工科专业校内项目式生产实习的探索与实践——以电子科学与技术专业为例

林承友，杨松

（北京化工大学 数理学院，北京 100029）

生产实习[1,2]是工科专业的实践必修课程，是培养学生实践能力和创新能力的重要环节。然而，传统的校外生产实习，往往由于各方面因素影响，导致实习以参观企业为主，学生参与度较低，总体实习效果不佳[3-6]。项目式生产实习是一种以项目形式开展的实习新模式，项目课题通常需要结合学生专业知识体系，同时考虑一线企业实际生产需求而设立，学生则围绕项目课题开展理论与实践研究工作，巩固所学理论知识，锻炼实践动手能力，提高产业发展认识[7-9]。近年来，北京化工大学电子科学与技术（简称电科）专业通过引入一线电子企业的生产工艺技术，不断整合专业实验室资源，努力搭建良好的校内生产实习[10,11]软硬件平台，全面推进校内项目式生产实习的课程建设与教学改革工作。

电科生产实习采用“整合实验资源，保障实习条件”的校内实习建设方案，强调“理论实践结合，软件硬件并重”的教学理念，突出“校企协同育人，学科交叉创新”的教学内容，实施“突出工程理念，提升工程素养”的教学改革，探索“围绕立德树人，落实五育并举”的育人方式。电科专业通过开展校内项目式生产实习教学改革，有效提升了学生综合运用知识的能力以及实践创新能力，为学生就业、科技竞赛以及学术研究奠定了良好的基础，进而为电科专业培养德智体美劳全面发展的创新型与应用型工程技术人才提供重要保障。

1 电科生产实习简介

根据专业培养计划，北京化工大学电科专业生产实习通常安排在大三小学期的3 周内开展，一般采取校内实习的实习方式。全体学生统一安排至电科专业实验室制定实习区域，开展各环节实习工作，实习期间要求学生每天到实验室开展工作，实验室每天会安排相应的考勤，考勤结果记入平时成绩。电科生产实习共分为四个主要环节，即准备环节、理论环节、实践环节、总结环节（如图1所示）。

图1 电科专业生产实习环节

1.1 准备环节

在正式开始实习之前，学生需要先组建生产实习小组，每个实习小组原则上不超过3 人，小组内部成员需要有明确的分工；完成实习分组之后，各小组需要根据专业兴趣选择实习课题。之后，实习指导教师召开生产实习动员会，详细介绍实习具体安排，强调实习期间的注意事项等；随后，指导教师还会开展课前培训，讲解实习工艺流程与仪器使用方法等内容。最后，由实习指导教师带领各实习小组前往指点的实验室实习场地，领取实习基本用品，熟悉实习相关实验仪器操作，为正式开展实习做好准备。

1.2 理论环节

各实习小组完成实习准备工作之后进入正式实习，首先各小组需要针对所选定的实习课题开展广泛的背景调研，了解所制作的电子产品的原理、功能以及应用；并进一步完成电子产品的理论研究工作，掌握电子产品的核心理论基础。随后，在此基础上开展产品的理论设计工作，学习并运用电子电路设计软件，开展产品的电路原理图、PCB 图等设计工作，并进行电子电路仿真与模拟，检验与完善电子产品的理论设计方案。指导教师将会在中期检查环节对各小组的产品设计方案以及元器件清单进行审核，审核通过后方可开展后续的实践制作环节。

1.3 实践环节

该环节包括PCB 板的制作、元器件焊接、控制程序编写、产品性能调试、外观设计制作以及整体结构优化等工作。指导教师每日巡视各小组实习情况，指导学生实践操作，解答学生实习问题，记录学生实习情况。

1.4 总结环节

各实习小组完成全部电子产品制作流程之后，需要对实习各环节的工作进行总结与汇报，包括实习终期答辩、产品的实物以及功能演示、产品性能展示视频的制作、产品使用说明书以及实习结课论文等。实习指导教师根据学生答辩、实物演示、结课论文以及平时表现等情况综合评定每一位学生的实习成绩。

2 校内项目式生产实习改革探索

2.1 充分整合实验资源，保障实习硬件条件

电科专业每年级现有4 个自然班共计120 人左右，为保证实习效果，按照实习分组原则，一般将全体学生分成约40 个生产实习小组，因此需提供约40 个相对独立的实习场地，且实习场地需要同时容纳120 人，以便每个小组独立开展项目课题的研究。目前电科专业尚未配备具备以上实验条件的实习专用场地，为解决项目式生产实习场地问题，电科专业充分整合已有的专业实验室资源，将生产实习各个环节统一安排至各个专业实验室开展。在小学期生产实习期间，电科专业所有专业实验室统一调配，生产实习前对各个专业实验室的空间进行整理，确保充足的实习空间。实习开始之后，以班级为单位，将各个实习小组安排至不同的专业实验室，同时，充分利用剩余实验空间进行生产实习各个环节的过程考核工作。此外，电科专业实验室相关实验仪器（如示波器等）在实习期间均对全体学生开放，最大限度利用实验室资源保障生产实习顺利有序开展，同时，也进一步提高了专业实验室的利用率。

