李麗秀，張存芳，楊日福

(1.華南理工大學(xué) 物理與光電學(xué)院，廣州 510641；2.東莞理工學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東 東莞 523808)

“卓越計劃”背景下電子工藝實習(xí)課程的發(fā)展

李麗秀1，張存芳2，楊日福1

(1.華南理工大學(xué) 物理與光電學(xué)院，廣州 510641；2.東莞理工學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東 東莞 523808)

“卓越計劃”的目標(biāo)是培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。電子工藝實習(xí)是一門工藝性、實踐性強的基礎(chǔ)技術(shù)課程；是理工科各相關(guān)專業(yè)工程素質(zhì)訓(xùn)練的基本環(huán)節(jié)。文章介紹了華南理工大學(xué)電子工藝實習(xí)課程在“卓越計劃”背景下，在課程內(nèi)容，實習(xí)平臺及基地建設(shè)，師資隊伍建設(shè)和管理制度等方面的建設(shè)和發(fā)展。

電子工藝；卓越計劃；發(fā)展；創(chuàng)新

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”以下簡稱“卓越計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措[1]。該計劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新性國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)。華南理工大學(xué)作為首批“卓越計劃”實施高校，信息工程、軟件工程、機械工程與自動化、土木工程、材料科學(xué)工程等多個專業(yè)已開設(shè)了“卓越班”。

電子工藝實習(xí)是一門工藝基本理論、訓(xùn)練操作技能、培養(yǎng)工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的綜合性實踐課程，是本校的一門公共基礎(chǔ)課，是培養(yǎng)工程技術(shù)人才的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。課程開設(shè)20年以來，本校理工科所有專業(yè)學(xué)生均需參加本課程的學(xué)習(xí)。平均每年為本校18個學(xué)院的34個專業(yè)近2 000多名開設(shè)電子工藝實習(xí)課，年實習(xí)總時數(shù)約13.8萬。近幾年來，中心不斷地進行教學(xué)改革，不斷完善實習(xí)內(nèi)容，優(yōu)化實習(xí)結(jié)構(gòu)，進一步加快實習(xí)基地軟硬件的建設(shè)。

1 實習(xí)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)模式的發(fā)展

1.1 優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，調(diào)整實習(xí)內(nèi)容

實踐離不開理論的指導(dǎo)。在實習(xí)過程中，學(xué)生要做好每一個實習(xí)環(huán)節(jié)，就必須首先了解本環(huán)節(jié)的理論知識，做到以實際動手為主，理論講授為輔。因此，必須把每個環(huán)節(jié)的理論講授與工藝實習(xí)操作合理分配，華南理工大學(xué)建立了電子工藝實習(xí)中心(以下簡稱中心)。在過去十幾年實習(xí)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，調(diào)整了教學(xué)和實踐的內(nèi)容和比例。表1所示為本校固定實習(xí)模式中實習(xí)兩周的理論和實踐課時調(diào)整情況。調(diào)整后的實習(xí)實踐課時明顯增加，尤其是加入了計算機輔助設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)，替代了原來的手動布板設(shè)計，提高了實習(xí)效率。保持原來實習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)上不斷更新：(1)加入了采用絲網(wǎng)漏印技術(shù)[2]完成單片機控制LED流動顯示電路；(2)采用表面安裝技術(shù)[3]完成脈沖可調(diào)恒流充電器；(3)采用電腦設(shè)計、熱轉(zhuǎn)印方法[4]代替手工貼膠法制作防盜報警器等內(nèi)容。不僅作品內(nèi)容更新，所采取的工藝方法也在不斷增加完善。通過多種工藝方法的結(jié)合，讓學(xué)生接觸到傳統(tǒng)工藝的同時，也能學(xué)習(xí)集成化、自動化的現(xiàn)代生產(chǎn)工藝，培養(yǎng)企業(yè)行業(yè)所需要的綜合創(chuàng)新型人才。

1.2 統(tǒng)一固定式和開放式實習(xí)模式相結(jié)合

表1 固定實習(xí)模式中實習(xí)兩周的內(nèi)容和課時調(diào)整分配圖

基礎(chǔ)知識比較扎實，或需要更多創(chuàng)新能力培養(yǎng)的學(xué)生，以及參加各類電子和物理類設(shè)計大賽的學(xué)生，將采取開放實驗室模式。實施開放教學(xué)模式的措施主要有四個：(1)自由組織項目小組；(2)開放實習(xí)內(nèi)容；(3)開放實習(xí)時間；(4)開放儀器設(shè)備。如果電子工藝實習(xí)是其必修課，則達標(biāo)要求由指導(dǎo)老師指定，但范圍比較大，學(xué)生可以根據(jù)實習(xí)室的儀器設(shè)備條件和自身興趣自行擬定項目。對于需要參加各類電子和物理類競賽的同學(xué)，則有專門的課外實習(xí)活動室，實驗時間可以提前預(yù)約，學(xué)生來到實驗室時進行相關(guān)的登記后，即可使用對全校師生開放儀器設(shè)備，相關(guān)老師也會進行相應(yīng)的指導(dǎo)，實現(xiàn)了校內(nèi)公共資源和師資力量的共同開放。

