兩者間要做到平衡。

《電子產品設計與生產》是電子專業極為重要的一門課程，教學中不僅要安排足夠的課時，配置強有力的師資，投入足夠的設備、場所與資金，還要與當地相關企業建立緊密的合作關系，使項目教學更加真實完整。

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G712

A

1672-5727（2011）08-0081-03

張嫣華（1965—），女，臺州職業技術學院講師，產學合作辦公室副主任，研究方向為高職實踐教學模式。

王楠（1983—），女，碩士，臺州職業技術學院教師，研究方向為電子技術應用及教學。

樓勇（1981—），男，碩士，臺州職業技術學院教師，研究方向為單片機技術及教學。