電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系革新
時(shí)間:2022-07-15 11:44:39
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電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn),是目前大多數(shù)理工科院校開設(shè)的以工藝性和實(shí)踐性為主的實(shí)踐課程。目的是使學(xué)生熟悉一般電子產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝,掌握最基本的焊接、組裝產(chǎn)品的操作技能,了解電子工藝生產(chǎn)的流程和基本管理知識(shí),并在實(shí)際產(chǎn)品制作過程中熟悉表面貼裝技術(shù)(SMT)等主流電子工藝[1]。學(xué)生通過獨(dú)立完成實(shí)際的電子產(chǎn)品,了解熟悉其制作流程,以達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的目的。這樣既達(dá)到對(duì)學(xué)生基本技能和工藝的入門指導(dǎo),又為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。通過模塊化的技能訓(xùn)練,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和綜合分析解決問題的能力,熟悉并掌握電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)和仿真方面的實(shí)際應(yīng)用[2]。
1引入模塊化、層次化教學(xué)理念,完善電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系
以往多數(shù)院校開設(shè)的電子工藝實(shí)習(xí),大多是讓學(xué)生了解有關(guān)電子元器件的常識(shí),熟悉常用電工電子儀表的使用,通過手工焊接練習(xí)學(xué)會(huì)組裝一個(gè)超外差收音機(jī)、穩(wěn)壓電源或聲控臺(tái)燈之類的簡(jiǎn)單電子小產(chǎn)品[3]。這種傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容單一,實(shí)習(xí)設(shè)備落后,限制了學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,回流焊接技術(shù)和SMT等工藝的引入,改變了傳統(tǒng)過孔插裝技術(shù)的局限性[4],而EDA技術(shù)的廣泛應(yīng)用,對(duì)電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系的完善提出了更高的要求。我們?cè)谠杏布l件基礎(chǔ)上進(jìn)行了實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革,每學(xué)年針對(duì)自動(dòng)化、電氣工程及自動(dòng)化、電子信息、通信工程等電類專業(yè)十幾個(gè)教學(xué)班,進(jìn)行2周的電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)[5]。在實(shí)訓(xùn)內(nèi)容上設(shè)立了3個(gè)必選模塊,包括印刷線路板設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和電子工藝裝配實(shí)習(xí),并且針對(duì)不同層次的學(xué)生提出不同要求,要求學(xué)生必須完成基本內(nèi)容的實(shí)訓(xùn)。設(shè)計(jì)項(xiàng)目改變?cè)瓉淼膯我划a(chǎn)品,在必選模塊的基礎(chǔ)上增加自選模塊,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣來選擇。對(duì)于參加大學(xué)生電子競(jìng)賽和動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生,可以自行準(zhǔn)備設(shè)計(jì)方案和電子電路,靈活安排開放實(shí)驗(yàn)室,給予他們更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)。這樣把“必選”模塊與“自選”模塊相結(jié)合,引入模塊化和層次化的教學(xué)理念,達(dá)到“以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)”的因材施教目的,有利于學(xué)生基本技能和創(chuàng)新能力的提高。電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)模塊組成見圖1。
2利用多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)充實(shí)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容
2.1實(shí)訓(xùn)教學(xué)大綱和內(nèi)容體系的整合我們?cè)诳偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)和充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,制訂了電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)大綱[6]。對(duì)于培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)重點(diǎn)提出了明確的要求,其中重要的一點(diǎn)是要面向社會(huì)和生產(chǎn)實(shí)際。對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì),要讓學(xué)生了解有關(guān)國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和各種常用電子器件的技術(shù)參數(shù),學(xué)會(huì)查閱各種資料,并了解電子新工藝、新技術(shù),強(qiáng)化電路設(shè)計(jì)和動(dòng)手能力。教材對(duì)于電子實(shí)訓(xùn)也十分重要。我們?cè)诙嗄陮?shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上編寫了《電子技術(shù)實(shí)習(xí)指導(dǎo)》,內(nèi)容包括印制電路板設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和電子工藝實(shí)習(xí)三大部分,介紹了常用電子元器件的識(shí)別和測(cè)試方法、焊接技術(shù)、波峰焊、再流焊等,以及印刷線路板設(shè)計(jì)、電子電路仿真、典型電子產(chǎn)品的組裝與調(diào)試等內(nèi)容,并通過對(duì)T-2906FM收音機(jī)的焊接調(diào)試和安裝,使學(xué)生了解電子產(chǎn)品的基本工藝,熟悉SMT器件的組裝技巧。我們進(jìn)一步整合了實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和各部分學(xué)時(shí)分配方案,重在加強(qiáng)實(shí)際操作技能訓(xùn)練,學(xué)時(shí)分配見表1[7]。
