樓 勇 王 楠 張嫣華（臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江 臺(tái)州 318000）

高職《電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)》項(xiàng)目教學(xué)完整性與真實(shí)性研究*

樓 勇 王 楠 張嫣華
（臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江 臺(tái)州 318000）

在校企合作、工學(xué)結(jié)合模式下，項(xiàng)目教學(xué)是課程教學(xué)的主要形式，項(xiàng)目教學(xué)的關(guān)鍵要素是基于真實(shí)而完整的工程環(huán)境，使學(xué)生提前進(jìn)入企業(yè)工作角色，達(dá)到校企“零距離”對接?！峨娮赢a(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)》是應(yīng)用電子專業(yè)普遍開設(shè)的一門綜合專業(yè)課程，項(xiàng)目的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該來自企業(yè)生產(chǎn)，貼近真實(shí)情況，教學(xué)應(yīng)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)的確定、設(shè)計(jì)方案的評估、樣機(jī)的制作、電路電磁兼容性的評估和工藝過程的進(jìn)行等方面落實(shí)項(xiàng)目的完整性與真實(shí)性。

高職；電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)；項(xiàng)目教學(xué)；完整性；真實(shí)性

高職院校電子類畢業(yè)生從事的相關(guān)專業(yè)有器件采購、電路設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、檢驗(yàn)檢測、電器銷售以及售后服務(wù)等。在大中型企業(yè)中，工種分類比較細(xì)，單個(gè)工種工作內(nèi)容比較單一，高職畢業(yè)生只要能在工程師的指導(dǎo)下完成相應(yīng)任務(wù)即可，即做好工程師的助手。而在小型企業(yè)，由于產(chǎn)品的技術(shù)含量相對較低，工程人員較少，因此分工模糊，往往一個(gè)產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)、原材料采購、生產(chǎn)流程安排，甚至售后服務(wù)都是由兩三個(gè)人來完成。在這種企業(yè)里，技術(shù)人員的專業(yè)能力要求并不需要很高，但對各個(gè)工種都要熟悉，要扮演一個(gè)工程師，甚至總工的角色。

《電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)》是電子專業(yè)普遍開設(shè)的一門綜合課程。當(dāng)前，在以項(xiàng)目為載體的教學(xué)改革過程中，教師往往只強(qiáng)調(diào)一個(gè)真實(shí)產(chǎn)品的功能實(shí)現(xiàn)，而產(chǎn)品的成本核算、器件采購、生產(chǎn)工藝等內(nèi)容在教學(xué)中沒有占據(jù)應(yīng)有的分量，學(xué)生對產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的完整性缺乏認(rèn)識(shí)，畢業(yè)后不能很快適應(yīng)工作崗位。浙江臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子專業(yè)在項(xiàng)目教學(xué)中十分重視項(xiàng)目的真實(shí)性與完整性，教學(xué)取得了顯著的效果。在對近三年電子類畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在從事本專業(yè)工作的畢業(yè)生中，70%以上在中小企業(yè)，他們完成畢業(yè)頂崗實(shí)習(xí)之后即成為某個(gè)崗位的工程師，具備了獨(dú)當(dāng)一面的工作能力，經(jīng)過兩到三年的努力，很多已經(jīng)成為企業(yè)的技術(shù)骨干，扮演著總工程師的角色。因此，教學(xué)內(nèi)容的完整性與真實(shí)性是衡量項(xiàng)目教學(xué)優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)。

市場調(diào)研是項(xiàng)目教學(xué)的首要任務(wù)

在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程中，市場調(diào)研是項(xiàng)目教學(xué)中要增加的一個(gè)重要內(nèi)容。這里要完成的相關(guān)內(nèi)容有設(shè)計(jì)任務(wù)的進(jìn)一步明確、產(chǎn)品的市場定位、初步方案的確定、材料成本的估算等。這些工作在設(shè)計(jì)的初期是至關(guān)重要的，甚至決定著一個(gè)產(chǎn)品的成敗。

在企業(yè)中，尤其是在中小企業(yè)中，設(shè)計(jì)人員初期得到的任務(wù)是不完整也不明確的，沒有技術(shù)指標(biāo)，沒有初步方案，沒有成本核算。設(shè)計(jì)人員只有通過網(wǎng)絡(luò)途徑了解目前市場上同類或者相關(guān)產(chǎn)品的功能要求、技術(shù)指標(biāo)、銷售價(jià)格，結(jié)合企業(yè)的實(shí)力和產(chǎn)品的定位確定具體的功能目標(biāo)。根據(jù)功能目標(biāo)，通過網(wǎng)絡(luò)查詢相關(guān)的實(shí)現(xiàn)方案，再結(jié)合器件成本、生產(chǎn)成本、維修成本等確定初步設(shè)計(jì)方案。

