陳小勇， 吳兆華， 張 麗

(桂林電子科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院， 廣西 桂林 541004)

0 引 言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)成為本科教學(xué)中的重要組成部分, 是實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)富有工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1-3]。微電子制造工程專業(yè)，集機(jī)械、電子工程技術(shù)于一體的邊沿學(xué)科，致力于培養(yǎng)先進(jìn)電子制造產(chǎn)業(yè)中的高新技術(shù)人才，滿足高速發(fā)展的電子制造工業(yè)對電子產(chǎn)品制造工藝人員的需求。表面貼裝技術(shù)(Surface Mounting Technology,SMT)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是微電子制造工程專業(yè)的主要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生學(xué)習(xí)和了解機(jī)械制造技術(shù)、材料學(xué)、理論力學(xué)、物理化學(xué)、熱力學(xué)等基礎(chǔ)課和半導(dǎo)體物理、微電子器件、集成電路設(shè)計工藝等專業(yè)課程[4]。

隨著我國電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對SMT人才的需求與日俱增，對應(yīng)用型和技能型SMT人才提出了更高的要求，推動了我國高校微電子制造工程專業(yè)教育的發(fā)展。自國家教委在專業(yè)目錄外設(shè)置“微電子制造工程”特色專業(yè)以來，目前國內(nèi)已有20多所大學(xué)不同程度上開設(shè)了微電子制造裝備及自動化專業(yè)，如清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、中南大學(xué)、華南理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京理工大學(xué)、廈門大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、大連理工大學(xué)、北京科技大學(xué)等[5-6]，此外，許多高職院校也相繼開設(shè)了微電子制造工程相關(guān)專業(yè)，如深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院、四川大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院等[7-8]。如何培養(yǎng)具有高素質(zhì)和能力的SMT人才已成為本專業(yè)面臨的主要問題[9-11]。為培養(yǎng)具有科學(xué)研究素質(zhì)和能力的SMT人才，SMT實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)環(huán)境條件等各個方面展開全方位的改革實(shí)踐，以適應(yīng)社會發(fā)展對SMT人才的需求，為社會培養(yǎng)更多的微電子制造復(fù)合型人才。

1 SMT實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

SMT實(shí)驗(yàn)教學(xué)是微電子制造工程專業(yè)對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技能訓(xùn)練的一門必修課，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹匾h(huán)節(jié)[12-15]。自2003年我校正式招生微電子制造工程專業(yè)學(xué)生以來，畢業(yè)生整體就業(yè)良好。作為最早開展本專業(yè)的高校之一，我校微電子制造工程專業(yè)的SMT實(shí)驗(yàn)教學(xué)與SMT行業(yè)工作崗位的實(shí)際要求仍有一定距離，學(xué)校教育培養(yǎng)出的SMT人才難以適應(yīng)SMT行業(yè)快速發(fā)展的現(xiàn)狀。目前，微電子制造工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要存在的問題表現(xiàn)在以下3個方面。

(1) SMT實(shí)驗(yàn)設(shè)備價格高，受設(shè)備經(jīng)費(fèi)投入的制約，設(shè)備儀器套數(shù)較少，至使學(xué)生實(shí)際動手的機(jī)會少。

(2) 微電子制造生產(chǎn)線設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高。現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件難以保證設(shè)備的正常生產(chǎn)，不能很好滿足學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新的需要。

(3) 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)只強(qiáng)調(diào)了驗(yàn)證理論，忽視了對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ挠?xùn)練，不能充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)中學(xué)生的主動性。也造成學(xué)生對SMT設(shè)計與制造的細(xì)節(jié)問題掌握不夠深入，難以達(dá)到加深對專業(yè)理論知識理解和綜合運(yùn)用的目的。

電子技術(shù)的快速發(fā)展促使電子制造設(shè)備快速更新?lián)Q代。目前，國內(nèi)許多院校都相繼開設(shè)了微電子制造工程專業(yè)，但同樣面臨著教學(xué)與實(shí)際脫節(jié)，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備很難直接用于SMT實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問題。

