印制电路工程专业卓越工程师培养探索

时间:2022-08-08 11:55:28

印制电路工程专业卓越工程师培养探索

摘 要:该文从分析卓越工程师培养计划的培养目标出发,探讨本科生印制电路工程专业工程师培养存在的问题,提出针对卓越计划修订印制电路教学大纲、编写实用教材、建立校外实习基地、校企联合培养等培养实用创新型印制电路工程人才的思路。

关键词:印制电路 培养模式 卓越工程师培养计划

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)04(a)-0189-02

国家教育部推出卓越工程师教育培养计划(以下简称卓越计划)[1],旨在通过在试点高校及专业实施卓越计划,摸索建立具有中国特色工程教育模式。卓越计划强调要“重视国家产业结构调整和发展战略性新兴产业的人才需求,适度超前培养人才”。从当前卓越工程师人才培养目标的发展情况来看,随着电子化学科技发展的不断综合化及加速化,着力提高学生的工程实践能力和工程创新能力,提升学生的国际视野及参与国际竞争的能力,探索电子领域中化学工程教育规律,创建与电子科技大学办学定位和特色相适应的化学与电子的复合人才的印制电路专业人才培养模式势在必行。目前我国电子化学教育的体系还不够完善,特别是在电子化学“材料制备-印制电路设计与制作-器件应用”系统化的印制电路教学领域,教育教学水平相对落后于欧美先进国家,而随着电子化学品成分趋于复杂,技术密集程度越来越高,将化学知识与电子工艺结合在一起,着重培养在信息产业重要组成部分的电子工艺技术领域的高技术复合型人才,印制电路工艺是一门必不可少的课程[2]。我校应用化学专业是我国目前唯一培养电子技术与化学技术相结合的综合性印制电路高科技人才的专业,在应用化学教育专业人才培养体系中逐渐完善“化学”与“电子”相结合的人才培养在国内是首创,是应用化学专业人才培养模式的扩展[3]。2013年我国印制电路行业总产值到达236亿美元,占全球产值的43%,尽管我国是印制电路制造大国,但不是强国。高技术含量、高附加值的高端印制电路产品,国外从制造设备、材料、工艺技术等方面对我国实行技术封锁和产品垄断。要想改变我国高端印制电路落后于发达国家的现状,培养具有扎实的电子-化学理论基础,能将所学理论知识灵活应用到印制电路工艺、制造等相关工作中,创新意识和创新能力较强的具有卓越工程师潜质的毕业生是十分必要和紧迫的。

我校应用化学专业被教育部批准为卓越工程师教育培养计划实施专业。该文从分析卓越工程师培养计划的培养目标出发,探讨本科生印制电路工程专业工程师培养存在的问题,提出针对卓越计划修订印制电路教学大纲、编写实用教材、建立校外实习基地、校企联合培养等培养实用创新型印制电路工程人才的思路。

1 印制电路教学现状及存在问题

1.1 教学现状

近年来,我国印制电路(PCB)产业每年以25%以上的高速度发展,已跨入世界PCB大国之列,伴随着印制电路产品发展,要求有新的材料、新的工艺技术和新的设备。我国印制电器材料工业在扩大产量的同时,更要注重于提高性能和质量。我校应用化学专业是我国目前唯一培养电子技术与化学技术相结合的综合性高科技人才的基地,但目前对印制电路教学的重视度同市场需求相比存在一定差距,单从学时分配上就可见一斑。从我校情况看,应用化学系本科生印制电路教学分成《印制电路原理与工艺》(专业必修课,32学时)、《双面印制电路板制作》(专业实验选修课,8学时)二个教学环节进行,在第三学年第2学期内完成。《印制电路原理和工艺》课程组在教学中,按照PCB技术发展历史与基础、基本材料、线路设计、线路制作、三废处理、质量管理和发展趋势的顺序组织安排教学,内容包括印制电路基板材料、印制板设计与布线、照相制版和图形转移、刻蚀和焊接技术、化学镀与电镀技术、孔金属化技术、多层及HDI板的制作技术、特种印制板制作技术、印制板工业三废的控制、印制板质量与标准化、印制电路技术现状与发展趋势等部分内容。《双面印制电路板制作》实验训练项目包括:PCB布线贴图的设计与制作相关软件的学习、PCB照相底版的设计与制作、孔金属化工艺及技术、印制电路板图形转移技术与工艺、印制电路板线路制作及线路保护技术与工艺等几部份实验内容。

1.2 存在问题

印制电路课程知识点多,涉及知识面广,工艺制造问题及节点设计学习难度大,加之很多学生材料化学与工艺、应用电化学与电子化学品基础不扎实,虽然采用多媒体教学手段,尝试将互动讨论式教学、PCB工业制造案例教学、学生调研式教学、学生小组作报告等多种教学方法引入到教学中,因课时所限及学生工程实践能力要求高,授课时往往还是无奈停留在学生对PCB制造的基本原理的掌握及工艺能够正确了解的层次,很难引导帮助学生提升到对印制电路线、孔构件、电气信号稳定性及任意层Cu互连技术进行优化设计和合理构造处理,从而培养学生创新意识及工程创能能力。同时对国内外印制电路电气结构设计规范的比较介绍也难以进行,对印制电路结构新理论、新材料、新技术介绍也不足。所以依据“卓越计划”人才培养的要求,从印制电路原理与工艺的授课内容及授课效果分析,印制电路课程教学主要存在的问题有:

