電子工藝實驗室的建設和管理

肖 瑞， 劉 敏

(惠州學院 電子科學系，廣東 惠州，516000)

0 引 言

電子工藝實習是高校工科專業教學中的重要實踐環節，國家教育部對其教學內容和學時都有明確的安排[1]。通過電子工藝實習，可激發學生對工科專業課程的學習興趣，提高學生的工程實踐、分析解決實際問題以及科研創新能力。因此，作為實習場所的電子工藝實驗室的建設和管理顯得尤為重要。

1 我校電子工藝實驗室建設的不足

我校電子工藝實驗室于2008年建設并投入使用，現有電子焊接與整機裝配實驗分室、PCB設計與制作實驗分室以及創新實驗分室。電子焊接與整機裝配實驗分室有108 m2，30個工位，配套工具種類和數量有限；PCB設計與制作實驗分室僅30 m2，兩套制板設備；創新實驗分室50 m2，不僅場地有限，而且設備陳舊。雖然場地和設備不足，但電子工藝實驗室承擔的教學和科技創新任務繁重，每年不僅承擔我系6個專業 (17 280萬人學時/年)和其它系(1 600人學時/年)的實驗教學活動，還承擔電子設計大賽、節能減排、飛思卡爾、科創協會、課程設計和畢業設計等各項活動。

電子工藝實驗室僅上課時間對學生開放。由于時間限制，實習課遵循一個教學模式，即學生在18個學時內完成一臺收音機的焊接、整機組裝與調試工作。指導教師為節省時間不僅要為學生提供實習線路圖，還需說明所需設備、儀器和儀表的量程。在整個實習過程中，學生只是被動的接受者，造成一些有創新意識的學生不能根據自己的愛好和需要，自己設計原理圖對電子產品做出改進。在選取教學內容時，教師也無法兼顧到各部分的訓練要求，對于數字電路、模擬電路、單片機電路和高頻等無法有效整合，教學內容顧此失彼，知識割裂斷續[2]。針對上述實際情況，2011年我們課題組編寫了《電子工藝技能實訓》教材(科學出版社出版)。

2 擴建電子工藝實驗室的必要性

我校是惠州市唯一的一所高校，惠州電子工業的飛速發展急需高質量的電子信息技術專業人才，作為電子系學生必修的電子工藝實習課是一門重要的基礎實踐課程，是檢驗學生學習“模擬電子技術”與“數字電子技術”，“高頻”等專業基礎課的一個重要環節。經過近幾年我校畢業生的就業和反饋情況以及在讀本科生實習的實際情況，我校發現原有的電子工藝實驗室已經不能滿足培養學生實踐和創新能力的需求。為做好電子工藝實驗室的內涵建設，在原有實驗室的基礎上，加大投資力度，擴大建設規模并加強規范化管理，培養有助于惠州及周邊地區發展的高水平電子技術人才，推動惠州市乃至整個廣東省的經濟發展。

3 擴建電子工藝實驗室需考慮的問題

3.1 注重“產學研”相結合

“產、學、研”是當代知識經濟的一個非常重要的環節，三者相輔相成，有機結合。要培養高等院校工程技術應用型人才，離不開社會和企業的參與和支持。為了學校的進一步發展，我校電子工藝實驗室的建設和管理應與企業掛鉤，優勢互補，解決好企業生產發展與學校教學計劃之間、學生的技能訓練與企業要求之間的矛盾。科研的目的不僅是為了獲得一個科研成果，高校的科研是為教學服務的，電子工藝實驗室的建設不僅要滿足教學，還要為教師提供科研條件和場所。高職稱的教師可帶動低職稱的教師參與項目，或教師帶動學生參與項目，使學生在實踐的過程中進一步提高對理論知識的理解，提高學生解決實際問題的能力[3-5]。另外，我們要和企業建立良好的校企合作關系，只有了解企業，才能培養出適合社會發展的工科人才。

3.2 提高儀器設備利用率

實驗儀器設備具有實驗教學、科學研究和社會服務三項功能。經過多年廣泛深入的調研發現，我校實驗儀器設備利用率較低，主要體現在：實驗室結構形式不科學、管理體制不合理、儀器設備共享率低、售后服務不到位造成的設備維修不及時、報廢儀器的未充分利用、大型設備綜合利用率低、閑置設備調度難度大以及儀器設備的功能利用不足[6]。因此，我校在擴建電子工藝實驗室的過程中應注意上述問題，購置儀器時保證實驗設備的套數和人才培養規模相匹配，盡最大努力使有限資金發揮出最大的效用[7]。

4 擴建電子工藝實驗室具體方案

為了豐富電子工藝實習的內容，我校電子工藝實驗室的建設規劃為：多媒體教學實驗分室、開放性電子元器件實驗分室、電子焊接與整機裝配實驗分室、PCB設計與制作實驗分室、科技創新實驗分室和電子維修實驗分室。

4.1 多媒體教學實驗分室

電子工藝實習課的教學不同于其他理論教學，指導教師需要對實驗方法和步驟進行演示。由于電子元器件一般較小，對于元器件及其檢測步驟的演示學生無法完全看清楚，教師就必須對各項操作內容進行反復演示和講解，直至學生能獨立操作，這樣會占用更多教學時間，學生動手實踐的時間會更少。當輔以多媒體教學時，可將很多實際操作通過多媒體課件演示，讓學生一目了然，提高電子工藝實習的質量和效率[8]。

