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中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.01.047
The Research of Experimental Teaching on "Integrated Circuit
Process Foundation" in Independent College
WEN Yi, HU Yunfeng
(University of Electronic Science and Technology of China, Zhongshan Institute, Zhongshan, Guangdong 528402)
Abstract Combining electronic science and technology applied talents training model in independence colleges, the experimental teaching was discussed on the "integrated circuit process foundation" course. The course was composed of simulation multimedia teaching system, basic semiconductor planar process experiment, process simulation software and school-enterprise cooperation. With the author's teaching practice, the enthusiasm of students was trying to effectively mobilized, and the development of students' learning ability and practical ability to train qualified electronic information applied talents was promoted.
Key words applied talents; integrated circuit process foundation; experimental teaching
0 引言
微电子技术和产业在国民经济中具有举足轻重的地位。高校的电子科学与技术专业以培养微电子学领域的高层次工程技术人才为目标,学生毕业后能从事电子器件、集成电路和集成系统的设计和制造,以及相关的新技术、新产品、新工艺的研制与开发等方面工作。
“集成电路工艺基础”是电子科学与技术专业的一门核心课程,讲授半导体器件和集成电路制造的单项工艺基本原理和整体工艺流程。本课程是电子科学与技术专业课程体系中的重要环节,也是学生知识结构的必要组成部分。通过本课程的学习,学生应该具备一定工艺分析、设计以及解决工艺问题的能力。
集成电路工艺实验作为“集成电路工艺基础”课程的课内实验,是电子科学与技术专业的专业课教学的重要组成部分,具有实践性很强、实践和理论结合紧密的特点。加强工艺实验教学对于培养高质量的集成电路专业人才十分必要。但是集成电路的制造设备价格昂贵,环境条件要求苛刻,限制了工艺实验教学在高校的开展。国内仅少数重点大学能够承受巨大的运营费用,拥有简化的集成电路工艺线或工艺试验线供科研、教学使用。而大多数学校只能依靠到研究所或Foundry厂进行参观式的实习来解决工艺实验问题,这对于学生实践能力的培养是远远不够的。
我院电子科学与技术专业成立于2003年,现每届招收本科生约120人,多年内为珠三角地区培养了大量专业人才。随着集成电路技术日新月异的发展,对从业人员的要求也不断升级,所以工艺实验教学也必须与时俱进。作为独立学院,如何结合自身实际地进行工艺实验室建设、采用多种方法手段开展工艺实验的教学,提高集成电路工艺课程的教学质量,是我们所面临的紧迫问题。本文以“集成电路工艺基础”实验教学实践为研究对象,针对独立学院学生理论基础较为薄弱,动手热情比较高的特点,就该课程教学内容和教学方式进行了探讨。
1 “集成电路工艺基础”的实验教学
“集成电路工艺基础”具有涉及知识面广,教学内容信息量大,综合性强,理论与实践结合紧密的特点,课程教学难度相对较大。同时独立学院相应配套的实验教学设备较为缺乏。为了提高学生对该课程的兴趣,取得更好的实验教学效果,让学生能将理论应用于实践,具有较强的集成电路生产实践和设计开发能力,笔者从如下几方面对实验教学进行了尝试。
1.1 工艺模拟多媒体教学系统
运用传统的教学方法,很难让学生理解抽象的器件结构和工艺流程并产生兴趣。我院购置了清华大学微电子所的集成电路工艺多媒体教学系统,帮助学生对集成电路工艺流程有一个全面生动的认识。该系统提供扩散、氧化和离子注入三项工艺设备的操作模拟,充分利用多媒体技术,将声光电等多种素材进行合理的处理,做到图文声像并茂,力争使抽象的知识形象化,获得直观、丰富、生动的教学效果。该系统涉及大量的集成电路制造实际场景与特殊细节,能较全面地展示Foundry厂的集成电路生产环境和工艺流程。内容丰富、身临其境的工艺模拟能大大提高学生的学习兴趣,帮助学生理解理论知识。
此外,在工艺课程的课堂教学过程中,尝试利用学生自学讨论作为辅助的形式。针对某些章节,老师课前提出问题,安排学生分组准备,自习上网收集最新的与集成电路工艺实验相关的资料,整理中、英文文献,制作内容生动的PPT在课堂上演示并展开讨论,最后归纳总结。这样既培养了学生利用网络进行自学和小组合作作学习的习惯,提高网上查找、整理资料的能力,也为老师的多媒体课件制作提供了素材,丰富了老师的教学内容。
1.2 基础的半导体平面工艺实验
学院一直非常重视电子科学与技术专业的建设问题,在实验室配置方面的资金投入力度比较大。在学院领导的大力支持下,近年来实验室购置了一批集成电路工艺实验设备和仪器,如光刻机、涂胶机、氧化反应室、磁控溅射设备、半导体特性测试系统和扫描电子显微镜等,为集成电路工艺实验教学的开展打下了良好的物质基础 。
在集成电路专业教学中,工艺实验是非常重要的环节;让学生进行实际操作,对于培养应用型人才也是非常必要的。通过调研考察兄弟院校的工艺实验开展情况,结合我院的实际情况和条件,确定了我院电子科学与技术专业的基础半导体平面工艺实验项目,如氧化(硅片热氧化实验)、扩散(硅片掺杂实验)、光刻(硅片上选择刻蚀窗口的实验)、淀积(PVD、CVD薄膜制备的实验)等。
这些设备和仪器,除了用于工艺课程实验教学外,平时还开放给本科生毕业设计、学生创新项目及研究生科研等。通过实际动手操作,使学生能将所学理论知识运用到实际中,既培养了学生的实际操作能力,又引导学生在实践中掌握分析问题、解决问题的科学方法,加深了对集成电路工艺技术和原理的理解。
1.3 工艺仿真软件
现代集成电路的发展离不开计算机技术的支持,所以要重视计算机仿真在课程中的作用。TCAD(Technology Computer Aided Design)产品是研究、设计与开发半导体器件和工艺所必需的先进工具。它可以准确地模拟研究所和Foundry厂里的集成电路工艺流程,对由该工艺流程制作出的半导体器件的性能进行仿真,也能设计与仿真太阳能电池、纳米器件等新型器件。
利用美国SILVACO公司的TCAD产品,笔者为工艺课程开设了课内仿真实验,实验项目包括薄膜电阻、二极管、NMOS等基本器件的设计和工艺流程仿真。通过ATHENA和ATLAS软件教学,指导学生仿真设计基本的半导体器件,模拟工艺流程,从而巩固所学理论知识,使学生将工艺和以前学过的半导体器件的内容融合起来。学生在计算机上通过软件进行仿真实验,既可以深入研究仿真的工艺流程细节,又可以弥补由于设备条件的制约带来的某些实验项目暂时无法开出的不足。
1.4 校企合作
培养应用型人才还必须结合校企合作。珠三角地区是微电子产业的聚集地,企业众多,行业发展前景好。加强校企联系,可以做到合作共赢,共同发展。通过组织学生到半导体生产测试企业参观实习,如深圳方正微电子、珠海南科、中山木林森LED等,让学生亲身体验半导体企业的生产过程,感受集成电路工厂的生产环境,了解本行业国内外发展的概况,从而弥补课堂教学的不足,激发学生学习热情,引导学生毕业后从事相关工作。目前,学院与这些半导体生产测试企业建立了良好的合作关系,每届毕业生都有进入上述企业工作的。他们在工作岗位上表现良好,获得用人单位的好评,既为企业输送了合格人才,也为往后学生的职业规划树立了榜样,拓展了学生的就业渠道。
2 结束语
经过笔者几年来的实践,在“集成电路工艺基础”课程的实验教学中,对教学内容和教学方式进行了改进,形式多样,互为补充,内容全面、新颖,注重学生实践技能的培养,对提高学生整体素质起到了积极作用,实现了教学质量的提高。当然,“集成电路工艺基础”课程的实验教学还有很大的改进空间,我们还需要在实践中不断地改革与探索,将其逐步趋于完善,使其在培养独立学院应用型人才的过程中发挥巨大的作用。
参考文献
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[2] 王蔚,田丽,付强.微电子工艺课/实验/生产实习的整合研究[J].中国现代教育装备,2012.23.
