电子工艺实习教学改进与实践探索
[中图分类号] G642.0 [文献标志码] A [文章编号] 1005-4634（2014）05-0106-03
电子工艺实习作为以实践教学为主、对工科各专业开设的技术实践课，对培养学生的工程实践能力和创新精神有重要意义。如何把握当前发展机遇，改进电子工艺实习，培养工程实践能力扎实、创新能力强的工程技术人才逐渐成为研究热点。本文在分析电子工艺实习现状的基础上，结合现代电子技术，提出以工程实践能力和创新能力培养为目的的电子工艺实习教学改进与实践探索。从电子工艺实习教学内容、教材和教学方法及多媒体使用等三个方面提出了改进意见，改善电子工艺实习的教学效果，提高学生的工程实践能力和创新能力。
1 电子工艺实习面临的挑战
电子工艺实习作为重要的实践教学环节，经过多年发展在国内高校获得了推广普及。但目前电子工艺实习内容多以简单电子产品装配为主；实习过程以手工劳作为主；课堂教学以教师板书讲授为主。受限于电子工艺实习内容、教学方式和教学手段，在实习中学生工程实践能力和创新能力提高有限。综合分析电子工艺实习的现状，可以发现电子工艺实习目前存在以下几个缺点。
1）电子工艺实习内容缺乏创新性和层次性。目前电子工艺实习内容多停留在简单电子产品的焊接组装上，实习过程以模仿式手工操作为主，实习内容缺乏综合性、设计性、创新性。因此需引入多层次、多模块的电子工艺实习内容，形成综合性、设计性、创新性的电子工艺新局面，使学生在获得扎实基本功的同时提高工程实践和创新能力。
2）电子工艺实习教学方式相对单一。随着科技的发展，新的电子元件和电子装配技术不断出现。为使学生掌握现代的电子设计技术、提高电子线路设计与仿真能力，必须改变烙铁加电路板的电子工艺实习模式和方法，通过在电子工艺实习中引入EDA技术和SMT技术，使学生接触到先进的电子设计和制作技术，提高对现代电子技术的理解。
3）电子工艺实习教材和多媒体课件建设滞后。电子工艺实习在燕山大学实施十多年来，教学方法以教师板书讲授和手把手教授为主。受限于实验设备和教学条件，很难对现代电子技术及电子产品生产工艺流程进行清晰地讲解，学生无法了解现代电子技术及生产流程。同时教材以传统内容为主，对现代电子工艺涉及较少。
因此有必要结合现代电子技术和多媒体技术对电子工艺实习的教材和教学方法进行改进，增加对现代电子技术的讲解，使学生接触并了解集成电路及电子产品生产工艺流程，提高课堂教学效果。
2 改进电子工艺实习内容，突出工程实践 和创新能力培养
结合燕山大学电子工艺实习基地当前的实验设备和实验条件，以电子工艺实习课程为依托，以充分利用实验室现有设备为基础，以工程实践能力和创新能力培养为目标，从电子工艺实习的层次设计和模块设计两个方面入手，改进电子工艺实习。
2.1 依照教学大纲，改进电子工艺实习内容的层 次设计
依照电子工艺实习教学大纲，在教学实践中循序渐进的将电子工艺实习教学内容分为基础教学层、中级技能教学层和高级教学层。在每个教学层次分别设置不同的教学内容和目标，见表1。
在基础教学层采用以板书讲授和多媒体相结合的授课方式，使学生掌握电子工艺实习的基础知识。这一教学层次对所有参加电子工艺实习的学生开放，以培养学生的基本技能。
在中级教学层则以学生动手实践为主要教学手段，首先通过万能板练习焊接使学生掌握基本的焊接技能，能熟练的进行直插原件的装配和拆焊，掌握电子产品的手工焊接、装配、调试技术。同时学习常用的电子元器的规格、参数、识别及主要性能和选用原则，熟悉电子产品工艺的基本知识和要求。最后，通过微型FM收音机的组装，将SMT技术引入电子工艺实习中，使学生了解SMT技术，掌握SMT组装的基本过程。
高级教学层次主要针对电类学生和有学习意愿的学生开设，在高级教学层中通过现代EDA技术的引入使学生掌握Altium Designer软件的使用，使学生能够使用Altium Designer软件进行相关电路原理图的绘制及仿真，生成PCB文件。然后通过热转印技术进行电路图的转印，之后将做好的电路板进行蚀刻。电路板腐蚀好后，让学生使用酒精和松香制作电路板的助焊层，最后使用视频钻进行钻孔，完成PCB电路板的制作[1，2]。
进入组装阶段后，学生按照BOM表领取相应的电子元件，对照电路原理图和BOM表进行小制作产品的组装和调试，直至小制作产品合格。高级教学层次教学流程如图1所示。
