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应用电子工艺实习课程平台培养学生的创新能力

2017-06-01任小军陈福彬李越

新教育时代·教师版 2017年14期
关键词:工程训练创新意识实践教学

任小军+陈福彬+李越

摘 要:创新型人才与应用型人才的培养,需要有与之对应的新的培养方法和新的培养模式。电子工艺实习是一个很好的平台,需要充分地利用、充实、改革,使其在实践教学中发挥更大的作用。本文介绍了电子工艺实习课程在实践教学和学生创新意识培养中的作用。

关键词:实践教学 电子工艺 工程训练 创新意识

引言

电子工艺实习,是一门综合实训课,涉及电路分析、数字电路、模拟电路、EDA和单片机的相关内容;涉及到电路设计和仿真、画图、板材的制作、焊接工艺;涉及到电路故障的检查、成品的定型;涉及到材料的整理、论文的撰写及答辩等内容。这些都是具有创新意识、实践能力的复合型人才应有的基本素质。电子工艺实习是一个非常好的平台,应将现有的内容,更好地进行设计、充实,使其在学生创新意识的培养和实践教学中发挥作用。[1]

培养具有创新意识、实践能力和具有工程素养的复合型人才,对于提高国家的科技竞争力和制造业的水平,以及学生的就业和入职工作的适应能力,都具有重要的意义。就创新的意识和能力而言,创新者首先应具备本专业扎实的理论基础知识,具有很强的求知和探索的精神,具有广博的兴趣和触类旁通的思维,具有规范认真、细致严谨的动手能力。学生这些能力的培养,是我们每一个教师应该认真思考和努力实践的。[2]

一、电子工艺实习课程在创新意识、实践能力培养上的应用

在进行电子工艺实习课之前,学生已完成专业基础课及大部分专业课的理论学习,完成了相关的实验课程,掌握了相关仪器仪表的使用,掌握了常用元器件的外封装及测量。电子工艺实习课分三个步骤进行。

1.理论部分:例如,选用一个原理型的机器猫电路,如图1所示;对各部分电路进行分析及原理讲解,555电路框图如图2所示。

2.设计部分:学生以原理型电路为依据,检索资料,设计出自己的改进电路。

3.操作部分:根据设计的电路,分组完成电路的成品。

实习电路涉及到整流、稳压、多谐振荡器、它是声控、光控、磁控机电一体化电路。核心部分是,利用555构成的单稳态触发器电路。此电路涵盖了数字和模拟两部分电路知识。在实习阶段,同时采用实地参观的形式与科研单位或厂家的设计师交流,了解一个电子产品的设计生产过程,参观流水线,了解生产工艺。在课上通过板书、播放多媒体视频的方式讲解电路原理,强、弱电的用电知识,焊接工艺,PCB板的制作过程。

学生根据原理设计出有自己特点的电路,利用Multisim软件进行电路仿真,如图3所示;并利用Protel、AutoCAD软件画出拓谱电路图,如图4所示;画出PCB板图,如图5所示;利用清华大学科教仪器厂开发的PCB板制作设备,完成电路板的制作,如图6所示;

接下来焊接成品电路板。利用仪器仪表进行测试并排查故障。完成电路的输出功能。根据实习项目撰写论文(报告),进行答辩。在整个电子工艺实习课的过程中,学生根据原理,在老师的指导下设计出独特的电路,应用了多种软件,完成了电路仿真、PCB板的制作、焊接、检测及故障排除。在这一过程中,学生完成了构思设计、生产制作、检测、排障、到形成成品的全过程,对学生工程素质和实践动手能力的训练、创意创新能力的培养都是一个全面的提高。课程完成后,绝大部分学生感到欣喜和有成就感,并且一些在理论课学习过程中遇到的问题,通过电子工艺实习课上的动手操作得到了解决。电子工艺实习课相比其他课程,在工程素质的培养、实践动手能力的训练、创意创新能力的培养方面有独特的优势,只要将课程精心设置,内容精心安排,就能够在学生的工程素质、实践动手能力、创意创新能力的培养方面发挥更大的作用。[3]

三、拓展实践教学内容,激发学生创新能力与学习兴趣

实践课是以干为主,实践教学的主角是学生。在实践中,在“玩”中锻炼出综合素质,培养出良好的工作习惯。以电子工艺实习为例,它是以小型电子产品的设计、制造、调试和检测为载体,培养学生的工程实践能力,使学生获得电子产品制造工艺的基础知识,了解产品的制造过程,并初步具备电子产品设计、制造及开发的基本能力。

目前,实践教学中的内容有:电路设计和仿真、元器件的识别、测量,仪表的使用,电路板焊接。拓展内容有:趣味电子制作,多种电子套件的组装、调试,趣味单片机实验,传感器电路实验。这些内容应与与大学生科技创新、开放实验、竞赛培训有机结合,充分开放实验室,共享实验仪器,使实验室变被动为主动。吸引学生主动走进实验室,积极参加实践活动、创新活动。

同时开设PCB板的制作工艺实验、SMT表面贴装工艺实验。清华大学科教仪器厂开发的这两套教学系统,是学生进行全方位电子工艺训练的良好工具。在PCB板设计制作过程中,可以让学生学会设计,懂得制造工艺,掌握电路板的制作方法。

在SMT表面贴技术实验中,将SMT技术作为电子工艺实习操作的一部分引入教学实习中,让学生亲自动手實践,用SMT设备完成元件的贴装工艺,使学生在实习实践中了解并接触到新技术、新工艺在电子产品中的应用,身临其境地感受到微电子技术的发展前景。通过以上几个实验项目的实际操作训练,潜移默化地培养学生的设计、制造、检测、创新的能力,学生的自信心、成就感和兴趣会大大增加。

结语

综上所述,实践能力的训练,工程素质的培养,创新意识的培养,是一个从理论学习、模拟仿造、消化吸收,到创意创新的过程,是长期的、系统的工作,不是一蹴而就的。要有新的教学思想,新的教学内容,新的教学方法。要有一个良好的培养氛围,如在理论课学习阶段就应该对学生有所引导,同时开放实验室,共享实验设备资源,精心设置与安排实验课程与工艺实践课程。创新意识更应该是一种文化,深入到每个学生心中。“知之者,不如好知者”。兴趣是最好的老师,寓教于乐,寓学于乐。宽松自由的学术环境,更能激发创造的灵感。创新意识是国家建设的需要,是社会发展的需要,也是高校应该担负起的责任。

参考文献

[1] 李银华.电子线路设计指导[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2005.

[2] 陈光明.电子技术课程设计与综合实训[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.

[3] 李鸿儒,王天曦.在工程训练中注重“电子实习”课程的建设和改革[J].实验室技术与管理,2008(12):4-7.

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