中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)46-0049-02
电子产品制造工艺是我院应用电子技术专业的专业核心课程,其课程目标为:培养学生掌握电子产品制造工艺的基本原理、方法及关键工艺技能,掌握电子产品生产制造的工艺流程及各流程环节的工艺技术和工艺规范,能够进行产品工艺文件的编制和基本的工艺技术管理。传统的学科教学体系更多地侧重于知识构成的要素,将制造产品过程中用到的各种工艺要素分割成一个一个的知识点,包括焊接工艺、检测工艺、安装工艺、调试工艺等。我们在进行教学设计时,常常会对“能力”进行分解,分解了一层又一层,分解到几百个“点”,以为只要掌握了每一层里的每一个能力“点”,然后加起来,学生就什么都会了。但是实际情况是由于没有整体把握“做事”的过程,学生掌握的内容有限。从学习的整体性出发,从职业工作的整体性出发,学习过程由整体来把握局部,不是做“加法”,而是做集成、做积分、做一体,即通过一个“整体”结构来实现理论与实践一体化的学习,很可能更有效。因此,我们对电子产品制造工艺课程进行了理实一体化的教学改革。下面就改革的方法及教学改革过程中出现的问题和解决办法加以探讨。
一、课程改革的整体思路
1.基于生产流程以项目为导向重构课程内容。具体做法是:以现代电子企业产品生产全过程为主线,选取有代表性的电子产品的生产工艺,以此为例,按生产流程划分项目(项目的划分以与职业岗位能力对应为原则),用几个项目囊括整个课程内容,然后将与项目相关的知识与技能融汇在项目中。
2.构建专业课程标准与职业资格标准相衔接。将《电子设备装接》、《无线电调试》职业资格标准纳入课程内容,增加电子设备装接、无线电调试职业技能培训与鉴定这一项目;与先进的电子制造技术同步,纳入新兴表面贴装工艺技术和无铅技术,并引入国际通用的电子行业IPC-A-610D电子组装可接受性标准。
3.注重人文与专业技术的结合,培养学生的综合素质。为满足行业多岗位转换甚至岗位工作内涵变化、发展所需的知识和能力,更好地就业,并能使学生适应岗位的迁移,从制度和精神文化上建设实验室的职业文化氛围,建立基于工程素质和职业素养培养的课程考核方法。
二、改革过程中的问题及解决方法
改革的过程中出现了很多的困难,为解决在改革过程中出现的问题,学院、系部和教师都做了各方面的努力,下面就我们的做法和大家做探讨。
1.师资力量薄弱。教学模式的转变,要求教师不仅要具有较高水平的专业理论知识,还必须具备较强的实践能力和丰富的生产实践知识及精湛的职业技能。我们的主讲教师均是从学校到学校的理论型教师,缺乏电子产品生产制造的经历与经验,因此,在进行课程知识点重构及课程载体项目的选择编排过程中,在如何合理安排有意义的知识点和实际训练课程设计过程中出现一些困难。为解决这一问题,一方面学院给予大力支持让缺乏实战经验的教师脱产到电子产品生产企业进行实践锻炼,搜集一线的教学案例与资料,使教师熟悉电子产品的生产过程,对电子工艺技术、设备、工具、工艺规程、工艺规范甚至工厂生产管理、质量管理有一定程度的了解,另一方面邀请有经验的工程师参与课程的设计,以现代电子企业产品生产全过程为主线,选取有代表性的电子产品的生产工艺,以此为例,按生产流程划分项目(项目的划分以与职业岗位能力对应为原则),用几个项目囊括整个课程内容,然后将与项目相关的知识与技能融会在项目中,同时聘用一定比例的企业生产技术专家担任电子生产工艺的实践教学实施嵌入式教学。
2.缺乏现成的教材。现有教材中老教材的内容以学科体系分布,不适合项目化教学,新的项目化教材均是按照各校的实际情况编写,与我校的实际教学条件情况不符。我们从校企合作的企业选取了企业部分常用生产性技术文件,供学生熟悉文件格式,了解这些技术文件在生产中的作用;为了配合开展项目教学,设计了一部分工作任务书,任务书仅给出了工作任务,完成任务所需的知识与计划由学生课前准备,如“工艺标准”、“技术指标”、“安装要求”、“识读方法”、“测量方法”等,供学生学习并归纳相关知识后填写,“实施计划”供学生填写完成该项工作任务事先设计的步骤、方案等,教师再根据教学要求相应地选取,同时利用企业的实际案例编写校企合作的理实一体化教材。
3.实践教学设备不足。我院实验室现有设备只能完成传统手工工艺的电子产品制作,课程设计中的理实一体化项目只能完成一部分,且实验室环境和教学改革要求的模拟生产环境有一定的差距。先进的现代电子产品的生产工艺和生产技术的掌握无法在现有的实验室掌握。为弥补教学设备不足,在完善现有实验室实训设备的基础上,学院建立了“校中厂”,即校内生产实训基地,使实践教学更加贴近企业岗位需求,强化学生动手能力培养和职业素养的获取,提高学生适应企业工作的能力,实现学生实训、就业与企业零距离对接。此外,校内的实训企业也只能满足一部分教学内容。我们还建有校外实训基地,校外实训基地的建设强调的是专业对口和对校内实训基地的补充,让学生到企业了解一些先进的电子产品生产设备,熟悉生产工艺,进行现场操作实践,感受企业文化。另外,我们也从教学资源上进行了扩充,制作了电子工艺的教学资源库,搜集了大量的动画资源和视频资源,扩充了学生对于先进电子生产设备及工艺的认识和理解。
4.考核方法单一。电子工艺课程作为专业核心课程是教务处规定的考试课,理论知识的掌握非常重要,然而仅利用理论笔试无法对学生的综合职业素养和动手能力进行考核。所以,在学院规定的期终考试占40%的基础上,对其余的60%的考核内容做了调整和改革,以期内最大限度地测试和考核学生的综合能力,提高就业的竞争力。我们更加侧重于完成项目的过程考核,60%中我们将30%用于考核学生的职业素养,包括责任意识、协作意识、成本意识、5S意识及出勤率,30%用于考核学生的专业能力,包括完成任务的成功率、效率、产品性能工艺效果、实训报告、汇报PPT撰写及答辨等。
三、改革成效
经过两个学期四个教学班的教学改革,我们的改革得到了学生的充分肯定。从学生反馈的信息我们也能发现这次的改革起到了如下效果:
1.学生的责任心、质量意识、成本意识增强。在以往的实训中,学生浪费耗材及实验拖沓的情况十分严重,通过教学改革,让学生真正从生产角度进行产品的生产制作,将成本、质量、工时等都纳入考核范围,使学生在完成项目的质量和效率上都有了质的飞跃。
2.学生的学习兴趣提高。我们对教学改革的班级进行了问卷调查,90%以上的同学对教学改革的措施表示赞同,并且表示通过项目化的教学,每完成一件产品成就感大大提高,体会到了学习的乐趣。同时通过教学改革,学生加深了对专业的理解,明确了就业的方向。
3.毕业生岗位能力、就业竞争力提高。从电子09级,10级顶岗实习及就业情况分析,通过教学改革培养的学生其就业竞争力明显提高,实习期间学生良好的职业素养受到了用人单位的一致好评,部分学生在实习期间就已经走出流水线,开始脱颖而出成为真正的技术人员,在工作岗位上独当一面,提高了就业质量。
电子产品制造工艺课程最终的目标是让学生掌握产品工艺技术人员(PE)、测试技术人员(TE)、设备技术人员(FE)及生产、质量管理等各岗位应具备的知识、能力、素质。教学改革的道路任重道远,作为地方院校的高职教师,我们会不断探索,为地方经济的发展,为现代电子制造业培养掌握了电子产品生产制造工艺技术、具有工艺指导、生产管理、质量控制能力的高技能人才做出最大努力。
参考文献:
[1]姜大源.新疆职业教育研究[J].漫话工作过程系统化课程开发的哲学思考,2010,(1).
[2]詹新生,张江伟.教育与职业[J].高职“电子工艺”课程教学探讨,2012,(12).
