非电类电子工艺实习课程研究与实践

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  摘 要:电子工艺实习课程是高校工科各专业的以工艺性和实践性为主的一门基础实习课程,是学生在校期间非常重要的实践环节,也是科学素质教育的重要环节之一。对我校非电类专业学生在该课程教学中的教学特点,分析了教学过程中存在的问题和种种弊端,对该课程的教学内容,教学手段,考核方式以及人才素质培养等方面进行了系统的改革研究,经过两年多的实践,学生对该课程的积极性、自主性明显增强,教学效果也得到显著提升。
  关键词:电子工艺实习;教学改革;科学素质;动手能力
  中图分类号:G642.44文献标识码:A文章编号:2095-7394(2015)02-0121-05
  0 引言
  科学素质是实现科技创新的必备条件,而科学知识与技能、科学思维方法和科学态度,是构成科学素质的3大基本要素[1]。因此,培养和造就大批具有创新意识和创新能力的综合性高技术人才,已成为高等教育的核心和关键。
  在电子工艺实践教学过程中,我们强烈地意识到,只有围绕如何培养具有科学素质和创新能力的高素质人才这一目标,大胆改革原有教学模式中的弊端,建立科学、规范,完整的电子工艺实践教学体系,才能使电子实践教学适应高等教育改革与发展的需要。[2]
  随着电子工艺实习在本科教学中的开展,各个院校一直在探索一种更加适合学校自身特点和专业特点的教学方法和教学体系。一方面,原因是随着社会电子技术水平的不断进步,电子工艺实习课程开设内容、形式也一直处于不断地更新、调整、进步中;另一个方面,各高校,各专业之间学生的知识结构以及未来需求等都有较大差异。因此,不同院校,不同的专业,电子工艺实习课程的开设深度,训练目标要求等也不尽相同。我校针对自身院校特点,针对该课程存在的问题进行了较全面的改革和实践。
  1 课程设置意义及该课程现状
  1.1 电子工艺实习课程开设的意义
  电子工艺实习是面向高校工科各专业的一门课程,以工艺性和实践性为主的基础实习课程,是学生在校期间非常重要的实践环节,也是素质教育的基本环节之一。开设电子工艺实习课程的目的是通过实习,让学生接触到初步的生产实践技术,了解电子工艺的基本知识,掌握一定操作技能,使学生获得现代电子工业的基础知识。最终提高学生动手能力和综合分析能力为后续课程和以后工作打下基础。
  1.2 我校电子工艺实习课程开设状况
  我院该门课程面向电气信息工程学院5个电类专业和机械工程学院,汽车学院,材料学院等6个非电类专业学生开设。该门课程自开设以来不断进行发展,一步步提升,从无到有,进行了多次课程建设,多次教学大纲修订,编写了实验指导书,教学体系也越来越规范。可是随着时代飞快发展,科技快速进步,知识不断更新,如何让教学与时俱进,紧密联系实际,课程的建设、完善,更新仍是一个值得不断研究的课题。在进行该实践研究之前,我校该课程存在的主要问题如下。
  (1)实习条件简陋。该门课程采用两个班级合上,在一个可以容纳90人的大教室里,无设备,桌椅破旧;(2)教学手段落后。老师采用板书教学,教室大,造成后面的学生看不清楚,听不清楚,加之个别同学讲话更加影响教学效果;(3)课程安排不合理。16课时的理论讲述,安排在第一天全天和第二天半天,造成了理论学习时间紧,内容多,学生难以消化,效果不理想;(4)教材与教学目标不尽相符。教材选用李敬伟主编的《电子工艺与实训》,该教材内容丰富,详细。但是有部分内容和我们教学不符,我们需要的教材又没有涉及,虽然课程组编写了对应实验指导书对该问题有一定补充,但是,还是对学生来说造成经济上的负担和浪费;(5)实训任务不具体。元器件识别测量环节,和焊接练习环节,没有非常具体的任务量,使得学生惰性增长,导致教学纪律较差,老师的精力浪费在维持课堂秩序上了,良好的学习氛围受到了影响;(6)实训过程枯燥。非电类专业在焊接练习环节,学生需在一块9×18的万能板上1 200个焊孔进行练习,焊孔很小,很密,数量多,学生坚持一会就会眼睛疲惫,手麻木,慢慢就不愿意继续,大部分同学不能完成要求,原因是太枯操。兴趣缺乏导致。(7)设备缺乏。综合电路安装、调试环节,需要到其他实验室借用调试仪器,5、6个学生共用一台,学生没有充足的时间来分析调试时出现的现象,教学效果大打折扣。
  2 非电类电子工艺实训课程实行了以下几方面的改革措施
  针对存在问题,下面分别从硬件环境、课程内容、教学环节编排、教学手段、教学过程的量化、素质教育等几方面论述改革措施。
  2.1 硬件环境的提升
  主要在实习场地扩充、教学仪器设备投入、现代化教学手段运用等多个方面进行了系列改进和提高。学校在硬件环境上给了一定的支持,新建了两个新的教室做为该门课程的专用场地,配备了40张工作台,共80个工位,每台工位配齐了宽敞的操作平台、方便的操作设备、测试仪器和操作工具,相对于以前简陋的教室,斑驳的桌椅,心情愉悦很多。
