电子工艺实习在创新意识培养与实践教学中作用

　一　引言
培养具有创新意识、实践能力和具有工程素养的复合型人才，对于提高国家的科技竞争力和制造业的水平，以及学生的就业和入职工作的适应能力，都具有重要的意义。就创新的意识和能力而言，创新者首先应具备本专业扎实的理论基础知识，具有很强的求知和探索的精神，具有广博的兴趣和触类旁通的思维，具有规范认真、细致严谨的动手能力。学生这些能力的培养，是我们每一个教师应该认真思考和努力实践的。电子工艺实习，是一门综合实训课，涉及电路分析、数字电路、模拟电路、EDA和单片机的相关内容；涉及到电路设计和仿真、画图、板材的制作、焊接工艺；涉及到电路故障的检查、成品的定型；涉及到材料的整理、论文的撰写及答辩等内容。这些都是具有创新意识、实践能力的复合型人才应有的基本素质。电子工艺实习是一个非常好的平台，应将现有的内容，更好地进行设计、充实，使其在学生创新意识的培养和实践教学中发挥作用。
二　电子工艺实习课程在创新意识、实践能力培养上的应用
在进行电子工艺实习课之前，学生已完成专业基础课及大部分专业课的理论学习，完成了相关的实验课程，掌握了相关仪器仪表的使用，掌握了常用元器件的外封装及测量。电子工艺实习课分三个步骤进行。
（一）　理论部分
例如，选用一个原理型的阶梯波电路，如图1所示；对各部分电路进行分析及原理讲解，各部分电路框图如图2所示。

图1　阶梯波电路原理图

图2　各部分电路框图
（二）　设计部分
学生以原理型电路为依据，检索资料，设计出自己的阶梯波电路。
（三）　操作部分
根据设计的电路，分组完成电路的成品。实习电路涉及到整流、稳压、多谐振荡器、计数器、电子门电路、运放电路。涵盖了数字和模拟两部分电路知识。在实习阶段，同时采用实地参观的形式与科研单位或厂家的设计师交流，了解一个电子产品的设计生产过程，参观流水线，了解生产工艺。
在课上通过板书、播放多媒体视频的方式讲解电路原理，强、弱电的用电知识，焊接工艺，PCB板的制作过程。学生根据原理设计出有自己特点的电路，并利用Protel、AutoCAD软件画出电路图，如图3所示；PCB板图，如图4所示；利用Multisim软件进行电路仿真，如图5所示；利用清华大学科教仪器厂开发的PCB板制作设备，完成电路板的制作，如图6所示；

图3　电路图

图4　PCB图

图5　Multisim仿真图

图6　PCB 印刷电路板 
接下来焊接成品电路板。利用仪器仪表进行测试并排查故障。电路的输出结果，如图7所示；根据实习项目撰写论文（报告），进行答辩。在整个电子工艺实习课的过程中，学生根据原理，在老师的指导下设计出独特的电路，应用了多种软件，完成了电路仿真、PCB板的制作、焊接、检测及故障排除。在这一过程中，学生完成了构思设计、生产制作、检测、排障、到形成成品的全过程，对学生工程素质和实践动手能力的训练、创意创新能力的培养都是一个全面的提高。课程完成后，绝大部分学生感到欣喜和有成就感，并且一些在理论课学习过程中遇到的问题，通过电子工艺实习课上的动手操作得到了解决。

图7　阶梯波电路波形图
三　拓展实践教学内容，激发学生创新能力与学习兴趣
实践教学的主角是学生，实践课是以干为主。在实践中，在“玩”中锻炼出综合素质，培养出良好的工作习惯。以电子工艺实习为例，它是以小型电子产品的设计、制造、调试和检测为载体，培养学生的工程实践能力，使学生获得电子产品制造工艺的基础知识，了解产品的制造过程，并初步具备电子产品设计、制造及开发的基本能力。目前，实践教学中的内容有：电路设计和仿真、元器件的识别、测量，仪表的使用，电路板焊接。拓展内容有：趣味电子制作，多种电子套件的组装、调试，趣味单片机实验，传感器电路实验。这些内容应与与大学生科技创新、开放实验、竞赛培训有机结合，充分开放实验室，共享实验仪器，使实验室变被动为主动。吸引学生主动走进实验室，积极参加实践活动、创新活动。
同时开设PCB板的制作工艺实验、SMT表面贴装工艺实验。清华大学科教仪器厂开发的这两套教学系统，是学生进行全方位电子工艺训练的良好工具。
在PCB板设计制作过程中，可以让学生学会设计，懂得制造工艺，掌握电路板的制作方法。在SMT表面贴技术实验中，将SMT技术作为电子工艺实习操作的一部分引入教学实习中，让学生亲自动手实践，用SMT设备完成元件的贴装工艺，使学生在实习实践中了解并接触到新技术、新工艺在电子产品中的应用，身临其境地感受到微电子技术的发展前景。
四　结语
综上所述，实践能力的训练，工程素质的培养，创新意识的培养，是一个从理论学习、模拟仿造、消化吸收，到创意创新的过程，是长期的、系统的工作，不是一蹴而就的。要有新的教学思想，新的教学内容，新的教学方法。要有一个良好的培养氛围，如在理论课学习阶段就应该对学生有所引导，同时开放实验室，共享实验设备资源，精心设置与安排实验课程与工艺实践课程。创新意识更应该是一种文化，深入到每个学生心中。“知之者，不如好知者”。兴趣是最好的老师，寓教于乐，寓学于乐。宽松自由的学术环境，更能激发创造的灵感。创新意识是国家建设的需要，是社会发展的需要，也是高校应该担负起的责任。