在大学生就业形势严峻的今天,企业对求职大学生的要求已经不再停留在只要求掌握相应的专业知识上,对大学生的综合素质提出了更高的要求,而高等职业教育以就业为导向,更加需要突出对职业能力的培养。要使高职学生在求职过程及今后的职业生涯中知己知彼,百战不殆,必须使学生了解用人单位对员工的要求,从各方面培养学生的综合素质。目前高职院校中大部分学校也给学生开设了职业素养课程,然而笔者认为纯粹的职业素养课程往往是系统的说教,不能和实际就业岗位相结合,如果在专业课程的教学中适时地融入职业素养的教育,既传授专业知识和技能,又完善职业道德和职业素养教育,将两者结合,会取得更加完美的效果。下面就笔者在多年教育教学过程中体会到的职业素养教育的重要性及如何在电子工艺课程的教学中渗透职业素养教育谈几点体会。
一、职业素养内涵及其在高职教育中的重要性
高职教育不是低层次的技能培训,更不是培养普通工种人员,其先决条件和最终目标是培养“高技能人才”,这是高等职业教育“高等性”特征所在。目前社会对职业教育总有一定的偏见,部分职业院校的毕业生对本职岗位兴趣不高,且毕业后跳槽的频率太高,与“以就业为导向”的办学方针相去甚远。殊不知,现代社会用人机制不只看重学历,更看重的是学生的素质和技能,高职教育培养的技能人才得到了社会的广泛认可,供不应求。以就业为导向,就是要坚持育人为本,德育为先,把立志树人作为根本任务。要高度重视和培养学生的职业道德、诚信品质、敬业精神、责任意识和遵纪守法意识,及培养学生就业和创新能力。近年来国家、教育部出台的一些重要文件对高职学生的素质教育均进行了深刻的阐述。《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中提出:“加强素质教育、强化职业道德。”高职院校要把提高学生的综合素质作为学校育人工作的重要任务。从大的方面分,高职学生的综合素质包括社会素质和职业素质。而职业素质是指学生具备与将来从事的职业相匹配的素质和能力,它包括职业道德素质、技能文化素质、职业健康素质。职业素养培养目标是:以满足行业、企业发展需求为目标,培养学生具有良好的职业道德、较强的责任感和敬业精神;培养学生了解企业文化和企业精神,遵守企业规范;培养学生坚韧不拔的意志,提高应对竞争和挫折的能力,养成吃苦耐劳的优良作风;培养学生树立终身学习的理念,熟练掌握专业技能。培养学生良好的职业素养具有重要而深远的意义,有助于教学目标的准确定位并选择正确的教学方法,有助于教师在制定计划时根据岗位需求设定学习项目把精力放在学生发展的核心上,有助于学生更好地适应岗位需求促进自身的全面发展。
二、做好“择业指导”教育,介绍职业标准
在电子工艺课程一开始的课程介绍中教师就应该做好学生的“择业指导”教育。“择业指导”教育的切入点和突破口应放在学生所学专业今后就业情况以及所学专业在社会经济中的地位和作用上。
1.介绍“未来社会和职业发展对学生的素质要求”能使学生正确全面认识自己和社会
教学过程中要让学生明白随着经济社会的发展,电子工艺技术的发展使操作者主体地位增强的同时也发生了异化,现代化的工业已经不再需要简单的体力劳动者,而是具有一定专业背景和掌握现代工艺技术的高级技术工人,能指导电子产品现场生产,能解决实际技术问题。并且由于电子工艺技术涉及了相当广泛的技术领域,要求电子工艺技术人员具备广博的知识面和良好的文化基础,新工艺、新方法和新技术的不断出现又促使工艺技术人员要不断学习和积累。同时又要让学生了解当前的就业形势,高等教育已经从“精英教育”转向“大众教育”,所以更加应该提高自己把握各种机会的能力。
2.介绍本专业或本课程对应的职业群有关的职业资格,使学生明确学习目标
课程教学中应突出以职业岗位群为本,注重一专多能,若只针对某一岗位,学生今后的就业面就会很窄,创业与发展会更加困难,教学过程中教师应对电子产品制造企业中的主要工作岗位做介绍,同时剖析各岗位的任职要求和标准,使学生了解职业的发展方向,将工作任务和内容转化为学习领域的课程内容。譬如电子专业的学生在企业中主要从事的岗位有产品组装、车间技术员、品质检验员、产品维修、设备工程师、销售人员、软硬件开发人员等,学生可以根据自己的能力和兴趣来初步选择自己的发展岗位,了解这些岗位所要求掌握的基本知识和技能,带着目标和压力去学习,有条件的还可以组织相应的职业资格证书考试,使学生在完成本课程的学习后即可获得相应的职业资格,“以证促学”将会使学习效果更加显著。
三、建设实训室文化氛围,培养职业意识
建设实训室的文化环境和氛围是提升学生职业素养的重要举措。随着教学改革的推进,目前徐州工业职业技术学院的专业课程基本都采用理实一体化的教学模式,电子工艺课程的教学都在电子工艺实训室进行,那么在实训室中营造出电子企业的职业文化氛围将有助于培养学生的职业意识。
1.制度文化氛围的建设
将原本的实验室制度替换成电子企业的车间管理制度。例如:在课堂管理过程中修改原来的课堂点名考勤制度为上下班依次排队签名,实验室设备与器材的发放指定专门设备管理人员,摆放设备工具要保持清洁卫生,要求学生按照企业6s的管理标准来执行,并将6s的管理制度制作成车间文化标语张贴在车间内。
2.精神文化氛围的建设
在实训室中可以划出一部分空间用作展示柜。其中一部分用于展示电子产品中用到的各种元器件。一部分以典型的电子产品展示从电子管、晶体管到集成电路、大规模集成电路及超大规模集成电路的发展历程。一部分将展示电子产品制作过程中用到的材料、半成品、成品以及使用不同的制作工艺生产出来的产品。一部分展示教师和学生的作品。当然也可以使用宣传图板等,使学生领略电子工艺技术的魅力。
四、模拟真实职业环境,加强职业规范教育
真实的职业环境对培养学生的职业素质和技能有巨大的推动作用,有意识地在每一个环节中培养和规范学生的职业行为,使学生在就业时实现“零距离上岗”。
1.创造真实的职业环境让学生体验不同的岗位
实践训练中可以模拟真实职业环境让学生“身临其境”,接受训练和熏陶。将实训室环境布置成不同的生产区域,如“装配区”、“检测区”、“焊接区”等,同时设置“生产车间”、“班组长”、“安全协管员”、“技术员”、“工艺员”等不同的职业岗位,在教学过程中,由教师担任“车间主任”布置一天的“工作”任务,将任务书发给“班组长”。然后,“安全协管员”要对车间内的“员工”进行每天例行的“班前三分钟安全教育”。工作开始后,“技术员”、“工艺员” 在各操作台前巡回指导,“员工”必须按照作业指导书的要求来进行操作。每次课程结束后,“班组长”要对每天的生产情况进行总结。当然模拟的环境会因为实训设备的昂贵,实训场地的有限等而有所简化,最有效的方法是进行校企合作来解决模拟环境和真实性之间的差异。
2.以实际的电子产品为载体,了解产品在制造过程中的质量标准和规范
在以往的电子工艺实践中我们往往是装配几个典型的电路,学生在实习过程中学到的只是普通装配工的操作技能,如果能以实际的电子产品为实践载体在实践教学的过程当中加入产品工艺文件的编制,这样能让学生站在技术管理人员的高度来思考整个产品的制造工艺过程。在此过程中学生需要考虑产品的日产量,工人的工作时间和熟练程度,产品的工艺标准等等,并适时引入iso9000质量体系标准要求,使学生能明白任何一点考虑不周全的地方或者不规范的地方都有可能会影响产品最终的质量。要求学生在编写工艺文件时利用iso9000的过程控制方法和电子产品装配工艺的知识,策划工艺流程、制定工艺规范、安排建立流水线。以此可以锻炼学生的工艺素质,培养质量意识,从而深刻地了解各种工艺方法。
五、严格考核标准,精选教学案例,进行职业道德与职业情感教育
90后大学生,特别是目前的一部分高职学生缺乏吃苦耐劳的精神,如何让学生树立正确的职业价值观和择业观是专业课教师义不容辞的责任。对于电子行业的从业人员来说必须具备一丝不苟,精益求精;质量第一,用户第一;遵章守纪,严格操作;钻研技术,精通业务等职业道德。
1.严格考核标准,培养良好的职业道德
课堂教学中如何将这些职业道德灌输给学生是值得研究的内容。譬如在手工焊接练习的考核中,笔者给出的考核成绩只有优秀和不合格,经常会有学生觉得非常委屈,这时教师应适时进行职业道德的教育,在一个完整的电子产品中,一个焊点的虚焊和漏焊都有可能造成整机系统无法运行,所以在实践的过程中每一个焊点都要力求完美,虽然由此可能会进行多次的返工,在这个过程中学生才能理解任何事情都必须一丝不苟、精益求精。再如在工艺文件设计的过程中,由于工作细微繁琐,工作量又大,很多学生会产生一定的厌烦心理,甚至有一部分学生想偷懒等别人做完后直接拷贝一份作业上交了事,一旦发现此类情况,该学生的项目考核成绩一律不合格,并且返工重做。在此过程中要让学生明白:首先诚实守信是最基本的职业道德,其次工艺文件的编制好坏直接决定了产品的质量,是关系到企业生命的大事,作为工艺技术人员必须调整好心态,要有认真、细致、踏实的工作作风。
2.案例教育,培养职业情感
此外在课堂教学中适时进行激励教育,列举一些优秀毕业生的事迹,讲述他们如何表现出优秀的职业品质而在事业发展的过程中取得成功的实例。如果能以学生认识的师哥师姐为例,会对学生产生更好的激励作用。
六、小结
只要每一个高职院校的专业老师在专业课程的教学过程中都适时地融入职业素养教育,并且在教学中以职业规范要求学生,让学生在潜移默化中受到职业训练,使学生在掌握过硬的专业技能的同时适应社会的需求,更快地适应工作岗位,职业素养的教育就会取得更好的成绩。
参考文献:
[1]张徳友.建设职业化实训室文化环境,提升学生职业素养[j].黑龙江农业工程职业学院学报,2009,(1).
