SMT 实 验 教 学 改 革 探 索

陈小勇， 吴兆华， 张 丽

(桂林电子科技大学 机电工程学院， 广西 桂林 541004)

0 引 言

实验教学已经成为本科教学中的重要组成部分, 是实施素质教育、培养富有工程实践能力和创新精神的高素质人才的关键环节[1-3]。微电子制造工程专业，集机械、电子工程技术于一体的边沿学科，致力于培养先进电子制造产业中的高新技术人才，满足高速发展的电子制造工业对电子产品制造工艺人员的需求。表面贴装技术(Surface Mounting Technology,SMT)实验教学是微电子制造工程专业的主要实践教学环节，要求学生学习和了解机械制造技术、材料学、理论力学、物理化学、热力学等基础课和半导体物理、微电子器件、集成电路设计工艺等专业课程[4]。

随着我国电子信息产业的快速发展，对SMT人才的需求与日俱增，对应用型和技能型SMT人才提出了更高的要求，推动了我国高校微电子制造工程专业教育的发展。自国家教委在专业目录外设置“微电子制造工程”特色专业以来，目前国内已有20多所大学不同程度上开设了微电子制造装备及自动化专业，如清华大学、华中科技大学、中南大学、华南理工大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、北京理工大学、厦门大学、北京工业大学、大连理工大学、北京科技大学等[5-6]，此外，许多高职院校也相继开设了微电子制造工程相关专业，如深圳职业技术学院、四川大学物理科学与技术学院、南京信息职业技术学院等[7-8]。如何培养具有高素质和能力的SMT人才已成为本专业面临的主要问题[9-11]。为培养具有科学研究素质和能力的SMT人才，SMT实验教学必须在教学内容、教学方法、教学手段和教学环境条件等各个方面展开全方位的改革实践，以适应社会发展对SMT人才的需求，为社会培养更多的微电子制造复合型人才。

1 SMT实验教学现状

SMT实验教学是微电子制造工程专业对学生进行科学实验基本技能训练的一门必修课，是培养学生科学实验能力的重要环节[12-15]。自2003年我校正式招生微电子制造工程专业学生以来，毕业生整体就业良好。作为最早开展本专业的高校之一，我校微电子制造工程专业的SMT实验教学与SMT行业工作岗位的实际要求仍有一定距离，学校教育培养出的SMT人才难以适应SMT行业快速发展的现状。目前，微电子制造工程专业实验教学主要存在的问题表现在以下3个方面。

(1) SMT实验设备价格高，受设备经费投入的制约，设备仪器套数较少，至使学生实际动手的机会少。

(2) 微电子制造生产线设备运行和维护费用高。现有实验条件难以保证设备的正常生产，不能很好满足学生实践创新的需要。

(3) 验证性实验只强调了验证理论，忽视了对学生实验技能、实验方法、实验能力的训练，不能充分发挥实验中学生的主动性。也造成学生对SMT设计与制造的细节问题掌握不够深入，难以达到加深对专业理论知识理解和综合运用的目的。

电子技术的快速发展促使电子制造设备快速更新换代。目前，国内许多院校都相继开设了微电子制造工程专业，但同样面临着教学与实际脱节，现有的实验设备很难直接用于SMT实验教学的问题。

在SMT实验教学改革的研究与实践中，针对传统实验教学体制缺乏统筹安排，教学内容陈旧、简单化，方法呆板、千篇一律，抑制个性和创新性等问题，综合考虑微电子制造工程专业课程特点，探索以培养学生创新意识和实践能力为主线的SMT实验教学方法。

2 SMT实验教学改革措施

在SMT实验教学中，发现只有少数学生按照要求进行实验，大部分学生由于设备少，对所做实验兴趣不浓, 只是习惯参观、模仿、重复, 直接写份实验报告应付了事，而不实际动手操作。这种实验教学方法严重地影响了学生实际动手能力的培养，限制了学生创造思维能力的发展对新技术、新知识、新仪器、新设备的掌握, 为了改变这种现状, 我们在SMT实验教学中做了以下几点改革探索。

2.1 提高学生做实验的兴趣

兴趣和习惯是学生学习的强大动力。在实验过程中发现学生对新的SMT实验设备有很高的兴趣，但对所做实验过程却敷衍了事，分析其原因主要是由于传统的实验内容和实验方法过于单调死板，会使学生感到枯燥乏味，穷于应付，因而降低兴趣。学生做实验的兴趣直接影响学生对实验的积极性，导致实验效果差、实践动手能力及创新能力的难以提高。因此，在实验教学过程中，通过精心设计实验内容，并对参加实验的学生进行分组，布置实验任务，最后对各小组实验任务完成情况进行验收并对结果进行总结评论。这样既培养了学生的团队协作能力，也极大地调动了学生的实验兴趣。变传统实验的被动学习为主动探索，启发了学生对实验的兴趣，通过任务驱动学生对实验课程内容的积极探索和深入，从而提高实验教学的效果。

2.2 开发实验辅助教学软件

SMT实验教学实践性强，紧密与生产实际结合，生产的电子产品技术含量高，难度大，设备贵重。大部分专职院校设立SMT 电子制造工程专业，但无实验设备和条件，即使已购买SMT 生产线的，也无资金或产品开动生产线。开发SMT辅助实验软件，主要包括锡膏印刷工艺程序辅助设计软件、再流炉焊接程序辅助设计软件和贴片机编程辅助设计软件。所开发的软件性能优越、交互性强、操作性好，不仅能使学生进一步掌握SMT组装工艺设计技术，而且能使学生掌握目前一些知名公司的SMT关键设备操作技术，是一种切合SMT实验教学需要的教学方法和实验考评模式，同时使学生能够在个人计算机上对SMT工艺设备进行实验程序设计。从而达到有效提高实验教学质量，加深学生对专业理论知识综合运用的目的。

2.3 建立SMT实验网络教学平台

SMT实验设备价格较高，电子元器件等耗材较贵，目前很多开设本专业的高校存在前期投入大、后期维护费用高，开展过程受时间、地点、人力、物力、财力等限制问题，致使传统的实验教学方法难以有效开展，严重影响了实验教学效果。通过建立开放式虚拟实验网络教学平台的方式，综合利用计算机网络技术和多媒体技术建立网络实验平台，将所开发的辅助实验教学软件嵌入在网络实验平台中，使学生能够在互联网上通过接近真实的人机交互界面开展设备及SMT工艺相关实验设计。同时通过利用网络技术实现对实验教学过程的管理功能，学生不但可以进行实验学习，而且也便于学生对自己感兴趣创新实验的实验室进行预约，有效提高了实验设备的使用率，降低了实验设备运行及维护成本，便于实现对实验过程的管理。

3 结 语

近几年来，我校在SMT实验改革发展方面取得了一些成绩，更新现有实验设备，变革实验教学方法与实验内容，并与业内相关知名企业合作，充分利用各方面资源优势，提高实验教学的完善与发展。目前已有200余名微电子制造工程专业学生受益，总体反应良好，学生评价专业实验设计结构合理，方法得当，与SMT理论课程形成良好的互补，能够极大提高对实验的兴趣和积极性。

由于电子产品制造技术发展迅速，有些实验模式仍需要进一步改革，还应该考虑增加技术类实验，满足学生就业需求。建立微电子制造创新实验平台，全面开放实验室等，使学生通过实验过程提高实践动手能力和工程创新能力。

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