“卓越計(jì)劃”背景下電子工藝實(shí)習(xí)課程的發(fā)展

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(jì)劃”背景下電子工藝實(shí)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(jì)劃”的目標(biāo)是培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類(lèi)型工程技術(shù)人才。電子工藝實(shí)習(xí)是一門(mén)工藝性、實(shí)踐性強(qiáng)的基礎(chǔ)技術(shù)課程；是理工科各相關(guān)專(zhuān)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(shí)習(xí)課程在“卓越計(jì)劃”背景下，在課程內(nèi)容，實(shí)習(xí)平臺(tái)及基地建設(shè)，師資隊(duì)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(jì)劃；發(fā)展；創(chuàng)新

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”以下簡(jiǎn)稱(chēng)“卓越計(jì)劃”是貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》的重大改革項(xiàng)目，也是促進(jìn)我國(guó)由工程教育大國(guó)邁向工程教育強(qiáng)國(guó)的重大舉措[1]。該計(jì)劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類(lèi)型工程技術(shù)人才，為國(guó)家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新性國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略服務(wù)。華南理工大學(xué)作為首批“卓越計(jì)劃”實(shí)施高校，信息工程、軟件工程、機(jī)械工程與自動(dòng)化、土木工程、材料科學(xué)工程等多個(gè)專(zhuān)業(yè)已開(kāi)設(shè)了“卓越班”。

電子工藝實(shí)習(xí)是一門(mén)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(shí)踐課程，是本校的一門(mén)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(kāi)設(shè)20年以來(lái)，本校理工科所有專(zhuān)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(gè)學(xué)院的34個(gè)專(zhuān)業(yè)近2 000多名開(kāi)設(shè)電子工藝實(shí)習(xí)課，年實(shí)習(xí)總時(shí)數(shù)約13.8萬(wàn)。近幾年來(lái)，中心不斷地進(jìn)行教學(xué)改革，不斷完善實(shí)習(xí)內(nèi)容，優(yōu)化實(shí)習(xí)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步加快實(shí)習(xí)基地軟硬件的建設(shè)。

1 實(shí)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(shí)習(xí)內(nèi)容

實(shí)踐離不開(kāi)理論的指導(dǎo)。在實(shí)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生要做好每一個(gè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，就必須首先了解本環(huán)節(jié)的理論知識(shí)，做到以實(shí)際動(dòng)手為主，理論講授為輔。因此，必須把每個(gè)環(huán)節(jié)的理論講授與工藝實(shí)習(xí)操作合理分配，華南理工大學(xué)建立了電子工藝實(shí)習(xí)中心(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中心)。在過(guò)去十幾年實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，調(diào)整了教學(xué)和實(shí)踐的內(nèi)容和比例。表1所示為本校固定實(shí)習(xí)模式中實(shí)習(xí)兩周的理論和實(shí)踐課時(shí)調(diào)整情況。調(diào)整后的實(shí)習(xí)實(shí)踐課時(shí)明顯增加，尤其是加入了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，替代了原來(lái)的手動(dòng)布板設(shè)計(jì)，提高了實(shí)習(xí)效率。保持原來(lái)實(shí)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(jī)控制LED流動(dòng)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(jì)、熱轉(zhuǎn)印方法[4]代替手工貼膠法制作防盜報(bào)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(guò)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(shí)，也能學(xué)習(xí)集成化、自動(dòng)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(kāi)放式實(shí)習(xí)模式相結(jié)合

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

基礎(chǔ)知識(shí)比較扎實(shí)，或需要更多創(chuàng)新能力培養(yǎng)的學(xué)生，以及參加各類(lèi)電子和物理類(lèi)設(shè)計(jì)大賽的學(xué)生，將采取開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室模式。實(shí)施開(kāi)放教學(xué)模式的措施主要有四個(gè)：(1)自由組織項(xiàng)目小組；(2)開(kāi)放實(shí)習(xí)內(nèi)容；(3)開(kāi)放實(shí)習(xí)時(shí)間；(4)開(kāi)放儀器設(shè)備。如果電子工藝實(shí)習(xí)是其必修課，則達(dá)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(shí)習(xí)室的儀器設(shè)備條件和自身興趣自行擬定項(xiàng)目。對(duì)于需要參加各類(lèi)電子和物理類(lèi)競(jìng)賽的同學(xué)，則有專(zhuān)門(mén)的課外實(shí)習(xí)活動(dòng)室，實(shí)驗(yàn)時(shí)間可以提前預(yù)約，學(xué)生來(lái)到實(shí)驗(yàn)室時(shí)進(jìn)行相關(guān)的登記后，即可使用對(duì)全校師生開(kāi)放儀器設(shè)備，相關(guān)老師也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了校內(nèi)公共資源和師資力量的共同開(kāi)放。

2 加快實(shí)習(xí)平臺(tái)建設(shè)

