搭建现代电子工艺实习平台培养学生综合实践能力

时间：2024-08-31

黄雷黄济汪明珠李泽彬姚有峰

摘要：随着电子工业的飞速发展，电子工艺技术正在向着科学化、现代化方向发展。应用型本科高校中开设电子工艺实习课程，要求学生在校期间接触电子产品的生产实践，学习电子产品生产制造的工艺知识，以弥补从基础理论到工程实践之间的薄弱环节。文中分析了现有课程的现状及不足，并根据企业电子产品的生产、装配和调试的工艺流程，提出有利于学生实践能力、创新能力培养的电子工艺实习平台建设思路与建设内容。

关键词：电子工艺;实践环节;创新能力;实习平台

Abstract： With the rapid development of electronic industry， electronics process technology is developing more scientifically and modernly. Application-oriented universities offer the course of electronic technology practice， requiring the students to know the production practice of the electronics， learn the technology knowledge of manufacturing electronics products in order to make up for the weak links between the basic theories and engineering practice. This thesis analyses the present situation and weak points of this course， proposes the electronic technology practice platform construction ideas and construction contents which helps to develop the students’ practical ability and innovative ability according to the electronic products’ technological process of producing， assembling and debugging in the enterprises.

Key words： electronic technology; practice; innovative ability; practice platform

1 引言

隨着电子工业技术的飞速发展，电子产品的生产工艺日新月异，其中表面贴片技术SMT（Surface Mount Technology）作为新一代电子工艺技术已广泛应用于各个领域的电子产品装联中，目前已成为电子产品整机组装技术的主流[1，2]。对于工业制造的每一个环节，企业都要按照特定的规程和方法去制造，这种特定的规程和方法就是工艺，其中包括：①工艺设计;②工艺流程;③工艺规范;④工艺调试技术。首先从机械构造上进行设计，根据产品说明书和装配图进行装配，在进行生产安装时各个工位、步骤相互不受影响，进行规范操作，最后进行测试和调整，对电路的各项技术指标和功能进行测量和实验，并同标准或者设计指标比较以确定电路是否合格;通过对电路参数的调整，使电路达到预定的功能和性能要求，在实际工作中需要进行反复的调整、测试，直到实现电路设计要求[3，4]。应用型本科高校的实践教学应该适应工业技术的飞速发展，不断更新实践教学资源，改革教学模式，教学训练中接触电子产品的生产实际，锻炼大学生动手实践能力，培养学生的安全意识、创新意识、质量意识和工程规范意识，不断提高学生的综合实践能力和工程素养，才能与电子工业的发展水平相吻合[5，6]。

2 电子工艺实习的现状与不足

电子工艺实习是电类专业二年级开设的必修课，目的是拓展学生的科研素质和工程实践能力，着重工艺性和实践性。教学内容上要求学生掌握元器件识别，万用表测量元器件及电路参数，电烙铁对通孔直插元器件的焊接与拆焊，初步了解波峰焊工艺流程以及表面安装技术SMT操作流程。要求学生在实践中了解新技术、新工艺和SMT的回流焊工艺流程[7]。但随着电子技术的高速发展，手机等电子产品变得越来越小，元器件安装密度越来越高，贴片元器件的装焊手工很难实现，表现出实践教学严重滞后现代科学技术的发展，主要表现在以下几个方面。

（1）实训内容单一，不适应电子工业发展。目前的电子工艺实习，通常为电子元器件的识别、手工焊接、组装收音机、充电器等简单的电子产品，这些内容越来越跟不上电子元器件和电子工业的飞速发展，不能充分调动学生的积极性。

（2）重视动手能力的训练，缺乏综合能力和创新能力的培养。在电子工艺实践课程中，固化实训内容，只要求学生完成课内规定的内容，学生只会焊接常规的直插元器件，仅能识别一些常见的器件，对于器件的选择只知其然，不知其所以然，并未对产品的功能进行创新和扩展，缺乏对创造能力的培养，对一些新器件很茫然，更谈不上使用这些器件。

（3）实训设备陈旧，不适应现代电子产品的制造工艺。随着电子技术的发展，电子产品变得越来越小，元器件安装密度越来越高，贴片元器件的装配与焊接仅靠手工操作将很难实现。

（4）随着社会对综合性人才的迫切需求，对高校的教师也提出了更高的要求，而实际现状是，高校内从事实践教学的教师很少，而技术能力强的实验室教辅人员更是奇缺，难以适应社会飞速发展对高校实践教学改革的要求。

3 实习平台的建设思路与内容

为适应时代对高等教育人才的培养要求，更新教育理念，学校十分重视对学生科研素质和工程实践能力的培养，充分发挥学生的创造力，在优化教学内容的同时，不断改善实验条件，为学生创造宽松的实验环境和实践空间。

3. 1 基本思路

随着信息产业的快速发展，新技术不断更新，促使电子产业新技术、新工艺不断更新换代，为适应新技术的不断发展变化，电子工艺实习紧跟时代发展步伐，注重工程训练，强化综合素质培养，在教学内容上不断改革和创新，始终保证实训内容的先进性。因为只有这样才能使学生适应社会发展需求，获得更大的收益。电子工艺实习课程属于实践性很强的教学范畴，因此在平台建设上必须高起点，在实训项目上，既要注重实践操作技能的训练，又要做好实践教学环境建设，更要发挥实践教学设备的作用，确保学生真正地在实习实践教学过程中得到充分的训练和提高[8]。

3. 2 建设内容

电子工艺实习的内容就是实际生产过程中所接触到的知识，作为提高学生工程实践能力的一门实践课，在教学内容和方法上始终注重理论知识与实际工作紧密结合，强化工程训练培养，调动学生的创新思维和创新能力的积极性，激发学生学习的热情和好奇心，启发和引导学生掌握基本技能，促进创新能力的发挥[9]。

