時間:2022-12-10 19:20:13
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1.1 原課程安排
“微電子工藝”是當前高校電子類本科專業的核心課程,其教學目的是使學生掌握硅集成電路芯片制造工藝的基本原理和方法,了解微電子產品制造關鍵技術及其發展方向。而“微電子系列實驗”和“生產實習”是與“微電子工藝”課程內容關聯性很強的實踐教學環節。“微電子系列實驗”是獨立設置的實驗課程,其教學目的是使學生掌握硅芯片關鍵工藝的實驗、檢測技術和常用儀器的使用方法。“生產實習”則是通過組織學生到現代化企業參觀學習,在工藝線上直接參與生產實踐[5],使之了解微電子產品的生產過程,行業發展動態,從而提高他們解決問題的能力及綜合素質。本質上,這3門課程是教學形式不同,但教學內容相近的一個課程模塊。在當前的教學大綱中,這3門課程都是獨立開設的,通常在大三上學期分別開出40學時的工藝課、20學時的系列實驗和4周的生產實習。因此,“微電子工藝”課堂教學和實踐教學結合的較為松散,總學時數也偏多。
1.2 教學現狀分析
“微電子工藝”具有涉及知識面寬,綜合性強,理論與實踐結合緊密的特點。若只采取課堂教學,對毫無實踐經驗的學生而言,課程涉及的技術性內容繁雜,知識點多且分散,全面理解學習內容的難度大。在為2009級學生開出本課程之后進行了問卷調查。其中“對工藝課知識的理解程度”這一問題,在58張答卷中只有1人選擇“能全部理解”,約60%的學生選擇“大部分理解”(如圖1所示)。
在對微電子課程群中其他相關,如“微電子器件原理”“集成電路設計”等課程主講教師進行的調研中,普遍認為若將各自獨立開設的“微電子工藝”“微電子系列實驗”和“生產實習”作為一個課程模塊進行整合教學,穿插授課,更有利于學生學習。
2 課程整合研究
2.1 課程整合
首先在培養計劃上將“微電子工藝”“微電子系列實驗”和“生產實習”整合為課堂/實驗/實習一個微電子工藝課程模塊,該課程模塊的教學目標為:培養熟知國內外先進微電子關鍵工藝,并具有一定工藝設計、分析,以及解決實際工藝問題能力的人才。
通過對原課程內容分析,將微電子工藝課程模塊中3部分內容都進行了優化(如圖2所示)。該課程模塊由一個課程組在大三上學期連續穿插教學,以避免教學內容的重復。因此,可以在不壓縮教學內容、不降低教學效果的前提下,將授課學時數定為:講課40學時/實驗16學時/生產實習3周,與原課時數相比有了較大縮減。
課程組在原微電子工藝課程講義基礎上,結合微電子工藝學發展現狀,編寫了涵蓋3種教學形式、內容的教材:《集成電路制造技術—原理與工藝》。該教材已于2010年9月由電子工業出版社出版,并基于此教材制作了多媒體課件。
2.2教學模式的整合
課程組設計了微電子工藝課程模塊的整合教學模式(如圖3所示)。整個教學過程是師生共同參與的、動態的、雙向的信息傳播過程。
課堂教學采取講課為主,自學討論為輔的形式,課后穿插參觀微電子生產線等實踐教學環節。教師講授教材各單元、章節中的重點、難點,課堂上設置問答等少量的“教”“學”互動形式。其他內容采取:教師首先提出問題,再組織學生在課堂上自學,然后展開討論,最后進行歸納總結。這既調動了學生的學習積極性,又能提高學習效率。為避免出現只有部分學習積極性高的學生參與課堂討論的現象,教師隨機抽取學生回答問題,并作為平時成績記錄。在課堂學習階段,組織學生參觀微電子生產工藝線,讓他們在實際生產情景中理解課堂講授的相關內容。
課堂教學之后進入實驗和晶體管制作實踐教學階段。實驗項目是針對關鍵工藝參數進行測試,以及有關芯片性能測量設置的實驗,因此將其穿插在晶體管芯片制作過程中進行。
3 整合教學的初步實施及評價
受原教學計劃限制,在2011年秋季學期末,主要開出了整合后的微電子工藝課程模塊課堂教學部分,其他內容在2012年春季學期初開出。
3.1 對教材的評價
采用新編的《集成電路制造技術—原理與工藝》教材和多媒體課件進行了課堂教學。課程結束后進行的問卷調查表明,學生對新編教材和課件的滿意度較高(如圖4所示)。
另外,從電子工業出版社的統計結果來看,盡管該教材是受眾面很小的專業課教材,但自2010年9月出版至今,已售出4 000余冊,被國內數十家高校選作微電子工藝或集成電路工藝基礎等課程的教材使用。由此可以說該教材得到了同行的普遍認可。
3.2 課堂教學方法及評價
在以整合教學模式進行的“微電子工藝”課堂教學實踐中,每次課的前幾分鐘都進行了提問,以便督促學生在課后復習,并引出本次課教學內容;課堂上講授了基本單項工藝的原理、模型、物理基礎,以及基本方法等重要內容;而對于大量工藝技術與設備等內容,先提出問題,再組織學生自學后討論,最后進行歸納總結;對學生回答問題和討論發言都作為平時成績進行記錄。在課堂教學期間,組織學生參觀了哈工大微電子平面工藝線,以利于他們對基本工藝方法與設備等內容的理解。
從課程結束后所作的問卷調查可知,學生喜歡的教學方式 與實際所采用的授課方式大體一致(如圖5所示)。學生對本課程的評教結果為“A+”。而且,微電子課程群后續課程主講教師也反映:這屆學生的微電子工藝基礎知識較扎實。
3.3 實踐教學及評價
微電子工藝的實驗和實習是在我校微電子實驗室進行的。首先開設了“高純水制備”“微電子清洗”兩個講座;然后學生自制了晶體管,進行了工藝實驗;最后,組織學生參觀了哈爾濱晶體管有限公司的器件生產工藝線。
在圖2中,把晶體管制作劃分為了6個關鍵工序。因此,學生自制晶體管也分為6個組,要求每個組負責一個關鍵工序:確定工藝條件、進行工藝操作、解決出現的問題、記錄工藝現象、條件、參數等。這樣盡管學生人數較多(全系64人),也能保證每名學生都參與到自制晶體管和相關的生產管理過程中來。另外,鼓勵學生在完成自己組工作之外參與其他組的工作。在整個實踐教學過程中學生積極性很高,充分發揮出各自的綜合能力。
從學生遞交的總結報告來看,這次微電子工藝實踐教學效果很好,學生們普遍認為:提高了動手能力,學會了分析、解決問題的方法,更重要的是培養了團隊意識和團隊合作能力。對今后的學習與工作都有較大幫助。
4 結束語
我校對“微電子工藝”“微電子系列實驗”和“生產實習”這3門教學形式不同,內容相近課程進行的教學整合研究表明:在專業課程教學改革中,將課堂教學和實踐教學整合為一個專業課程模塊,建立統一的課程體系,編寫涵蓋理論與實踐2方面內容的教材,由一個課程組進行連續穿插授課,這種整合教學模式是可行的,教學效果良好,同時又減少了授課學時數。
參考文獻
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【摘要】該文敘述了高職院校電子產品制造工藝課程的項目化教學改革過程,以典型電子產品生產為主線,將整個課程的5大模塊:元器件檢測、電路板裝配、焊接、調試、技術文件等理論知識與實踐融為一體。激發了學生參與各項目的主動性,培養了小組間團隊合作意識,體現了高等職業教育培養高素質、技能型專門人才的目標。
關鍵詞 電子產品制造工藝;項目化教學;過程考核
Application of Project Teaching in Higher Vocational Electronic Product Manufacturing Process
GU Xiao-ya ZHANG Shuang-ling
(Industrial Design School of He’nan Province,Zhengzhou He’nan 450002,China)
【Abstract】This paper describes the process of electronic product manufacturing process of the higher vocational college curriculum project teaching reform, taking the typical electronic products as the main line, the 5 module of the entire curriculum: components detection, circuit board assembly, welding, debugging, technical documents and theory and practice into a body. Stimulate students´ initiative to participate in the project, foster a sense of team cooperation group, reflects the higher vocational education to cultivate high-quality, skilled talents who target.
