SMT 實 驗 教 學 改 革 探 索

陳小勇， 吳兆華， 張 麗

(桂林電子科技大學 機電工程學院， 廣西 桂林 541004)

0 引 言

實驗教學已經成為本科教學中的重要組成部分, 是實施素質教育、培養富有工程實踐能力和創新精神的高素質人才的關鍵環節[1-3]。微電子制造工程專業，集機械、電子工程技術于一體的邊沿學科，致力于培養先進電子制造產業中的高新技術人才，滿足高速發展的電子制造工業對電子產品制造工藝人員的需求。表面貼裝技術(Surface Mounting Technology,SMT)實驗教學是微電子制造工程專業的主要實踐教學環節，要求學生學習和了解機械制造技術、材料學、理論力學、物理化學、熱力學等基礎課和半導體物理、微電子器件、集成電路設計工藝等專業課程[4]。

隨著我國電子信息產業的快速發展，對SMT人才的需求與日俱增，對應用型和技能型SMT人才提出了更高的要求，推動了我國高校微電子制造工程專業教育的發展。自國家教委在專業目錄外設置“微電子制造工程”特色專業以來，目前國內已有20多所大學不同程度上開設了微電子制造裝備及自動化專業，如清華大學、華中科技大學、中南大學、華南理工大學、哈爾濱工業大學、上海交通大學、北京理工大學、廈門大學、北京工業大學、大連理工大學、北京科技大學等[5-6]，此外，許多高職院校也相繼開設了微電子制造工程相關專業，如深圳職業技術學院、四川大學物理科學與技術學院、南京信息職業技術學院等[7-8]。如何培養具有高素質和能力的SMT人才已成為本專業面臨的主要問題[9-11]。為培養具有科學研究素質和能力的SMT人才，SMT實驗教學必須在教學內容、教學方法、教學手段和教學環境條件等各個方面展開全方位的改革實踐，以適應社會發展對SMT人才的需求，為社會培養更多的微電子制造復合型人才。

1 SMT實驗教學現狀

SMT實驗教學是微電子制造工程專業對學生進行科學實驗基本技能訓練的一門必修課，是培養學生科學實驗能力的重要環節[12-15]。自2003年我校正式招生微電子制造工程專業學生以來，畢業生整體就業良好。作為最早開展本專業的高校之一，我校微電子制造工程專業的SMT實驗教學與SMT行業工作崗位的實際要求仍有一定距離，學校教育培養出的SMT人才難以適應SMT行業快速發展的現狀。目前，微電子制造工程專業實驗教學主要存在的問題表現在以下3個方面。

(1) SMT實驗設備價格高，受設備經費投入的制約，設備儀器套數較少，至使學生實際動手的機會少。

(2) 微電子制造生產線設備運行和維護費用高。現有實驗條件難以保證設備的正常生產，不能很好滿足學生實踐創新的需要。

(3) 驗證性實驗只強調了驗證理論，忽視了對學生實驗技能、實驗方法、實驗能力的訓練，不能充分發揮實驗中學生的主動性。也造成學生對SMT設計與制造的細節問題掌握不夠深入，難以達到加深對專業理論知識理解和綜合運用的目的。

電子技術的快速發展促使電子制造設備快速更新換代。目前，國內許多院校都相繼開設了微電子制造工程專業，但同樣面臨著教學與實際脫節，現有的實驗設備很難直接用于SMT實驗教學的問題。

在SMT實驗教學改革的研究與實踐中，針對傳統實驗教學體制缺乏統籌安排，教學內容陳舊、簡單化，方法呆板、千篇一律，抑制個性和創新性等問題，綜合考慮微電子制造工程專業課程特點，探索以培養學生創新意識和實踐能力為主線的SMT實驗教學方法。

2 SMT實驗教學改革措施

在SMT實驗教學中，發現只有少數學生按照要求進行實驗，大部分學生由于設備少，對所做實驗興趣不濃, 只是習慣參觀、模仿、重復, 直接寫份實驗報告應付了事，而不實際動手操作。這種實驗教學方法嚴重地影響了學生實際動手能力的培養，限制了學生創造思維能力的發展對新技術、新知識、新儀器、新設備的掌握, 為了改變這種現狀, 我們在SMT實驗教學中做了以下幾點改革探索。

2.1 提高學生做實驗的興趣

興趣和習慣是學生學習的強大動力。在實驗過程中發現學生對新的SMT實驗設備有很高的興趣，但對所做實驗過程卻敷衍了事，分析其原因主要是由于傳統的實驗內容和實驗方法過于單調死板，會使學生感到枯燥乏味，窮于應付，因而降低興趣。學生做實驗的興趣直接影響學生對實驗的積極性，導致實驗效果差、實踐動手能力及創新能力的難以提高。因此，在實驗教學過程中，通過精心設計實驗內容，并對參加實驗的學生進行分組，布置實驗任務，最后對各小組實驗任務完成情況進行驗收并對結果進行總結評論。這樣既培養了學生的團隊協作能力，也極大地調動了學生的實驗興趣。變傳統實驗的被動學習為主動探索，啟發了學生對實驗的興趣，通過任務驅動學生對實驗課程內容的積極探索和深入，從而提高實驗教學的效果。