  购置了一套印制板制作电路系统。科瑞特creat-MMP220智能环保制版机.能实现感光板成像、蚀刻、金属化孔、助焊防氧化等快速PCB制作;该设备制作材料透明,方便学生观察各工艺过程演示。
  购置了多媒体设备。一台新款电脑,一套投影设备,还配备了一台扩音器,保证了教学效果。
  随着硬件环境的大幅度改善,使学生对该门课程的重视程度也大大提高,学习效果明显改善。抓住这个契机,开始了教学内容上较大改革力度。课程组的老师重新编写了针对性较强,实用性好的教材,调整了教学内容,拟定教学大纲,使教学效果更上一个台阶。
  2.2 教学内容的改革
  电子工艺实习是锻炼学生对工艺的基本掌握,提高实践能力,是必不可少的实践锻炼环节。但是在电子技术理论应用上,非电类的学生在专业学习需求上弱于电类学生,以及后续专业的需要,在实习时间安排上不同于电类专业学生的3周实训时间,安排了2周时间。在教学内容方面,安全用电、识别各种常用电子元器件、焊接技术方面的规范化训练;印制电路板的设计方法及制造工艺并制作简单的电路板;介绍目前流行的表面安装知识和工艺;电子产品的安装与调试等部分内容是学生了解电子世界的基本要求,因而做了保留。而对于protel印制电路板的设计、仿真环节做一删减,保留下了简单电路印制图的手绘制作环节,这样对于非电类学生既能达到可及的目标,达到了练习目的,又不失对整个过程的兴趣。实践取得良好效果。   激发学生学习兴趣,课程内容紧密联系生活实际,增加了元器件在现实生活中的应用部分内容,比如,敏感元器件,在路灯控制,温度测量,湿度测量及控制方面的应用,激发学生对电子专业的兴趣。增加了对身边生活物品进行测量,比如自己身体电阻,生活中插线板,插座的电压测量,正在使用的电烙铁的故障查找,排除故障的训练,培养学生遇到问题,寻找故障原因,然后解决问题。
  单纯长时间焊接训练枯燥,学生容易失去学习兴趣,为了激发学习热情,增加了多个趣味性项目训练,即达到教学目的又提高学生兴趣。比如“循环彩灯”电路;“音乐门铃”电路;“亮度可调台灯”等项目。
  2.3 教学环节的编排
  教学内容重新编排,遵循遇到什么讲什么,讲什么做什么,将理论与实践紧密结合。旧的教学模式是16个学时的理论讲述全部在实训课程一开始进行,随后集中动手训练,大信息量的灌输使学生短时间难以消化,导致后面运用过程中问题频出,效果大打折扣。针对这种情况重新整合内容,先进行元器件基础知识讲述,紧接着进行元器件发放,识别,测试;再者讲解焊接技术原理知识,紧接着进行练习焊接操作;综合电路安装、调试环节,先讲述原理,再进行安装,安装完成后,再讲解测量仪器原理及使用方法。教学过程遵循先理论,后实践,再理论,再实践,循序渐进模式。
  2.4 教学手段的改进
  首先,制作了配套的PPT课件,替代传统板书教学。把实物影像搬到课堂上来,使原本具体的实物依然具体,增强学生理解力。再者,录制影像视频资料,对一些规范操作有一系列视频演示,这种形式,学生容易接受,兴趣很高。比如,关于电烙铁,吸锡器的操作过程,由于老师演示时,只有靠近老师的同学才可以看得更清楚,很多同学还是没法看清老师的操作过程。采用视频演示,就可以解决这个问题。但是还是不能丢掉传统的板书,比如,关于三极管的工作原理,电流的测量原理等,都需要在黑板上讲述。各种手段的综合运用,才能发挥出更好的效果。教学手段更加丰富,更加全方位。
  2.5 教学过程的量化
  2.5.1 过程量化
  实习过程中,较前的做法是要求学生测试,练习,包括作品的最终安装,调试,都是一个模糊的要求,告诉学生什么样的结果是好的,要达到什么样的程度,调试要求结果等等,然后留时间自己练习,面对进行大量的训练,出现学生积极性很快降低,效果变差的状况。针对这种情况,现在细化训练过程的目标,分阶段要求学生完成,在每个环节都设计表格来记录整个过程,这种训练过程的量化,使学生有了明确的具体的目标,收到了很好的效果。比如元器件测量训练,要求填写每步的结果,包括列出色环电阻的色环标示,读出色环表示的电阻值,万用表测量选用的量程档位,最后万用表测量值。其他的电容,电感,二极管,三极管等等都列出相应的关键参数测量结果。将要测量的结果全部填入表格当中,这样一方面可以掌握学生练习的结果,还可以掌握学生出现的问题,增强了学生的学习目的性,大大提高了学习效果。以电阻测量为例,记录表格如表1所示。
  2.5.2 考核量化
