“卓越计划”背景下电子工艺实习课程的发展

李丽秀，张存芳，杨日福

(1.华南理工大学 物理与光电学院，广州 510641；2.东莞理工学院 化学与环境工程学院，广东 东莞 523808)

“卓越计划”背景下电子工艺实习课程的发展

李丽秀1，张存芳2，杨日福1

(1.华南理工大学 物理与光电学院，广州 510641；2.东莞理工学院 化学与环境工程学院，广东 东莞 523808)

“卓越计划”的目标是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。电子工艺实习是一门工艺性、实践性强的基础技术课程；是理工科各相关专业工程素质训练的基本环节。文章介绍了华南理工大学电子工艺实习课程在“卓越计划”背景下，在课程内容，实习平台及基地建设，师资队伍建设和管理制度等方面的建设和发展。

电子工艺；卓越计划；发展；创新

教育部“卓越工程师教育培养计划”以下简称“卓越计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措[1]。该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新性国家和人才强国战略服务。华南理工大学作为首批“卓越计划”实施高校，信息工程、软件工程、机械工程与自动化、土木工程、材料科学工程等多个专业已开设了“卓越班”。

电子工艺实习是一门工艺基本理论、训练操作技能、培养工程素质和创新能力的综合性实践课程，是本校的一门公共基础课，是培养工程技术人才的基础环节。课程开设20年以来，本校理工科所有专业学生均需参加本课程的学习。平均每年为本校18个学院的34个专业近2 000多名开设电子工艺实习课，年实习总时数约13.8万。近几年来，中心不断地进行教学改革，不断完善实习内容，优化实习结构，进一步加快实习基地软硬件的建设。

1 实习内容和结构模式的发展

1.1 优化课程结构，调整实习内容

实践离不开理论的指导。在实习过程中，学生要做好每一个实习环节，就必须首先了解本环节的理论知识，做到以实际动手为主，理论讲授为辅。因此，必须把每个环节的理论讲授与工艺实习操作合理分配，华南理工大学建立了电子工艺实习中心(以下简称中心)。在过去十几年实习经验的基础上，调整了教学和实践的内容和比例。表1所示为本校固定实习模式中实习两周的理论和实践课时调整情况。调整后的实习实践课时明显增加，尤其是加入了计算机辅助设计的实践环节，替代了原来的手动布板设计，提高了实习效率。保持原来实习内容的基础上不断更新：(1)加入了采用丝网漏印技术[2]完成单片机控制LED流动显示电路；(2)采用表面安装技术[3]完成脉冲可调恒流充电器；(3)采用电脑设计、热转印方法[4]代替手工贴胶法制作防盗报警器等内容。不仅作品内容更新，所采取的工艺方法也在不断增加完善。通过多种工艺方法的结合，让学生接触到传统工艺的同时，也能学习集成化、自动化的现代生产工艺，培养企业行业所需要的综合创新型人才。

1.2 统一固定式和开放式实习模式相结合

表1 固定实习模式中实习两周的内容和课时调整分配图

基础知识比较扎实，或需要更多创新能力培养的学生，以及参加各类电子和物理类设计大赛的学生，将采取开放实验室模式。实施开放教学模式的措施主要有四个：(1)自由组织项目小组；(2)开放实习内容；(3)开放实习时间；(4)开放仪器设备。如果电子工艺实习是其必修课，则达标要求由指导老师指定，但范围比较大，学生可以根据实习室的仪器设备条件和自身兴趣自行拟定项目。对于需要参加各类电子和物理类竞赛的同学，则有专门的课外实习活动室，实验时间可以提前预约，学生来到实验室时进行相关的登记后，即可使用对全校师生开放仪器设备，相关老师也会进行相应的指导，实现了校内公共资源和师资力量的共同开放。

2 加快实习平台建设

2.1 建立了EDA多功能实习室

电路设计自动化 EDA(electronic design automation，EDA)指的就是将电路设计中各种工作交由计算机来协助完成[7]。随着电子科技的蓬勃发展，新型元器件层出不穷，电子线路变得越来越复杂，电路的设计工作已经无法单纯依靠手工来完成，电子线路计算机辅助设计成为必然趋势。Altium Designer是Altium公司推出的一体化的电子产品开发系统，这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，其除了全面继承包括Protel 99SE、Protel DXP在内的先前一系列版本的功能和优点外，还增加了许多改进和很多高端功能[8]。

