高职《电子产品设计与生产》项目教学完整性与真实性研究*

楼 勇 王 楠 张嫣华（台州职业技术学院 浙江 台州 318000）

高职《电子产品设计与生产》项目教学完整性与真实性研究*

楼 勇 王 楠 张嫣华
（台州职业技术学院 浙江 台州 318000）

在校企合作、工学结合模式下，项目教学是课程教学的主要形式，项目教学的关键要素是基于真实而完整的工程环境，使学生提前进入企业工作角色，达到校企“零距离”对接。《电子产品设计与生产》是应用电子专业普遍开设的一门综合专业课程，项目的教学内容应该来自企业生产，贴近真实情况，教学应从产品设计目标的确定、设计方案的评估、样机的制作、电路电磁兼容性的评估和工艺过程的进行等方面落实项目的完整性与真实性。

高职；电子产品设计与生产；项目教学；完整性；真实性

高职院校电子类毕业生从事的相关专业有器件采购、电路设计、生产管理、检验检测、电器销售以及售后服务等。在大中型企业中，工种分类比较细，单个工种工作内容比较单一，高职毕业生只要能在工程师的指导下完成相应任务即可，即做好工程师的助手。而在小型企业，由于产品的技术含量相对较低，工程人员较少，因此分工模糊，往往一个产品的电路设计、原材料采购、生产流程安排，甚至售后服务都是由两三个人来完成。在这种企业里，技术人员的专业能力要求并不需要很高，但对各个工种都要熟悉，要扮演一个工程师，甚至总工的角色。

《电子产品设计与生产》是电子专业普遍开设的一门综合课程。当前，在以项目为载体的教学改革过程中，教师往往只强调一个真实产品的功能实现，而产品的成本核算、器件采购、生产工艺等内容在教学中没有占据应有的分量，学生对产品设计与生产的完整性缺乏认识，毕业后不能很快适应工作岗位。浙江台州职业技术学院电子专业在项目教学中十分重视项目的真实性与完整性，教学取得了显著的效果。在对近三年电子类毕业生的跟踪调查中发现，在从事本专业工作的毕业生中，70%以上在中小企业，他们完成毕业顶岗实习之后即成为某个岗位的工程师，具备了独当一面的工作能力，经过两到三年的努力，很多已经成为企业的技术骨干，扮演着总工程师的角色。因此，教学内容的完整性与真实性是衡量项目教学优劣的重要标准。

市场调研是项目教学的首要任务

在电子产品设计与生产过程中，市场调研是项目教学中要增加的一个重要内容。这里要完成的相关内容有设计任务的进一步明确、产品的市场定位、初步方案的确定、材料成本的估算等。这些工作在设计的初期是至关重要的，甚至决定着一个产品的成败。

在企业中，尤其是在中小企业中，设计人员初期得到的任务是不完整也不明确的，没有技术指标，没有初步方案，没有成本核算。设计人员只有通过网络途径了解目前市场上同类或者相关产品的功能要求、技术指标、销售价格，结合企业的实力和产品的定位确定具体的功能目标。根据功能目标，通过网络查询相关的实现方案，再结合器件成本、生产成本、维修成本等确定初步设计方案。

在以项目为载体的教学改革中，教师不必给出详细明确的设计任务，而是营造相应的工程环境，比如给出产品的基本功能、企业的资金实力、研发能力、产品客户等信息。学生充分利用网络资源，通过Google、阿里巴巴、淘宝网等平台调查、询价，掌握现有产品的功能、实现技术方案、器件价格等信息，初步形成自己的实现方案。经组内讨论、分组交流后，设计思路进一步得到拓展，设计方案进一步得到完善，学生对本项目有更充分的理解与认同。

在方案设计过程中，指导教师不必讲授很多专业知识，但必须教会学生如何有效利用网络、书籍等资源完成设计任务。只有当学生设计方案出现重大错误时，教师才需要及时予以纠正。

样机制作是项目教学的主要内容

样机制作是指从电原理图到产品样机调试完成的过程，是项目教学的主要内容，至少要花费整个项目的二分之一时间。项目教学中的样机应该是一个典型电子产品，包括模拟电路、数字电路或者单片机系统，由若干个典型的应用电路组成。

样机制作以实现产品功能为第一目标，通常按照功能模块分单元来实现，最后合成整机。工厂的样机制作应该严格按照工业生产标准进行，包括有选择地采购元器件、PCB打样、EMC测试等。但是在教学中实现起来比较困难，无论教学费用和时间都是不允许的。项目教学中元件通常只能使用实验室库存。电路板使用万能板或热转印法制作PCB。此过程主要是验证设计方案的可实现性。在制作过程中可以调整和修改设计方案，若干设计参数需要通过样机制作来确定。样机制作调试完成，说明产品设计方案可以实现，研发阶段基本结束，后期主要是工艺的改善和可靠性的提高。