2 加快實習(xí)平臺建設(shè)

2.1 建立了EDA多功能實習(xí)室

電路設(shè)計自動化 EDA(electronic design automation，EDA)指的就是將電路設(shè)計中各種工作交由計算機來協(xié)助完成[7]。隨著電子科技的蓬勃發(fā)展，新型元器件層出不窮，電子線路變得越來越復(fù)雜，電路的設(shè)計工作已經(jīng)無法單純依靠手工來完成，電子線路計算機輔助設(shè)計成為必然趨勢。Altium Designer是Altium公司推出的一體化的電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，這套軟件通過把原理圖設(shè)計、電路仿真、PCB繪制編輯、拓撲邏輯自動布線、信號完整性分析和設(shè)計輸出等技術(shù)的完美融合，其除了全面繼承包括Protel 99SE、Protel DXP在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點外，還增加了許多改進和很多高端功能[8]。

中心于2013年9月已經(jīng)成功將 Altium Designer軟件應(yīng)用于學(xué)生實習(xí)當(dāng)中，理論講授和學(xué)生實踐同步進行，教師通過同步多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)進行講授，同時工藝室有指導(dǎo)老師現(xiàn)場指導(dǎo)。教師講授和學(xué)生實操穿插進行，例如，講完原理圖設(shè)計之后給學(xué)生一定的學(xué)時自行操作，把原理圖現(xiàn)場畫出來，出現(xiàn)問題時可及時向現(xiàn)場指導(dǎo)的老師提問并解決，在原理圖和PCB布板設(shè)計環(huán)節(jié)實踐8個學(xué)時。實驗室已經(jīng)購買了配套的電腦硬件設(shè)施和同步教學(xué)系統(tǒng)，將之前單一功能的工藝操作室改造成既可進行工藝操作又能進行電路CAD多功能實習(xí)室。改變了之前只能理論教學(xué)，而學(xué)生無法通過實踐來熟悉掌握該軟件的狀況。由此實習(xí)中作品二由之前的手動設(shè)計，手動貼膠模式，改成了現(xiàn)在的通過軟件進行PCB布板設(shè)計，打印出圖之后通過熱轉(zhuǎn)印的方法實現(xiàn)。既讓學(xué)生不止局限于紙上談兵，提高實習(xí)興趣；又提高了實習(xí)效率，讓學(xué)生掌握更加有利于就業(yè)的知識。該項改革得到了所有參與實習(xí)學(xué)生的肯定和好評。

2.2 建立起“基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體實時同步教學(xué)系統(tǒng)”

“基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體實時同步教學(xué)系統(tǒng)”指的是在學(xué)生實習(xí)過程中可根據(jù)需要在單獨一個功能實驗室或多個功能實驗室同步進行實時的視像語音教學(xué)，該系統(tǒng)包括：音視頻采集、電子文檔采集、同步教學(xué)支持平臺、同步課件瀏覽[9]。音視頻采集工具負責(zé)采集壓縮授課現(xiàn)場的音視頻信號，并發(fā)送到同步教學(xué)支持平臺；電子文檔采集工具負責(zé)實時采集教師授課的屏幕數(shù)據(jù)，壓縮成Web圖片并發(fā)送到同步教學(xué)支持平臺；同步教學(xué)支持平臺接收音視頻采集工具采集壓縮打包發(fā)送的音視頻授課現(xiàn)場數(shù)據(jù)，同時接收電子文檔采集工具采集的教師授課屏幕數(shù)據(jù)，進行音視頻數(shù)據(jù)和屏幕數(shù)據(jù)三種媒體的同步組織，進行流化后向同步課件瀏覽工具進行直播服務(wù)。目前中心的三個工藝實驗室和教學(xué)室已經(jīng)建立起了多媒體實時同步教學(xué)系統(tǒng)，該教學(xué)系統(tǒng)的投入使用，不但可減輕教學(xué)人員的工作強度，提高工作效率，同時形成了良好的教與學(xué)的互動。