中心于2013年9月已经成功将 Altium Designer软件应用于学生实习当中，理论讲授和学生实践同步进行，教师通过同步多媒体网络教学系统进行讲授，同时工艺室有指导老师现场指导。教师讲授和学生实操穿插进行，例如，讲完原理图设计之后给学生一定的学时自行操作，把原理图现场画出来，出现问题时可及时向现场指导的老师提问并解决，在原理图和PCB布板设计环节实践8个学时。实验室已经购买了配套的电脑硬件设施和同步教学系统，将之前单一功能的工艺操作室改造成既可进行工艺操作又能进行电路CAD多功能实习室。改变了之前只能理论教学，而学生无法通过实践来熟悉掌握该软件的状况。由此实习中作品二由之前的手动设计，手动贴胶模式，改成了现在的通过软件进行PCB布板设计，打印出图之后通过热转印的方法实现。既让学生不止局限于纸上谈兵，提高实习兴趣；又提高了实习效率，让学生掌握更加有利于就业的知识。该项改革得到了所有参与实习学生的肯定和好评。

2.2 建立起“基于网络的多媒体实时同步教学系统”

“基于网络的多媒体实时同步教学系统”指的是在学生实习过程中可根据需要在单独一个功能实验室或多个功能实验室同步进行实时的视像语音教学，该系统包括：音视频采集、电子文档采集、同步教学支持平台、同步课件浏览[9]。音视频采集工具负责采集压缩授课现场的音视频信号，并发送到同步教学支持平台；电子文档采集工具负责实时采集教师授课的屏幕数据，压缩成Web图片并发送到同步教学支持平台；同步教学支持平台接收音视频采集工具采集压缩打包发送的音视频授课现场数据，同时接收电子文档采集工具采集的教师授课屏幕数据，进行音视频数据和屏幕数据三种媒体的同步组织，进行流化后向同步课件浏览工具进行直播服务。目前中心的三个工艺实验室和教学室已经建立起了多媒体实时同步教学系统，该教学系统的投入使用，不但可减轻教学人员的工作强度，提高工作效率，同时形成了良好的教与学的互动。

2.3 加强信息平台建设，实现资源共享

开设了“电子工艺实习”网络课程，网络教学突破了传统教学的时空限制，具有信息量大、交互性强、覆盖面广等特点[10]。为了发挥网络资源共享优势，充分利用网上资源，进行了精品课程网站建设。电子工艺实习2005年被评为华南理工大学校级精品课程。精品课程体现我校当前倡导的新的教育理念的示范性载体，对全校的课程教学起到示范、引导的作用。同时，中心已经成功申报广东省重点实验示范中心，所以中心积极把建设精品课程和省示范中心作为一种手段，全面提高电子工艺实习的教学质量，为该门基础课程的发展不断注入活力。并建设了电子工艺实习精品课程网站，网站上可以下载观看教学课件、教学视频、模拟考试、网上答疑等。为学生的学习和交流提供了良好的远程平台，实现资源共享。

2.4 自行研制开发实习专用设备，完善平台建设

借助我校“985工程”二期电子工艺实习平台建设，促进了实习教学平台的建设，购买了实验室所需要的硬件仪器设备，以满足学生实习的需求。在此基础上，近年来中心积极研制开发既与生产实际相贴近，又适合本实验室的特定环境使用的实习设备，先后研制了万能表性能检测仪、实习电路验收器、电路板电动裁板机、线路板半自动腐蚀槽等实习专用设备，均已投入实习使用。此外，本中心业余开展各类电子仪器的研制及维修工作，例如对讲机系统、值班传呼系统、部队模拟作战对讲广播监听转换通信系统和大型建筑模拟多路无线电遥控灯字幕系统等；开发一批电子产品，包括点阵管测试仪、LED数码管测试仪、电机断相保护电路、红外报警系统、温度测试仪和水位控制器等。