在SMT實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐中，針對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體制缺乏統(tǒng)籌安排，教學(xué)內(nèi)容陳舊、簡單化，方法呆板、千篇一律，抑制個性和創(chuàng)新性等問題，綜合考慮微電子制造工程專業(yè)課程特點(diǎn)，探索以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力為主線的SMT實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

2 SMT實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

在SMT實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)只有少數(shù)學(xué)生按照要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，大部分學(xué)生由于設(shè)備少，對所做實(shí)驗(yàn)興趣不濃, 只是習(xí)慣參觀、模仿、重復(fù), 直接寫份實(shí)驗(yàn)報告應(yīng)付了事，而不實(shí)際動手操作。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法嚴(yán)重地影響了學(xué)生實(shí)際動手能力的培養(yǎng)，限制了學(xué)生創(chuàng)造思維能力的發(fā)展對新技術(shù)、新知識、新儀器、新設(shè)備的掌握, 為了改變這種現(xiàn)狀, 我們在SMT實(shí)驗(yàn)教學(xué)中做了以下幾點(diǎn)改革探索。

2.1 提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣

興趣和習(xí)慣是學(xué)生學(xué)習(xí)的強(qiáng)大動力。在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對新的SMT實(shí)驗(yàn)設(shè)備有很高的興趣，但對所做實(shí)驗(yàn)過程卻敷衍了事，分析其原因主要是由于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法過于單調(diào)死板，會使學(xué)生感到枯燥乏味，窮于應(yīng)付，因而降低興趣。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣直接影響學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的積極性，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果差、實(shí)踐動手能力及創(chuàng)新能力的難以提高。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，通過精心設(shè)計實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并對參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生進(jìn)行分組，布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，最后對各小組實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成情況進(jìn)行驗(yàn)收并對結(jié)果進(jìn)行總結(jié)評論。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，也極大地調(diào)動了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的被動學(xué)習(xí)為主動探索，啟發(fā)了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的興趣，通過任務(wù)驅(qū)動學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的積極探索和深入，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

2.2 開發(fā)實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)軟件

SMT實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐性強(qiáng)，緊密與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合，生產(chǎn)的電子產(chǎn)品技術(shù)含量高，難度大，設(shè)備貴重。大部分專職院校設(shè)立SMT 電子制造工程專業(yè)，但無實(shí)驗(yàn)設(shè)備和條件，即使已購買SMT 生產(chǎn)線的，也無資金或產(chǎn)品開動生產(chǎn)線。開發(fā)SMT輔助實(shí)驗(yàn)軟件，主要包括錫膏印刷工藝程序輔助設(shè)計軟件、再流爐焊接程序輔助設(shè)計軟件和貼片機(jī)編程輔助設(shè)計軟件。所開發(fā)的軟件性能優(yōu)越、交互性強(qiáng)、操作性好，不僅能使學(xué)生進(jìn)一步掌握SMT組裝工藝設(shè)計技術(shù)，而且能使學(xué)生掌握目前一些知名公司的SMT關(guān)鍵設(shè)備操作技術(shù)，是一種切合SMT實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要的教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)考評模式，同時使學(xué)生能夠在個人計算機(jī)上對SMT工藝設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)程序設(shè)計。從而達(dá)到有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，加深學(xué)生對專業(yè)理論知識綜合運(yùn)用的目的。

2.3 建立SMT實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

SMT實(shí)驗(yàn)設(shè)備價格較高，電子元器件等耗材較貴，目前很多開設(shè)本專業(yè)的高校存在前期投入大、后期維護(hù)費(fèi)用高，開展過程受時間、地點(diǎn)、人力、物力、財力等限制問題，致使傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法難以有效開展，嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。通過建立開放式虛擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的方式，綜合利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)建立網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺，將所開發(fā)的輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件嵌入在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺中，使學(xué)生能夠在互聯(lián)網(wǎng)上通過接近真實(shí)的人機(jī)交互界面開展設(shè)備及SMT工藝相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計。同時通過利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的管理功能，學(xué)生不但可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，而且也便于學(xué)生對自己感興趣創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行預(yù)約，有效提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用率，降低了實(shí)驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)成本，便于實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)過程的管理。