2.2教學(xué)手段和資源的整合電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)是針對(duì)電類專業(yè)大三學(xué)生開設(shè)的實(shí)踐課程,一般在學(xué)完“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”后進(jìn)行。我們利用多媒體教學(xué)手段,組織學(xué)生學(xué)習(xí)基本電子元器件的識(shí)別和測(cè)量方法,了解手工焊接和自動(dòng)焊接技術(shù)的基本機(jī)理,觀看焊接工藝視頻等,使學(xué)生初步建立起感性認(rèn)識(shí),再通過實(shí)際制作組裝FM收音機(jī)等電子產(chǎn)品,了解整體電路的調(diào)試方法,熟悉完成一件電子產(chǎn)品的全過程,保證了良好的教學(xué)效果。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)資源的極大豐富,為電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)多樣化教學(xué)模式的實(shí)施提供了保障,如Multisim電子電路設(shè)計(jì)與仿真、Protel印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)等軟件,已成為電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)中必備的工具和手段。我們結(jié)合省級(jí)精品課程“電工電子課程群”和示范中心建設(shè),豐富了“電子設(shè)計(jì)與綜合實(shí)訓(xùn)”網(wǎng)站資源,使教學(xué)體系更加規(guī)范和完善。
3注重學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng),完善實(shí)訓(xùn)考核機(jī)制
在電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)過程中,教師要加強(qiáng)指導(dǎo),對(duì)于學(xué)生遇到的各種故障現(xiàn)象,要現(xiàn)場(chǎng)分析故障原因、示范講解排除故障的方法和調(diào)試技巧,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題的能力,對(duì)于印刷板設(shè)計(jì)的布線技巧和仿真結(jié)果分析等也要提出具體要求。電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)的考核是對(duì)學(xué)生整個(gè)實(shí)訓(xùn)效果的檢驗(yàn),是整個(gè)實(shí)訓(xùn)過程的重要環(huán)節(jié),要對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力、分析和解決問題的能力進(jìn)行綜合考評(píng),考核機(jī)制要全面、客觀[8]。電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)考核成績(jī)主要由出勤情況、實(shí)踐操作、總結(jié)報(bào)告3個(gè)部分組成,尤其是電子產(chǎn)品制作環(huán)節(jié)的考核,不僅要看學(xué)生作品的外觀組裝情況,更重要的是看調(diào)試過程是否規(guī)范、產(chǎn)品效果是否達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求,例如FM收音機(jī)的靈敏度和覆蓋調(diào)整等具體參數(shù)。電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)為獨(dú)立的教學(xué)環(huán)節(jié),我們各部分的考核比例為:印刷板設(shè)計(jì)20%;計(jì)算機(jī)仿真20%;電子產(chǎn)品焊接工藝及裝配35%;出勤及實(shí)結(jié)報(bào)告25%。
4電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)的發(fā)展與創(chuàng)新模式研究
對(duì)于電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué),應(yīng)符合現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展和社會(huì)對(duì)復(fù)合型人才的需求,注重學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、綜合設(shè)計(jì)能力和工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)[9]。通過教學(xué)改革的實(shí)踐使我們認(rèn)識(shí)到,其發(fā)展方向和創(chuàng)新教學(xué)模式應(yīng)重點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾方面:(1)強(qiáng)化基礎(chǔ),注重能力培養(yǎng)。保證一定學(xué)時(shí)的理論教學(xué),各環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)、同步進(jìn)行,使大多數(shù)學(xué)生通過1~2周的綜合實(shí)訓(xùn),動(dòng)手能力有較大提高。(2)構(gòu)建模塊化、多層次的創(chuàng)新教學(xué)模式。針對(duì)不同專業(yè)和學(xué)生程度,必選模塊與自選模塊相結(jié)合,實(shí)施多層次創(chuàng)新教學(xué)模式,促進(jìn)電類與非電類學(xué)科互相交叉和融合。提供的電子產(chǎn)品力求多樣化,讓學(xué)生有自主選擇的機(jī)會(huì),但也要便于組織教學(xué)和管理。(3)注重創(chuàng)新性,建設(shè)開放性的實(shí)習(xí)基地[10]。結(jié)合全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽和學(xué)校組織的“恒拓杯”電子設(shè)計(jì)大賽等活動(dòng),讓更多的學(xué)生有展示和檢驗(yàn)自己動(dòng)手能力的機(jī)會(huì),培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。利用網(wǎng)絡(luò)化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)和多媒體教學(xué)手段,針對(duì)不同專業(yè)學(xué)生,組織開展網(wǎng)上答疑和師生互動(dòng)交流等,增進(jìn)學(xué)科間的互相滲透。(4)培養(yǎng)電路綜合設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力。利用計(jì)算機(jī)軟件和EDA技術(shù),培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力。將現(xiàn)有的“EDA技術(shù)和應(yīng)用”作為自選模塊充實(shí)到電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)中,進(jìn)一步把課程設(shè)計(jì)與電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)相結(jié)合,構(gòu)建新型的實(shí)踐教學(xué)體系。為了讓學(xué)生了解新器件、熟悉新工藝,引進(jìn)了小型表面貼裝技術(shù)(SMT)教學(xué)系統(tǒng)、印刷版快速制版系統(tǒng)等主流電子工藝設(shè)備,保證教學(xué)內(nèi)容的新穎性和創(chuàng)新性。進(jìn)一步開拓學(xué)生的視野,促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)與工程實(shí)際相接軌,為國(guó)家和社會(huì)培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和工程能力的高素質(zhì)綜合人才。