【Key words】The manufacturing process of electronic products;Project Teaching;The process of assessment
1 課程簡介
電子產品制造工藝課程是我校電子信息工程技術、電子工藝與管理兩個專業的專業基礎課程,是學生必修的專業技術課程,是學生專業能力的重要組成部分。通過本課程的學習,使學生全面了解電子產品制造流程中的幾個主要環節:裝配、焊接、調試和質量控制,成為適應現代制造業需要,能夠從事電子產品生產、設備維護和工藝管理、質量控制的高端技能型人才。該課程注重培養分析問題、解決問題的能力,強化學生動手實踐能力,緊密結合電類相關專業的發展需要,在專業課程體系中起到承上啟下的作用。
2 項目化教學設計思路
2.1 傳統教學模式之弊端
《電子產品制造工藝》課程內容豐富,它是電子制造企業培訓不同層次工程技術人員的指導性課程,這就要求在教學過程中更多的體現實踐性。傳統的教學模式下,先集中學習理論,后進行綜合實踐,這就使得理論教學和實踐教學無法連接,學生在學習理論知識時,因無法跟生產實際相聯系,會感覺學習內容過于抽象,不具體,逐漸失去學習興趣;而在實踐訓練時,學生往往只會操作卻不知道這樣操作的原理,沒有理論的支撐就無法做到活學活用。
2.2 解決方案
從以上情況分析,本課程教學改革的探索應從項目化教學出發,以典型電子產品生產為主線,采用模塊化教學,將整個課程分為5大模塊:元器件檢測、電路板裝配、焊接、調試、技術文件等,并以項目的形式呈現,真正將理論與實踐融為一體。通過具體任務案例,按項目實施的順序逐步展開,讓學生在技能訓練過程能夠學到相關專業知識,這樣就相當于在學校就能完成電子制造企業對員工的培訓。
3 項目化教學系統的構建與實施
電子產品制造從通孔插裝(THT)方式到表面安裝(SMT)方式的工藝技術轉換,是一個相當長時間的、不平衡的發展過程,在全世界各國制造的電子產品中,目前已經有多數產品全部采用了SMT元器件,但是仍然有相當一部分是采用的是THT和SMT元器件混裝工藝[1],因此,在一學期十六周,每周6課時的情況下,《電子產品制造工藝》課程選擇6個具有代表性的電子產品進行項目化教學,其中2個完全采用插件元器件,2個完全采用貼片元器件,2個采用THT和SMT混裝元器件。下面以采用THT和SMT混裝元器件的收音機的制作,來淺談項目化教學在電子產品制造工藝課程中的實施過程。
(1)項目描述及目標:由教師來對項目做詳細的描述和目標分析。本產品采用電調諧單片FM收音機集成電路,接收頻率為87-108MHz,外觀小巧,因此大部分元器件采用0805的貼片封裝形式,極少部分元器件采用THT封裝。通過該產品的制作,使學生將包括元器件檢測,電路板裝配、焊接、調試及技術文件等五部分內容全部聯系起來。
(2)組建項目組:根據產品的復雜程度,按照男女生搭配、動手能力、對理論知識的理解能力等因素,將學生分為3人一組。
(3)項目分析:在項目分析的過程中,由師生共同討論,并結合多媒體幻燈片引導學生學習貼片元器件的檢測原理及方法(因在前面完全采用插裝元器件的項目中已經學習了插件元件的檢測),SMT印制電路板的特點及裝配焊接工藝方案,混合組裝電路板工藝流程等相關知識。
(4)項目實施:首先是進行技術文件的編制,包括進行工作原理分析的基礎上繪制電路原理圖,裝配圖,元器件清單,裝配及焊接工藝流程圖等一些技術文件和工藝文件(6學時)。然后,將該產品所有的元器件分發給每個小組,學生對這些元器件進行數量和種類的統計,通過檢測理論的學習和查閱資料,用萬用表對各種元器件進行測量(4學時)。接下來學生開始討論自動化生產方式和手工方式下電路板混合組裝的生產工藝流程,確定裝配焊接的順序,先貼片后插件(4學時)。最后進行電路板的調試并進行成品組裝(2學時)。
(5)小結與評價:在項目結束時,教師要收取每小組學生的綜合論文,聽取項目答辯,對完成的情況,提出優點和不足,針對出現的共性問題,予以解答。對答辯過程出現的創新點提出表揚和推廣。
4 總結
在本課程6個項目中,全部采用THT元器件和全部采用SMT元器件的項目,以及上面舉例說明的混合組裝收音機的項目,這5個項目,教師和學生全部參與進來,到最后一個混合組裝的項目時,就由學生獨立完成,教師在整個項目實施過程中,起到了監考官的作用,這個項目每對的成績就作為期末成績。
在考核方式上,項目化教學較之傳統的教學法更多注重了過程考核,而且每一個項目均考查學生的基礎理論知識和實踐能力,大多數學生參與項目化教學會更加積極主動,同時也培養了小組間的團隊合作意識,這就更加體現了高等職業教育要培養德智體全面發展的,高素質、技能型專門人才的目標。
參考文獻
中圖分類號:G642.0?搖 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)46-0049-02
電子產品制造工藝是我院應用電子技術專業的專業核心課程,其課程目標為:培養學生掌握電子產品制造工藝的基本原理、方法及關鍵工藝技能,掌握電子產品生產制造的工藝流程及各流程環節的工藝技術和工藝規范,能夠進行產品工藝文件的編制和基本的工藝技術管理。傳統的學科教學體系更多地側重于知識構成的要素,將制造產品過程中用到的各種工藝要素分割成一個一個的知識點,包括焊接工藝、檢測工藝、安裝工藝、調試工藝等。我們在進行教學設計時,常常會對“能力”進行分解,分解了一層又一層,分解到幾百個“點”,以為只要掌握了每一層里的每一個能力“點”,然后加起來,學生就什么都會了。但是實際情況是由于沒有整體把握“做事”的過程,學生掌握的內容有限。從學習的整體性出發,從職業工作的整體性出發,學習過程由整體來把握局部,不是做“加法”,而是做集成、做積分、做一體,即通過一個“整體”結構來實現理論與實踐一體化的學習,很可能更有效。因此,我們對電子產品制造工藝課程進行了理實一體化的教學改革。下面就改革的方法及教學改革過程中出現的問題和解決辦法加以探討。
一、課程改革的整體思路
1.基于生產流程以項目為導向重構課程內容。具體做法是:以現代電子企業產品生產全過程為主線,選取有代表性的電子產品的生產工藝,以此為例,按生產流程劃分項目(項目的劃分以與職業崗位能力對應為原則),用幾個項目囊括整個課程內容,然后將與項目相關的知識與技能融匯在項目中。
2.構建專業課程標準與職業資格標準相銜接。將《電子設備裝接》、《無線電調試》職業資格標準納入課程內容,增加電子設備裝接、無線電調試職業技能培訓與鑒定這一項目;與先進的電子制造技術同步,納入新興表面貼裝工藝技術和無鉛技術,并引入國際通用的電子行業IPC-A-610D電子組裝可接受性標準。
3.注重人文與專業技術的結合,培養學生的綜合素質。為滿足行業多崗位轉換甚至崗位工作內涵變化、發展所需的知識和能力,更好地就業,并能使學生適應崗位的遷移,從制度和精神文化上建設實驗室的職業文化氛圍,建立基于工程素質和職業素養培養的課程考核方法。
二、改革過程中的問題及解決方法
改革的過程中出現了很多的困難,為解決在改革過程中出現的問題,學院、系部和教師都做了各方面的努力,下面就我們的做法和大家做探討。
1.師資力量薄弱。教學模式的轉變,要求教師不僅要具有較高水平的專業理論知識,還必須具備較強的實踐能力和豐富的生產實踐知識及精湛的職業技能。我們的主講教師均是從學校到學校的理論型教師,缺乏電子產品生產制造的經歷與經驗,因此,在進行課程知識點重構及課程載體項目的選擇編排過程中,在如何合理安排有意義的知識點和實際訓練課程設計過程中出現一些困難。為解決這一問題,一方面學院給予大力支持讓缺乏實戰經驗的教師脫產到電子產品生產企業進行實踐鍛煉,搜集一線的教學案例與資料,使教師熟悉電子產品的生產過程,對電子工藝技術、設備、工具、工藝規程、工藝規范甚至工廠生產管理、質量管理有一定程度的了解,另一方面邀請有經驗的工程師參與課程的設計,以現代電子企業產品生產全過程為主線,選取有代表性的電子產品的生產工藝,以此為例,按生產流程劃分項目(項目的劃分以與職業崗位能力對應為原則),用幾個項目囊括整個課程內容,然后將與項目相關的知識與技能融會在項目中,同時聘用一定比例的企業生產技術專家擔任電子生產工藝的實踐教學實施嵌入式教學。
2.缺乏現成的教材。現有教材中老教材的內容以學科體系分布,不適合項目化教學,新的項目化教材均是按照各校的實際情況編寫,與我校的實際教學條件情況不符。我們從校企合作的企業選取了企業部分常用生產性技術文件,供學生熟悉文件格式,了解這些技術文件在生產中的作用;為了配合開展項目教學,設計了一部分工作任務書,任務書僅給出了工作任務,完成任務所需的知識與計劃由學生課前準備,如“工藝標準”、“技術指標”、“安裝要求”、“識讀方法”、“測量方法”等,供學生學習并歸納相關知識后填寫,“實施計劃”供學生填寫完成該項工作任務事先設計的步驟、方案等,教師再根據教學要求相應地選取,同時利用企業的實際案例編寫校企合作的理實一體化教材。
3.實踐教學設備不足。我院實驗室現有設備只能完成傳統手工工藝的電子產品制作,課程設計中的理實一體化項目只能完成一部分,且實驗室環境和教學改革要求的模擬生產環境有一定的差距。先進的現代電子產品的生產工藝和生產技術的掌握無法在現有的實驗室掌握。為彌補教學設備不足,在完善現有實驗室實訓設備的基礎上,學院建立了“校中廠”,即校內生產實訓基地,使實踐教學更加貼近企業崗位需求,強化學生動手能力培養和職業素養的獲取,提高學生適應企業工作的能力,實現學生實訓、就業與企業零距離對接。此外,校內的實訓企業也只能滿足一部分教學內容。我們還建有校外實訓基地,校外實訓基地的建設強調的是專業對口和對校內實訓基地的補充,讓學生到企業了解一些先進的電子產品生產設備,熟悉生產工藝,進行現場操作實踐,感受企業文化。另外,我們也從教學資源上進行了擴充,制作了電子工藝的教學資源庫,搜集了大量的動畫資源和視頻資源,擴充了學生對于先進電子生產設備及工藝的認識和理解。
