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电子工艺与CAD教学改革与实训

2018/5/3    来源:互联网    作者:祝加雄      
关键字:教学改革  电子工艺  CAD  
本文从优化教学内容,模块化的训练模式,多方位的评价机制,改善实习设施,改进教学方法和手段,加强教材建设等方面进行改革与实践,提出了具体改革思路,以培养学生的创新能力和工程实践能力。

一、引言

    目前技术类本科的电子工艺与CAD教学内容,分为CAD设计部分和装调工艺部分,以手工装配小型电子产品为主,训练学生装配、焊接、调试能力,电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路芯片等元器件识别及万用表进行测试与识别,装调工艺部分培养学生对产品工艺相关知识,是电子产品功能上的完善和外观美化。通过多年的实训总结,学生实践动手能力得到了一定程度的提高,但电子装调与CAD实训课程教学中又出现了一些新的问题,主要有以下三点。

    1.教学观念陈旧,教学手段和方法单一,学生对实习的重要性认识不够,态度不够积极,学习兴趣有所下降,主动性变差,甚至还有代做的现象发生,这都不利于学生实践能力的培养。

    2.教学设备落后等问题。

    3.考核方式单一。考核方式采取单一的笔试和实习报告,抄袭现象严重,而且也无法区分学生的能力,也体现不出学生分析问题和解决问题的实践能力。

    为此我们改变培训模式,改善实习设施,优化教学内容,改进教学方法和手段,加强教材建设等方面进行改革和与实践,培养学生实践能力和创新意识。

二、教学方法设置

    (一)提出项目

    项目的提出要以电子工艺装调与CAD教学大纲为依据,既要与大纲紧密结合,又要有一定的实际生活空间,让学生既能掌握本门的知识要点,又能在该项目上进行自主创新,项目的难易程度需要针对学生的实际水平来调整确定。因此我们在每一个项目中都设置了一级、二级要求。学生根据自身能力,在课堂规定时间内,完成不同要求,逐级提升自己的能力。

    (二)分析项目

    分析任务在教师指导下进行,采用讨论、问答等方式把总任务分解成一些“阶段任务”,逐步细化。从而培养学生细化项目的方法,并明确目标,树立信心。

    (三)自主学习

    细化项目之后,学生需要到图书馆或网络上查找相关技术资料,并分类学习,相互交流。最后讨论形成解决“分项目”的方法。并可申请到开放的实验室进行训练,完成相关“分项目”。

    (四)完成项目

    完成项目是一个由完成“分项目”到“总项目”的过程,该过程是一个由技术理论到实践验证阶段,许多学生会遇到很多意想不到的问题,指导教师除了利用课堂时间,还需要利用答疑与实验室开放时间,对学生进行细化指导,站在学生的角度帮助学生解决在理论与实践中遇到的困难,督促学生及时消化任务内容并按时完成项目。

    (五)过程评价

    任务完成后的总结评价是必不可少的重要环节。我们在该课程中特别提出课程评价机制。每个小项目完成后,都需要让学生到课堂上来表达、分享自己在该项目中如何学习,并学会了什么。通过总结,使学生自己和其他同学找到自己理论和操作上的不足。教师在课堂上对学生完成的项目情况做出检测和评价,提出该项目的创新处与改进意见,有助于学生的学习得到肯定并得以提高。

三、教学内容设置

    1.基础型主要有:“安全用电常识”、“电子元件识别与测量”、“常用仪器仪表的使用”、“手工焊接工具的使用”以及“拆焊与焊接训练”等5个项目。重点让学生掌握电子仪器的使用,并结合具体电路进行测试,或设计简单电路并焊接验证,为后续的项目打下基础。

    2.提高型主要有:“Altium Designer6的使用”、“放大电路的设计”、“声光控电路设计”、“基于单片机的数据采集系统的设计”等8个项目。采用总项目到分项目的方式,进行模块设计,要求学生运用Altium Designer6独立完成电路仿真,PCB板的设计等环节,激发学生自主学习和创新设计的积极性。

    3.技能操作类包括“声光控电路的组装与调试”、“9018-2收音机的组装与调试”、“SMT表面贴装技术及工艺”、“基本机械加工”、“印制电路板的制作”等5个项目。让学生动手实践,通过几个项目的实际操作,学生的自信心和成就感大大增强。

    4.创新型侧重综合设计性,学生可以根据兴趣自拟题目,充分发挥其能力和想象力。譬如电子竞赛类题目、电子毕业设计题目、“LED音乐屏的设计”、“光立方的设计”等。使学生在掌握基本技能的基础上,强化综合设计及产品研发能力,全面锻炼学生,提高学生技能。