2.1 建立了EDA多功能實(shí)習(xí)室

電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化 EDA(electronic design automation，EDA)指的就是將電路設(shè)計(jì)中各種工作交由計(jì)算機(jī)來(lái)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(lái)越復(fù)雜，電路的設(shè)計(jì)工作已經(jīng)無(wú)法單純依靠手工來(lái)完成，電子線路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)成為必然趨勢(shì)。Altium Designer是Altium公司推出的一體化的電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，這套軟件通過(guò)把原理圖設(shè)計(jì)、電路仿真、PCB繪制編輯、拓?fù)溥壿嬜詣?dòng)布線、信號(hào)完整性分析和設(shè)計(jì)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(diǎn)外，還增加了許多改進(jìn)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(shí)習(xí)當(dāng)中，理論講授和學(xué)生實(shí)踐同步進(jìn)行，教師通過(guò)同步多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行講授，同時(shí)工藝室有指導(dǎo)老師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。教師講授和學(xué)生實(shí)操穿插進(jìn)行，例如，講完原理圖設(shè)計(jì)之后給學(xué)生一定的學(xué)時(shí)自行操作，把原理圖現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)出來(lái)，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可及時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)的老師提問(wèn)并解決，在原理圖和PCB布板設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)實(shí)踐8個(gè)學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)購(gòu)買(mǎi)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(jìn)行工藝操作又能進(jìn)行電路CAD多功能實(shí)習(xí)室。改變了之前只能理論教學(xué)，而學(xué)生無(wú)法通過(guò)實(shí)踐來(lái)熟悉掌握該軟件的狀況。由此實(shí)習(xí)中作品二由之前的手動(dòng)設(shè)計(jì)，手動(dòng)貼膠模式，改成了現(xiàn)在的通過(guò)軟件進(jìn)行PCB布板設(shè)計(jì)，打印出圖之后通過(guò)熱轉(zhuǎn)印的方法實(shí)現(xiàn)。既讓學(xué)生不止局限于紙上談兵，提高實(shí)習(xí)興趣；又提高了實(shí)習(xí)效率，讓學(xué)生掌握更加有利于就業(yè)的知識(shí)。該項(xiàng)改革得到了所有參與實(shí)習(xí)學(xué)生的肯定和好評(píng)。

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

“基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體實(shí)時(shí)同步教學(xué)系統(tǒng)”指的是在學(xué)生實(shí)習(xí)過(guò)程中可根據(jù)需要在單獨(dú)一個(gè)功能實(shí)驗(yàn)室或多個(gè)功能實(shí)驗(yàn)室同步進(jìn)行實(shí)時(shí)的視像語(yǔ)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(tái)、同步課件瀏覽[9]。音視頻采集工具負(fù)責(zé)采集壓縮授課現(xiàn)場(chǎng)的音視頻信號(hào)，并發(fā)送到同步教學(xué)支持平臺(tái)；電子文檔采集工具負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)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(tái)；同步教學(xué)支持平臺(tái)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(chǎng)數(shù)據(jù)，同時(shí)接收電子文檔采集工具采集的教師授課屏幕數(shù)據(jù)，進(jìn)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(jìn)行流化后向同步課件瀏覽工具進(jìn)行直播服務(wù)。目前中心的三個(gè)工藝實(shí)驗(yàn)室和教學(xué)室已經(jīng)建立起了多媒體實(shí)時(shí)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(qiáng)度，提高工作效率，同時(shí)形成了良好的教與學(xué)的互動(dòng)。

2.3 加強(qiáng)信息平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)資源共享

開(kāi)設(shè)了“電子工藝實(shí)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(shí)空限制，具有信息量大、交互性強(qiáng)、覆蓋面廣等特點(diǎn)[10]。為了發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源共享優(yōu)勢(shì)，充分利用網(wǎng)上資源，進(jìn)行了精品課程網(wǎng)站建設(shè)。電子工藝實(shí)習(xí)2005年被評(píng)為華南理工大學(xué)校級(jí)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(duì)全校的課程教學(xué)起到示范、引導(dǎo)的作用。同時(shí)，中心已經(jīng)成功申報(bào)廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(shí)習(xí)的教學(xué)質(zhì)量，為該門(mén)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(shí)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(yuǎn)程平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源共享。

2.4 自行研制開(kāi)發(fā)實(shí)習(xí)專(zhuān)用設(shè)備，完善平臺(tái)建設(shè)