在以項(xiàng)目為載體的教學(xué)改革中，教師不必給出詳細(xì)明確的設(shè)計(jì)任務(wù)，而是營造相應(yīng)的工程環(huán)境，比如給出產(chǎn)品的基本功能、企業(yè)的資金實(shí)力、研發(fā)能力、產(chǎn)品客戶等信息。學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，通過Google、阿里巴巴、淘寶網(wǎng)等平臺(tái)調(diào)查、詢價(jià)，掌握現(xiàn)有產(chǎn)品的功能、實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案、器件價(jià)格等信息，初步形成自己的實(shí)現(xiàn)方案。經(jīng)組內(nèi)討論、分組交流后，設(shè)計(jì)思路進(jìn)一步得到拓展，設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步得到完善，學(xué)生對本項(xiàng)目有更充分的理解與認(rèn)同。

在方案設(shè)計(jì)過程中，指導(dǎo)教師不必講授很多專業(yè)知識(shí)，但必須教會(huì)學(xué)生如何有效利用網(wǎng)絡(luò)、書籍等資源完成設(shè)計(jì)任務(wù)。只有當(dāng)學(xué)生設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)重大錯(cuò)誤時(shí)，教師才需要及時(shí)予以糾正。

樣機(jī)制作是項(xiàng)目教學(xué)的主要內(nèi)容

樣機(jī)制作是指從電原理圖到產(chǎn)品樣機(jī)調(diào)試完成的過程，是項(xiàng)目教學(xué)的主要內(nèi)容，至少要花費(fèi)整個(gè)項(xiàng)目的二分之一時(shí)間。項(xiàng)目教學(xué)中的樣機(jī)應(yīng)該是一個(gè)典型電子產(chǎn)品，包括模擬電路、數(shù)字電路或者單片機(jī)系統(tǒng)，由若干個(gè)典型的應(yīng)用電路組成。

樣機(jī)制作以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能為第一目標(biāo)，通常按照功能模塊分單元來實(shí)現(xiàn)，最后合成整機(jī)。工廠的樣機(jī)制作應(yīng)該嚴(yán)格按照工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，包括有選擇地采購元器件、PCB打樣、EMC測試等。但是在教學(xué)中實(shí)現(xiàn)起來比較困難，無論教學(xué)費(fèi)用和時(shí)間都是不允許的。項(xiàng)目教學(xué)中元件通常只能使用實(shí)驗(yàn)室?guī)齑?。電路板使用萬能板或熱轉(zhuǎn)印法制作PCB。此過程主要是驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可實(shí)現(xiàn)性。在制作過程中可以調(diào)整和修改設(shè)計(jì)方案，若干設(shè)計(jì)參數(shù)需要通過樣機(jī)制作來確定。樣機(jī)制作調(diào)試完成，說明產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案可以實(shí)現(xiàn)，研發(fā)階段基本結(jié)束，后期主要是工藝的改善和可靠性的提高。

樣機(jī)完成后，有條件的應(yīng)該進(jìn)行可靠性、安全性和EMI、EMS測試，查找設(shè)計(jì)中存在的缺陷。

生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)是項(xiàng)目教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程包括貼裝、焊接、檢驗(yàn)、裝配等環(huán)節(jié)，是生產(chǎn)型企業(yè)的主要內(nèi)容。生產(chǎn)工藝安排恰當(dāng)與否直接影響產(chǎn)品的成本和穩(wěn)定性。在完整的《電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)》項(xiàng)目教學(xué)中，必須使學(xué)生能夠根據(jù)具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝流程學(xué)習(xí)工藝管理的本領(lǐng)，這里包括生產(chǎn)設(shè)備的配置、生產(chǎn)工人的數(shù)量、加工工序設(shè)計(jì)、專門裝夾具設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)方法設(shè)計(jì)等眾多內(nèi)容。

工藝管理是產(chǎn)品工程師、車間主任乃至總工程師都必須具備的本領(lǐng)。它絕不是通過課堂或?qū)嶒?yàn)室教學(xué)能夠掌握的，需要以生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)為基礎(chǔ)，對工廠或者校內(nèi)生產(chǎn)車間有較深的感性認(rèn)識(shí)后才能具備。因此，工藝管理屬于較高層次的綜合技能。

產(chǎn)品技術(shù)文件是項(xiàng)目教學(xué)的成果展示

在企業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)品技術(shù)文件是生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要資料，包括設(shè)計(jì)說明書、電路原理圖、印刷電路板圖、材料清單、裝配圖紙、各種樣機(jī)檢驗(yàn)報(bào)告、生產(chǎn)作業(yè)指導(dǎo)書、產(chǎn)品使用說明書以及一些必要的說明文件等。項(xiàng)目教學(xué)中要求學(xué)生提供完整的產(chǎn)品技術(shù)文件，它是教學(xué)全過程成果的集中展示。

在最后的項(xiàng)目評價(jià)中，每人或每小組需向全體同學(xué)闡述詳盡的設(shè)計(jì)過程，展示設(shè)計(jì)成果。可采用演示、答辯等多種形式為考核方式，指導(dǎo)教師給出的成績應(yīng)該能得到學(xué)生本人和大部分學(xué)生的認(rèn)可。