2.3 加強信息平臺建設(shè)，實現(xiàn)資源共享

開設(shè)了“電子工藝實習(xí)”網(wǎng)絡(luò)課程，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)突破了傳統(tǒng)教學(xué)的時空限制，具有信息量大、交互性強、覆蓋面廣等特點[10]。為了發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源共享優(yōu)勢，充分利用網(wǎng)上資源，進行了精品課程網(wǎng)站建設(shè)。電子工藝實習(xí)2005年被評為華南理工大學(xué)校級精品課程。精品課程體現(xiàn)我校當(dāng)前倡導(dǎo)的新的教育理念的示范性載體，對全校的課程教學(xué)起到示范、引導(dǎo)的作用。同時，中心已經(jīng)成功申報廣東省重點實驗示范中心，所以中心積極把建設(shè)精品課程和省示范中心作為一種手段，全面提高電子工藝實習(xí)的教學(xué)質(zhì)量，為該門基礎(chǔ)課程的發(fā)展不斷注入活力。并建設(shè)了電子工藝實習(xí)精品課程網(wǎng)站，網(wǎng)站上可以下載觀看教學(xué)課件、教學(xué)視頻、模擬考試、網(wǎng)上答疑等。為學(xué)生的學(xué)習(xí)和交流提供了良好的遠程平臺，實現(xiàn)資源共享。

2.4 自行研制開發(fā)實習(xí)專用設(shè)備，完善平臺建設(shè)

借助我?！?85工程”二期電子工藝實習(xí)平臺建設(shè)，促進了實習(xí)教學(xué)平臺的建設(shè)，購買了實驗室所需要的硬件儀器設(shè)備，以滿足學(xué)生實習(xí)的需求。在此基礎(chǔ)上，近年來中心積極研制開發(fā)既與生產(chǎn)實際相貼近，又適合本實驗室的特定環(huán)境使用的實習(xí)設(shè)備，先后研制了萬能表性能檢測儀、實習(xí)電路驗收器、電路板電動裁板機、線路板半自動腐蝕槽等實習(xí)專用設(shè)備，均已投入實習(xí)使用。此外，本中心業(yè)余開展各類電子儀器的研制及維修工作，例如對講機系統(tǒng)、值班傳呼系統(tǒng)、部隊模擬作戰(zhàn)對講廣播監(jiān)聽轉(zhuǎn)換通信系統(tǒng)和大型建筑模擬多路無線電遙控?zé)糇帜幌到y(tǒng)等；開發(fā)一批電子產(chǎn)品，包括點陣管測試儀、LED數(shù)碼管測試儀、電機斷相保護電路、紅外報警系統(tǒng)、溫度測試儀和水位控制器等。

3 高質(zhì)量的教師隊伍及完善的管理制度

3.1 組建“興華人才工程”團隊，實踐教學(xué)與科研并重的教師隊伍建設(shè)

在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師的主要職責(zé)是“導(dǎo)師” ，充分調(diào)動學(xué)生參與實習(xí)的積極性和主動性，引導(dǎo)學(xué)生大膽去探索和創(chuàng)新，養(yǎng)成學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)和遵守做人做事的基本原則。同時，在完善實踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，本中心也非常重視在職教師的理論素養(yǎng)和科研能力的提高。近五年來，中心教師隊伍主持國家自然科學(xué)基金項目3項；省級項目3項；校級科研項目幾十項，已授權(quán)專利22項，發(fā)表科研和教學(xué)論文50多篇；編寫了教材電子工藝基礎(chǔ)與實踐，并獲得中南地區(qū)大學(xué)出版社2011-2012年度優(yōu)秀教材二等獎；編寫了電子工藝實習(xí)指導(dǎo)書和電子線路計算機輔助設(shè)計實習(xí)講義。高質(zhì)量的教學(xué)隊伍，以及“導(dǎo)師”式的實習(xí)教學(xué)方式，有利于在實踐中，培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力和綜合水平。

3.2 完善管理制度，確保實習(xí)有序安全進行

中心有健全的管理制度，根據(jù)實際制定了中心管理制度、教師實習(xí)教學(xué)工作職責(zé)、實驗技術(shù)人員工作職責(zé)、學(xué)生實習(xí)守則、機加工室安全操作須知 和實驗技術(shù)人員考勤登記表等管理制度。對于教學(xué)材料檔案，實驗室使用記錄有實習(xí)室常規(guī)教學(xué)登記簿、學(xué)生課外制作記錄、實習(xí)學(xué)生實習(xí)情況及成績檔案、儀器設(shè)備檔案管理、自制設(shè)備設(shè)計圖、實習(xí)基地總體規(guī)劃圖、各功能室供配電系統(tǒng)、電氣照明系統(tǒng)、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)和弱電系統(tǒng)工程設(shè)計施工圖等，采用集中存放及專人管理，確保實習(xí)能夠安全有序進行。