借助我校“985工程”二期電子工藝實(shí)習(xí)平臺(tái)建設(shè)，促進(jìn)了實(shí)習(xí)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)，購(gòu)買(mǎi)了實(shí)驗(yàn)室所需要的硬件儀器設(shè)備，以滿足學(xué)生實(shí)習(xí)的需求。在此基礎(chǔ)上，近年來(lái)中心積極研制開(kāi)發(fā)既與生產(chǎn)實(shí)際相貼近，又適合本實(shí)驗(yàn)室的特定環(huán)境使用的實(shí)習(xí)設(shè)備，先后研制了萬(wàn)能表性能檢測(cè)儀、實(shí)習(xí)電路驗(yàn)收器、電路板電動(dòng)裁板機(jī)、線路板半自動(dòng)腐蝕槽等實(shí)習(xí)專(zhuān)用設(shè)備，均已投入實(shí)習(xí)使用。此外，本中心業(yè)余開(kāi)展各類(lèi)電子儀器的研制及維修工作，例如對(duì)講機(jī)系統(tǒng)、值班傳呼系統(tǒng)、部隊(duì)模擬作戰(zhàn)對(duì)講廣播監(jiān)聽(tīng)轉(zhuǎn)換通信系統(tǒng)和大型建筑模擬多路無(wú)線電遙控?zé)糇帜幌到y(tǒng)等；開(kāi)發(fā)一批電子產(chǎn)品，包括點(diǎn)陣管測(cè)試儀、LED數(shù)碼管測(cè)試儀、電機(jī)斷相保護(hù)電路、紅外報(bào)警系統(tǒng)、溫度測(cè)試儀和水位控制器等。

3 高質(zhì)量的教師隊(duì)伍及完善的管理制度

3.1 組建“興華人才工程”團(tuán)隊(duì)，實(shí)踐教學(xué)與科研并重的教師隊(duì)伍建設(shè)

在實(shí)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(dòng)學(xué)生參與實(shí)習(xí)的積極性和主動(dòng)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(shí)，在完善實(shí)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(lái)，中心教師隊(duì)伍主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目3項(xiàng)；省級(jí)項(xiàng)目3項(xiàng)；校級(jí)科研項(xiàng)目幾十項(xiàng)，已授權(quán)專(zhuān)利22項(xiàng)，發(fā)表科研和教學(xué)論文50多篇；編寫(xiě)了教材電子工藝基礎(chǔ)與實(shí)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(jiǎng)；編寫(xiě)了電子工藝實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)和電子線路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)講義。高質(zhì)量的教學(xué)隊(duì)伍，以及“導(dǎo)師”式的實(shí)習(xí)教學(xué)方式，有利于在實(shí)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(shí)習(xí)有序安全進(jìn)行

中心有健全的管理制度，根據(jù)實(shí)際制定了中心管理制度、教師實(shí)習(xí)教學(xué)工作職責(zé)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員工作職責(zé)、學(xué)生實(shí)習(xí)守則、機(jī)加工室安全操作須知 和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員考勤登記表等管理制度。對(duì)于教學(xué)材料檔案，實(shí)驗(yàn)室使用記錄有實(shí)習(xí)室常規(guī)教學(xué)登記簿、學(xué)生課外制作記錄、實(shí)習(xí)學(xué)生實(shí)習(xí)情況及成績(jī)檔案、儀器設(shè)備檔案管理、自制設(shè)備設(shè)計(jì)圖、實(shí)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(jì)施工圖等，采用集中存放及專(zhuān)人管理，確保實(shí)習(xí)能夠安全有序進(jìn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

“卓越計(jì)劃”實(shí)施的目標(biāo)是改善高等工程教育質(zhì)量，更好地向社會(huì)輸送高質(zhì)量的工程技術(shù)人才。電子工藝基礎(chǔ)知識(shí)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(guó)家“卓越計(jì)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(qiáng)能力、寬適應(yīng)”的辦學(xué)方針，本校電子工藝實(shí)習(xí)中心逐步實(shí)現(xiàn)“開(kāi)放的基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)基地、創(chuàng)新人才的素質(zhì)培養(yǎng)基地、教學(xué)改革的試驗(yàn)基地、教師隊(duì)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(jìn)一步樹(shù)立“素質(zhì)教育觀”和“創(chuàng)新教育觀”。加強(qiáng)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(shí)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(jī)結(jié)合，為培養(yǎng)創(chuàng)新性強(qiáng)、能夠適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需求的各類(lèi)工程科技人才不斷探索發(fā)展。

[1] 劉金存.“卓越計(jì)劃”模式下的“校政合作”機(jī)制探討[J].揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)：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(hù)，1993(3):191-192.

[3]何璞，楊啟洪.表面安裝技術(shù)在電子工藝實(shí)習(xí)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)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(shí)習(xí)發(fā)展的實(shí)踐與創(chuàng)新探討[J].實(shí)驗(yàn)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(shí)習(xí)開(kāi)放教學(xué)的探索[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)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(yuǎn)貴， 馬聰. Altium Designer電子設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)同步教學(xué)系統(tǒng)[OL].中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局， 歐洲專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù) (Espacenet)，2009.

[10] 楊日福，楊啟洪，廖繼海，等.《電子工藝實(shí)習(xí)》網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]，中山大學(xué)學(xué)報(bào)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(shí)習(xí)教學(xué)工作。

G642.0

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.04.040