（1）实训环境建设

电子工艺实训注重工程训练，强化综合素质培养。训练项目上要有激发学生对工程训练兴趣的内容，既要满足基本技能的训练，又要培养学生的综合技能和创新能力。为此，实习平台建设中，首先实现约200个基本训练的实训工位，每个工位需要数字/模拟万用表、电烙铁等常用工具，示波器、信号源等常用仪器;由于电子产品的集成化和微型化是现代电子技术发展的主流方向，因此SMT表面贴装技术是实现电子系统集成化和微型化的关键。SMT生产中采用“无引脚或短引脚”的元器件，元器件微型化、多样化、组装密度高，因此便于自动化生产。现代工艺实习平台的建设需要约150平米的SMT回流焊实训室，配置锡膏印刷机、回流焊机，有条件的配置自动贴片机，为了学生体验表面贴装元器件，配置约40个手动贴片工位;要实现综合训练的目标，需要建设约150平米的PCB制作实训室，原理图的绘制和PCB印刷电路板图设计可以在其它计算机室完成，配置热转印机、PCB制板腐蚀设备、雕刻機、裁板机、微型高速电钻等。将实训平台中的实验室模拟为现代电子产品生产车间，把教学、实训和生产有机结合在一起，营造几近真实的实训环境[10，11]。

（2）基本技能训练

知识的掌握是一个循序渐进的过程，实习开始对学生进行基本知识和基本技能的培训，如安全用电知识、安全操作规程、常用元器件识别、万用表使用及元器件检测、电烙铁使用及手工焊接方法、绝缘导线加工等进行基本技能的培训，使学生达到最基本的工程技术要求。通过这些最基本的技能训练，学生的基本技能得到提高和掌握，特别是在学生的自信方面也得到了锻炼和考验，并从中感悟到自身价值、自身素质以及训练质量、实习安全、技术等方面的真正含义。

（3）综合技能训练

工程训练不能停留在简单的基本技能操作，必须引入综合训练内容，才能体现学生实践能力的扎实程度。这一阶段的实践项目包括漆包线焊接立体模型、超外差收音机的装配与调试、变光音频功率放大器的装调等，使学生能够亲自动手完成电子产品整机的焊接、调试和组装的一整套工艺流程，其目的是让学生了解和掌握实习产品的基本原理和具体的焊装工艺。最后从焊接质量上、装配工艺上、完成效果上评价每位同学的实践能力。

（4）创新技能训练

加强电子工艺实习平台的建设，充分利用好SMT表面贴装系统和PCB印刷电路板制作系统，让其充分发挥作用。实验中心自主开发设计了单片机最小系统板，主要采用贴片元器件设计，利用回流焊系统使学生不仅了解和掌握到什么是SMT及其装配流程，而且让每位同学都亲手实践这一工艺并完成电子产品的制作。锡膏印刷时每位学生亲自动手操作半自动锡膏印刷机，通过钢网漏印锡膏;贴片工位上每位同学手工贴片，体验SMT小型元器件的真实感;学习回流焊机的温区设置方法，通过回流焊机自动完成SMT回流焊任务，达到工程训练的目的。PCB设计与制作是电类专业学生从事电子产品制作中必备的知识，实习中开设这个项目，就是要求学生学习工业生产制造中PCB图的设计、PCB加工制作流程。项目训练中，要求学生学习EDA专业软件，根据要求独立绘制电路原理图，设计印刷板图并制作出印制电路板，然后进行电路的装配、调试，实现设计电路的功能。整个过程中，完成从设计、制板、安装、调试的全流程，真正体验到电子产品设计制造的各个环节。总之，通过创新技能训练，增强学生的自信心和成就感，充分感受现代电子工艺的发展，达到全面培养学生工程素质的目标[12-13]。

4 结束语

电子工艺实习是电类专业学生必修的一门实训课程，教学中积极探索有利于学生工程素质、创新能力培养的实训项目，利用现代的教学方法、教学手段激发学生学习兴趣，增强学生的自信心和成就感;引进先进的实训设备，为学生搭建高质量、与电子技术发展接轨的实训平台;不断提升教师的工程实践能力和教学水平，为教师营造更多学习、交流的机会，参加清华等一流高校的工艺实训培训班，掌握新知识、新技术、新工艺; 不断优化电子工艺实习环境，与企业合作共建实验室，完善实训平台建设，学生在真实环境中既能学习和实训，又能为企业培养技术人员，充分发挥实习平台在实践创新、科技创新以及各类实践活动中的积极作用。

参考文献：

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[4]叶振忠，孙梅.电子工艺实习教学实践的新探索[J].高校实验室工作研究，2013，9（3）：9-11.

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[6]张园如，宋福荣.电子工艺实习的教学研究与探索[J].中国现代教育装备，2013，21：52-53.

[7]范晓志.电子工艺实习教学改革探索[J].实验技术与管理，2013，30（3）：163-165.

[8]张振国，石景龙.建设电子工艺实习教学平台.提高学生工程实践能力[J]，实验科学与技术，2016，14（5）：122-125.

[9]冯芳，王宁，杜青，等.”电子工艺实习”课程质量管理体系的研究[J].网络与信息工程，2016.23：67-68.

[10]王天曦，李鸿儒.电子技术工艺基础[M].北京：清华大学出版社，2000.

[11]曹吉花，郭焕银，王洪艳.围绕电子设计竞赛，探索电子工艺实践教学[J].高校实验室工作研究，2012，4： 14-15.