(1)印制电路课程的课程大纲面向卓越工程师计划的针对性不强;(2)教学内容对国内外最新印制电路制造的新理论、新材料、新结构、新技术吸收不及时;(3)印制电路课程设计和毕业设计的工程实际针对性不强;(4)学生学习兴趣及热情较低,整合高校、企业、科研资源配置的工程实践能力培养基地较少;(5)课时偏少,未做到因材施教;(6)很多学生侧重与理论知识的学习,动手能力较差,从而对印制电路板制作工艺产生畏难心理。

2 印制电路课程改革思路

应用创新人才培养应是以知识学习为载体,着力培养学生工程实践能力和工程创新能力。印制电路技术横跨信息电子与新材料两大国家战略性新兴产业,而长期以来传统的培养方式对于化学与电子融合领域复合人才能力培养的重要性认识不足,基于我国印制电路领域的高技术人才匮乏现状,通过分析印制电路教学存在的问题,从以下几个方面进行教改尝试。

2.1 课题教学及实验科目中注重创新能力培养

通过实施“卓越计划”,探索应用化学系印制电路特色专业教育部卓越工程师计划实施与实践教学的人才培养的新途径,结合现代印制电路材料、结构、体系及设计方面的最新发展,制定相应的教学计划和课程大纲,开发出基于“材料制备-印制电路设计与制作―器件应用”系统化的印制电路教学的课件。并科学划分及衔接本科与研究生的印制电路课程内容。针对印制电路学时少而内容多的矛盾,采取凝练授课内容、主讲精讲基本概念及基本原理、课后结合作业自学理解掌握相关知识的方式精炼教学内容;同时将实验模式从讲授式逐步转化为开放式,在优化理论点教学内容的基础上制定印制电路课程开放实验教学大纲,启动印制电路实验教学改革,引入实际工程设计讨论,启发学生深入思考及掌握印制电路理论知识及设计方法,构筑开放实验体系培养学生的创新思维能力。

2.2 加强实际工程训练

积极拓展校外资源,形成了一条走出去、请进来的办学模式,努力建立校企联合培养人才的新机制,为多样化拔尖人才培养创造“研发训练、工程实践、创业体验”的多样化拔尖人才培养环境,将先进工业化技术引进实验教学环节。毕业设计环节及假期让部分学生到校外实习基地、校企联合培养基地参与印制电路的设计及制造工艺,印制电路课程设计和毕业设计题目逐步改进为实际工程设计题目。通过校外实习基地、校企联合培养使印制电路实验学科更具有自己独特气质,实现从实验向设计研究阶段的转变,改变传统实验与设计研究脱节的现象,学习体验大生产线的工艺流程和管理方式,使我校应化系学生的综合实验能力和设计能力得到提高,为今后成长为技术或管理人员打下坚实的工程基础。

2.3 激发学习兴趣,力求因材施教

现代印制电路技术是许多学科与技术相互渗透、交叉的产物,是一个从事电子仪器与设备设计与开发技术领域合格的专业人员应具备的知识、技能等。以资深教师进行印制电路课程学习动员,绪论课主要介绍印制电路发展的最新特点、国内外应用及研究现状、印制电路面临的瓶颈技术课题、印制电路未来的光电路发展前景、印制电路行业状况及国内外重大印制电路技术革新等。通过印制电路学习动员开阔学生视野也有益于激发学生学习印制电路的兴趣。鼓励对设计感兴趣的学生利用课余时间学习LPKF ProtoMat H100数控钻机Board Master5.0、CR5000等印制电路工艺设计软件,为做毕业设计及适应毕业后从事印制电路设计工作做准备;鼓励对科研感兴趣的学生参与任课老师的科研课题,构建“基础性实验 专业实验?工程实训?创新实验”的递进式、工程化、创新型的实验体系,建立体现个性化教育和研究性学习的实验教学新模式;建立化学虚拟工程模拟与工程实训相结合的先进工程教学手段,培养学生自主学习兴趣、开拓学生个性潜力、以期达到开阔学生知识视野、陶冶学生情操、发展学生健全身心、培养学生学习热情的目的。

2.4 电子―化学相关知识的拓展

在电子科学技术日新月异的当今时代,各种新型材料、新型元器件以及各种新型整机的研制、生产与应用,都与化学及其工艺过程密切相关,印制电路课程是以化学与电子技术有机结合的电子化学学科方向为主线,整合电子科学与技术、有机合成与光电技术、能源化学科学与技术、应用化学等资源。这就要求学生在化学课学习阶段对印制电路所需的化学知识点扎实掌握,鼓励并指导学有余力的学生阅读印制电路课外书籍及科研文献、撰写读书报告等,从而改善学生因化学基础差而对印制电路学习产生畏难心理的状况,保证学生印制电路知识的系统性。

3 结语

我国要从印制电路制造大国转变为印制电路强国及至创新强国,培养出一大批高素质应用创新型印制电路专门人才是当务之急。以实施卓越计划为契机,修订印制电路系列课程教学大纲,编写侧重工程应用型现代印制电路制作实验教材,精炼实验教学内容,采用现代化教学手段及多种教学方法想方设法调动学生学习印制电路热情和创新意识,提高学生自主学习独立思考的能力,把化学知识与电子产品结合起来,利用校企联合培养方式即印制电路实习基地培养学生印制电路制造的工程实践能力,培养出卓越计划要求的未来卓越工程师的后备军。

参考文献

[1] 林文松,刘延辉,何亮.“卓越工程师培养计划”下的工程材料课程建设[J].大学教育,2013(6):139-140.

[2] 张怀武,何为.现代印制电路原理与工艺[M].北京:机械工业出版社,2009.

[3] 何为,唐先忠.应用化学专业本科人才培养方案的研究与实践[J].中国教育导刊,2006(2):26-30.

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