面向表面貼裝技術(shù)（SMT）的大學(xué)生科技創(chuàng)新教育實(shí)踐

張永芳 傅向軍 鄧開連 劉浩 沈利芳 陳根龍

【摘要】大學(xué)生科技創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目以培養(yǎng)復(fù)合型人才為主要目標(biāo)，積極履行以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念。以表面貼裝工藝（SMT）這一項(xiàng)目為載體，探討為何及怎樣將SMT引入科技創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目中，并對(duì)項(xiàng)目實(shí)施效果進(jìn)行了總結(jié)分析。項(xiàng)目的成功實(shí)施不僅能調(diào)動(dòng)本科生參與科研的積極性，而且提高了學(xué)生的實(shí)踐能力與科研素養(yǎng)，為學(xué)生將來從事研發(fā)工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】表面貼裝技術(shù) 實(shí)踐能力 科學(xué)素養(yǎng) 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

【基金項(xiàng)目】本文系“基于表面貼裝技術(shù)（SMT）的大學(xué)生科技創(chuàng)新教育的探索”（項(xiàng)目編號(hào)：104-20-0007128）等項(xiàng)目的階段性研究成果。

【中圖分類號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）07-0249-02

隨著我國進(jìn)入建設(shè)創(chuàng)新型國家的歷史進(jìn)程，國內(nèi)工科院校對(duì)學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)越來越重視。如果工科類院校的學(xué)生對(duì)當(dāng)前的科技前沿知之甚少，將難以適應(yīng)社會(huì)需求，更難以在職場中出類拔萃。而大學(xué)生科技創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目倡導(dǎo)在教師指導(dǎo)下，學(xué)生自主選題，設(shè)計(jì)并實(shí)施方案，有助于大學(xué)生實(shí)踐能力與科研素養(yǎng)的培養(yǎng)，此類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育越來越受到工科類高校的青睞[1-5]。

1.大學(xué)生科技創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目的現(xiàn)狀

大學(xué)生在教師指導(dǎo)下自主選題并申請(qǐng)項(xiàng)目，不僅充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的自主性、創(chuàng)新性和團(tuán)隊(duì)合作精神，而且能夠拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)范疇，有助于培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)的實(shí)踐能力和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)[6-8]。然而眾多訓(xùn)練項(xiàng)目在執(zhí)行的過程中也存在一些不足，如高校對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的不重視，學(xué)生選題不當(dāng)，實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備落后，項(xiàng)目評(píng)審時(shí)重視結(jié)果輕視過程等。因此一方面，對(duì)于學(xué)生擬開展的科技創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，教師必須深入了解每個(gè)項(xiàng)目組的實(shí)際操作性，確保項(xiàng)目難度適中，以免因項(xiàng)目的不可操作性或難度過大而影響學(xué)生的參與度[9-11]；另一方面，高校應(yīng)充分重視實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的培養(yǎng)，充分利用好教學(xué)資金，加快實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員參加學(xué)術(shù)研討會(huì)及技術(shù)培訓(xùn)，提高他們的專業(yè)水平。此外，學(xué)校在驗(yàn)收項(xiàng)目的時(shí)候不僅要看項(xiàng)目的結(jié)果，還應(yīng)該關(guān)注項(xiàng)目的過程管理，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體功能，避免項(xiàng)目成果的虛假性[12-14]。

2.基于SMT的科技創(chuàng)新訓(xùn)練

隨著電子產(chǎn)品制造業(yè)的發(fā)展，用電烙鐵加通孔元器件的傳統(tǒng)制造工藝因其體積大、成本高已滿足不了社會(huì)的需求和時(shí)代的發(fā)展，而表面貼裝技術(shù)（Surface Mount Technology，簡稱SMT）因其體積小、重量輕、成本低、生產(chǎn)質(zhì)量與效率高等優(yōu)點(diǎn)逐漸取代了傳統(tǒng)的通孔元器件的主導(dǎo)地位，已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通信等領(lǐng)域，逐漸成為電子信息產(chǎn)品制造業(yè)的核心技術(shù)[15]。