[2]罗箭华.工学结合模式下高职生职业素养培养的思考[j].职教论坛,2010,(2).
smt小型电子产品的安装是高等职业学校应用电子技术专业中《电子产品工艺实训》课程的一个重要项目。结合《电子产品工艺》这门课程的特点,我们在电子实训环节采用了项目教学模式,即师生双方共同在实训室参与项目教学,由指导老师安排一个smt小型电子产品的实训项目,教师边教边训,学生边学边做,并把课程中的理论与实践结合起来完成这一实训项目,这样便锻炼了学生的综合能力,提高了学生的团队协作和解决问题的复合能力。
一、项目教学法的宗旨
项目教学法是以行为导向为主一种教学方法,师生不再相互独立,而是以一个团队或一个整体的形式共同实施一个完整的“项目”工作。在项目教学中,教师的角色由教学活动的主导者转变为教学活动的引导者或主持人,成为学生学习的引导者、促进者。项目教学法不注重教法,而是注重学法,体现了以学为本、因学施教的教学准则;它不仅让学生学知识和技能,而且让学生学会学习,学会与他人交往,学会思考,学会发现问题、解决问题,进而增强信心、提高学习积极性、锻炼能力,最后进行展示和自我评价;它采用以学生为中心的教学组织形式,让学生边做边学,把看到的、听到的结合起来,让学生以团队的形式进行学习,引导学生进行自主学习和探索,强调在团队学习中发挥每个学生的主体作用,重视学习过程的体验。
二、项目教学法的实施
1.实施环节
项目教学法实践环节大体分为5个阶段:
(1)教学分析和确定项目任务。
(2)制定计划。
(3)实施方案。
(4)检查评估。
(5)归档 总结 。
对教学进行分析,确定合适的教学项目,是项目教学能正常开展的前提。在smt小型电子产品的安装实训项目教学中,我们根据项目教学的特点和smt小型电子产品的安装专项能力的培养目标,对教学内容和学生的情况进行了分析,确定了一个完整的smt小型电子产品的安装项目,从而培养了学生各实训环节的专项能力。
2.教学过程
(1)向学生布置项目任务。指导老师把组装smt小型收音机的任务和要求向学生作详细说明,使学生有明确的目标,知道实训项目的内容是为了什么,实训项目工作的最后结果应达到怎样的要求,实训项目工作完成后必须达到什么标准。
(2)作出项目实训计划。每个学生根据实训项目安排具体的项目实施计划,做出一份切实可行的实训项目计划。计划的主要内容包含:任务、目的、终期结果、评定标准、安全注意事项等。
(3)制定项目实施计划,教师对学生的实施计划进行点评,不断调整自己的项目实施计划。
(4)按计划实施,指导老师巡回指导。在学生实施实训项目期间教师除了做好巡回检查指导外,还要对整个项目实施过程进行检查和监控。
(5)自我评价、回顾及 总结 。实训完成后,学生根据评定标准对自己的项目实施环节进行综合评价,对照项目实训过程进行回顾、总结。
(6)指导教师对全班的项目实训情况进行全面的总结。
3.教学效果
学生自主学习能力有明显的提高,较好地掌握了 电子 产品工艺实训的专业技能。通过项目教学在电子工艺实训环节中的应用,学生的学习热情大大提高,能够积极主动地进行学习。大部分学生掌握了smt元器件的识别和检测方法,较好地掌握了smt印制板再流焊的工艺流程和手工进行补焊维修技巧,并能进行正确安装小型smt电子产品。在协作学习和项目实训环节中,学生的综合能力得到了较大的提高,增强了统筹安排和协调计划的能力;在项目实施的整个环节中,学生增强了与他人交往、合作的能力,团队协作能力和团队协作精神。与此同时学生还增强了解决问题和自我总结的能力,加强了时间管理、过程控制、质量检查、安全生产的意识,提高了团队的自我管理能力。
4.教学体会
项目教学法是一种以学生为主体,教师为主导的教学方法。学生是学习主体主要体现在:学生根据实训项目内容自行制定实训项目实施计划,按实施计划开展项目,对项目结果进行自我评价,对过程进行回顾、反思和总结。教师的主导作用体现在:根据教学要求设计项目和组织项目的实施、进行项目指导、确定相应的项目考核和评价标准,在实训项目教学实施的过程中,使学生成为真正的学习主体,发挥学生的主体作用,充分调动学生的主观能动性。
项目教学在电子工艺实训环节中,对创造良好的团队协作学习的环境,激发学生学习的主动性起着十分重要的作用。教师应对实训项目进行过程的指导,对过程进行检查,及时给学生以指导和帮助,并对项目实施环节进行监控和管理,从而保证项目的顺利实施和进展。
总之,项目教学是一门学问,也是一种 艺术 式的教学模式,需要教师转变传统观念,着重全面提高学生的综合能力,让学生在一个个项目的完成的过程中获得知识和能力的全面提升,让项目教学法在不断的尝试中逐渐成熟 发展 ,发挥它在实训教学上的积极作用。
一、引言
《微电子工艺原理》这门课主要讲述以硅为基础的集成电路制造的工艺原理及工艺种类,其目标是培养具有一定理论基础,了解技术前沿,能够设计工艺流程,分析并解决工艺实际问题的应用型创新人才[1]。这一目标的实现直接取决于该课程的教学效果。由于本课程具有涉及知识面广、综合性强、理论与实践结合紧密的特点,采用传统教学模式不可避免地存在诸多问题[2],主要有:内容繁杂,教师难以合理安排教学进度;教学方法单一,学生理解和掌握知识困难;工艺设备昂贵,学生实验需求不能满足;学生学习兴趣和学习主动性不高;学生创新能力较弱;学生靠死记硬背应付考试等。因此,更新教学理念和进行多元化教学改进才能解决这些问题,提高课程教学质量。
二、教学改进措施
(一)教学内容安排
1.优选最新教材
本课程选用的教材是国外电子与通讯教材系列中美国Michael Quirk与Julian Serda合著的《半导体制造技术》中文翻译本[3]。该书有三个优点:一是内容丰富。既讲述关键工艺技术、设备及可靠性,又介绍半导体制造相关的基础技术信息和集成电路装配与封装的后道工艺概况。二是直观形象。书中提供了大量精美的图片、图表和具体翔实的数据。三是便于学习。书中概念描述清晰,内容简洁有序,每章都有重点内容小结、关键术语和大量复习题,方便学生课后复习和教师进行研究性教学。
2.科学选择教学内容
就半导体制造相关的基础技术,如第2、5和8章主要介绍半导体制造中的化学品,可拣少量重点内容课堂讲解,其余留给学生课后自学。对关键工艺的原理,如第10章硅氧化后杂质的再分布和四类电荷的可靠性,以及第17章中的掺杂扩散工艺,教材中缺少这些重要内容或介绍过于简单,需做必要的补充。
3.合理安排讲课次序
次序整体遵循微电子产品生产流程,即半导体基础技术(第1、2、4~8章)、器件及工艺模型概况(第3、9章)、各单项工艺(第10~18章)和后道检测与封装工艺(第19、20章)。其中,单项工艺按照加工特点,即氧化(第10章)与掺杂(第17章)、光刻(第13~15章)与刻蚀(第16章)、淀积(第11章)与金属化(第12章)、化学机械平坦化(第18章)的顺序讲解。
(二)课堂教学方法
1.启发式教学法
学起于思,思源于疑。采用研究性教学方法[4],实现教学思路由“知识点讲解型”到“以问题为导向型”的转变,考虑如何突出问题和情景的教学设计,让学生对新课的内容进行探究,使他们体会到知识创造过程中所需的创新思维和科研素养。具体讲解时先从整体上介绍课程间知识点的关联性,然后尽量联系学生已有知识,进行新旧知识的类比与对比,帮助学生消化理解新内容。如讲解CVD(第11章淀积)工艺原理时,可与中学阶段所学液相化学反应比较,从原料、反应条件、反应过程、反应结果及工艺设备等几方面进行设问,让学生探索、归纳和总结,从而将抽象难以理解的物理原理简单化,实现知识建构。再者,对有争议的学术问题,要介绍各方观点,诱导学生思考,培养学生创新思维。