可靠性設(shè)計(jì)是項(xiàng)目教學(xué)的核心理念

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，產(chǎn)品的可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定的功能的能力。一個(gè)合格的產(chǎn)品，必然是一個(gè)可靠的產(chǎn)品。在教學(xué)中師生容易只顧產(chǎn)品的功能，忽視了產(chǎn)品的可靠性。產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計(jì)出來的，生產(chǎn)出來的，也是管理出來的，因此，可靠性設(shè)計(jì)應(yīng)該作為核心理念貫穿項(xiàng)目教學(xué)始終。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初步方案就應(yīng)該體現(xiàn)可靠性設(shè)計(jì)，要明確產(chǎn)品使用環(huán)境（溫度、壓力、濕度、電壓等），使用壽命，實(shí)現(xiàn)的功能等。電路設(shè)計(jì)要按照高集成度、模塊化、簡潔化的思路進(jìn)行，要重點(diǎn)考慮電磁兼容性（EMC），包括電磁干擾（EMI）和電磁耐受性(EMS)。目前，國內(nèi)外電子產(chǎn)品有眾多認(rèn)證，產(chǎn)品必須通過認(rèn)證才能在相應(yīng)國家和地區(qū)銷售，如美國的UL，歐洲的GS、TUV、ROHS，國內(nèi)有3C、CCEE等。教學(xué)中要使學(xué)生對各個(gè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)有一定的了解。電磁兼容性設(shè)計(jì)是一個(gè)產(chǎn)品可靠和通過EMC認(rèn)證的前提，教學(xué)過程中要強(qiáng)調(diào)EMC的概念、設(shè)計(jì)要遵循EMC的普遍規(guī)則，要培養(yǎng)學(xué)生解決EMC一般問題的能力。

產(chǎn)品可靠性除了完成可靠的電路設(shè)計(jì)外，還應(yīng)該強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)與管理過程的規(guī)范化。生產(chǎn)過程要符合常規(guī)工藝要求，要與ISO9001:2000標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合起來，這樣才能不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品可靠性。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中還要兼顧產(chǎn)品的安全性、環(huán)保性和低碳性。

電子產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)項(xiàng)目教學(xué)對教師提出了很高要求，教師要具備深厚的專業(yè)知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，要熟悉產(chǎn)品認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)。

高性價(jià)比設(shè)計(jì)是項(xiàng)目教學(xué)的顯著特征

企業(yè)的盈利是通過銷售產(chǎn)品的利潤來獲得，高性價(jià)比是產(chǎn)品進(jìn)入市場的關(guān)鍵因素。因此，性價(jià)比的理念要貫穿到設(shè)計(jì)方案、生產(chǎn)工藝等各個(gè)環(huán)節(jié)，它是項(xiàng)目教學(xué)真實(shí)性的重要體現(xiàn)，是區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)的顯著特征。

初步設(shè)計(jì)方案必須要明確產(chǎn)品定位、產(chǎn)品功能、生產(chǎn)成本等信息，它是企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)中的階段性成果，必須符合兩個(gè)原則：一是可行性，二是經(jīng)濟(jì)性。在項(xiàng)目教學(xué)中，方案的可行性經(jīng)教師檢查之后不會(huì)有重大問題。經(jīng)濟(jì)性是師生比較難掌握的，但這必須作為方案優(yōu)劣的主要評估指標(biāo)。每位或每組學(xué)生可以設(shè)計(jì)不同的產(chǎn)品功能、不同的實(shí)現(xiàn)方案、不同的生產(chǎn)成本，最后的衡量指標(biāo)是性價(jià)比。

產(chǎn)品成本中除了材料成本外要特別注意生產(chǎn)與維修成本。生產(chǎn)成本與設(shè)計(jì)方案有關(guān)，包括配件的生產(chǎn)與外包，電路板器件的安裝方法、焊接方法、調(diào)試方法等。維修成本與產(chǎn)品可靠性息息相關(guān)，兩者間要做到平衡。

《電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)》是電子專業(yè)極為重要的一門課程，教學(xué)中不僅要安排足夠的課時(shí)，配置強(qiáng)有力的師資，投入足夠的設(shè)備、場所與資金，還要與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)企業(yè)建立緊密的合作關(guān)系，使項(xiàng)目教學(xué)更加真實(shí)完整。

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G712

A

1672-5727（2011）08-0081-03

張嫣華（1965—），女，臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，產(chǎn)學(xué)合作辦公室副主任，研究方向?yàn)楦呗殞?shí)踐教學(xué)模式。

王楠（1983—），女，碩士，臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，研究方向?yàn)殡娮蛹夹g(shù)應(yīng)用及教學(xué)。

樓勇（1981—），男，碩士，臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，研究方向?yàn)閱纹瑱C(jī)技術(shù)及教學(xué)。