4.考核方法單一。電子工藝課程作為專業核心課程是教務處規定的考試課,理論知識的掌握非常重要,然而僅利用理論筆試無法對學生的綜合職業素養和動手能力進行考核。所以,在學院規定的期終考試占40%的基礎上,對其余的60%的考核內容做了調整和改革,以期內最大限度地測試和考核學生的綜合能力,提高就業的競爭力。我們更加側重于完成項目的過程考核,60%中我們將30%用于考核學生的職業素養,包括責任意識、協作意識、成本意識、5S意識及出勤率,30%用于考核學生的專業能力,包括完成任務的成功率、效率、產品性能工藝效果、實訓報告、匯報PPT撰寫及答辨等。
三、改革成效
經過兩個學期四個教學班的教學改革,我們的改革得到了學生的充分肯定。從學生反饋的信息我們也能發現這次的改革起到了如下效果:
1.學生的責任心、質量意識、成本意識增強。在以往的實訓中,學生浪費耗材及實驗拖沓的情況十分嚴重,通過教學改革,讓學生真正從生產角度進行產品的生產制作,將成本、質量、工時等都納入考核范圍,使學生在完成項目的質量和效率上都有了質的飛躍。
2.學生的學習興趣提高。我們對教學改革的班級進行了問卷調查,90%以上的同學對教學改革的措施表示贊同,并且表示通過項目化的教學,每完成一件產品成就感大大提高,體會到了學習的樂趣。同時通過教學改革,學生加深了對專業的理解,明確了就業的方向。
3.畢業生崗位能力、就業競爭力提高。從電子09級,10級頂崗實習及就業情況分析,通過教學改革培養的學生其就業競爭力明顯提高,實習期間學生良好的職業素養受到了用人單位的一致好評,部分學生在實習期間就已經走出流水線,開始脫穎而出成為真正的技術人員,在工作崗位上獨當一面,提高了就業質量。
電子產品制造工藝課程最終的目標是讓學生掌握產品工藝技術人員(PE)、測試技術人員(TE)、設備技術人員(FE)及生產、質量管理等各崗位應具備的知識、能力、素質。教學改革的道路任重道遠,作為地方院校的高職教師,我們會不斷探索,為地方經濟的發展,為現代電子制造業培養掌握了電子產品生產制造工藝技術、具有工藝指導、生產管理、質量控制能力的高技能人才做出最大努力。
參考文獻:
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中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
Talk about Electronic Product Structure and Production
Technology Course Teaching Reform
YANG Jing
(Hubei Communications Technical College, Wuhan, Hubei 430079)
Abstract Emerging from the "electronic product structure and production process," the problem started teaching process, methods and measures proposed for the existing conditions of teaching reform.
Key words project teaching; ability training; teaching reform
0 引言
隨著時代的發展,青年人的學習方式、思維方式都發生了很大的變化,這就要求教育管理和教學模式都要順應潮流而變革。電子產品結構與生產工藝是應用電子專業的主干專業課程之一。傳統教學中,常把本課程教學內容分為理論和實踐兩部分。理論部分大多屬于介紹性內容,但其知識點在實訓和課程設計中都要應用。按傳統的學科教學法進行教學時,由于教學需要的硬件條件不夠,一般都是教師按照課程標準要求,以知識點為框架進行講授。這時課堂情景往往是老師在臺上講得口干舌燥,學生們在下面卻似聽非聽,課堂完全變成了老師的獨角戲,學生積極性不高,效果很不理想;而到了實踐教學部分時老師會更為難:學生在實踐應用時,本該掌握的各項設計要求、方法及注意事項,相當部分學生完全沒有一點概念,教師往往不得不將關鍵知識點一一重復一遍,經常會使得教學進度滯后。針對這種情況,為了獲得好的教學效果,在電子產品結構與生產工藝課程教學中改革現行教學方法,采用能充分發揮學生的主體性和創新精神的教學法就十分必要。
1 課程教學設計
本著體現工作過程和崗位職業能力要求的課程設計理念,堅持以能力培養為中心,通過項目實施不斷強化鞏固知識水平,構建能力培養與職業素質訓導并重的教學模式。
1.1 總體設計思路
一條主線:以培養學生的能力為一條主線,突出理論知識的應用。通過“元器件識別―產品結構分析―工藝裝配―性能檢測與調試―知識應用與技能總結”一系列的工作實踐過程,完成對典型電子產品結構和工藝的學習。
點面結合:以項目選取構成了課程的面,而以各器件和產品的分析性學習構成了課程內容的點,面中有點,點匯集成面,相互結合。
螺旋上升:由簡單的電路中元器件的選取,到常見的電子產品中元器件的選擇、裝配及調試、檢測,積極鼓勵學生自主、合作、探究的學習方式,一步一步地達到教學目標。
1.2 具體設計
首先選取典型的產品作為項目實施的目標。比如,基于電子產品不同的工作環境選取三個項目:室內環境工作的電子產品,主要涉及家用和辦公類用電子產品;室外環境工作的電子產品,主要涉及工農業生產和汽車用電子產品;特殊環境工作的電子產品。
按照基于生產過程的項目實施,將每個項目又劃分為若干任務,針對不同任務,按電路及結構分析、元器件選用、整機裝配、調試和檢測等步驟展開。
知識應用是根據學習的內容進行提升。在教學中注重課程的基礎知識,本著“加強實踐、培養能力、突出應用”的原則,進行具體課程設計。通過學生自己裝配電子產品,自己動手調試和檢測,最后總結操作過程中的注意要點、成功的經驗和失敗的問題所在及解決方法,突破過去在教室只能對產品設計和結構中各個方面彼此分割獨立教學的方式。這種教學方法可調動學生的學習興趣,喚起學生的求知欲望,使學生在情感、思維、動作等方面都能積極、主動、愉悅地參與學習過程,讓不同層次的學生都擁有主動參與和主動發展的機會。
2 教學方法和手段
在本課程教學中,可依據項目實施步驟和內容的不同,選擇不同的教學方法。
2.1 元器件識別和選擇
主要任務是認識各種元器件,了解其特點和應用,通過常見的設備的舉例引起學生的興趣,然后讓學生打開設備查看里面有什么元器件,各有什么作用,再把一些需要的理論知識融入進去,告訴他們為什么要這樣設計。在完成這一階段的教學過程中,需要學生參閱大量文獻和資料,將各種新產品型號進行比較。其中包括:產品原理;產品型號規格;使用場合;元器件的選用;元器件安裝。
采用方法:案例教學模式。案例教學為學生提供了一種模仿、借鑒和引申的范例,提高學生現場分析問題解決問題的能力,增強感性認識,有效調動學生的學習積極性,促進學生積極思考,激發學生潛能,體現了以學生為中心的教育思想。
2.2 結構剖析
主要任務是了解電子產品的結構,通過真實的產品,增強學生的感性認識,引起學生探究的興趣,然后將電子產品的發熱、防腐蝕、防振、抗干擾等知識逐一介紹。
采用方法:問題探究型教學。 教師提出幾個綜合性的問題,先讓學生思考并回答,教師再集中解答,使學生從中領會思路,學會解決問題的辦法。
2.3 工藝裝配
根據裝配工藝完成裝配。裝配時一定要認真仔細,嚴格執行裝配流程和工藝,以避免出現人為故障。對某些較復雜的器件可以先對各功能單元進行裝配,再完成整體安裝。裝配中出現了故障和問題,不要急燥,要善于用理論與實踐相結合的方法去分析原因。
采用方法:講練結合式教學。 教師在講清基本概念、基本理論與方法之后,選擇設計有典型意義和啟發性的任務,讓學生到展臺上來做,通過練習,使其舉一反三、熟能生巧。
2.4 性能調試
本階段的主要任務是對產品和零部件的參數測試,驗證裝配質量。
采用方法:觀摩、師生互動和自主學習相結合教學。 每個任務以實例引入,邊講邊做,由淺入深,從感性認識上升到理性認識,體現教、學、做相結合,實現能力的提升。
2.5 整機檢測
對電子產品整機進行調整和檢測,運用電路和元器件的基礎理論去分析和排除故障。
采用方法:任務驅動。針對具體產品,提高學生的理論水平,鍛煉學生的操作能力,積累豐富的實踐經驗,實現知識與能力螺旋上升。
2.6 總結報告
本階段的主要任務是對產品結構、生產工藝、性能參數及特點進行反思和總結。考核整機是否全面達到規定的技術指標,對產品的組成、型號、結構、原理,以及產品在制造、驗收、使用、維修、貯存和運輸過程中所需的技術數據和說明進行總結。它是組織生產和使用產品的基本依據,也為產品的設計更新和改良提供原始資料。
采用方法:討論式教學。課堂討論是引導自學的重要環節。通過討論,學生個性、思維、表達能力都能得到充分發揮與鍛煉,活躍課堂氣氛,提高學生的學習積極性。再通過教師適時點撥,引導學生自主歸納所學內容、突破重難點,將所學知識完整化、系統化。
在整個教學過程中,輔之以多種教學手段。如通過投影儀的使用,可以清晰地顯現電子產品內部的結構,便于剖析;通過自制教學課件,收集一些典型的產品類型供學生觀看、思索并分析;通過利用網絡資源,讓學生了解行業的發展前景和方向。
3 考核方式
2實踐教學的培養體系
2.1第一層次
讓學生成為認知與技能型人才,培養學生的操作動手能力,成為一名優秀的技術工人此層次的實踐教學需注意的要點是:補充學習工藝知識、讓學生熟練掌握操作技能、讓學生在實踐過程中具備相應的工作作風。此層次實踐教學的關鍵是:實踐教學過程中需以真實產品為依托、需讓學生在真實產品的制作過程中保證質量、需讓學生了解先進的專業前沿技術。
2.1.1實踐教學應包含的基本內容