样机完成后，有条件的应该进行可靠性、安全性和EMI、EMS测试，查找设计中存在的缺陷。

生产工艺设计是项目教学的关键环节

电子产品生产过程包括贴装、焊接、检验、装配等环节，是生产型企业的主要内容。生产工艺安排恰当与否直接影响产品的成本和稳定性。在完整的《电子产品设计与生产》项目教学中，必须使学生能够根据具体的产品设计工艺流程学习工艺管理的本领，这里包括生产设备的配置、生产工人的数量、加工工序设计、专门装夹具设计、检验方法设计等众多内容。

工艺管理是产品工程师、车间主任乃至总工程师都必须具备的本领。它绝不是通过课堂或实验室教学能够掌握的，需要以生产性实训为基础，对工厂或者校内生产车间有较深的感性认识后才能具备。因此，工艺管理属于较高层次的综合技能。

产品技术文件是项目教学的成果展示

在企业生产中，产品技术文件是生产环节的重要资料，包括设计说明书、电路原理图、印刷电路板图、材料清单、装配图纸、各种样机检验报告、生产作业指导书、产品使用说明书以及一些必要的说明文件等。项目教学中要求学生提供完整的产品技术文件，它是教学全过程成果的集中展示。

在最后的项目评价中，每人或每小组需向全体同学阐述详尽的设计过程，展示设计成果。可采用演示、答辩等多种形式为考核方式，指导教师给出的成绩应该能得到学生本人和大部分学生的认可。

可靠性设计是项目教学的核心理念

根据国家标准的规定，产品的可靠性是指产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。一个合格的产品，必然是一个可靠的产品。在教学中师生容易只顾产品的功能，忽视了产品的可靠性。产品的可靠性是设计出来的，生产出来的，也是管理出来的，因此，可靠性设计应该作为核心理念贯穿项目教学始终。

产品设计的初步方案就应该体现可靠性设计，要明确产品使用环境（温度、压力、湿度、电压等），使用寿命，实现的功能等。电路设计要按照高集成度、模块化、简洁化的思路进行，要重点考虑电磁兼容性（EMC），包括电磁干扰（EMI）和电磁耐受性(EMS)。目前，国内外电子产品有众多认证，产品必须通过认证才能在相应国家和地区销售，如美国的UL，欧洲的GS、TUV、ROHS，国内有3C、CCEE等。教学中要使学生对各个认证标准有一定的了解。电磁兼容性设计是一个产品可靠和通过EMC认证的前提，教学过程中要强调EMC的概念、设计要遵循EMC的普遍规则，要培养学生解决EMC一般问题的能力。

产品可靠性除了完成可靠的电路设计外，还应该强调生产与管理过程的规范化。生产过程要符合常规工艺要求，要与ISO9001:2000标准结合起来，这样才能不断提高产品质量，提高产品可靠性。电子产品设计与生产中还要兼顾产品的安全性、环保性和低碳性。

电子产品可靠性设计项目教学对教师提出了很高要求，教师要具备深厚的专业知识和丰富的实践经验，要熟悉产品认证标准和质量体系标准。

高性价比设计是项目教学的显著特征

企业的盈利是通过销售产品的利润来获得，高性价比是产品进入市场的关键因素。因此，性价比的理念要贯穿到设计方案、生产工艺等各个环节，它是项目教学真实性的重要体现，是区别于传统教学的显著特征。

初步设计方案必须要明确产品定位、产品功能、生产成本等信息，它是企业产品研发中的阶段性成果，必须符合两个原则：一是可行性，二是经济性。在项目教学中，方案的可行性经教师检查之后不会有重大问题。经济性是师生比较难掌握的，但这必须作为方案优劣的主要评估指标。每位或每组学生可以设计不同的产品功能、不同的实现方案、不同的生产成本，最后的衡量指标是性价比。

产品成本中除了材料成本外要特别注意生产与维修成本。生产成本与设计方案有关，包括配件的生产与外包，电路板器件的安装方法、焊接方法、调试方法等。维修成本与产品可靠性息息相关，两者间要做到平衡。

《电子产品设计与生产》是电子专业极为重要的一门课程，教学中不仅要安排足够的课时，配置强有力的师资，投入足够的设备、场所与资金，还要与当地相关企业建立紧密的合作关系，使项目教学更加真实完整。

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G712

A

1672-5727（2011）08-0081-03

张嫣华（1965—），女，台州职业技术学院讲师，产学合作办公室副主任，研究方向为高职实践教学模式。

王楠（1983—），女，硕士，台州职业技术学院教师，研究方向为电子技术应用及教学。

楼勇（1981—），男，硕士，台州职业技术学院教师，研究方向为单片机技术及教学。