電子工藝實習(xí)開放性實驗教學(xué)的探索與實踐

摘要：“電子工藝實習(xí)”是以工藝性和實踐性為主的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過近幾年“電子工藝實習(xí)”中開放性實驗教學(xué)的探索與實踐，采用先進的教學(xué)手段、開放的教學(xué)過程，建立了基礎(chǔ)型、綜合型、設(shè)計型和科研型多層次開放性實驗體系，以啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高學(xué)生的工程實踐能力。開放性實驗教學(xué)有利于完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，有效地提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：電子工藝實習(xí)；開放性實驗教學(xué)；實踐能力；創(chuàng)新能力

作者簡介：侯曉霞（1967-），女，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，北京信息科技大學(xué)機電實習(xí)中心，高級實驗師；鄭軍（1963-），男，北京人，北京信息科技大學(xué)機電實習(xí)中心，高級工程師。（北京 100192）

基金項目：本文系北京信息科技大教務(wù)處支助的提高教材建設(shè)項目的研究成果。

中圖分類號：G642.423 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）03-0141-02

“電子工藝實習(xí)”是高等院校理工科電子類相關(guān)專業(yè)工程訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)。為了滿足學(xué)生個性化發(fā)展的需要以及社會對創(chuàng)新應(yīng)用型人才的需求，加強學(xué)生工程實踐能力的訓(xùn)練，提升學(xué)生工程實踐能力，提高學(xué)生的工程創(chuàng)新水平，我們樹立了工程教育理念，積極培養(yǎng)工程創(chuàng)新人才。“電子工藝實習(xí)”以電子產(chǎn)品制造技術(shù)工藝為基礎(chǔ)，現(xiàn)代新技術(shù)、新工藝為主線，把教學(xué)和現(xiàn)代電子工藝有機地結(jié)合起來。經(jīng)過多年開放性實驗教學(xué)實踐，實驗室實行開放至關(guān)重要。在教學(xué)方式上為學(xué)生營造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，開放性實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、掌握工程實驗技能及提高發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題等綜合素質(zhì)的重要途徑。

一、開放性實驗教學(xué)建設(shè)

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方式往往束縛了學(xué)生在科技和實驗活動中的主動性和創(chuàng)造性，不利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力，同時也不能充分地利用學(xué)校現(xiàn)有的實驗教學(xué)儀器和設(shè)備。因此建設(shè)一個開放性實驗室環(huán)境來充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、充分發(fā)揮學(xué)生的潛能，加強學(xué)生的能力培養(yǎng)和提高儀器設(shè)備的利用率有著十分重要的積極作用與深遠意義。

1.開放性實驗教學(xué)原則

我校“電子工藝實習(xí)”開設(shè)開放性實驗教學(xué)堅持三個基本原則：

（1）堅持“以人為本、服務(wù)學(xué)生”原則。我們建設(shè)的開放性實驗室和創(chuàng)新基地是面向全校不同專業(yè)的學(xué)生，在資源建設(shè)時考慮到學(xué)生的需要以及學(xué)生使用的方便，主動為學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動提供必要的儀器設(shè)備；在制定實驗室規(guī)章制度時，會考慮到學(xué)生的使用方便及安全規(guī)范操作流程；同時在安排實驗室開放時間上努力滿足學(xué)生的合理要求，有特殊情況時在晚間及節(jié)假日也可實行預(yù)約開放，給予學(xué)生充足的時間完成實驗項目。

（2）堅持“開放創(chuàng)新”原則。在實驗內(nèi)容上努力引進先進的技術(shù)和新的電子產(chǎn)品制造工藝，教學(xué)形式多樣化，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手實踐能力。開放性實驗教學(xué)方式不僅是一種知識的傳授，更多的是培養(yǎng)了學(xué)生的綜合技能、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力。

