工程教育背景下电装实习改革探索与实践

薛　梅

(南京邮电大学　电子科学与工程学院，南京　210023)



工程教育背景下电装实习改革探索与实践

薛梅

(南京邮电大学电子科学与工程学院，南京210023)

电子装配实习作为工科学生学习电类课程的入门实践性课程，承担着激发学生学习兴趣、提高动手能力和培养创新思维的重任。该文针对现有电子装配实习课程中存在的电子产品落后、装配工艺单一、教学模式不能因人而异的弊病，提出了以工程训练为中心，构建基础实践、综合实训、创新设计3个层次的课程体系改革思路，总结了改革试点的成果。

电子装配实习；工程教育；分层次教学；翻转课堂

电子装配实习是高校理工科各专业的基础课程。在我国工程教育背景下，培养具有工程意识的人才已成为电子装配实习课程的主要目的。该课程对提高学生的工程实践能力和分析解决实际问题的能力有着重要的引导作用。该课程以电子技术为理论，以小型电子产品的焊接、组装、调试为载体，使学生获得电子制造工艺的基础知识，并初步具备设计、开发电子产品的能力。电子装配实习将给学生一个首次接触电子电路实际操作的机会，为以后相关专业课的学习提供一个鲜明的感性认识。

这门课程主要任务是让学生通过独立安装、调试电子产品，达到掌握正确的焊接方法，了解产品生产工艺以及提高解决产品质量问题的能力[1]。而电子产品的生产技术日新月异，这门课程更要和日益发展的电子技术接轨，积极地创造条件把新技术、新工艺逐步引入到电装实习中来，时刻保持实习的先进性。让学生不仅认识理论与实际电路的关系，还能掌握一部分先进的生产技术，激发学生学习热情，培养基本技能，提高实践动手能力[2]。

1　电子装配实习存在的问题

1.1教学目标不明确，培养模式单一，缺乏层次

电子装配实习是我校的专业基础课，面向对象既有通信工程专业、电子科学与技术等电类专业的学生，也有计算机科学与技术、应用物理学等非电类专业的学生。各个专业的培养目标不同，对电子装配实习课程的要求不一样。原来电子装配实习课程安排未能充分考虑学生学科方向和知识结构以及个人能力等差别，采用统一的教学大纲，教学方法单一，教学内容完全一致，致使能力强的学生任务完成快，实习时间不饱满，往往意犹未尽；能力相对较弱的学生感觉难度大，对后续电工电子理论和实验课程产生恐惧心理，甚至害怕动手，实习没有达到预期效果，也难以为工程教育打好基础。

1.2教师工程教育教学理念淡薄，教学方法灌输多，启发少

我校自设置电子装配实习课程以来，就有部分教师认为，为期一周的课程仅仅是让学生认识一下，了解电子产品的生产工艺，即使调测中碰到故障，也不指导学生查找问题，而是一味地包办代替。整个教学环节延续“填鸭式”风格，致使学生对课程的态度不端正，丧失该实践课程工程训练的目的。

1.3实习载体近十年未变，严重落后于产业发展的实际需求

课程主要焊接产品是TY360型指针式万用表，采用纯手工焊接技术，焊接元件为通孔插装元件，产品测量精度对焊接和装配质量依赖性强。目前，市面上已经用集成度高、体积小、信号传输速度快、彼此间干扰小的表面贴装电子元件为主的电子产品代替了以通孔插装元件为主的电子产品，实习的焊接产品和先进的生产技术严重脱节，难以起到示范作用。

2　电子装配实习创新与实践

2.1建立以工程训练为中心，基础实践、综合实训、创新设计3个层次的电子装配课程体系

为了解决学生专业与能力上的差异和教学内容单调统一之间的矛盾，我们为电子装配课程设定了以下3个层次的教学内容。

1)基础实践层次。包含手工焊接练习、元器件识别和检测、印刷电路板的绘制。

应用物理学、生物医学工程、数字媒体技术等偏理科专业的学生，对其电类课程的学习要求较低，通过电装实习，能初步掌握手工焊接技术，认识基本电子元器件，对印刷电路板的设计有直观的认识，为今后理论课程的学习打下基础，提高动手能力，完善自身科技素养，达到基本工程训练的目的。