(1)安全知識:包括用電常識,安全用電的操作規程和規章制度,讓學生具備一定的安全意識,有消除隱患的能力、有預防為主的思想。(2)焊接技術:包括焊接機理的概念,了解焊接的種類掌握焊接的操作方法,熟悉焊接的質量標準,知道怎樣的焊點才具備可靠性。(3)元器件選擇、測試與應用:掌握元器件的分類及各分類的封裝形式;了解各種元器件的技術參數及測試方法;掌握元器件的檢驗標準,并能合理選用元器件,且能考慮到相應的成本以及能考慮到電路中元器件應具備一定的可靠性。(4)印制電路板的設計與制造:能了解印制電路板的功能,熟悉印制電路板的發展歷程,能在印制電路板的設計中做到規范、合理、可靠、可行,能手工制作出印制電路板,并熟悉批量生產的相關流程。
2.1.2實踐教學應突破傳統、引入現代高科技技術知識
在此層次的實踐教學中,需讓學生深入學習世界主流工藝技術——SMT表面組裝技術,它是目前電子組裝行業里最流行的一種技術和工藝。
2.1.3實踐教學中應引入業內行業標準
在電子技術應用專業的實踐教學中還應引入業內的行業標準——IPC標準。在整個生產過程中,通過實施IPC標準,電子產品將具備更好的性能及更長的使用壽命。所以,IPC標準在學生們的實踐教學中不可或缺,它能讓學生們更好地掌握焊接技術,能讓學生們更好地適應未來的工作要求,增強學生們的崗位適應能力。
2.1.4實踐教學中的實習內容應結合
真實產品學習、還應強調商品概念實踐教學中實習產品選擇的標準:第一是完整、具備實用性;其次是外觀時尚、功能時尚,能充分調動學生的學習興趣;并且還需具備低廉的價格,還需考慮實習的成本。
2.2第二層次
讓學生成為綜合設計型人才,培養學生具備工程師的素質,期待畢業后能成為一名合格的工程師此層次的實踐教學需注意的要點是:加強綜合設計訓練、鍛煉學生的自主學習能力、培養學生具備團隊精神、能擁有整體工程意識。此層次實踐教學的關鍵是:實踐教學過程中需將軟件硬件相結合,需真刀真槍地對工程項目進行完整的設計與制作。(1)實踐教學中應包含電子EDA的實踐,只有這樣才能讓學生們真正地熟悉工程師產品設計的整個流程,才能讓學生們體驗到作為一名工程師的整體意識、全局意識和團隊意識。(2)實踐教學中可采用課、賽結合的獨特方式進行,讓學生積極參加校內的各種技能競賽,以此激發學生們的學習熱情,讓他們能夠通過自己的獨立學習、自主學習提升專業技術水平,并讓他們在各種技能競賽中得到充分的鍛煉,從而培養他們的工程師素質。(3)實踐教學中可進行課程改革、并開展相關工程師的認證對電子技術課程、電子工藝課程、單片機課程進行課程改革,并針對這些課程開展電子工藝工程師、單片機工程師的認證工作。
2.3第三層次
讓學生成為應用研究型人才,培養學生擁有高新技術與職業技能,讓其畢業后能從事應用研究工作此層次的實踐教學需注意的要點是:熟悉現代科技、高新技術的相關知識,能在實踐應用中研究創新、具有創新意識、能從事研究工作。此層次實踐教學的關鍵是:能參與項目研究、能在應用課題中發揮所長、能將多種學科進行交叉應用、善于創新。(1)實踐教學中可開設多門新技術選修課,讓學生根據自己的興趣愛好進行業余學習。(2)實踐教學中可充分結合研究項目、應用課題讓學生進行實踐鍛煉,以此讓學生感受到前沿科技的魅力。(3)實踐教學中可組織開展創新科技競賽,從而培養學生的創新意識。
一、引言
《微電子工藝原理》這門課主要講述以硅為基礎的集成電路制造的工藝原理及工藝種類,其目標是培養具有一定理論基礎,了解技術前沿,能夠設計工藝流程,分析并解決工藝實際問題的應用型創新人才[1]。這一目標的實現直接取決于該課程的教學效果。由于本課程具有涉及知識面廣、綜合性強、理論與實踐結合緊密的特點,采用傳統教學模式不可避免地存在諸多問題[2],主要有:內容繁雜,教師難以合理安排教學進度;教學方法單一,學生理解和掌握知識困難;工藝設備昂貴,學生實驗需求不能滿足;學生學習興趣和學習主動性不高;學生創新能力較弱;學生靠死記硬背應付考試等。因此,更新教學理念和進行多元化教學改進才能解決這些問題,提高課程教學質量。
二、教學改進措施
(一)教學內容安排
1.優選最新教材
本課程選用的教材是國外電子與通訊教材系列中美國Michael Quirk與Julian Serda合著的《半導體制造技術》中文翻譯本[3]。該書有三個優點:一是內容豐富。既講述關鍵工藝技術、設備及可靠性,又介紹半導體制造相關的基礎技術信息和集成電路裝配與封裝的后道工藝概況。二是直觀形象。書中提供了大量精美的圖片、圖表和具體翔實的數據。三是便于學習。書中概念描述清晰,內容簡潔有序,每章都有重點內容小結、關鍵術語和大量復習題,方便學生課后復習和教師進行研究性教學。
2.科學選擇教學內容
就半導體制造相關的基礎技術,如第2、5和8章主要介紹半導體制造中的化學品,可揀少量重點內容課堂講解,其余留給學生課后自學。對關鍵工藝的原理,如第10章硅氧化后雜質的再分布和四類電荷的可靠性,以及第17章中的摻雜擴散工藝,教材中缺少這些重要內容或介紹過于簡單,需做必要的補充。
3.合理安排講課次序
次序整體遵循微電子產品生產流程,即半導體基礎技術(第1、2、4~8章)、器件及工藝模型概況(第3、9章)、各單項工藝(第10~18章)和后道檢測與封裝工藝(第19、20章)。其中,單項工藝按照加工特點,即氧化(第10章)與摻雜(第17章)、光刻(第13~15章)與刻蝕(第16章)、淀積(第11章)與金屬化(第12章)、化學機械平坦化(第18章)的順序講解。
(二)課堂教學方法
1.啟發式教學法
學起于思,思源于疑。采用研究性教學方法[4],實現教學思路由“知識點講解型”到“以問題為導向型”的轉變,考慮如何突出問題和情景的教學設計,讓學生對新課的內容進行探究,使他們體會到知識創造過程中所需的創新思維和科研素養。具體講解時先從整體上介紹課程間知識點的關聯性,然后盡量聯系學生已有知識,進行新舊知識的類比與對比,幫助學生消化理解新內容。如講解CVD(第11章淀積)工藝原理時,可與中學階段所學液相化學反應比較,從原料、反應條件、反應過程、反應結果及工藝設備等幾方面進行設問,讓學生探索、歸納和總結,從而將抽象難以理解的物理原理簡單化,實現知識建構。再者,對有爭議的學術問題,要介紹各方觀點,誘導學生思考,培養學生創新思維。
2.案例教學法
案例教學法強調學以致用,在應用中學習。除第九章CMOS反相器加工流程的案例外,各單項工藝均安排了一些典型案例,將所要學習的知識、操作、技能等融入實例中,通過對實例的分析、討論、演示、學生練習及總結等環節,加深學生對概念、工藝原理和設備的理解,使知識融會貫通。如講解濺射和蒸發鍍膜(第12章金屬化)時,假如平整硅片表面覆蓋一層致密排列的直徑約幾微米的氧化硅球,采用兩種工藝對該襯底鍍膜并去掉氧化硅球的結果會怎樣呢?課堂情況表明,由于所選案例典型有趣,學生興致高昂,討論熱烈,說出了多種可能性。結果是濺射鍍膜為低真空,分子平均自由程小,分子呈不規則運動,在小球表面都能沉積,最終將得到球殼陣列。蒸發鍍膜一般為高真空,分子平均自由程大,呈直線運動,將得到類三角陣列(在球陣列縫隙內形成)。經過討論,學生理解了兩種常用PVD工藝的原理與設備差異,加深了記憶。
3.多媒體教學法
現有教材中只用簡圖描述工藝原理、步驟和設備等,缺乏可視化教學資源,不免枯燥乏味。多媒體課件融圖形、文字、動畫、視頻等為一體,圖文并茂,視聽結合,令抽象的知識形象化,富有吸引力。如果根據教學內容選用合適的教學媒介,那么可使課堂變得輕松、生動,調動學生多種感官,提高學生對所講授知識的理解和掌握能力。如在講授第四章硅片制備步驟時,筆者從網上下載了美國硅谷的音樂視頻短片,先從頭到尾播放一遍,然后依次定格動畫片段,分別展開講述。
4.項目教學法
松綁教育理論認為[5],教學應該是師生共同參與的、動態的、雙向的信息傳播過程,而不是教師一言堂的“填鴨式”教育。為此,筆者拿出3~5學時(本門共48理論課時)進行項目驅動教學,所選項目為各章節內容的開放性思考題或者工藝技術前沿相關的小課題。活動方式是,將全班同學分為若干小組,由小組成員共同擬定備課主題并分工協作,上網收集資料準備課件,每組選派代表上臺講授,展開討論互動,總結評比。這樣的方式將課堂延伸到了課外,培養了學生的團隊意識、獨立學習和調研資料能力。此外,很多學生從大二開始跟隨不同研究方向的老師做科創項目,期間接觸到了各種微電子工藝設備,比如干法/濕法清洗儀、退火爐、各種CVD和PVD鍍膜機、光刻機等,可安排他們介紹實驗設備操作經驗及做實驗的心得體會,同學之間的交流往往會引起共鳴,令教學效果更佳。
(三)考核方式
采用多環節綜合評判,包括平時作業、課堂表現(回答問題、討論情況等)、專題報告和期末考試等,以考核促進教學。其中,期末考試是學生復習指揮棒,占比重應當較高。為避免試卷出現題型不豐富和結構不合理等問題削弱評價效果,筆者加強了試題庫建設,推行教考分離。為激勵學生獨立思考,試卷適當增加了一些開放性考題。
綜上,針對本課程存在的一些教學問題,筆者進行了多元化教學改進,其與傳統教學的對比如表1所示。實踐證明,改進后的教學效果反應良好,加深了學生對課程內容的理解和掌握,提高了學生的專業素質,為他們今后的職業生涯奠定了基礎。
三、結語
經過多年實踐,在《微電子工藝原理》課程教學中,筆者對教學內容、教學方式和考核方式進行了改進,突破了傳統枯燥乏味的“填鴨式”教學模式,積極引入了研究型教學的理念和現代多種教學方法,實現了教學質量的提高,培養了學生的創新能力和綜合素質。教學改進是一個不斷探索、不斷推進的過程,相信在各方共同努力下,本課程的教學將日趨成熟、完善。
參考文獻:
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[2]趙建勛,侯建華.集成電路原理與制造工藝課程的教學改進.長春教育學院學報,2014,30,63-64.