  电子工艺实习考核是对学生实习效果的检验,是对学生的动手能力,分析和解决问题的能力的综合判断,是实习中非常重要的环节。为了如实反应学生实习效果,使老师很好掌握学生的学习状况,考核做为一种重要手段。在实践考核中,电类专业的考核注重实践和理论知识的应用,而非电类专业则侧重工艺。在对非电类专业学生进行考核时,进行了分阶段考核,各阶段权重不同。整个考核包含四部分内容:简单电路设计与安装、综合电路安装与调试、实习报告和笔试。四部分考核成绩按2.5∶4.5∶1.5∶1.5比例做为总成绩。虽然在各个环节对考核都有一定的要求,但大多都是老师主观上的,没有做到具体量化,学生不能很好把握要求,效果不理想。比如,在综合电路安装与调试过程环节中,该环节的考核针对函数发生器输出波形数量分别给出相对应的成绩:不能成功输出波形的成绩为“不及格”,输能出一个波形的为“及格”,两个波形为“中等”,三个波形“良好”。这样的考核使得有些学生只关心波形“有”“无”和“有几个”,对电路调试要求的波形频率,幅值,失真程度等参数毫无兴趣,导致很多同学对怎样调试,怎样检查不清楚,结果全凭运气,完全没有达到教学目的。
  考核是导向标,为了目标明确化,过程清晰化,项目考核做到任务细化,考核量化。对于非电类专业在组装电子产品阶段,强调焊点形状,颜色,元器件整形,印制板布局等方面,弱化组装能力,在简单电路设计与安装环节中细化考核项目为四项,每项都量化给分。项目及比重如表2所示。综合电路安装调试环节即函数发生器安装部分,要求学生对测试波形、测试频率、测试周期、幅值等参数严格按照指标调试、测量、记录、分析,并制作表格记录结果,考核具体项目如表3所示。
  2.6 科学素养的训练与培养
  通过课程的学习不但要教学生具有科学的知识、科学的方法,更重要的是培养具有科学的态度的高素质人才。在教学过程中即要达到教书,亦要达到育人的目的。整个实训过程中教育学生遵守规则,严守规范;保持良好工作习惯;保持工作台的整洁,操作规范;离开时带走手边的垃圾,复原仪器设备;自信,乐于帮助别人,拒绝作弊。培养节约材料的良好习惯。做一个高素质的大学生。对于过去作品进行重新利用,让学生练习拆焊,节约资源,培养学生节约意识。
  3 结语
  电子工艺课程是一门集理论与实践相结合的课程,而实践要占很大比例的。即要求学生掌握一定的知识,又要培养一定的动手能力,既要有踏实的学习能力,又要有解决问题的能力。更重要的是激发对学习的兴趣。经过两个学期的试点,学生很明显的学习兴趣得到体现;所以,该门课程针对实际问题不断进行改革和完善,内容上能够与时俱进,如果可以让学生亲临生产一线,感受真实的生产工艺流程,那将更有意义。
  参考文献:
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  [9]宋玉秋,余小滢,刘淑萍.在电子工艺实习中培养学生综合素质[J].实验技术与管理,2005(05):93-95.
  Abstract:Electronic practice is a basic practice course given priority to with technology and practicality for each engineering major of university.Electronic practice course is a very important practical training and also one of the important elements of the scientific quality education for students.In this paper,according to the teaching characteristics during the electronic practice among non-electric majors,the paper analyzes the existing problems and shortcomings in the teaching process.We carried on the system innovation research for this course,including the course content,teaching methods,examination mode and the talent quality training,etc.After more than two years of practice,the enthusiasm and autonomy of students in this course significantly enhanced,and teaching effect also received a significant promotion.
  Key words:electronic practice;teaching reform;scientific quality;operational ability
  责任编辑 祁秀春
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