多媒體教學實驗分室除教學系統外，還配有監控和語音對話系統，系統之間可以互相切換。實驗技術與管理人員不僅可通過聯網電子計算機播放各種教學片，圖文資料，還可通過監控和對話系統，實時掌握其它實驗分室的具體情況，即克服了實驗技術人員配備不足的問題，又便于安全性管理[9]。此實驗分室線路布置如圖1所示。

4.2 開放性電子元器件實驗分室

開放性電子元器件實驗分室被分為兩個展區，所有電子元器件按名稱的字母順序擺放，便于學生參觀、學習和選用。模擬電子元器件展區有：電阻、電容、電感、二極管、晶體三極管、運算放大器等；數字電子元器件展區有：數碼管、譯碼管、編碼器、數據選擇器、計數器、貼片元件等[10]。為方便學生正確識別、選用電子元器件，在每種元器件展示柜的上方附有掛圖，介紹該種電子元器件的種類、型號、規格、用途、測試方法以及它們在應用中的經典電路。

圖1 多媒體教學實驗分室布線圖

4.3 電子焊接與整機裝配實驗分室

學生根據電路原理圖，從元器件的識別、檢測，印刷電路板的檢驗、手工焊接，到電子產品整機裝配、電氣調試、技術指標的檢驗等。由于現有設備有限，還需要購置通用的電工工具、穩壓電源、雙蹤示波器、函數發生器、晶體管特性測試儀器等[1]。

4.4 PCB設計與制作實驗分室

PCB設計就是利用Protel99se、Proteus和Power PCB 等軟件，將設計好的電路原理圖繪制出來，然后根據設計要求選擇元器件、電路板的材料、外形和尺寸等，給出元器件的封裝形式，最后繪制出PCB板圖[11]。PCB設計與制作實驗分室配有計算機與制版設備，學生將自行設計好的電子線路，通過制版設備雕刻在印刷電路板上，完成整個制版過程。

4.5 創新實驗分室

作為學生自主實踐的場所——創新實驗分室的擴建是電子工藝實驗室建設的重點。許多學生在創新實驗分室完成自己的科技制作、課程設計和畢業設計。我校擴建創新實驗分室的基本理念是：培養學生的創新精神、創新意識和創新實踐能力，把學生的創新變為設計，設計變為行動，行動變為成果。該實驗室需新購置各種工具、設備、儀器儀表、材料、元器件等，并安排有豐富經驗的實驗技術人員對學生輔導，為學生提供更多創新思考和動手操作的有利條件，積極引導和鼓勵學生自己研究、動手操作和專心思考，提高學生的綜合素質，這是培養創新人才的一個重要途徑，也是我校實踐教學的發展方向。在我校舉行的一系列科技創新活動中，具有創新能力的學生將十分枯燥的焊接訓練變成了精致的小工藝品制作過程，并且他們還對實習產品進行再創造，擴展了產品功能。這些技能將使學生在以后的工作中能夠脫穎而出[4,12]。

4.6 電子維修實驗分室

電子維修實驗分室主要是為我校電子愛好者提供鍛煉的機會。它的建立不僅激發了學生對電子專業的強烈興趣，還使學生動手實踐的能力有所提高。我校專門成立了電子協會，經常舉辦一些義務活動，會員們為學校、全校師生以及附近居民提供義務維修服務，不僅為學校節約了維修經費，而且還得到了全校師生以及市民的高度贊賞。

5 新型管理體制

該實驗室一旦擴建完畢，應當打破以前的管理體制，實行專人負責管理維護制，對學生“全日制”開放。上課時間由實驗技術人員負責管理，課余時間由學生管理，責任到個人。這樣即能保證實驗教學的順利進行，又能保證實驗室的全天開放，鼓勵和支持學生自擬題目、自擬方案，讓學生利用課余時間學習他們感興趣的知識，完成自擬實習項目，為學生科技創新提供有力的保障。另外，電子工藝實驗室不僅對電子專業的師生開放，還要面向全校師生，甚至兄弟院校開放[13-15]。為提高管理水平，將引入與企業 接軌的“6S”管理模式。所謂“6S”即整理(SEIRI)、整頓(SEION)、清掃(SEISO)、清潔(SETKETSU)、素養(SHITSUIKE)、安全(SAFETY)。具體要求：①在實驗操作中，桌面上只保留需要的，不需要的給予清理,使空間拓展并得到充分利用；②將必需品擺放整齊，標示明確，以便于節省時間，提高工作效率；③及時清掃桌面上的贓物，保持桌面干凈、明亮，易于尋找體積較小的電子元器件；④維護整理、整頓、清掃的成果，將上面的3S實施以標準化、規范化的形式貫徹執行下去，并持續地改進；⑤按規定操作，養成對任何工作都一絲不茍的良好習慣；⑥注意安全隱患，減少實習基地的災難發生[16]。通過“6S”管理模式，為學生創造舒適的實踐環境，有利于培養學生的良好素質與修養，加強學生的團隊合作精神與安全意識，并減少各種資源浪費，降低成本，為學生畢業后適應企業的工作環境打下堅實的基礎。

6 結 語

電子工藝實驗室的擴大建設與新型管理體制，為學生提供了足夠的實踐場所和嚴格的實驗管理制度；促進了學科建設與發展，完善了教學體系與實踐體系，建立了合理的人才培養機制；不僅有利于提高我校創新水平、增強專業特色，更有利于學生的培養和教師知識的更新，有利于協作精神的形成和拔尖人才的脫穎而出，有利于我校組織和承擔重大科研項目，使學生在項目實踐中得到良好的培養和訓練，全面提高學生素質，從而增強我校畢業生在人才市場的競爭力。

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