3 高质量的教师队伍及完善的管理制度

3.1 组建“兴华人才工程”团队，实践教学与科研并重的教师队伍建设

在实践教学环节中，教师的主要职责是“导师” ，充分调动学生参与实习的积极性和主动性，引导学生大胆去探索和创新，养成学生良好的科学素养和遵守做人做事的基本原则。同时，在完善实践教学的基础上，本中心也非常重视在职教师的理论素养和科研能力的提高。近五年来，中心教师队伍主持国家自然科学基金项目3项；省级项目3项；校级科研项目几十项，已授权专利22项，发表科研和教学论文50多篇；编写了教材电子工艺基础与实践，并获得中南地区大学出版社2011-2012年度优秀教材二等奖；编写了电子工艺实习指导书和电子线路计算机辅助设计实习讲义。高质量的教学队伍，以及“导师”式的实习教学方式，有利于在实践中，培养学生的科研创新能力和综合水平。

3.2 完善管理制度，确保实习有序安全进行

中心有健全的管理制度，根据实际制定了中心管理制度、教师实习教学工作职责、实验技术人员工作职责、学生实习守则、机加工室安全操作须知 和实验技术人员考勤登记表等管理制度。对于教学材料档案，实验室使用记录有实习室常规教学登记簿、学生课外制作记录、实习学生实习情况及成绩档案、仪器设备档案管理、自制设备设计图、实习基地总体规划图、各功能室供配电系统、电气照明系统、空调通风系统和弱电系统工程设计施工图等，采用集中存放及专人管理，确保实习能够安全有序进行。

4 结束语

“卓越计划”实施的目标是改善高等工程教育质量，更好地向社会输送高质量的工程技术人才。电子工艺基础知识和基本技能已经成为大学生工程素质的重要内容。为了遵循国家“卓越计划”人才培养目标，贯彻华南理工大学“重人品、厚基础、强能力、宽适应”的办学方针，本校电子工艺实习中心逐步实现“开放的基础教学实验基地、创新人才的素质培养基地、教学改革的试验基地、教师队伍的建设基地”的发展目标。

今后的发展中，我们将进一步树立“素质教育观”和“创新教育观”。加强校企合作和校际合作。将中心教师最新的科研成果转化为教学内容，将学生创新实习成果转化为电子成型产品。积极探索改革工程训练教学方法和手段，推行科研与工程教学有机结合，为培养创新性强、能够适应经济和社会发展需求的各类工程科技人才不断探索发展。

[1] 刘金存.“卓越计划”模式下的“校政合作”机制探讨[J].扬州大学学报：高教研究版 ，2010，14(6)：27-29.

[2]龙一波.丝网漏印技术的应用[J].材料保护，1993(3):191-192.

[3]何璞，杨启洪.表面安装技术在电子工艺实习中的应用[J].实验科学与技术，2010，8(1)：26-28.

[4] 陈亮，田丹碧，陈松.热转印法制作PCB技术[J].工艺与技术，2009(4):10-12.

[5] 李丽秀，杨启洪.电子工艺实习发展的实践与创新探讨[J].实验室研究与探索，2007，26(12)：126-128，139.

[6]廖继海，杨启洪，谢再晋，等.电子工艺实习开放教学的探索[J].中山大学学报论丛，2006，26(5)：10-12.

[7]曾繁泰， 李冰， 李晓林.EDA工程概论[M].北京：清华大学出版社，2002.

[8]刘远贵， 马聪. Altium Designer电子设计应用教程[M].北京: 清华大学出版社; 2011.

[9]吕智慧， 杰吴.基于网络的多种媒体实时同步教学系统[OL].中国国家知识产权局， 欧洲专利数据库 (Espacenet)，2009.

[10] 杨日福，杨启洪，廖继海，等.《电子工艺实习》网络课程的设计与实现[J]，中山大学学报论丛，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

李丽秀(1979-)女，在职博士，工程师，主要从事电子工艺实习教学工作。

G642.0

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.04.040