2.案例教学法
案例教学法强调学以致用,在应用中学习。除第九章CMOS反相器加工流程的案例外,各单项工艺均安排了一些典型案例,将所要学习的知识、操作、技能等融入实例中,通过对实例的分析、讨论、演示、学生练习及总结等环节,加深学生对概念、工艺原理和设备的理解,使知识融会贯通。如讲解溅射和蒸发镀膜(第12章金属化)时,假如平整硅片表面覆盖一层致密排列的直径约几微米的氧化硅球,采用两种工艺对该衬底镀膜并去掉氧化硅球的结果会怎样呢?课堂情况表明,由于所选案例典型有趣,学生兴致高昂,讨论热烈,说出了多种可能性。结果是溅射镀膜为低真空,分子平均自由程小,分子呈不规则运动,在小球表面都能沉积,最终将得到球壳阵列。蒸发镀膜一般为高真空,分子平均自由程大,呈直线运动,将得到类三角阵列(在球阵列缝隙内形成)。经过讨论,学生理解了两种常用PVD工艺的原理与设备差异,加深了记忆。
3.多媒体教学法
现有教材中只用简图描述工艺原理、步骤和设备等,缺乏可视化教学资源,不免枯燥乏味。多媒体课件融图形、文字、动画、视频等为一体,图文并茂,视听结合,令抽象的知识形象化,富有吸引力。如果根据教学内容选用合适的教学媒介,那么可使课堂变得轻松、生动,调动学生多种感官,提高学生对所讲授知识的理解和掌握能力。如在讲授第四章硅片制备步骤时,笔者从网上下载了美国硅谷的音乐视频短片,先从头到尾播放一遍,然后依次定格动画片段,分别展开讲述。
4.项目教学法
松绑教育理论认为[5],教学应该是师生共同参与的、动态的、双向的信息传播过程,而不是教师一言堂的“填鸭式”教育。为此,笔者拿出3~5学时(本门共48理论课时)进行项目驱动教学,所选项目为各章节内容的开放性思考题或者工艺技术前沿相关的小课题。活动方式是,将全班同学分为若干小组,由小组成员共同拟定备课主题并分工协作,上网收集资料准备课件,每组选派代表上台讲授,展开讨论互动,总结评比。这样的方式将课堂延伸到了课外,培养了学生的团队意识、独立学习和调研资料能力。此外,很多学生从大二开始跟随不同研究方向的老师做科创项目,期间接触到了各种微电子工艺设备,比如干法/湿法清洗仪、退火炉、各种CVD和PVD镀膜机、光刻机等,可安排他们介绍实验设备操作经验及做实验的心得体会,同学之间的交流往往会引起共鸣,令教学效果更佳。
(三)考核方式
采用多环节综合评判,包括平时作业、课堂表现(回答问题、讨论情况等)、专题报告和期末考试等,以考核促进教学。其中,期末考试是学生复习指挥棒,占比重应当较高。为避免试卷出现题型不丰富和结构不合理等问题削弱评价效果,笔者加强了试题库建设,推行教考分离。为激励学生独立思考,试卷适当增加了一些开放性考题。
综上,针对本课程存在的一些教学问题,笔者进行了多元化教学改进,其与传统教学的对比如表1所示。实践证明,改进后的教学效果反应良好,加深了学生对课程内容的理解和掌握,提高了学生的专业素质,为他们今后的职业生涯奠定了基础。
三、结语
经过多年实践,在《微电子工艺原理》课程教学中,笔者对教学内容、教学方式和考核方式进行了改进,突破了传统枯燥乏味的“填鸭式”教学模式,积极引入了研究型教学的理念和现代多种教学方法,实现了教学质量的提高,培养了学生的创新能力和综合素质。教学改进是一个不断探索、不断推进的过程,相信在各方共同努力下,本课程的教学将日趋成熟、完善。
参考文献:
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[3]MichaelQuirk,JulianSerda,著.韩郑生,等译.《半导体制造技术》.北京:电子工业出版社,2013.5.
1.学贵有疑,鼓励学生质疑问难。创新意识来自质疑,只有善于发现问题和提出问题的人才能产生创新的冲动。让学生自己发现并提出问题,可以改变学生等待老师传授知识的思维定势,消除学生学习上的依赖心理,充分挖掘学习的潜力和动力。学生是课堂的主人,他的每一个疑问,都闪烁着他思维的光芒,教师应科学的引导,适时的控制。
例如:在讲三相异步电动机工作原理这节课时,对旋转磁场这一抽象概念,我采取由浅入深、层层引导的教学方法,鼓励学生提出疑问、同学间互相探讨。最后我及时总结强调,学生们在一种非常轻松、愉快的气氛下掌握了这一抽象的问题。
2.利用现代教育技术手段,充分调动学生学习兴趣。
2.1用PowerPoint、flash制作学习的内容。将《电工基础》、《电子技术》、《电工仪表》等传统课程根据教学内容需要制作放映文稿。利用它们的强大功能,使原本枯燥的讲解变得活泼有趣,能强烈地吸引学生的注意力。
2.2应用电子工作台进行实验教学。我校为适应劳动力市场紧缺型人才需要,在电工专业课中积极开设可编程控制技术、传感器原理与应用技术及电力电子技术等课程,并且巨额投资实验设备。在讲电力电子课程中我主要应用这些电子工作台对电路进行实物模拟和调试,一方面验证书本给出的电路是否达到所要求的技术指标,另一方面,通过改变电路原器件的参数,使整个电路性能达到最佳值。通过电路仿真,进一步培养学生的综合分析能力、排除故障能力、创新能力。
3.落实“以实际操作技能为主,理论教学为辅”的教学思想。电工专业课的内容涉及的实践问题较多,感性较强,理论与实践相结合的教学方法,可以使学生理解准确、记忆扎实、技能操作规范。
课 题:该论文为院级课题“基于工作过程的数控加工工艺课程改革研究与实践”成果论文,课题号HnhyB008。
一、课程设计
1.课程设置与定位
对数控机床操作员、数控加工工艺员、编程员三个主要就业岗位进行分析,将对象、工具、规范和要求四要素相同的工作项目归纳在一起,形成了数控专业主干课程体系,如下表所示。
课程体系中,对主要就业岗位起直接、重要支撑作用的课程是:(1)使用数控车床的零件加工;(2)使用数控铣(加工中心)的零件加工;(3)数控加工工艺;零件的计算机辅助编程与制造。(1)(2)两门课程是针对数控车床操作工、加工中心操作工和数控铣床操作工设置的,即按机床类型设置。(3)(4)两门课程是针对数控加工工艺员和数控编程员岗位设置的,即按零件加工工艺类型设置。
2.课程设计思路与内容选取
课程整体设计思路,源于对职业能力的分析,源于企业调查。数控加工技术领域完成工作任务的基本工作过程是在企业接受订单后,对产品中适宜数控加工的零部件进行如下工作:(1)确定工艺方案(工艺员);(2)编制加工程序(编程员);(3)调试;(4)实施加工(操作员);(5)质量检验(品质管理员)。该领域的工作对象是各类不同的零件,而工作过程基本是重复的,即“重复的是过程,而不是对象”。基于这一领域的工作特点,我们可选择生产中的典型零件,通过深入剖析零件特征及技术要求、机床、刀具、工艺条件等四要素,形成典型零件加工的工艺方法、编程方法、加工调整方法等有针对性的教学内容,将不同零件内容通过相同的工作过程,来反复训练学生思维,实现职业能力的培养,从而使学生具备扎实的数控加工工艺分析能力,并积累实际工作经验,实现操作员、工艺编程员岗位的对接或岗位迁移。
在课程内容的选取中,从课程对应的数控加工工艺编制及实施工作项目出发,选择源于企业、经过教学改造的典型零件为载体,重构加工工艺编制、数控程序编制、数控机床加工调整的工作过程性知识与技能体系,体现基于工作过程系统化导向的重构性。