2)综合实训层次。包含一项以上电子产品的装配和调试。

光电工程、计算机科学与技术、信息安全、网络工程等非电类专业的学生，对其电类课程的要求稍高，工程训练难度需要加大。通过综合实训层次的电装实习，学生不但掌握焊接技术，认识基本电子元器件，还通过电子产品的装配和调测，认识电子产品的生产过程和调测原理，提高自己动手装配和调试电子电路的能力，激发电子电路学习兴趣。同时电装实习有助于提高学生动手能力、综合分析能力和解决实际问题的能力，培养学生工程师的素质。

3)创新设计层次。根据给定或自拟命题，自行设计并制作印刷电路板，装配调测，最终实现该课题。

通信工程、电子科学与技术等专业的学生的电类课程难度最大，要求最高。他们中相当一部分同学通过理论和实验的学习，成为大学生电子设计大赛的主力军，今后就业方向也是电子产品研发和生产。这部分学生的电装实习工程训练的难度要求最高，除了完成现成电子产品的装配和调测，还要根据自身理论基础，设计并制作一个小型电子产品。通过创新设计，掌握小系统设计、印刷电路板的制作和电路的调测方法等，加深理解电路设计的规范要求，开拓设计思路和设计理念。

2.2更新工程教育教学理念，引入翻转课堂等新的教学模式

工程教育背景下，实践教学的改革首先要有先进的工程教育理念作指导。一直以来，实践教学因为课时数较少，老师和学生对课程的重要性认识不足。我校在2012—2014年连续申请了4个专业的工程专业认证。老师们借助工程专业认证的机会，加强学习，充分认识到实践课程的设置就是构建一个虚拟的企业情境，是培养学生的思维方式和解决实际问题的能力的重要途径[3-4]。

在电子装配实习教学过程中，老师教、学生听的传统课堂，学生的学习效果差，往往很难抓住课堂教学重点，碰到实际问题也无法结合理论知识解决。实习教学过程中，将学生分组，要求学生通过网络自学需要掌握的知识点，在课堂上学生用多媒体或者实物演示等形式，将实习过程中碰到的问题总结归纳，并把重点、难点讲解给大家，老师只参与点评。实践证明，学生教学生的翻转课堂，极大地提高课堂效率，也充分调动了学生学习的积极性和主动性[5-7]。

2.3结合实际，开发电子装配实习课程所需新型电子产品、丰富自主创新设计课题资源

1)原有的TY360型万用表是模拟指针式万用表，其精度、灵敏度低，可读性差，功能简单，原有的通孔元件焊接工艺，因集成度低，体积较大，已经不再适合现代电子技术的生产需要。DT830T型数字万用表是三位半液晶显示小型数字万用表，精度高、功能全、体积小、读数方便。其中A/D转换集成电路ICL7106CM44和运算放大器LM358是集成度高，体积小的表面贴装元件。[8]通过回流焊等现代工艺的示范教学和表面贴装技术与通孔元件焊接技术综合训练，学生既掌握多种手工焊接技术，也对电子产品的先进生产工艺有了清晰的感性认识。

2)电子装配实习课程多数在大一下期或大二上期开设，学生学习了基础电类课程电路分析，完成了部分物理电学实验，有的已经开始模拟电子线路课程学习，初步具备电学的基础知识。单片机最小系统、可充电LED台灯、串联型稳压电源、函数信号发生器、篮球比赛计时器、微型贴片调频收音机等电路兼具实用性和趣味性，电路原理较简单，元器件数量较少。学生通过这些项目的设计、制作，能基本掌握电路工作原理，学会快速制板技术以及电子产品装配调试方法，既锻炼了动手能力，也拓展了知识面，培养了创新精神。

3　电子装配实习课程改革实践效果

电子装配实习改革以试点班的形式展开。改革初期，选取四个班试点焊接新型DT830T型数字式万用表，后期选取两个班开展“创新设计”层次教学试点。经过3年的改革摸索，总结了以下3个方面的改革经验。