（3）堅持“因材施教”原則。為了滿足不同年級、不同層次、不同專業(yè)學(xué)生的要求，建立了基礎(chǔ)型、綜合型、設(shè)計型和科研型多層次開放性實驗體系。把實驗的主動權(quán)交給了學(xué)生，變被動式學(xué)習(xí)為主動探索式學(xué)習(xí)。實驗室開放時，實驗基礎(chǔ)較弱的學(xué)生在指導(dǎo)教師幫助下根據(jù)具體情況有針對性安排實驗來提高他們的實驗技能。學(xué)有余力的學(xué)生可自選實驗內(nèi)容，做一些感興趣的實驗。總體上通過抓兩頭來促進中等水平學(xué)生的學(xué)習(xí)。

2.開放性實驗教學(xué)流程

我校已經(jīng)建立了一套完善的管理辦法來規(guī)范開放性實驗教學(xué)工作的開展，取得了良好的成效。開放性實驗的具體實施流程是： 每年年初由教務(wù)下達開放性實驗項目申報通知，教師提出實驗項目的方案、內(nèi)容和經(jīng)費預(yù)算來申報開放性實驗項目，學(xué)校經(jīng)過初步篩選和可行性評估，審批給予每個項目一定的經(jīng)費資助并發(fā)布開放性實驗項目，學(xué)生網(wǎng)上自愿選報想要做的開放性實驗項目，教師網(wǎng)上選學(xué)生，然后按照任務(wù)書組織開展實驗教學(xué)工作，最后由指導(dǎo)教師評定學(xué)生成績，學(xué)年末由學(xué)院組織教務(wù)老師及專家考核實驗完成情況，總結(jié)并驗收。學(xué)校為鼓勵教師在課余時間開展開放性實驗教學(xué)工作，根據(jù)實驗教學(xué)成果給實驗指導(dǎo)教師一定的工作量補助。

3.開放性實驗教學(xué)安全保障

為了充分發(fā)揮實驗室的資源優(yōu)勢，提高實驗室的使用效率，促進實驗教學(xué)改革，提高實驗教學(xué)質(zhì)量，規(guī)范有序地做好各類實驗室的開放工作，建立高效運行的管理機制，引導(dǎo)學(xué)生主動實踐，切實培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，我們中心制訂了開放性實驗室管理辦法并根據(jù)各工種的實際情況制定出了切實可行的實施細則，規(guī)范實驗室開放管理。尤其防火安全問題責(zé)任到位，建立實驗室安全緊急情況處理預(yù)案，構(gòu)建安全和諧的實驗室環(huán)境。

二、開放性實驗教學(xué)創(chuàng)新模式

“電子工藝實習(xí)”傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式是實驗時間統(tǒng)一、實驗內(nèi)容固定、實驗操作流程一致，學(xué)生沒有自主選擇。這種方式雖然有助于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和基本的實驗技能，但同時也壓抑了學(xué)生的想象力和主動學(xué)習(xí)的積極性，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力不利。在高等院校實驗教學(xué)改革的進程中，建立良好的開放性實驗教學(xué)模式是深化教學(xué)改革、提高實驗教學(xué)質(zhì)量的一項重要工作，對于全面推進素質(zhì)教育具有重要意義。開放性實驗教學(xué)根據(jù)學(xué)生的特點在教學(xué)中進行大膽探索和改革，精心安排實驗設(shè)計方案，建立多層次開放性實驗體系。

1.鞏固學(xué)生的理論知識，打好扎實的基本功——驗證型實驗

“電子工藝實習(xí)”在我校是面向機電學(xué)院、理學(xué)院和與電相關(guān)專業(yè)學(xué)生的實習(xí)，為期2周，涵蓋了電子產(chǎn)品制造工藝中的焊接練習(xí)、元器件的識別與篩選、電子產(chǎn)品的安裝和調(diào)試以及印制線路板的制作工藝，以基礎(chǔ)和固定內(nèi)容為主。“電子工藝實習(xí)”是以制作電子產(chǎn)品為工程背景，讓學(xué)生熟悉并掌握電子工藝的各項內(nèi)容。在開放實驗的選題上老師收集了大量資料，選擇了一些不同種類、不同功能、不同學(xué)習(xí)側(cè)重點的一些電子產(chǎn)品散件，讓學(xué)生通過組裝這些產(chǎn)品更深入了解和掌握電子工藝內(nèi)容，比如對講機、數(shù)字萬用表、充電器、保姆鐘、電話、機器貓等等，既滿足了學(xué)生不同的興趣愛好，又在工程訓(xùn)練中得到了全面的鍛煉。指導(dǎo)教師在學(xué)生做實驗前只對學(xué)生提出實驗任務(wù)要求或注意事項，盡量少講或不講。驗證型開放性實驗屬于課內(nèi)實驗加強型，主要面向低年級和動手能力較弱的大學(xué)生。