[3]MichaelQuirk,JulianSerda,著.韓鄭生,等譯.《半導體制造技術》.北京:電子工業出版社,2013.5.
2。掌握通過電路圖安裝與調試技術。
3。通過具體的電路圖,初步掌握簡單電路元件裝配、初步的焊接技術及對故障的的診斷和排除。
4。根據課程要求,查閱相關資料。
5。對收音機原理和直流穩壓電源原理有初步的了解。
二、實習內容:
(1)學習識別簡單的電子元件與電子線路;
(2)學習并掌握收音機的工作原理;
(3)按照圖紙焊接元件,組裝一臺收音機,并掌握其調試方法。
三、實習器材介紹:
(1)電烙鐵:由于焊接的元件多,所以使用的是外熱式電烙鐵,功率為30w,烙鐵頭是銅制。
(2)螺絲刀、鑷子等必備工具。
(3)松香和錫,由于錫它的熔點低,焊接時,焊錫能迅速散步在金屬表面焊接牢固,焊點光亮美觀。
(4)兩節5號電池。
四、收音機原理
收音機就是把從天線接收到的高頻信號經檢波(解調)還原成音頻信號,送到耳機變成音波。調幅收音機由輸入回路、本振回路、混頻電路、檢波電路、自動增益控制電路(agc)及音頻功率放大電路組成。
輸入回路由天線線圈和可變電容構成,本振回路由本振線圈和可變電容構成,本振信號經內部混頻器,與輸入信號相混合。混頻信號經中周和455khz陶瓷濾波器構成的中頻選擇回路得到中頻信號。至此,電臺的信號就變成了以中頻455khz為載波的調幅波。
中頻信號進行中頻放大,再經過檢波得到音頻信號,經功率放大輸出,耦合到揚聲器,還原為聲音。其中,中放電路增益受agc自動控制增益控制,以保持在電臺信號不同時,自動調節增益,獲得一致的收聽效果。
五、產品參數:
頻率范圍:535—1605khz;
中頻頻率:465khz
靈敏度:≤1。5mv/m(26dbs/n)
選擇性:≥20db±9khz
工作電壓:3v(2節5號電池)
靜態電流:無訊號時≤20ma
輸出功率:≥180mw(10%失真度)
外型尺寸:124×76×27mm
六、原理圖
收音機安裝注意事項:
1.ds05—7b型套件為3v低壓全硅管袖珍式七管超外差式收音機,外形尺寸為124×76×27mm。為使初學者能一次裝配成功、少走彎路,務請在動手裝配前仔細閱讀該“裝配說明”。
2.中周和振蕩一套四只。紅色為振蕩線圈(t2)、黃色為第一中周(t3)、白色為第二中周(t4)、綠色為第三中周(t5),請注意不要裝錯。
3.t6為輸入變壓器。線圈骨架上有凸點標記的為初級,印刷板上也有圓點作為標記,其線路板上可以很明顯的看出,安裝時確勿裝反。
4.三極管為9014、9018、9013。因外形相似安裝時須仔細對照元件裝配,不要裝錯。
5.電原理圖所標各級工作電流為參考值,裝配中可根據實際情況而定,以不失真、不嘯叫、聲音宏亮為準。整機靜態工作電流約11ma左右。
6.調試前應仔細檢查有無虛、假、錯焊;有無短路,確認無誤后,即可通電調試。通常只要裝配無誤、焊接可靠、裝上電池即可唱響。
七、焊接各種零件并交收音機
這一天,我就真正進入到電子技術實習的操作中去了,以前雖然接觸過電烙鐵,但畢竟沒有實際操作過,總是懷有幾分敬畏之心。而電子電路主要是基于電路板的,元器件的連接都需要焊接在電路板上,所以焊接質量的好壞直接關系到以后制作收音機的成敗。因此對電烙鐵這一關我是不敢掉以輕心的。
影響焊接質量主要取決于焊接工具、助焊劑、焊料和焊接技術。對焊接工具、助焊劑、焊料這樣的物品我是沒任何辦法的,唯一可以改善的就是我的焊接技術,所以焊接技術就直接決定了我實習的成敗。由于我使用的電烙鐵是新的,所以我就免除了除銹的工序,直接將電烙鐵預熱,后上錫,以達到最佳焊接效果。
最終我在這一天的實習中,焊接了十幾個元件,起初沒經驗,將電阻立得老高,這樣既不美觀也不牢靠容易形成虛焊,之后有了經驗就采取臥式法,既美觀又牢靠,只是拆卸時稍微麻煩,需要別人幫忙。焊接時雖然膽戰心驚,但還是總結出了心得,就是焊錫要用一點點下去,電烙鐵要在錫水熔化后產生光亮就拿開,這樣就能焊出光亮圓滑的焊點了。
將它們插好后就依次拆卸下來,先焊接電阻,再焊接瓷片電容(由于瓷片電容不分正負極,所以焊接同電阻)。然后是三極管,焊接時注意三極管的極性,管腳要放入相應位置。液體電容在裝配時也要注意極性,防止接反,最后就是其他固定位置元件。
電子工藝專業畢業生假期實習鑒定,標簽:大學生畢業自我鑒定,畢業實習自我鑒定,
在組裝收音機中,最重要的就是天線的安裝,要將天線繞組區分開,分出匝數多的一側和匝數少的一側。用萬用表測量匝數多的還是少的,電阻為零為一側的繞組。將繞組多的焊接在電路板上的12點上,繞組少的焊接在電路板上的34點上。
焊接完電路板的電子元件后,就要處理電源同電路板的連接,揚聲器同電路板的連接。將電源槽揚聲器安裝在收音機外殼的對應位置,用焊錫焊接導線在接線柱上。將電源的正負極焊接在電路板對應位置,揚聲器的導線不分正負極所以就近焊接,使導線不容易扭曲干擾為佳。
接下來就是安裝電池,調試收音機了。因為前期安裝焊接時謹慎小心,所以安裝完電池后,調節雙聯電容,就可以調節出臺了,而且能調出四個電臺。調試基本成功。
實習小結及心得:
總的來說,我對這門課是熱情高漲的。第一,我從小就對這種小制作很感興趣,那時不懂焊接,卻喜歡把東西給拆來裝去,但這樣一來,這東西就給廢了。現在電工電子實習課正是學習如何把東西“裝回去”。每次完成一個步驟,我都很有“成就感”。第二,電工電子實習,是以學生自己動手,掌握一定操作技能并親手設計、制作、組裝與調試為特色的。它將基本技能訓練,基本工藝知識和創新啟蒙有機結合,培養我們的實踐能力和創新精神,。作為信息時代的大學生,作為國家重點培育的高技能人才,僅會操作鼠標是不夠的,基本的動手能力是一切工作和創造的基礎和必要條件。
通過一個星期的學習,使我對電子工藝的理論有了初步的系統了解。我了解到了焊普通元件與電路元件的技巧、印制電路板圖的設計制作與工藝流程、收音機的工作原理與組成元件的作用等。這些知識不僅在課堂上有效,對以后的電子工藝課的學習有很大的指導意義,在日常生活中更是有著現實意義;也對自己的動手能力是個很大的鍛煉。實踐出真知,縱觀古今,所有發明創造無一不是在實踐中得到檢驗的。沒有足夠的動手能力,就奢談在未來的科研尤其是實驗研究中有所成就。在實習中,我鍛煉了自己動手技巧,提高了自己解決問題的能力。比如做收音機組裝與調試時,好幾個焊盤的間距特別小,稍不留神,就焊在一起了,但是我還是完成了任務。我覺得自己在以下幾個方面與有收獲:
1、對電子工藝的理論有了初步的系統了解。我了解到了焊普通元件與電路元件的技巧、收音機的工作原理與組成元件的作用等。這些知識不僅在課堂上有效,對以后的電子工藝課的學習有很大的指導意義,在日常生活中更是有著現實意義。
隨著職業教育教學方法的改革,一體化教學早已不再是工藝課與實習課的合二為一、教師在實習課堂上進行教學的過程。今天,一體化被賦予了全新的詮釋――學校教學的專業基礎課、工藝課、實習課和教學管理與企業的生產和管理合二為一,教師實現在實訓(生產)教室進行系統完整地教學育人過程。
河南職業技術學院自2008年以來,以國家示范性高職院校建設為契機,加快教學改革。以實現“前校后廠”的戰略為目標,學習國際先進的教學理念和方法,以培養我國社會需求的高級專業人才為目的,全面整合教學內容,構建現代一體化的教學模式,創建特色職業院校。
一、一體化教學的內涵
一體化教學的內容是理論知識與操作技能的有機融合。學校教育必須符合國家的教育方針,所以一體化教學,把專業技術基礎課、專業工藝課和專業實習課的教學內容相融合,兼顧職業技能培訓,與國家職業技能鑒定考核標準要求的內容相融合。課程標準要服務于企業,就必須來源于企業,與現代企業的生產、管理、運營要求及人才發展的戰略需求相融合,即學校的教學內容大融合、資格證書內容融入課程體系、企業生產項目與管理融入教學過程。