课程内容顺序安排以工作过程为参照系,按照工作过程对课程内容进行序化,即将陈述性知识与过程性知识整合、理论知识学习与实践技能训练整合、专业能力培养与职业素质培养整合、工作过程与学生认知心理过程整合,体现基于职业岗位典型工作任务的职业性。
课程内容组织根据典型零件教学内容,按回转类、平面轮廓类和箱体类等零件分为不同的学习类型,同一类零件又根据零件特征和加工难易程度再分为不同的学习单元、零件形状由简单到复杂、工艺类型由单一到复合,按综合能力培养由弱到强的规律排列单元。在单元方案中,制定教学目标,综合考虑教学过程的实施方案和教学方法的应用,根据总学时合理安排单元学时。
二、教学实施
1.合理组织课堂教学,拓展培养空间
课堂教学应基于知识在训练过程中传授,能力在训练过程中提高的前提去组织。我们创设基于工作过程的学习情境,采用教、学、做合一的模式,通过行动导向教学法实施教学。
例如“单元二:套类零件的工艺与程序编制”(8课时 360分钟)教学实施过程。
本单元的教学目标:编写零件的全套工艺文件,编写零件的数控加工程序,模拟仿真优化工艺和程序。推荐主要方法是任务驱动结合四步法、引导文法、小组协作法。教学过程如下。首先资讯(90分钟),从零件的生产纲领和零件图着手,理解和收集加工信息;通过这些加工信息来计划和决策(180分钟),确定完成任务的方案并实施方案(45分钟),然后对实施成果进行检查和分析,并对方案加以优化,最后进行工作评价(45分钟)。在教学过程的各环节中,教师要正确引导学生投入到学习中,通过各种教学方法和手段的综合应用,让学生分阶段掌握知识与技能。
单元二的教学载体是套类零件。首先教师可在此范围内,根据本班学生工学结合的实际工作任务来选定实际教学零件,形成工作任务的开放性,使课程教学内容更贴近工作要求,也能不断丰富教学资源。其次,在工艺规程制定中,因生产类型不同,或某一工艺参数的改变,或刀具参数的改变,均会形成不同的工艺方案和编程方案,生成新的教学目标,所以要通过教师合理的组织和引导,有效拓展学生职业能力的培养空间。
2.有效采用教学方法,培养职业能力
在教学过程中,不仅要传授单科的知识和单项的技能,更要注重解决综合问题能力的培养,为此,我们选择行动导向教学方法。在数控加工工艺方案的制定中,根据对学生工艺编制及实施独立性要求的培养规律,按工作任务的难易程度、学生独立完成的程度、教师指导工作程度,将七个学习单元分为三个层次的行动导向教学方法。
层次一:单元一采用案例分析结合四阶段法,学生在教师的指导下完成任务,以教师为主引导学生,学生“照着做”。
层次二:单元二至六中,采用任务驱动结合六步法,根据引导文和引导问题,教师逐渐引导学生对知识和技能由认知向熟练过渡,逐渐把传统的单向传输变为启发式构建,推动学生去开拓创新、发展自己,由“照着做”过渡到“学着做”。
层次三:随着学习的不断深入,学生综合能力不断提高,在单元七,采用项目教学法,放手让学生单独(或师生共同)实施一个完整的“项目”的零件的工艺分析、程序编制、机床加工,并强调综合性和实施性、强调安全文明生产,让学生“独立做”。
3.保障教学实施,做好教学评价
实施教学必须有足够的教学资源保障,才能有效地完成预定的教学目标,包括:(1)前面所修课程资料;(2)数控加工工艺教材的选用和按学习单元自编讲义、任务书、引导文等资料;(3)电子课件;(4)教学视频;(5)六步法讨论式多媒体教室(每人配备计算机、仿真软件);(6)理实一体化数控实习场地;(7)兄弟院校的网上教学资源;(8)能承担项目教学法、任务驱动结合六步法教学工作的数控专业教学团队等等。
教学评价也是教学实施的一个重要环节,分为单元评价和课程评价两部分。单元评价分成果评价、自我评价、教师评价。成果评价是对工作任务的客观评价,是衡量学习质量的重要指标;学生自我评价是学生对自己工作过程的主观评价,对自己的思维方式、工作方法、工作能力进行反思,从而不断改进,获得提高;教师评价是教师对学生在工作过程中的社会能力和方法能力的评价。在每一学习单元结束时进行单元成绩评价,所有单元成绩的总和就是课程的成绩。
随着我国高等教育事业的不断发展和高校的扩招改革,大学生人数呈井喷式增长,每年700万左右的毕业生涌入社会,毕业生就业难的问题一直受到社会各界的广泛关注,各大高校对工科类学生的培养也越来越注重在使学生掌握了较为扎实的理论知识基础上再进行学生实践能力的提升,以期培养出复合型、技能型、应用型人才,满足社会对新世纪人才的需求。《高炉炼铁生产》是冶金专业课程之一,也亟待进行积极的改革和创新,不断深化学生的专业知识,提升其专业技能水平,达到“一专多能”的效果,帮助学生在激烈的人才竞争中更好地生存发展。因此,探究《高炉炼铁生产》课程改革的方案,提升学生教学质量,对于学生的学习以及未来的实践来说都影响深远。
1理论体系突出专业性
《高炉炼铁生产》的理论部分教学的核心内容主要包括高炉炼铁及铁矿粉造块两方面。第一,高炉炼铁重难点在于冶金过程的物理化学反应、热工基础、高炉炼铁流程、生产设备等内容,而这些知识的学习需要有基础数学理论、机械制图技能、力学、电子技术、计算机实操等做辅助,在实际的理论体系构建中要将这些与核心内容进行整合,而且要突出其专业性和实际应用性,为学生今后岗位操作做铺垫。第二,以铁矿粉造块理论与实践为核心的课程模块,除了最基本的物理化学原理和冶金炉热理论外,更需要注重对炼铁原料、烧结所需设备的教学,并突出矿岩专业优势,为冶金专业做好专业服务,不断拓宽学生的知识广度,提升其综合素质。另外,还可以给学生提供与专业相关的选修课程,主次分明,比如《耐火材料》《铸造工艺》《冶金炼铁环保》,既能增加学生学习兴趣,还能彰显冶金专业特色。另外,该课程理论体系的构建是为学生的实践打基础,因此,理论知识一定要“够用”,但是要杜绝内容交叉过度和内容不完善这两种极端。所以教师要鼓励学生通过自我学习的方式,阅读相关的专业课程书籍或者期刊文献,制定出个性化的学习计划,不断提升自身的专业素质水平,通过课外知识的填充让自身知识体系更加完善。
2强化实践教学体系构建
首先,应当重视实践教学课程设置,逐步增加实践课程课时,这样才能强化学生的实践动手能力。比如某高校在对《高炉炼铁生产》课程进行改革后,将原有的实践课增加了一半,使得实践教学课程总量达到该专业课程教学比例的40%,符合我国对工科专业实践教学的要求。改革实施以来,学生对实践课兴趣更浓了,而且能够将所学知识应用到实际生产中,学生也比较有成就感。实践教学环节的增加有助于学生深化现有的专业知识,在与实践实训相结合的环境下,其综合素质水平和岗位操作水平更强,促进了应用型人才的培养。其次,提升岗位实践所需的基础性技能操作训练度。对于冶金专业学生来讲,基础技能应当涉及计算机操作与应用、数学建模、实验技能、金属加工、机械设计与制图等。每一个基础操作技能对于学生专业综合技能来讲都是十分重要的,在课程设置时应当确保各类课程设置均衡、协调、统一,能够将相关的知识与《高炉炼铁生产》教学联系在一起。最后是对冶金专业学生毕业设计的改革。现阶段很多大学生的毕业设计都是通过搜索相关文献,过分借鉴甚至抄袭而做出来的,毕业设计质量普遍不高。一些高校也会让学生选择将高炉炼铁相关工艺模拟作为论文设计思路,结果造成了学生毕业设计同质化,没有创新和特点。笔者认为,毕业设计可以分为两个层面,即对烧结团的毕业设计与最后的毕业设计大论文。这样一来,学生能够对《高炉炼铁生产》课程两个核心部分都做出总结和提炼,加上自己的设计思路,做出符合生产实际的毕业设计,提升了学生对知识的综合运用能力,也有助于为解决生产实际问题提供新的思路。