2.發(fā)揮學(xué)生的主動性，提高解決問題的能力——綜合型實驗

綜合型開放性實驗是由師生共同參加來完成的，其目的是讓學(xué)生加深課堂所學(xué)知識的理解，增強解決實際問題的能力。希望學(xué)生有充分時間、集中精力深入地完成實驗。學(xué)生可以和老師共同開發(fā)實驗教具，學(xué)生也可以將自己參加的科技項目活動以及創(chuàng)新和競賽項目中零部件生產(chǎn)與線路板制作等向老師提出申請，得到老師的幫助來完成。近幾年來比較成功的有學(xué)生和老師共同開發(fā)了SMT表面貼裝工藝中檢測收音機集成芯片的裝置，并為學(xué)生多次加工自己設(shè)計的PCB線路板。綜合型開放性實驗屬于課內(nèi)實驗拓展型，主要面向中高年級和動手能力較強的大學(xué)生，使學(xué)生學(xué)到的知識有發(fā)揮的機會，增強了搞科學(xué)研究的信心。

3.培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，激發(fā)創(chuàng)新熱情——設(shè)計型實驗

設(shè)計型開放性實驗要求學(xué)生自己擬定實驗項目題目、實驗內(nèi)容的撰寫、實驗方案的實施。指導(dǎo)教師在實驗中主要起輔導(dǎo)作用。老師結(jié)合多年來的科研、教學(xué)、大學(xué)生科技創(chuàng)新、科技競賽和科技活動等經(jīng)驗，開設(shè)了多個應(yīng)用性較強的設(shè)計型實驗。比如學(xué)生利用protel軟件設(shè)計電子線路，采用雕刻機加工高精度的印制電路板。老師和學(xué)生共同研發(fā)太陽能智能小車，把所學(xué)理論和實踐緊密結(jié)合起來。在整個實驗過程中，經(jīng)過知識的積累拓寬了學(xué)生的知識面，學(xué)生既從挫敗中磨練意志也從成功的喜悅中獲得成就感，真正體會到了“一份耕耘、一份收獲”。設(shè)計型實驗主要面對一些學(xué)習(xí)成績突出又酷愛工程實踐的學(xué)生。

4.培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)，深造專業(yè)能力——科研型實驗

科研型主要是結(jié)合研究生導(dǎo)師的科研課題項目和本科生的畢業(yè)設(shè)計進行一些輔助研究，這類實驗具有較強的綜合性、研究性、創(chuàng)新性的特點，對于老師和學(xué)生的專業(yè)水平都具有挑戰(zhàn)性，有利于完善教師和學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，更有效地提高教師與學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

三、開放性實驗教學(xué)存在的問題及改進方法

1.開放性實驗教學(xué)存在的問題

（1）開放性實驗教學(xué)的師資力量緊缺。高校招生不斷擴大規(guī)模，再加上近幾年大學(xué)生就業(yè)難，學(xué)生對自己的實踐能力和創(chuàng)新能力的提高有迫切的需要，報名參加開放性實驗的學(xué)生較多，但受實驗教學(xué)時間、實驗室軟件和硬件的限制，報名參加開放性實驗的學(xué)生不能全部無條件地吸納進來，需要進行調(diào)配，滿足不了學(xué)生的愿望，學(xué)生的實驗興趣和積極性得不到有效的激發(fā)。

（2）開放性實驗室的硬件設(shè)施有限。學(xué)校的教學(xué)經(jīng)費有限，難以滿足日益增多的學(xué)生實驗教學(xué)的需要。實驗室實行開放，報名的學(xué)生多，通常幾個學(xué)生共用一臺儀器或設(shè)備，這樣學(xué)生單獨動手完成實驗的機會少，有些實驗就局限在演示操作上。部分學(xué)生走馬觀花地看一下，不能親自動手做實驗，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性下降，教學(xué)效果達不到理想狀態(tài)。