1)数字式万用表的装配和调试，无论从工艺水平还是产品质量都远远优于模拟指针式万用表。学生经过一周电装实习，不但完成电子产品生产、制造过程的感性认知，还通过自己的劳动，收获了一块实用性很强的手持式仪表—数字万用表。成功装配一件电子产品，成为学生课程学习的强劲动力。目前我校已将全校电子装配实习课程的产品转型为DT830T型数字万用表。

3)将电子装配实习和其余实践性课程环节有机结合。“创新设计”层次电装实习总课时数超过了大纲规定的课时数，学生在课内不一定能完成创新训练项目。任课教师将校级“开放实验项目”和电子装配实习课程结合起来，有效地解决了课时不足的问题。开放实验项目，一般是指教师根据实验室硬件资源，不脱离课内实验而设定的一些要求较高的实验项目，这些项目是教师从教学和科研中提炼出来，有较强的设计性和综合性[9]。开放实验项目多是利用实验室开放的时间完成，学生完成开放实验项目后可以获得相应的自主个性化学分。在电子装配实习“创新设计”层次的学生，选择自己感兴趣的“开放实验项目”，利用额外课时，既完成创新设计课题，又获得了自主个性化学分。这种灵活的课程结合方式，密切了课程间的关联性，教学效果很好。

4　结束语

电子装配课程要适应当今工程教育背景下电子技术发展的要求，要因人而异、因材施教，和电工学、模拟电子线路、数字逻辑电路等理论教学相结合，探索一条既避免教学内容重复、知识点遗漏，又能提高学生综合素质、创新意识、工程实践能力的新路。以上课程改革实践仅仅在工程教育研究道路上迈出了一小步，今后的课程探索任重而道远。

[1]黄松.加强电工实习教学质量，提高学生综合素质——浅谈电工实习新方案的思路[J].成功(教育)，2010(4)：291.

[2]石鹏.电工实习教学的几点体会[J].辽宁教育行政学院学报，2009(12)：136.

[3]任正义，刘思嘉，王冬.现代工程师的工程意识[J].实验室研究与探索，2013(3)：194-198.

[4]陈国松.我国重点大学本科工程教育教学改革研究.[D].武汉：华中科技大学，2012：76-86.

[5]刘浩.关于我国大学“慕课”建设的几点思考.[J].实验室研究与探索，2014(12)：249.

[6] 何朝阳， 欧玉芳， 曹祁.美国大学翻转课堂教学模式的启示[J].高等工程教育研究，2014(2)：148-152.

[7]任红杰.关于高校互动式教学的思考[J].高校理论战线，2007(5)：43-46.

[8]肖建，林宏，刘艳等.电子装配实践教程[M].北京：人民邮电出版社，2014：103-125.

[9]郑春龙，邵红艳，钟振余，等.创新性开放实验项目建设的探索与实践[J].实验技术与管理，2009(10)：15-17.

Exploration and Practice of Reform in Electronics Assembled Practice Based on Engineering Education

XUE Mei

(CollegeofElectronicScienceandEngineering，NanjingUniversityofPostsandTelecommunication，Nanjing210023，China)

Electronicassemblypracticeservesastheintroductorypracticecourseforengineeringstudentstolearntheelectroniccourse.Besides，italsobearstheresponsibilitytomotivatelearninginterest，improvethepracticaloperationabilityandfostertheinnovativethinking.Intermsofthedefectsintheelectronicassemblypracticalcourses，suchasthebackwardelectronicproducts，fewassemblytechnologies，andtheteachingmodelcouldnotadapttodifferentpersonsandsoon，thispaperproposesthecoursesystemreformthinkingpatternof“takingtheengineeringtrainingasthecenter，settingthreelevelsofbasicpractice，comprehensivetrainingandinnovativedesign”andsummarizestheachievementsofthereformpilots.

electronicsassembledpractice；engineeringeducation；stratifiedteaching；flippedclassroom

2015-04-16；修改日期: 2015-06-13

南京邮电大学实验室研究课题(2015XSG10)。

薛梅(1971-)，女，硕士，高级实验师，主要从事通信与信息技术方面的研究。

G642.44

Adoi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.04.056