2.1項(xiàng)目選題

根據(jù)教育部和上海市教委發(fā)布的《教育部關(guān)于做好“本科教學(xué)工程”國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃實(shí)施工作的通知》這一文件要求，為進(jìn)一步調(diào)動(dòng)全校本科生開展科研的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性，倡導(dǎo)以啟發(fā)探索和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)為核心的研究式學(xué)習(xí)，我校（東華大學(xué)）科技創(chuàng)新訓(xùn)練采取的方式是在教師指導(dǎo)下，學(xué)生個(gè)人或團(tuán)隊(duì)自主確定選題，設(shè)計(jì)實(shí)施方案，開展項(xiàng)目實(shí)踐。目前學(xué)生所申請(qǐng)的項(xiàng)目多達(dá)上百個(gè)。為了讓學(xué)生更好的了解當(dāng)前電子技術(shù)行業(yè)的最新成果，更快地適應(yīng)創(chuàng)新型社會(huì)的需求，筆者積極實(shí)施了“貼裝工藝研究”這一項(xiàng)目，該項(xiàng)目以貼片讀卡器的制作為載體，采取保留內(nèi)核、簡化SMT工藝過程的形式，既能夠開闊學(xué)生的視野，又能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

2.2 項(xiàng)目前期準(zhǔn)備

項(xiàng)目所用到的設(shè)備有回流焊爐、絲印機(jī)、電烙鐵等。筆者選購了一臺(tái)型號(hào)為PE530的小型紅外熱風(fēng)回流焊爐。PE530回流焊爐分為三個(gè)加熱區(qū)，其溫度的設(shè)定根據(jù)焊錫膏的溫度曲線來設(shè)定。既可以做有鉛錫焊也可以做無鉛錫焊。焊錫膏由學(xué)生根據(jù)自己的溫度要求聯(lián)系商家購買。絲印機(jī)采取半自動(dòng)絲印機(jī)，型號(hào)為PE-3088。讀卡器的散裝套件由學(xué)生根據(jù)自己要求在網(wǎng)上采購。與讀卡器印制電路板相對(duì)應(yīng)的鋼網(wǎng)由學(xué)生自己聯(lián)系廠家制作完成。

2.3 項(xiàng)目實(shí)施

項(xiàng)目的具體實(shí)施分為五個(gè)環(huán)節(jié)：第一個(gè)環(huán)節(jié)由學(xué)生自己上網(wǎng)查找有關(guān)表面貼裝工藝技術(shù)的簡史和發(fā)展趨勢，指導(dǎo)教師給予有關(guān)信息的補(bǔ)充；第二個(gè)環(huán)節(jié)是學(xué)生與指導(dǎo)教師共同探討讀卡器的工作原理圖；第三個(gè)環(huán)節(jié)是讓學(xué)生熟悉專業(yè)儀器的使用方法，回流焊爐主要包括回流焊爐的基本操作流程、溫度設(shè)定方法、傳送帶速度的調(diào)節(jié)及報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警時(shí)應(yīng)急處理措施等方面的操作知識(shí)，半自動(dòng)絲印機(jī)主要包括鋼網(wǎng)網(wǎng)孔與印制電路板焊盤一一對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)、刮刀速度與高度的調(diào)節(jié)、給絲印機(jī)供氣的氣泵壓力的選擇等方面，必要時(shí)教師可給予指導(dǎo)并講解SMT工藝流程，同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生完成讀卡器組裝及檢測工序，圖1為用回流焊爐完成貼片元件安裝后的電路板，圖2為學(xué)生完全制作好的讀卡器；第四個(gè)環(huán)節(jié)是在教師指導(dǎo)下，學(xué)生獨(dú)立完成項(xiàng)目報(bào)告及項(xiàng)目論文的寫作，報(bào)告或論文中需注明所用儀器的具體參數(shù)，如回流焊爐溫度采用REX系列溫度智能控制系統(tǒng)溫度精度為±2℃，傳送帶速度應(yīng)調(diào)節(jié)為10cm/s、絲印機(jī)供氣壓力為6-8Kgf/cm2等多項(xiàng)具體參數(shù)；第五個(gè)環(huán)節(jié)組織學(xué)生結(jié)題答辯。