（3）學(xué)生自主學(xué)習(xí)空間小。開放性實驗教學(xué)一般是在老師的指導(dǎo)下，在規(guī)定時間內(nèi)由學(xué)生完成實驗內(nèi)容。在實驗過程中，一部分學(xué)生能主動完成實驗，還有一部分只能被動完成實驗。實驗內(nèi)容、操作步驟和注意事項在指導(dǎo)書上都已寫好，學(xué)生在實驗過程中只要照著做就行了。學(xué)生沒有充分的時間思考，沒有得到較好的工程訓(xùn)練。

2.開放性實驗教學(xué)改進方法

（1）強化學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。開放實驗室要提供充足的條件和時間服務(wù)于學(xué)生，學(xué)生通過自己的思考，利用掌握的知識和技能，創(chuàng)造性地去完成實驗內(nèi)容才能更好地全面地完成工程動手能力的訓(xùn)練。學(xué)生提前做好預(yù)習(xí)，在實驗過程中指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的提問進行指導(dǎo)，消除學(xué)生對老師的依賴心理，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，為實驗教學(xué)和科研開辟廣闊的空間。

（2）建立實驗室指導(dǎo)教師助理聘用制。為了緩解開放性實驗室?guī)熧Y力量的不足，我們建立實驗室指導(dǎo)教師助理聘用制。一般聘用本科生高年級的優(yōu)秀生參與，特殊情況也會聘請一些相關(guān)的校外企業(yè)技術(shù)人員和相關(guān)課題組的研究生參加。高年級的學(xué)生在理論知識和實踐能力上都有了較大的積累，實驗室指導(dǎo)教師助理可以配合教師進行實驗準(zhǔn)備及實驗操作。由不同年齡、不同專業(yè)學(xué)生組成的團隊，大家在一起進行科研、科技活動，增進了學(xué)生間的互動，提升了教學(xué)效果。

（3）引進新技術(shù)、新工藝，提升教學(xué)內(nèi)容的先進性。為了給學(xué)生提供良好的實驗條件，讓學(xué)生在實驗室學(xué)到更多的知識，提高學(xué)生的實踐能力。我們努力做到與時俱進，不斷引進電子產(chǎn)品制造的新技術(shù)、新工藝，將現(xiàn)有的SMT表面貼裝工藝中的手工操作設(shè)備提升到半自動化，在經(jīng)費允許的情況下希望升級為全自動。雕刻機制板工藝在目前已是一種很先進的綠色無污染制板方法，充實了教學(xué)內(nèi)容，提升了教學(xué)內(nèi)容的先進性。另外，實驗室儀器設(shè)備添置學(xué)校撥款不足，爭取得到科研和教改等方面的支持，改善目前實驗教學(xué)儀器設(shè)備資源欠缺。科研實力的增加使實驗教學(xué)強化了實驗手段，豐富了專業(yè)實驗內(nèi)容。

四、結(jié)束語

“電子工藝實習(xí)”開放性實驗教學(xué)是一個從實踐、到認(rèn)識、再實踐、再認(rèn)識的教學(xué)過程。多層次開放性實驗教學(xué)模式體現(xiàn)了高等教育中以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，對提高學(xué)生的自信心、學(xué)習(xí)興趣、思維能力，進而激發(fā)創(chuàng)造力有很好的推動作用。要以開放的實驗教學(xué)觀念、開放的實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)管理模式去激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望和創(chuàng)造熱情，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新精神。開放實驗室是培養(yǎng)與提高學(xué)生綜合能力的重要場所，把它建成集教學(xué)、科研與服務(wù)成一體的基地，有利于學(xué)生在以后的工作崗位中發(fā)揮專業(yè)特長，成為創(chuàng)新能力強、適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展需要的高質(zhì)量的工程技術(shù)人才。

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（責(zé)任編輯：王祝萍）