2.2 開發實驗輔助教學軟件

SMT實驗教學實踐性強，緊密與生產實際結合，生產的電子產品技術含量高，難度大，設備貴重。大部分專職院校設立SMT 電子制造工程專業，但無實驗設備和條件，即使已購買SMT 生產線的，也無資金或產品開動生產線。開發SMT輔助實驗軟件，主要包括錫膏印刷工藝程序輔助設計軟件、再流爐焊接程序輔助設計軟件和貼片機編程輔助設計軟件。所開發的軟件性能優越、交互性強、操作性好，不僅能使學生進一步掌握SMT組裝工藝設計技術，而且能使學生掌握目前一些知名公司的SMT關鍵設備操作技術，是一種切合SMT實驗教學需要的教學方法和實驗考評模式，同時使學生能夠在個人計算機上對SMT工藝設備進行實驗程序設計。從而達到有效提高實驗教學質量，加深學生對專業理論知識綜合運用的目的。

2.3 建立SMT實驗網絡教學平臺

SMT實驗設備價格較高，電子元器件等耗材較貴，目前很多開設本專業的高校存在前期投入大、后期維護費用高，開展過程受時間、地點、人力、物力、財力等限制問題，致使傳統的實驗教學方法難以有效開展，嚴重影響了實驗教學效果。通過建立開放式虛擬實驗網絡教學平臺的方式，綜合利用計算機網絡技術和多媒體技術建立網絡實驗平臺，將所開發的輔助實驗教學軟件嵌入在網絡實驗平臺中，使學生能夠在互聯網上通過接近真實的人機交互界面開展設備及SMT工藝相關實驗設計。同時通過利用網絡技術實現對實驗教學過程的管理功能，學生不但可以進行實驗學習，而且也便于學生對自己感興趣創新實驗的實驗室進行預約，有效提高了實驗設備的使用率，降低了實驗設備運行及維護成本，便于實現對實驗過程的管理。

3 結 語

近幾年來，我校在SMT實驗改革發展方面取得了一些成績，更新現有實驗設備，變革實驗教學方法與實驗內容，并與業內相關知名企業合作，充分利用各方面資源優勢，提高實驗教學的完善與發展。目前已有200余名微電子制造工程專業學生受益，總體反應良好，學生評價專業實驗設計結構合理，方法得當，與SMT理論課程形成良好的互補，能夠極大提高對實驗的興趣和積極性。

由于電子產品制造技術發展迅速，有些實驗模式仍需要進一步改革，還應該考慮增加技術類實驗，滿足學生就業需求。建立微電子制造創新實驗平臺，全面開放實驗室等，使學生通過實驗過程提高實踐動手能力和工程創新能力。

[1] 劉鳳泰. 關于實驗教學改革的問題[J]. 實驗技術與管理，2000,17(3):6-10.

LIU Feng-tai. Questions about the experimental teaching reform [J]. Experimental Teachnology and Management,2000,17(3):6-10.

[2] 李耀剛. 鞏固本科教學評估成果保障高校實驗教學質量[J]. 實驗室研究與探索, 2013(9):193-195,206.

LI Yao-gang. Consolidating the undergraduate teaching assessment achievement and ensuring the teaching quality of experiments [J]. Research and Exploration in Laboratory, 2013(9): 193-195,206.

[3] 白廣梅,王小逸. 改革實驗教學 培養創新人才[J]. 實驗室研究與探索,2009(4):125-127.

BAI Guang-mei, Wang Xiao-yi. Reforming experimental teaching cultivating creative talents [J]. Research and Exploration in Laboratory, 2009(4):125-127.

[4] 周德儉，吳兆華. 表面組裝工藝技術[M]. 北京：國防工業出版社，2007.

[5] 田艷紅,王春青. 電子封裝技術研究與教育機構十年發展[J]. 電子工業專用設備,2013(Z1):13-14,16.

[6] http://www.2ic.cn/html/72/t-355372.html. 國內電子封裝的教育與科研情況分析報告[R]. 半導體技術天地，2008.

[7] 胡慶賢,王儉辛,王鳳江,等. 電子封裝專業高等人才培養的現狀與發展機遇[J]. 科技信息,2011,31:63.

[8] 吳懿平. 電子封裝技術本科專業介紹[J]. 環球SMT 與封裝，2009(4):6-9.

[9] 鐘志賢. 大學教學模式改革的十大走向[J].中國高教研究，2007(1):88-91.

ZHONG Zhi-xian. University teaching model reform of the top ten [J]. China Higher Education Research, 2007(1):88-91.

[10] 厲旭云,梅汝煥,葉治國,等. 高校實驗教學研究的發展及趨勢[J]. 實驗室研究與探索,2014(3):131-135，197.

LI Xu-yun, MEI Ru-huan, YE Zhi-guo,etal. The Development and Trend of Colleges and Universities Experimental Teaching Research [J]. Research and Exploration in Laboratory, 2014(3): 131-135,197.

[11] 孫連榮. 高校實驗教學模式的研究與探索[J]. 實驗室研究與探索，2003,22(1):4-5.

SUN Lian-rong. Research and exploration on the experimental teaching mode in university [J]. Research and Exploration in Laboratory, 2003, 22(1):4-5.

[12] 鄭春龍. 實驗室層次開放的思考與探索[J]. 實驗室研究與探索，2005,24(1):78-80.

ZHEN Chun-long. Thinking and exploration of the grading opening of local university Lab [J]. Research and Exploration in Laboratory, 2005, 24(1):78-80.

[14] 王天曦,王豫明. 貼片工藝與設備[M].北京:電子工業出版社,2008.

[15] 楊叔子. 創新源于實踐[J]. 實驗室研究與探索, 2004(7) : 1- 3.

YANG Shu-zi. Creation Being Originated from Practice [J]. Research and Exploration in Laboratory, 2004(7): 1- 3.