2.4 項(xiàng)目成果分析與展望

SMT已經(jīng)滲透于信息社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，直接影響到電子產(chǎn)品的性能與成本。筆者通過貼片讀卡器這一電子產(chǎn)品的制作，把教學(xué)實(shí)踐與科研相結(jié)合，不僅可以使學(xué)生了解SMT給電子行業(yè)帶來的一次重大變革，而且也使得學(xué)生親自接觸了新技術(shù)、新工藝，在開闊學(xué)生思路的同時(shí)提高了學(xué)生的科研與創(chuàng)新能力。從整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施過程來看，學(xué)生參與科研的積極性是很高的，關(guān)鍵在于教師一對(duì)一的指導(dǎo)。項(xiàng)目的實(shí)施方案在科學(xué)總結(jié)的基礎(chǔ)上可進(jìn)一步改進(jìn)，擬著手開發(fā)和引進(jìn)一些兼具實(shí)用性與設(shè)計(jì)性的電子產(chǎn)品，如U盤、MP3等。

3.結(jié)束語

我校積極履行“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念，大學(xué)生科技創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目的深入開展得到了學(xué)生和社會(huì)的廣泛好評(píng)。此類項(xiàng)目不僅全面調(diào)動(dòng)了本科生參與科研的積極性，而且提高了學(xué)生的實(shí)踐能力與科研素養(yǎng)，團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神及創(chuàng)新精神，同時(shí)將培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的高素質(zhì)人才的理念滲透到教學(xué)中，為學(xué)生將來從事科研工作奠定了良好的基礎(chǔ)，有助于培養(yǎng)更多復(fù)合型的高素質(zhì)工程人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]高瑞苑，張海容.大學(xué)生科技創(chuàng)新與科研能力培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017（6）：180-182.

[2]陸繼慶，陳子為.基于CDIO的大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺(tái)的構(gòu)建[J].教育教學(xué)論壇，2017（4）：167-168.

[3]裴斐，金秋.基于CDIO 的大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺(tái)構(gòu)建探究[J].中國管理信息化，2018（2）：192-193.

[4]劉保軍，盧滿懷，張志斌，等.以自主創(chuàng)新能力為核心的大學(xué)生科技訓(xùn)練 體系構(gòu)建[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2016（24）：144-148.

[5]李沙沙，謝永，周丹紅，等.科教融合培養(yǎng)大學(xué)生科技創(chuàng)新能力[J].陰山學(xué)刊，2017（4）：111-112.

[6]鄭惠萍.大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)自主選題的嘗試與探索[J].教育教學(xué)論壇，2014（28）：193-194.

[7]賴曉晨，惠煌，夏鋒等.大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃實(shí)施的關(guān)鍵問題分析[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012（7）：17-20.

[8]王吟，張曉東，陶紅，等.基于環(huán)境工程專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新課程教學(xué)及能力培養(yǎng)[J].時(shí)代教育，2016（1）：208.

[9]劉琳，蘇寒松，謝亞利.表面貼裝技術(shù)在電子工藝教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2011（3）：85-87.

[10]樊雅琴，周東岱，楊君輝，等.項(xiàng)目式STEM教學(xué)中學(xué)生參與度測量研究[J].XDMS，2018（28）：121-126.

[11]邊敏佳，趙嫻，崔曉萍.大學(xué)生項(xiàng)目參與式創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模式的應(yīng)用[J].中國管理信息化，2017（7）：234-235.

[12]劉楊，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目過程管理探析[J].煤炭高等教育，2014（2）：52-54.

[13]潘涌璋，唐啟紅，張秋明，等.大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目管理模式探討[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012（6）：146-149.

[14]劉繼宗.高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目過程管理的思考[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2016（2）：200-201.

[15]杜江淮.SMT表面貼裝技術(shù)工藝應(yīng)用實(shí)踐與趨勢分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（7）：99-100.

作者簡介：

張永芳（1985-），女，安徽滁州人，碩士，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：本科生電子工藝實(shí)習(xí)、數(shù)模電課程設(shè)計(jì)、數(shù)模電基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)。