一體化教學的過程是基于完成工作任務的系統學習過程。它以完成生產任務為引領、以崗位技能要求為導向、以實訓教學為主題、以培養能力為目的,在學習中生產、在生產中學習的崗位情景、產品導向過程。
一體化教學的環境是師生共同體驗的工作情境,即“六合一”:實訓課堂與生產車間合二為一,教師與師傅合二為一,學生與學徒合二為一,學習內容與生產任務合二為一,學生作業與企業產品合二為一,教學設備及用具與生產設備及工具合二為一。
一體化教學的方法是現代教學方法的綜合體,即“六綜合”。在傳承傳統教學方法中,在教學內容的系統安排上實現“模塊化”教學,在教學組織的系統安排上堅持一體化教學,在教學課題的安排上運用“任務引領法”教學,在課堂教學過程中強調“行為引導型”教學,在課堂教學子任務中貫徹“項目教學法”,在課堂教學的組織過程中推行“四位一體”教學法,即講、演、練、評的一體化教學法。
一體化教學的模式是在“2+1”訂單式培養下,采用“541”模式。即把3學年6個學期分成3個層次10個階段,其淡季5個階段學生在校一體化學習,旺季4個階段學生到企業輪崗實習,畢業前1個階段頂崗實習,實現學工交替、能力遞進。
綜上所述,一體化教學是學生到工作者的成長捷徑,它從企業管理要求出發,不僅是培養掌握崗位操作技能的人,更是培養具有獨立、協作的創新與生存及適應社會變化而不斷學習進步的能力。一體化教學包含校企合作的新內涵,它體現“前校后廠,前店后校”辦學模式,體現學校服務社會的職能,體現科研與企業接軌的途徑。一體化教學是職業院校特有的校園文化,從教學的內容、管理與環境,全面實現了學校與企業的無縫對接。
二、一體化教學改革的指導思想
同志在視察珠海高級技工學校時提出,沒有一流技工,就沒有一流產品。什么樣的人才是“一流技工”,如何培養“一流技工”, 是當前教學改革的方向。2009年9月,一體化教學改革試點工作啟動會議在北京召開,在《關于印發技工院校一體化課程教學改革試點工作方案的通知》中明確:以國家職業標準為依據,以綜合職業能力培養為目標,以典型工作任務為載體,以學生為中心,根據典型工作任務和工作過程設計課程體系和內容,按照工作過程的順序和學生自主學習的要求進行教學設計并安排教學活動。這就是我們教學改革的指導思想。
三、一體化教學改革的研究
1.確立一體化教學改革的專業方向
由河南職業技術學院相關的教學專家牽頭成立一體化教研專家組,邀請部分學校、科研院所的理論、技術及設備專家和企業的生產管理、技術專家及生產能手組成。從確定教學的相關產品、裝備、場地、師資、課程、教材、課題等,研究一體化教學保障的實施條件,確立一體化教學改革的方向。我們確定的專業方向是:機電一體化、電子信息工程、汽車檢測與維修、烹飪工藝與營養,我們確定技校的專業是維修鉗工、車工、焊工、冷加工、電工。
2.明確一體化教學專業的培養目標
以國家職業教育目的為準繩,以國家職業技能考核標準為依據,以當前企業需要為前提,以奠定學生職業生涯為基礎,以掌握綜合操作技能為要求,以畢業生就業一個都不能少為保障,以學精湛技術、拿資格證書、擇理想職業的人才培養目標為方向。調研企業,明確其需要什么與崗位需求同步。研討國內外先進的教育理念、方法、技術和經驗,與現代人的意識發展同步。分析當前和未來社會需求方向,有前瞻性的戰略思考,與科技發展同步。經綜合分析后,確定各專業各個層次的培養目標。
3.理順一體化教學的開發思路
根據培養目標,編制可行的教學大綱、教學計劃、課程標準、教學內容、教學要求;編寫教材、授課計劃、參考資料;準備教案、課件以及教學用工作任務書、項目單;準備設備、工具、量具、附具等;布置工作場地,模擬生產現場,進行情景化設計;準備坯料、產品圖紙、模型、工藝規程及卡片等;進行教學及系列培訓班實踐。
4.制定一體化教學課程開發原則
一體化教學課程開發遵守的原則是:職業教育必須具備職業特色;教學載體必須結合生產,基于典型工作任務;課程改革必須符合國家的課改標準和結合先進的課改成果;能力培養必須緊密結合社會對職業能力的要求;教學內容必須兼顧職業資格鑒定的需要和崗位發展需要;課程開發必須緊緊圍繞能力目標進行,以崗位需求來確定課程內容、理論知識、工作項目、組織形式、評價方式等。
四、一體化教學課程開發實施
1.量化課程方向
例如:機電一體化專業課程+國家職業標準+企業崗位要求=機械加工技術、機械維修技術、電氣維修技術、電子控制技術、PLC與GOT技術、機械裝調技術、現場驅動技術、傳感器與測量技術、液壓氣動技術、網絡通信技術、工業機器人技術、數控操作加工技術、數控設備維修技術等。
2.制定課程改革標準,編制教學大綱
課程改革標準以基本能力為本位,培養具有謀生能力、智力操作能力、優質服務能力、基層管理能力的人。根據課程標準,綜合專業技術知識、專業操作能力、生產工作任務、崗位技能要求、工作方法、社會能力要求,確定能力訓練目標,以目標為要求制定大綱。
3.設計教學計劃
按學年分層次,可分為初、中、高級技工和技師。按生源分等級,可分為技校初級、中級、高級、技師的技工班和統招、對口、成教的高職大專班。
4.提煉典型工作技能
以國家相關職業培養標準為向導,融合職業技能鑒定考核標準的要求,考慮個人生存發展的需求,從所選企業、產品的加工需要為主體出發,從中提煉出典型工件的加工過程和工作技能。
5.匯總能力訓練目標
把教學內容和技能訓練模塊的先后順序匯總,再分解列表,按照“夠用為度”的原則組成有梯度的教學模塊。例如:某一個產品(任務)需多個教學模塊,其中一個模塊僅有某專業課中某課題的一部分知識和多門技術基礎課中某些章節中的一部分知識。當一個產品(任務)完成,似乎把這門專業課程通了一遍,實際上所學的知識和技能僅體現這個任務的所需,即達到了一個級別。學生在學校需要經過多個任務的完成,才能逐級上升,最后達到完整系統的大綱要求。
6.配備一體化教學實訓裝備
職業教育有其獨特性,即保證學生練習和生產。所以,裝備要具有通用性、實用性、先進性、綜合性、創造性、可操作性及可拓展性等。因此,根據對典型工作技能的分解,層層細化到按工作子任務選定載體,按工作任務的流程設置專業實訓教室,按完成工作子任務所需的載體來把裝備配置到實訓教室。實現學院所有設備資源共享,合理調劑,提高利用率。
7.一體化教學專業教材的編寫
一體化教材是學生學習的依據,是學生進行任務活動的指導手冊,是引導學生進行自主學習的幫手,是與學生進行互動的橋梁,是融實踐操作、技術知識、工作思維、能力培養于一體的說明書。教材有專家組組織編寫,經模擬教學實驗修訂后定稿,方可使用。
編寫時,首先,確定編寫教材工作任務的程序。其次,合理設計相關理論知識點。重點介紹與工作任務相關的理論知識,采用任務書要求的形式引入,以學生自行查詢為主、教師導引為輔,可大量采用知識鏈接方式,培養學生學習方法,豐富學習的內容。再次,拓展引入企業真實的工作元素。模仿企業培訓方式,按照ISO式的企業元素要求確定。最后,加入考核評價體系。包括:學生自我評價,即學生對課程學習情況的回顧與自我歸納總結;同學參考評價,即同學之間互相評估工作學習結果;教師綜合評價,即教師根據某個學員或團隊進行綜合評價;企業結果評價,即校企合作單位對一體化教學的結果進行最終評價。
8.一體化教學職業情景的設計
采用生產實際場景或模擬工作實際場景,以學生為主體,教師做編導,行為引導學生自主學習,團結協作,共同努力完成工作任務。
第一,在方法能力方面:傳統教學中,教師是主體,學生盲從,無主動性和戒律性。一體化教學學生是主體,按照企業對安全、操作、規范、清潔、自查、工藝等要求融入工作實訓中,體現學生的自覺性、自律性。第二,在社會能力方面:傳統教育是教師說教育人,以身育人,屬被動教育,學生抵不住社會各方面不利因素的誘惑。一體化教學是在接近實際工作環境中鍛煉職業素養、溝通能力、心理素質、組織協調能力、表達能力、競爭意識等,育人方式更具有真實性、說服性,屬主動教育,它使學校教育與企業教育無縫對接。所以情景化建設是一體化教學的關鍵環節。