    以上教学内容全部采用项目式教学,并且以个人为单位,进行单项目验证,充分让每个同学自己动手实践,提高训练的普及性。

四、评价机制

    实训项目设置的合理性很重要,但是如何真正了解学生对实训项目掌握的程度呢?我们采取的方法是建立多元评价机制。该机制是激励学生认真学习的一种手段,同时,也是教师衡量教学方法是否合适的重要依据。根据学生的出勤率、学习态度、相关理论知识、动手实践能力、项目总结表述能力、项目创新能力等,设置以下电子工艺与CAD课程成绩评定办法。

    1.通过固定座位,既可以起到出勤监督作用,而且把相应的仪器仪表责任具体到个人身上,学生在使用过程中,需要把该设备当成自己的设备来使用,并通过上课提问或项目验收进行提问沟通,了解学生对相关理论知识的掌握程度,例如机械万用表的测量、电阻的使用、三极管ebc的判定及电容串并联电路设计等。该部分占课程总成绩的15%。

    2.在平时的教学或项目实训或项目验收中,观察学生对该门课程的主动性和积极性,以及项目实训过程中发现并解决问题的能力;该部分占课程总成绩的15%。

    3.项目验收重点是检验学生的实际操作能力。如:仪器仪表的使用是否按照规范使用,并完成了项目。电子DIY(贴片型)的制作组装与焊接是否美观?焊接工艺是否达到标准?性能指标是否满足要求?Altium Designer6的电路DIY设计是否有创新部分?该部分占课程总成绩的65%

    4.项目分析报告,既考查学生的文字表达能力,又考查学生对信息分析处理的能力,以及项目总结能力。该部分占课程总成绩的5%。

    以上评定办法将学生项目实践完成情况与学习过程的积极性相结合,教师在课堂上验收项目,标准统一,各项目评价分数公开,就会使学生感到公平合理,既肯定成绩,又认识不足,作为今后学习的启迪。同时,教师在单个评价学生时,可以获取每个学生多方面信息反馈,把握好大局,及时调整教学内容与方法,提高教学效果。

五、实训平台建设

    1.建设高水平的电子工业实习室304,改善实验条件。已经购置了35台20Mzh示波器;模拟示波器35台,数据示波器5台。其中包含1台50Mhz的示波器。数字万用表和机械万用表,直流电源,拆焊平台各50套。电脑机房1间,各类电阻、电容、电感、二极管及三级管等常用元器件分立元件和贴片元件较多。满足学生进行全方位的电子工艺训练。

    2.以科研促教学。

    从创新人才培养的目标出发,结合其他实验室和平台,不断优化课程结构和内容,使教学内容保持先进性、常态化。尽可能多方位地提供新知识,开阔学生的视野,提高教学效果。如少量电路板的网络工厂加工流程与技术和雕刻机制作电路板流程与技术。

    3.开放实验室资源,电子工艺与CAD实验室面向全院学生开放,学生组长和教师共同管理。到达资源共享,使设备充分发挥作用,减少重复建设。

    主要方式为:(1)成立项目小组,学生到实训室有固定座位后,与旁边同学组成小组,可以训练环境的适应性,该小组除了上课时间完成规定的项目外,课余时间也可以分工合作完成项目。(2)除课程设置的项目外,教师可以选择一些有代表性的电子DIY供学生选做或鼓励学生自拟项目,但都需要在规定时间内完成;也可以鼓励学生积极申报大学生创新训练项目或校级训练项目,并为其提供一定的经费支持。(3)开放实验室和相应的仪器设备,学生可以去图书馆或上网查找相关芯片资料,并到就近的电子元器件市场或网络上采购,设计印刷线路板,需要到开放实验室制板也可以到外面去制作双面板、焊接、安装及调试。

六、教材建设

    教学中目前使用的参考教材是李敬伟、段维莲主编,电子工业出版社出版的《电子工艺训练教程》。由于课程内容较为陈旧,已不能和现代电子装调工艺匹配。因此总结这几年的教学经验、项目实训经验,并参照其他兄弟院校在电子工艺与CAD的教学成果,提升对该课程的理解与知识点的选取和把握,目前物电学院电子教研室已组织电子工艺与CAD课程教研组自编一部切合我院教学实践的教材。目前作为实验指导书在试用中。

七、结束语

    电子工艺与CAD不仅培养了学生的动手能力,更是通过对产品的设计、制板、焊接和测试等来了解现代工业产品的生产全过程,锻炼学生主动设计、主动探索的精神和创新意识,通过对课程进行较全面的教学设计与改革,优化教学内容,使其和先进技术和后续课程紧密联系起来,为进一步的学习拓宽知识面,打好基础。本文为今后的教学改革提供了一定的参考。期望电子工艺与CAD逐步实现产、学、研相结合,创造一定的经济效益。

责任编辑:程玥
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