3依托实习基地培养学生学习自主能力
一方面,各高校应当积极开展与专业相关企业的合作,通过校企合作共同育人。高校领导应当对校外实习基地进行多次实地走访和考察,并选出专业对口、环境安全、与学校人才培养理念相符的优质合作企业,并循序渐进地通过岗位参观、见习、顶岗实习或工学结合等方式,给冶金类专业学生提供真实的生产学习环境,并积极融入相关的岗位教学课程,通过情景教学、师傅带徒弟等方式,为学生创造较为合适的工程训练环境。比如某大专院校已经与当地钢铁公司开展了多年的合作,建立了良好的伙伴关系,而且仍在不断开发更优质的企业来作为卫生产学结合的实习基地,不断提升学生的专业水平,理论与实践相结合,使得学生学以致用,提高了其动手能力和独立自主处理问题的能力。而且将校外实习作为专业教学计划的一个重要部分,与企业相关工程师共同研发专业教材,制定学生实习期间的教学大纲和考核标准,实现了冶金专业的应用性改革,拓宽了高校的人才培养和课程改革思路。另一方面,高校还应当邀请经验丰富的实习基地工程师来校通过讲座或者培训的方式,与学生进行面对面的交流与分享,尤其是给学生们讲解实际高炉钢铁生产过程中宝贵的生产经验,引导学生注重实践操作技能的提升,使学生不断学习相关的专业知识,并主动思考,再结合在实习期间所遇到的问题,提升自身分析和处理问题的能力。另外,应当在每一个学期选派优秀教师到钢铁公司生产一线挂职锻炼和学习,并总结企业中的问题和经验,发挥教师的引导性,使专业教师在课程教学时能够更具针对性,而且也能够潜移默化地培养学生踏实肯干和服务一线的意识,并为其今后职业发展做出合理规划,帮助学生在未来的工作实践中获得更好的发展。
4结语
《高炉炼铁生产》教学改革并非一朝一夕可以完成的,其还有很长的路需要走,需要教师和学校,甚至社会的不断努力与探索。因此,教师要深入到工作的第一线,从中获取具有实践性、指导性的经验和理论知识,将其纳入到课程改革方案中来,从而提升教学质量和效率,制订出具有实用性的课程教改方案,让学生能够更好地适应社会的需要,更好地满足企业发展和建设的需要。
参考文献
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【中图分类号】G633.93 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)07-0029-01
电工电子实训教学是职业院校实训教学内容的重要组成部分,近些年,职业院校电工电子实训教学取得了不少成绩,同时也出现了不少问题。本文将详细分析目前在职业院校中电工电子实训教学存在的一些问题,并且探讨如何解决这些问题,以提高职业院校电工电子实训教学的效率。
一、职业院校电工电子实训教学中存在的问题
1.学生学习动力不足
许多职业院校的学生对于学习的积极性不是很高,他们一般是学习成绩不大好,不喜欢上学,所以才选择到职业院校学一门技术。在职业学校学习的过程中,他们往往没有明确的学习目的,学习的动力不足,没有树立坚定的理想信念。此外,在学习能力方面,他们表现得相对较弱一些,在实训课中,还缺乏对问题的分析能力和解决能力。
2.实训内容比较落后
一些职业院校在电工电子实训内容上不注重更新,一些实训内容被沿用了很久也没有做过修改,所以并不一定符合学生的学习实际,不能有效地提高学生的学习兴趣。还有,在电工电子实训过程中,学生需完成的工作非常地简单,根本就不能帮助学生加深对电工电子理论知识的理解。比如,在一些小制作项目中,学院一般是购买集成电路套件,所以只需学生完成焊接的工作,而不能使学生从集成电路中学到很多的理论知识。
3.校外实训有名无实
为了提高学生的实战能力,职业院校往往与一些企业进行合作,在企业建立实训基地。但是对于一部分企业来说,企业并不愿意这样做,因为这样不能给企业带来很多实际的利益;还有一些企业则比较喜欢与本科大学建立实训基地,而对职业院校的学生能力持怀疑的态度,所以也不愿意与职业院校进行合作;另外一个原因就是职业学校老师在带领学生进企业学习的期间,只是让学生去参观,而没有让学生参与实践,所以学生并不能从企业实训中学到很多的知识。
4.安全防范意识不够
电工电子实践有一定的危险性,如果操作不当,就容易引发人身安全问题。在以往电工电子实训中,学生和老师接触到的电路和设备安全性能较低,所以学生和老师在操作时都会格外小心。而现在学生和老师接触到的电路和设备安全性能有了很大的提高,所以学生和老师在具体操作的时候降低了安全防范意识,反而容易出现一些安全问题。
二、提高职业院校电工电子实训教学效率的措施
1.提高学生学习兴趣
为了提高电工电子实训教学的效率,职业院校必须首先提高学生的学习兴趣,让学生积极、主动地去参与学习。老师可以带领学生学习企业流程,把课堂所学理论知识与实际的操作流程结合起来,然后再给学生讲解。在实训期间,老师需要让学生亲自参与实践,让他们在实践中发现问题和处理问题,提高他们解决实际问题的能力,也让他们通过实践进行思考,激发他们主动地去思考专业知识,将解决实际问题和学习专业理论知识进行有机的结合。只有这样才能够让他们明白学习的目的,才能够让他们确定具体的目标,才能够提高他们的学习兴趣。
2.提高校外实训有效性
为了给学生提供充足的实践机会,让学生在实践中真正的成长,职业学校老师一定要带领学生认真参与企业实训,通过老师与学生的实践表现,让企业看到职业院校师生的实践成果与能力,使得企业愿意与职业院校进行合作。比如,在参观企业生产过程中,老师可以带领学生对企业的修齿机、下齿机、超声波融接机和穿头机等进行设计和技术更新,改用PLC控制穿头机,进行软件升级。学生与老师认真参与企业实训,不仅可以让学生学习新知识,使他们加深对学校所学理论知识的理解,还可以给企业带来利益,让企业看到与职业院校进行合作的好处,从而加大与学校的合作力度,为职业院校学生提供更加广阔的实训基地。
3.有效利用实验实训室
职业院校要充分利用现有的资源,让学生有效地利用实验实训室,在技术更新基础上,对设备进行研发,看如何使设备更加有效地工作。职业院校可以和企业一起合作,将企业购置的一些还不能够进行有效利用的设备搬到学校的实验实训室来,由老师和学生共同进行研发,然后再投入企业进行生产,这样既可以让学生提高实践能力,又能够使企业得利。
4.合理安排学生就业
学生在企业实训的过程中,学校可以作为一座桥梁,让企业通过观察学生在企业的实训表现,选择一些优秀的人才到企业就业。这不仅可以解决一部分企业找优秀人才难的问题,而且还可以帮助学生解决找对口工作难的问题。一些学生在实训过程中被企业看中,然后与企业签订就业协议,不仅可以为其他学生树立榜样,鼓励他们好好地进行实训,好好表现自己,而且还可以宣传职业院校的“订单式”教育模式。
总结:
职业院校是培养实践型人才的摇篮,学校需要强化实训教学,让学生在实训过程中真正地锻炼自己的实践能力,增加学生对书本理论知识的了解,提高学生对知识的运用能力。在职业院校电工电子实训教学中,学校和老师要着重提高学生的学习兴趣,有效地利用学校实验实训室和校外企业实训室,让学生有充分的实践机会,并且让学生在实训过程中发挥自己的聪明才干和创新能力,以帮助电工电子专业学生实现更好的就业。