2.2 创新实习项目，丰富实习内容
在燕山大学目前的电子工艺实习中，学生需要完成两个电子产品的制作，分别是多功能充电器或万用表和FM收音机，对于电类学生则增加了学生自主设计项目“旋光彩灯”。目前实习内容不能满足工程实践能力和创新能力培养的需要，因此针对电子工艺实习的设计的三个教学层次，分别设计了三个教学模块，分别为基本技能教学模块，中级技能教学模块和高级技能教学模块，如表2所示。
在基础技能教学模块设计了万能板焊接这一实习项目，让学生在练习中掌握基本的焊接和组装技能。在中级技能教学模块设置了多功能充电器、万用表和贴片式FM收音机三个教学内容。在这个过程中使学生结合所学理论知识，完成产品组装，牢固掌握电子产品手工组装和焊接工艺，接触并掌握SMT再流焊接工艺，锻炼学生的工程实践能力。
表2 电子工艺实习教学模块设计 教学模块 教学内容
基本技能教学模块 1.万能板焊接
1.多功能充电器
中级技能教学模块 2.万用表
3.贴片式FM收音机
1.触摸式双稳开关
2.照明定时器
高级教学模块 3.??V双向电压变换器
4.四相混式步进电机驱动电路
5.声光控延时开关
6.信号灯触摸开关
在高级技能模块针对电类学生不同专业特点设计了6个实习项目，学生依自己的兴趣来选作。在实习过程中，学生首先根据自己的专业和爱好选择自己感兴趣的实习项目，进行资料的查阅、电路原理图的设计，然后使用软件进行相关电路原理图的设计和仿真，直到设计电路的仿真结果正确。其后进行电路板的设计、电路的安装和调试。
最后进行工艺文件的编制、报告撰写，通过这个过程培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力。整个实习过程综合提高学生的工程实践能力，锻炼学生的创新能力和意识。
3 电子工艺实习教材建设和多媒体课件设计
电子工艺实习教材要针对不同专业，设置基础扎实、层次突出、特色鲜明的内容，突出工程实践能力和创新能力的培养。电子工艺实习教材编制不仅要符合教学大纲的要求，更要紧跟时代步伐，包含现代的电子技术。因此在教材的编制过程中要将指导书模块化，结合实际情况每学期更新相应的模块内容，满足不同专业学生的需求，在教材中将理论知识和实践知识相结合，培养学生扎实的工程实践能力和一定的创新能力[3]。
目前燕山大学的电子工艺实习教学方式主要以教师板书讲解、学生动手为主，对先进的电子技术则涉及较少，因此有必要在电子工艺实习中引入多媒体技术。利用多媒体技术展示先进的电子元件生产、测试及封装工艺和电子产品的组装工艺。通过引进多媒体，可以解决现有教学设备的不足，使学生在牢固掌握电子工艺基础知识的基础上，可以了解最新的电子元器件、电子产品、先进的生产工艺和标准化的工业化生产流程，提高学生的学习积极性，掌握电子工艺的前沿知识，为以后的工作和学习打下坚实的基础。
4 建立以学生为主体、教师为主导的教学 模式
电子工艺实习课程不同于一般的实验课和理论课程，其课程内容涵盖电子元器件、焊接以及电子技术相关理论知识，涉及多个学科，内容繁杂，学生掌握起来难度很大。要想在电子工艺实习中培养学生的基础知识、工程实践能力、创新能力，需要在实习过程中建立以学生为主体、教师为主导的主动学习模式。在教学过程中充分调动学生积极性，首先利用多媒体技术进行基础内容的讲解，并进行先进电子技术的工艺技术的演示；其次在实践操作中采用教师动手操作、学生练习的教学模式，使学生掌握扎实的基本功；最后使学生通过独立练习，掌握电子产品的组装和调试的基本技能，培养学生扎实的工程实践能力。并在实习过程中学会常用EDA软件的使用，掌握电路原理图绘制、仿真及PCB板的设计和电路板的手工生产工艺，培养学生的创新能力。
电子工艺实习过程由以手工劳作为中心转变为以“设计”为中心，由以组装为中心转变为以设计为中心，由以教师板书讲解为主转换为以教师板书讲解和多媒体演示相结合、教师为主导的教学模式。通过将实习内容分解为具体目标任务，在教学过程中调动学生的自主性、创造性、学习的兴趣和热情，提高学生工程实践能力，培养学生的创新能力，改善教学效果[4，5]。
电子工艺实习需要在实习内容、教材和教学模式方面进行不断的发展和完善，同时也需要指导教师积极努力，不断完善和改进电子工艺实习，提高学生的工程实践能力和创新能力。