一體化教學職業情景分硬件建設和軟件建設,其硬件建設有設備、布局、標志、環境,軟件建設有角色、制度、流程。要打造校內企業環境,需做好以下5個方面。
一是教室布局規劃。如示教區 、資訊區、工作區、討論區、物料區、清潔區、更衣區、通道等,通過環境來改變心情,讓心情改變心態,使心態改變行為,由行為轉變習慣,好習慣轉變素養,高素養定會改變命運。
二是規劃現場標志。有操作標志、安全標志、交通標志等,使學生快速適應規范企業需求,也為企業提出合理化改進建議,推動企業向現代化管理轉型。要把安全變成常態,把規范養成習慣,把責任融于行為。對于學生,習慣的養成需要從“零”做起。
三是建立工作流程。讓學生養成遵規守紀,一切都按部就班、有序進行。如操作流程:下達任務、分析(資訊)、設計(決策)、分配任務、領取物料、實施任務、檢查調試、任務評估、總結分析、歸還物料、清潔整理。又如領取物料:編制清單,審核清單、遞交清單,清點物料、發放物料、領取核對、分發物料。
四是建立教學管理制度。有操作流程制度、物料管理制度、設備使用管理制度、借還物品制度、產品交接制度、私人物品存儲制度等。工作流程是一切活動開展有序的前提,管理制度是所有工作按照流程有序進行的保障。
五是建立一體化教學角色崗位職責制。教學時把學生分組,每組又指定學生擔任不同的角色,可發放不同顏色的工作帽來區別,以承擔不同的職責,培養學生的主人翁精神和責任感。例如:員工,分析任務、探求知識、執行任務、自我總結,每組3人;組長,任務分析、設備管理、清單審核,每組1人;倉庫管理員,進出庫管理、“賬卡物”過程登記與管理,每組1人;物料員,領取與歸還物料與工具,每組1人;檢驗員,任務工作質量評估、組員結果互評,每組1人。
9.教學專業師資的培養
什么是一體化教師?我們認為要具有3個方面的能力:專業能力,即具有扎實的理論知識基礎,具有豐富的專業實際操作技能經驗;方法能力,即熟練運用管理方法處理工作現場問題,能控制工作任務進度,能進行工作技術指導,具備企業實際工作經驗或理念;社會能力,具有良好的觀察能力和溝通能力,具有開拓進取、不斷挑戰自我的創新精神。
“一體化”教師是一體化教學改革成功與否的關鍵,是實現“以學生為中心”教學方式的重要人物,是校企合作的核心要素,是職業院校的特色、持續發展的源動力。
“一體化”教師上崗除具有相應的教師資格證、職業資格證、技師以上專業技術證外,必須經過專業培訓。培訓內容是:一體化教學理念,包括教學理念、課程建設、教材運用、計劃編排、教學方法等內容;教學管理體系,包括角色分配、現場管理、工作調度、氣氛激勵等內容;高新專業技能應用,如先進設備操作維護技術、數控技術、自動控制技術、工業機器人技術、光電觸摸屏技術、網絡組態等技能。
10.一體化教學校企合作平臺的搭建
校企合作的原則:共贏性、持續性、可操作性。合作的方式:合作生產產品,合作研究開發,人員合作交流,合作辦學。產品要涵蓋多種教學目標,要來自不同的企業,要具有時代的先進性。校企合作的實施,要在雙方深度了解的基礎上,引導企業到校建廠,學校到企業建立實訓基地,簽訂長期穩定共贏協議,企業技術人員受聘到校教學,學校專職教師到企業鍛煉,學校為企業研發新項目或產品,企業是研發的試驗場。實現職業學校、企業一體化。
五、實施一體化教學的體會
河南職業技術學院于2011年通過國家示范性高職建設驗收,學校全面建設取得了矚目成績,起到輻射示范作用。通過一體化教學的改革實踐,筆者有10點體會。
一是一體化教學是解決學校內實習設備、資金不足、企業的場地、人員、技術不足的有效方案。它可以有效地組織企業和學校資源,有效突破職業院校教學條件瓶頸,有效使企業創新占領市場。
二是一體化教學符合國家職業教育方針,符合職業教育標準,符合國家課改方向,符合學校教育發展的需求,符合企業發展的利益需求。
三是一體化教學融合世界先進職教理念。如新加坡的學校在企業中辦學,企業走進學校中辦廠,形成“校中企、企中校”的校企聯辦模式;英國的以工讀交替,讓學生完成從學校到就業的過渡學徒模式;德國的企業和學校共同擔負培養人才的任務,按照企業對人才的要求組織教學和崗位培訓的雙元制模式。
四是一體化教學適合現代教學方法的運用。在一體化教學模式下,教學內容相對集中形成模塊,課堂組織在工作環境中用“行為引導” 激發學生的主動性,教學課題以“任務引領”實現學習與工作合二為一,工作子任務以各個不同層次的小“項目”去完成,降低難度,學生容易獲得成功,得到成就感。
五是一體化教學符合教學基本規律。知識、技能由淺入深。工作任務中基本任務、典型任務、子任務相關聯,教學模塊由簡單、一般、中等、高級、復雜相遞進。習慣養成從“零”開始,進入職業角色、好的職業習慣、高尚的職業素質與修養。技能目標由低到高,從基礎開始,初級、中級、高級、技師。
六是一體化教學是學校校園建設與內涵建設同步到位的“捷徑”。基礎設施建設形成產權明晰、社會多方共建的新型辦學格局。技術裝備在保證生產的導向下,能與社會的發展同步,建設速度快,投資見效快。校企合作,“前校后廠”,使一體化課程建設得以實現。專業建設能把握職業特色,強化能力培養,符合社會需要。
七是一體化教學顛覆了傳統的教師和學生的角色。教師從傳道、授業、解惑的知識傳輸者,轉變為組織、引導、評價者。學生從知識的被動接受者變為為生存、為發展、為興趣、為榮譽的主動探索者,成為學習的主體。教學雙方角色的根本性轉變,又推動全校教學的改革。
八是一體化教學將知識、技能、能力融合,將學校教育管理規定和企業生產管理制度融合。將教師、學生身份與師傅、員工身份融合,凸顯職業教育特色。
九是一體化教學是嚴謹完整的系統工程,可分為課程體系、職業場景、實訓裝備、校園文化等。
十是一體化教學是能夠推廣的教學理念,是職業院校發展的方向。
河南職業技術學院的一體化教學改革初顯成效,但還要與企業深度融合,在崗位技能要求方面要不斷進步,才能與現代科技的發展同步。
參考文獻:
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隨著我國高等教育事業的不斷發展和高校的擴招改革,大學生人數呈井噴式增長,每年700萬左右的畢業生涌入社會,畢業生就業難的問題一直受到社會各界的廣泛關注,各大高校對工科類學生的培養也越來越注重在使學生掌握了較為扎實的理論知識基礎上再進行學生實踐能力的提升,以期培養出復合型、技能型、應用型人才,滿足社會對新世紀人才的需求。《高爐煉鐵生產》是冶金專業課程之一,也亟待進行積極的改革和創新,不斷深化學生的專業知識,提升其專業技能水平,達到“一專多能”的效果,幫助學生在激烈的人才競爭中更好地生存發展。因此,探究《高爐煉鐵生產》課程改革的方案,提升學生教學質量,對于學生的學習以及未來的實踐來說都影響深遠。
1理論體系突出專業性
《高爐煉鐵生產》的理論部分教學的核心內容主要包括高爐煉鐵及鐵礦粉造塊兩方面。第一,高爐煉鐵重難點在于冶金過程的物理化學反應、熱工基礎、高爐煉鐵流程、生產設備等內容,而這些知識的學習需要有基礎數學理論、機械制圖技能、力學、電子技術、計算機實操等做輔助,在實際的理論體系構建中要將這些與核心內容進行整合,而且要突出其專業性和實際應用性,為學生今后崗位操作做鋪墊。第二,以鐵礦粉造塊理論與實踐為核心的課程模塊,除了最基本的物理化學原理和冶金爐熱理論外,更需要注重對煉鐵原料、燒結所需設備的教學,并突出礦巖專業優勢,為冶金專業做好專業服務,不斷拓寬學生的知識廣度,提升其綜合素質。另外,還可以給學生提供與專業相關的選修課程,主次分明,比如《耐火材料》《鑄造工藝》《冶金煉鐵環保》,既能增加學生學習興趣,還能彰顯冶金專業特色。另外,該課程理論體系的構建是為學生的實踐打基礎,因此,理論知識一定要“夠用”,但是要杜絕內容交叉過度和內容不完善這兩種極端。所以教師要鼓勵學生通過自我學習的方式,閱讀相關的專業課程書籍或者期刊文獻,制定出個性化的學習計劃,不斷提升自身的專業素質水平,通過課外知識的填充讓自身知識體系更加完善。