3 結(jié) 語

近幾年來，我校在SMT實(shí)驗(yàn)改革發(fā)展方面取得了一些成績，更新現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備，變革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并與業(yè)內(nèi)相關(guān)知名企業(yè)合作，充分利用各方面資源優(yōu)勢，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的完善與發(fā)展。目前已有200余名微電子制造工程專業(yè)學(xué)生受益，總體反應(yīng)良好，學(xué)生評價專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計結(jié)構(gòu)合理，方法得當(dāng)，與SMT理論課程形成良好的互補(bǔ)，能夠極大提高對實(shí)驗(yàn)的興趣和積極性。

由于電子產(chǎn)品制造技術(shù)發(fā)展迅速，有些實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ饺孕枰M(jìn)一步改革，還應(yīng)該考慮增加技術(shù)類實(shí)驗(yàn)，滿足學(xué)生就業(yè)需求。建立微電子制造創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺，全面開放實(shí)驗(yàn)室等，使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)過程提高實(shí)踐動手能力和工程創(chuàng)新能力。

[1] 劉鳳泰. 關(guān)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的問題[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2000,17(3):6-10.

LIU Feng-tai. Questions about the experimental teaching reform [J]. Experimental Teachnology and Management,2000,17(3):6-10.

[2] 李耀剛. 鞏固本科教學(xué)評估成果保障高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2013(9):193-195,206.

LI Yao-gang. Consolidating the undergraduate teaching assessment achievement and ensuring the teaching quality of experiments [J]. Research and Exploration in Laboratory, 2013(9): 193-195,206.

[3] 白廣梅,王小逸. 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué) 培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2009(4):125-127.

BAI Guang-mei, Wang Xiao-yi. Reforming experimental teaching cultivating creative talents [J]. Research and Exploration in Laboratory, 2009(4):125-127.

[4] 周德儉，吳兆華. 表面組裝工藝技術(shù)[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，2007.

[5] 田艷紅,王春青. 電子封裝技術(shù)研究與教育機(jī)構(gòu)十年發(fā)展[J]. 電子工業(yè)專用設(shè)備,2013(Z1):13-14,16.

[6] http://www.2ic.cn/html/72/t-355372.html. 國內(nèi)電子封裝的教育與科研情況分析報告[R]. 半導(dǎo)體技術(shù)天地，2008.

[7] 胡慶賢,王儉辛,王鳳江,等. 電子封裝專業(yè)高等人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀與發(fā)展機(jī)遇[J]. 科技信息,2011,31:63.

[8] 吳懿平. 電子封裝技術(shù)本科專業(yè)介紹[J]. 環(huán)球SMT 與封裝，2009(4):6-9.

[9] 鐘志賢. 大學(xué)教學(xué)模式改革的十大走向[J].中國高教研究，2007(1):88-91.

ZHONG Zhi-xian. University teaching model reform of the top ten [J]. China Higher Education Research, 2007(1):88-91.

[10] 厲旭云,梅汝煥,葉治國,等. 高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的發(fā)展及趨勢[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2014(3):131-135，197.

LI Xu-yun, MEI Ru-huan, YE Zhi-guo,etal. The Development and Trend of Colleges and Universities Experimental Teaching Research [J]. Research and Exploration in Laboratory, 2014(3): 131-135,197.

[11] 孫連榮. 高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究與探索[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2003,22(1):4-5.

SUN Lian-rong. Research and exploration on the experimental teaching mode in university [J]. Research and Exploration in Laboratory, 2003, 22(1):4-5.

[12] 鄭春龍. 實(shí)驗(yàn)室層次開放的思考與探索[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005,24(1):78-80.

ZHEN Chun-long. Thinking and exploration of the grading opening of local university Lab [J]. Research and Exploration in Laboratory, 2005, 24(1):78-80.

[14] 王天曦,王豫明. 貼片工藝與設(shè)備[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008.

[15] 楊叔子. 創(chuàng)新源于實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2004(7) : 1- 3.

YANG Shu-zi. Creation Being Originated from Practice [J]. Research and Exploration in Laboratory, 2004(7): 1- 3.