4 結(jié)束語

“卓越計劃”實施的目標(biāo)是改善高等工程教育質(zhì)量，更好地向社會輸送高質(zhì)量的工程技術(shù)人才。電子工藝基礎(chǔ)知識和基本技能已經(jīng)成為大學(xué)生工程素質(zhì)的重要內(nèi)容。為了遵循國家“卓越計劃”人才培養(yǎng)目標(biāo)，貫徹華南理工大學(xué)“重人品、厚基礎(chǔ)、強能力、寬適應(yīng)”的辦學(xué)方針，本校電子工藝實習(xí)中心逐步實現(xiàn)“開放的基礎(chǔ)教學(xué)實驗基地、創(chuàng)新人才的素質(zhì)培養(yǎng)基地、教學(xué)改革的試驗基地、教師隊伍的建設(shè)基地”的發(fā)展目標(biāo)。

今后的發(fā)展中，我們將進一步樹立“素質(zhì)教育觀”和“創(chuàng)新教育觀”。加強校企合作和校際合作。將中心教師最新的科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，將學(xué)生創(chuàng)新實習(xí)成果轉(zhuǎn)化為電子成型產(chǎn)品。積極探索改革工程訓(xùn)練教學(xué)方法和手段，推行科研與工程教學(xué)有機結(jié)合，為培養(yǎng)創(chuàng)新性強、能夠適應(yīng)經(jīng)濟和社會發(fā)展需求的各類工程科技人才不斷探索發(fā)展。

[1] 劉金存.“卓越計劃”模式下的“校政合作”機制探討[J].揚州大學(xué)學(xué)報：高教研究版 ，2010，14(6)：27-29.

[2]龍一波.絲網(wǎng)漏印技術(shù)的應(yīng)用[J].材料保護，1993(3):191-192.

[3]何璞，楊啟洪.表面安裝技術(shù)在電子工藝實習(xí)中的應(yīng)用[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2010，8(1)：26-28.

[4] 陳亮，田丹碧，陳松.熱轉(zhuǎn)印法制作PCB技術(shù)[J].工藝與技術(shù)，2009(4):10-12.

[5] 李麗秀，楊啟洪.電子工藝實習(xí)發(fā)展的實踐與創(chuàng)新探討[J].實驗室研究與探索，2007，26(12)：126-128，139.

[6]廖繼海，楊啟洪，謝再晉，等.電子工藝實習(xí)開放教學(xué)的探索[J].中山大學(xué)學(xué)報論叢，2006，26(5)：10-12.

[7]曾繁泰， 李冰， 李曉林.EDA工程概論[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002.

[8]劉遠貴， 馬聰. Altium Designer電子設(shè)計應(yīng)用教程[M].北京: 清華大學(xué)出版社; 2011.

[9]呂智慧， 杰吳.基于網(wǎng)絡(luò)的多種媒體實時同步教學(xué)系統(tǒng)[OL].中國國家知識產(chǎn)權(quán)局， 歐洲專利數(shù)據(jù)庫 (Espacenet)，2009.

[10] 楊日福，楊啟洪，廖繼海，等.《電子工藝實習(xí)》網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計與實現(xiàn)[J]，中山大學(xué)學(xué)報論叢，2006，26(5)：22-26.

Development of Electronic Process Practice Curriculum in theContext of“Plan for Outstanding Engineers”

LI Lixiu1， ZHANG Cunfang2，YANG Rifu1

(1. Department of Physics, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China；2. Department of Chemistry and Environment, Dongguan University of Technology, Dongguan 523808, China)

The objective of implementing “Plan for Outstanding Engineers” is to cultivate innovative and all kinds of high quality engineers for the society. Electronic Process Practice Curriculum is a basic course of manufacturability and practices technology. It is the important content of basic quality education. Taking the implementation of “Plan for Outstanding Engineers’’ as the context, this paper introduces the development of the course in SCUT, including content of the curriculum, it’s platform construction, teaching staff construction and the management system, etc.

electronic process practice; plan for outstanding engineers; development; innovation

2014-09-24；修改日期: 2014-10-28

李麗秀(1979-)女，在職博士，工程師，主要從事電子工藝實習(xí)教學(xué)工作。

G642.0

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.04.040