2.2 推进校企协同育人，开展学科交叉创新

电科专业生产实习引入一线企业电子类产品设计与制作工艺流程，充分利用校内资源，不断整合实习资源，努力构建良好的生产实习软硬件平台，模拟一线生产企业工作环境，确保校内实习与校外实习标准一致，保障良好的实习效果。通过强化与一线生产企业的交流与合作，同时吸纳具有丰富工程背景和研究经历的教师进入生产实习教学团队，根据本专业自身特色和知识结构，设计和开发既能够锻炼学生综合应用知识的能力、又能体现一线生产企业生产需求的工程类生产实习内容与实习题目。

通过开展电子信息与物理的学科交叉创新，基于物理学基本原理，围绕电子信息技术研制力学类、电磁类、光电类、声学类等各类功能性电子产品，不断推进教学科研融合的工作（如图2所示）。同时，积极将教师的科研项目与学术成果转化为实习课题与教学内容，切实推进“科研反哺教学”的工作，为学生顺利开展各类创新项目奠定良好的基础。

图2 学科交叉型生产实习项目

2.3 重视理论实践结合，强调软件硬件并重

电科生产实习重视理论与实践结合，通过对电子产品的原理与方法的研究，以及对电路与系统的仿真模拟，指导电子产品的设计与制作等实践工作，提升学生综合运用知识的能力。近年来，电科生产实习建设了在线课程，探索开展了线上线下混合式教学改革[12,13]，线上开展了课题调研、产品设计、原理图设计与电路仿真等理论工作，线下开展了电路板制作及产品功能调试等实践工作，强化理论与实践结合，确保了良好的实习质量。此外，电科生产实习在实习过程中还强调软件与硬件并重，一方面，学生基于自行设计的产品方案开展电子作品的硬件制作；另一方面，学生需要使用C 语言编写程序，实现对硬件的控制以及信息的处理等，从而达到锻炼学生对软件硬件的综合应用以及协调能力。

2.4 突出工程教育理念，提升学生工程素养

在生产实习全过程中，充分突出“以学生为中心”[14]“成果导向”[15]“持续改进”[16]等工程教育专业认证理念。实习期间要求各实习小组自行查阅资料、设计方案、购买元器件、制作产品、撰写产品说明以及产品宣传，突出学生中心地位，充分调动学生主观能动性，锻炼学生“解决复杂工程问题”以及“掌握工程管理原理与经济决策方法”。同时，所有实习题目不设标准答案，教师的指导工作主要围绕审阅设计方案、核查购买清单、指导产品制作等方面展开，学生完全通过自行设计的方案制作相关的电子产品，实习评价突出“成果导向”。此外，通过将生产实习与学生创新科技活动（如大学生创新创业项目等）有机融合，突出“持续改进”理念，将创新项目指导教师纳入生产实习教学团队统一管理，有效提高学生实习积极性，推动学生创新活动顺利开展。

2.5 紧紧围绕立德树人，全面落实五育并举

电科生产实习紧紧围绕立德树人根本任务，全面贯彻落实“五育并举”，有效推进实践育人。通过将严谨求实的科学态度、精益求精的工匠精神贯穿实习全过程，提升德育实效。通过精心设置实习课题，以学生为中心进行产品研制，锻炼学生综合应用能力与创新能力，确保智育效果。生产实习采用分组进行，实习期间重视培养小组内学生的团队协作能力，贯彻体育精神。实习产品要求工艺以及外观符合美学要求，从而锻炼学生的美学素养，提升美育效果。生产实习采用卫生责任负责制，各实习小组需要每日开展卫生值日，打扫负责范围内的卫生，培养学生的劳动意识以及良好的卫生习惯，贯彻劳育理念。

3 结语

北京化工大学电子科学与技术专业通过开展校内项目式生产实习的教学改革与实践，基本解决了校外生产实习的问题，有效提升了学生的实践动手能力与创新能力。通过整合专业实验室资源，解决校内项目式生产实习场地问题；通过推进校企协同育人与开展学科交叉创新，构建了既能够匹配学生知识体系又反映一线企业生产需求的丰富的实习课题与内容；通过在实习中重视理论实践结合、强调软件硬件并重，全面锻炼学生综合运用知识的能力；通过在实习过程中充分突出“以学生为中心”“成果导向”“持续改进”等工程教育专业认证理念，提升学生的工程素养；电科生产实习紧紧围绕立德树人根本任务，全面贯彻落实“五育并举”，有效推进实践育人。