2強化實踐教學體系構建
首先,應當重視實踐教學課程設置,逐步增加實踐課程課時,這樣才能強化學生的實踐動手能力。比如某高校在對《高爐煉鐵生產》課程進行改革后,將原有的實踐課增加了一半,使得實踐教學課程總量達到該專業課程教學比例的40%,符合我國對工科專業實踐教學的要求。改革實施以來,學生對實踐課興趣更濃了,而且能夠將所學知識應用到實際生產中,學生也比較有成就感。實踐教學環節的增加有助于學生深化現有的專業知識,在與實踐實訓相結合的環境下,其綜合素質水平和崗位操作水平更強,促進了應用型人才的培養。其次,提升崗位實踐所需的基礎性技能操作訓練度。對于冶金專業學生來講,基礎技能應當涉及計算機操作與應用、數學建模、實驗技能、金屬加工、機械設計與制圖等。每一個基礎操作技能對于學生專業綜合技能來講都是十分重要的,在課程設置時應當確保各類課程設置均衡、協調、統一,能夠將相關的知識與《高爐煉鐵生產》教學聯系在一起。最后是對冶金專業學生畢業設計的改革。現階段很多大學生的畢業設計都是通過搜索相關文獻,過分借鑒甚至抄襲而做出來的,畢業設計質量普遍不高。一些高校也會讓學生選擇將高爐煉鐵相關工藝模擬作為論文設計思路,結果造成了學生畢業設計同質化,沒有創新和特點。筆者認為,畢業設計可以分為兩個層面,即對燒結團的畢業設計與最后的畢業設計大論文。這樣一來,學生能夠對《高爐煉鐵生產》課程兩個核心部分都做出總結和提煉,加上自己的設計思路,做出符合生產實際的畢業設計,提升了學生對知識的綜合運用能力,也有助于為解決生產實際問題提供新的思路。
3依托實習基地培養學生學習自主能力
一方面,各高校應當積極開展與專業相關企業的合作,通過校企合作共同育人。高校領導應當對校外實習基地進行多次實地走訪和考察,并選出專業對口、環境安全、與學校人才培養理念相符的優質合作企業,并循序漸進地通過崗位參觀、見習、頂崗實習或工學結合等方式,給冶金類專業學生提供真實的生產學習環境,并積極融入相關的崗位教學課程,通過情景教學、師傅帶徒弟等方式,為學生創造較為合適的工程訓練環境。比如某大專院校已經與當地鋼鐵公司開展了多年的合作,建立了良好的伙伴關系,而且仍在不斷開發更優質的企業來作為衛生產學結合的實習基地,不斷提升學生的專業水平,理論與實踐相結合,使得學生學以致用,提高了其動手能力和獨立自主處理問題的能力。而且將校外實習作為專業教學計劃的一個重要部分,與企業相關工程師共同研發專業教材,制定學生實習期間的教學大綱和考核標準,實現了冶金專業的應用性改革,拓寬了高校的人才培養和課程改革思路。另一方面,高校還應當邀請經驗豐富的實習基地工程師來校通過講座或者培訓的方式,與學生進行面對面的交流與分享,尤其是給學生們講解實際高爐鋼鐵生產過程中寶貴的生產經驗,引導學生注重實踐操作技能的提升,使學生不斷學習相關的專業知識,并主動思考,再結合在實習期間所遇到的問題,提升自身分析和處理問題的能力。另外,應當在每一個學期選派優秀教師到鋼鐵公司生產一線掛職鍛煉和學習,并總結企業中的問題和經驗,發揮教師的引導性,使專業教師在課程教學時能夠更具針對性,而且也能夠潛移默化地培養學生踏實肯干和服務一線的意識,并為其今后職業發展做出合理規劃,幫助學生在未來的工作實踐中獲得更好的發展。
4結語
《高爐煉鐵生產》教學改革并非一朝一夕可以完成的,其還有很長的路需要走,需要教師和學校,甚至社會的不斷努力與探索。因此,教師要深入到工作的第一線,從中獲取具有實踐性、指導性的經驗和理論知識,將其納入到課程改革方案中來,從而提升教學質量和效率,制訂出具有實用性的課程教改方案,讓學生能夠更好地適應社會的需要,更好地滿足企業發展和建設的需要。
參考文獻
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這些課程是從事服裝專業任意崗位的學生都必須掌握的基礎課程。專業方向課主要有設計方向課程,如服裝配飾設計、成衣款式設計、手工藝設計、服裝產品研發課程。工藝方向課程,如成衣跟單、服裝設計軟件應用、高級定制版型設計、服裝工藝推板。營銷方向課程,如服裝品牌管理與商品策劃、服裝貿易實務、服裝電子商務、服裝店面管理課程。專業選修課主要有商品策劃、服裝行業概論、服裝美學和心理學、服裝工廠設計、服裝機械原理、服裝人體工程學課程。根據服裝設計、服裝工程及營銷方向,有選擇地設置其選修課程。針對上述課程的學期分布,遵循的原則主要是:大一階段主要是公共基礎課和服裝設計基礎課程學習,引起學生對服裝設計學習的興趣,專業課程上偏重于設計類和基礎專業知識課程教學;大二階段進入服裝結構設計和制版工藝課程學習,設計強化類課程學習;大三階段實施推板和工藝制作強化類課程及經營管理類課程,加強服裝工藝的重點培養;大四階段主要進行實踐性教學。同時,根據企業及行業專業崗位要求,調整課程設置的教學內容、學時數、授課順序及實習實訓內容。
2進行“五段式”專業方向定位,構建服裝專業創新型教學模式
為了培養市場緊缺的“一專多能”的服裝人才,提升時裝藝術學院的整體教學水平,需要改變服裝設計與工程專業教學思路,主要實施“五段式”教育。學生在大一階段學習服裝專業導論課程,根據個人潛力和愛好及特長,細分服裝專業方向(主要為設計方向、工藝方向和經營管理三方面),并加強實踐動手能力,大一學生第一學期即能為自己制作兩件可穿服裝。在大二階段,依托寒暑假期,學生依據服裝專業方向定點進行企業崗位實習,熟悉崗位操作流程及崗位需求能力,加強理論強化學習,真正實施理論知識和實踐的有機結合。在實踐能力方面,大二學生在校內模擬工廠,自己設計、制版并制作服裝,參加校內大賽。大三階段,加強實踐動手能力的培養,達到企業對熟練技術人員的操作要求,100%預就業,真正實施“訂單式”人才培養。大四階段,要求學生畢業時達到100%滿意、穩定就業,無試用期,并熱愛這份職業。第五階段,學生畢業后,采用100%“售后服務”。針對學生畢業后工作中帶來的困惑與專業技術問題等,始終和畢業生保持密切的聯系,永久性扶持畢業生的職業生涯。
3拓展藝術類課程,加強服裝專業學生藝術修養
為了提高服裝專業學生的設計能力,突破我國服裝企業缺乏優秀設計人員的局面,在服裝專業選修課程中增加藝術課程的設置。縱觀世界知名服裝設計師,多數有建筑學、美術、繪畫、音樂等與藝術相關課程的學習經歷。拓展藝術類課程設置,通過交叉學科的相互滲透,對于培養學生的創新思維和能力起到積極作用。同時,要求學生在選修的過程中可以多選,實行學分互換制度,有助于調動和激發學生學習的積極性。拓展藝術類課程設置,對于加強服裝專業學生藝術修養,對于培養我國優秀的設計師有積極作用。
4所有專業課程融入實踐教學,密切聯系企業,加強鍛煉
服裝設計與工程專業是一門實用性、實踐性較強的學科。在教學過程中,要求所有專業課程都要有實踐環節,做到理論和實踐真正的結合,依托企業培訓、企業實習等多種形式增強學生實踐能力(如與知名企業建立合作關系)。在專業設置上,針對不同企業不同崗位的需求,各專職教師積極探索服裝與藝術設計、服裝與工藝結構、服裝與現代營銷管理的有機結合,充分利用企業技術與教學相結合,發揮學生的特征優勢,以培養綜合性較強的專業人才。
5根據學生專業方向的傾向性,進行創業與實踐
根據學生專業方向的傾向性,通過競賽、創業項目競標等模式,進行創業實踐。通過可行性市場分析,選拔出相對高效可行的創業項目。借助創業扶持基金,開展創業項目研究與實施。創辦模擬公司,滿足設計方向、制版方向、裁剪制作方向、生產管理及營銷方向實戰學習及創業就業。另外,為了調動學生學習的積極性,加強實踐能力,定期舉辦“我型我秀”生活裝設計大賽。要求在校學生利用業余時間,根據自己的特點,進行自我形象設計,為自己量身定制服裝,展現青春、展現自我。