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1.引言
机械制造工艺类课程是本科院校、高职高专和成人教育学院机械类、近机械类专业学生必修的一门重要的专业技术基础课。特别是对于机械设计制造及其自动化等机械类专业,占有较多的课程学时量,是机械类专业的核心课程之一。通过理论教学、实验教学、课程设计和生产实习等课程体系环节,使学生巩固和加强对机械制造技术基础理论的认识和理解,获得机械制造的常用工艺方法和零件加工工艺过程及装配的基础知识,培养学生创新思维和处理一般工程技术问题的初步能力,从而对机械制造工艺过程形成一个完整全面的认识,为学生在毕业后的生产实践中分析和解决机械制造技术问题奠定基础。
机械制造工艺类课程具有以下特点[1],[2]:
(1)专业面宽、综合性强:机械制造工艺类课程融合了机械制图、公差配合与技术测量、工程材料及成型基础、机械原理及设计、金属切削原理与刀具、金属切削机床等多门课程的内容,涉及各类制造方法和过程,从毛坯的制造、热处理、机械加工、表面处理、装配到检验等,都有涉及,各部分课程内容之间又相互交叉、渗透,并且对于新技术、新材料、新工艺要求有一定的了解,涉及的专业面很广。
(2)实践性强:本类课程的教学内容均是从科学实验与生产实践中精选出来的,且直接用于和指导生产实践,每一种零件的加工工艺不同,即使是相同的零件,对于不同的工艺人员、不同的企业、不同的生产条件,该零件所采用的加工方案也不尽相同,因此该类课程具有很强的实践性。
(3)知识点广、散、乏味:教学内容主要包括工件定位与装夹、夹具设计、切削加工原理、零件加工方法、机械加工质量分析与控制、机械加工工艺过程设计、机械装配工艺等几部分,各个章节既相互联系又独立成章,知识点比较多、比较散,不容易记忆,对于很多学生来说,比较乏味。
从课程教授情况来看,很多学生难以掌握本类课程内容,学习情况不容乐观。
2.机械制造工艺类课程存在的问题
2.1教学方法传统
虽然有了多媒体的辅助,但现在的教学方法仍是传统的“教师讲,学生听”的教学方法,加之课程内容知识点众多、内容抽象复杂且涉及实际制造场景,因此很难调动学生的积极性和主动性。
2.2大班授课
受制于师资力量和学生扩招的影响,很多课程都是大班授课,甚至出现了两百多学生在阶梯教室同时上课的现象。对于一些讲座类内容,尚可达到预期教学目的,但对于机械制造工艺类的专业核心课程,就很难实现预期的教学目标。
2.3学生自律性差
手机类电子产品的普及,对课堂教学也产生了较大的影响。个别学校甚至出现了进教室前要交出手机的现象,可见手机类电子产品对教学的影响极深。加之本类课程较枯燥乏味,也使得部分学生上课玩手机等。
2.4各个环节连续性差
机械制造工艺类课程完整的环节应包含理论教学、实验教学、课程设计、工艺实习等内容,但在学校实际安排时,往往由于各种原因,不能将各个环节紧凑地安排在一起,从而影响了学生最终的掌握程度。
3.机械制造工艺类课程改进措施
3.1翻转课堂
开放式在线课程MOOCs(Massive Open Online Coursers)是近年来推出的一种新型网络在线课程教学模式。这种模式的出现,对传统的教学模式产生了较大的影响和冲击,随着一批优质在线平台的出现,MOOCs教学的优点也逐渐体现出来。因此,可以采用传统教学和MOOCs教学相结合的方式,提高学生的兴趣和积极性,强化教学效果。
传统教学与MOOCs各有特点,将二者有机结合起来,发挥各自的优势,取长补短、相互支持、相互配合,让学生的学习形式多样化、个性化,更能满足不同层次学生的需要,给传统课堂带来新的生机与活力,从而实现学校教学活动的最优化[3]。
3.2小班、小组化教学
在条件允许的情况下,尽可能地采用小班化教学。改变传统的“教师讲、学生听”的授课模式,根据课程教学进度计划,将学生划分若干个小组,为每一个小组分配一部分课程内容,让他们利用课外时间学习、讨论并制作多媒体课件,课堂内让每个组的学生给全班同学上课,充分调动学生的积极性,激发他们的兴趣,引导学生相互讨论以加深记忆和理解[4]。
3.3充分利用多媒体技术
本课程的教学涉及三维实体和复杂的运动,充分合理地运用多媒体技术,让学生更加直观地了解各种工艺过程,增强教学效果。例如,增加动画和录像等工程实例展示、利用动画演示机床的组成及拆卸,直观易懂,给学生身临其境感,让学生对机床的每个组成部分都能细致的了解,提高课堂教学效率和教学质量[5]。
3.4多环节一体化教学
课程设计和工艺实习是机械制造工艺类课程的重要环节,是为了让学生学以致用,更好地将所学知识融会贯通。但课程设计和工艺实习往往都是集中二至三周进行,未能与课程教学有机联系起来,学生在学习理论知识时不知如何用,只是机械记忆,学习效率低;在课程设计和工艺实习方面,因距课程学习时间较长,所学的理论知识忘记,课程设计难度大,工艺实习效果弱。为了解决以上问题,可以将三者有机结合起来,穿行,在课程学习之前,先进行1~2天的工厂实习参观,然后给出学生的课程设计任务,再进行课程理论学习,三者交叉进行,让学生带着问题进行课程学习,使得学习更有目的性和针对性,边学边思考,工艺实习过程又促进课程的学习。学习兴趣更加浓厚,学习效果更加显著,同时即学即用降低了课程设计的难度,提高了工艺实习的效果。通过课程学习、课程设计、工艺实习,学生能够制定一个中等复杂程度零件的加工工艺规程,增强学生学习的成就感。
4.结语
机械制造工艺类课程是机械类和近机械类专业一门重要的专业基础课,其教学内容和方式也应随时代和技术的发展不断改革和创新,结合学校的教学实际条件和在线式教学的发展,精心设计组织教学内容,不断创新教学模式、形成适合本校学生培养目标的独特的教学方法,注重学生创新思维能力和综合能力的提高。
笔者在分析总结了机械制造工艺类课程教学问题的基础上,结合自身的教学感受,提出了相应的教学改进措施,对机械制造工艺类课程教学的改革创新起到了一定的推动作用。
参考文献:
[1]杨建军,任小中,魏冰阳,等.机械制造工艺课程体系构建[J].中国现代教育装备,2015,227:43-45.
[2]吴勃.《机械制造工艺学》课程教学探讨[J].考试周刊,2013,23:158-159.
[3]邓波.高校传统教学模式与MOOC相结合的改革实现[J].考试周刊,2016,13:8-9.
[4]胡迎春.浅谈《机械制造工艺基础》教学手段的应用[J].才智,2015,32:176.
G712
教育学心理学相关理论告诉我们,人掌握知识和技能的最有效的途径是亲自动手做。而且技能一旦形成,不易忘记。实训课教学对提升学生专业技能水平,培养学生的职业能力起关键作用,重要性自不必多说。那么如何提高实训课教学效果呢?结合电子专业实训课教学谈谈几点看法。
一是要给学讲明课程在学生职业能力形成中的地位、重要性。引起学生学习的兴趣。
所开设的课程都是对准学生一个或几个专业发展方向,和学生将来的就业岗位紧密相联。在教学过程中要经常结合所教课程内容,给学生讲明白掌握训练内容后的就业前景。例如制冷空调课程在实训教学时讲到空调的安装,简单故障的排除,从当前空调安装维修工的收入上,一月挣多少钱;讲到电热电动课程,通过学习掌握技能后,学生在当地相关电子销售企业售后服务部门工作,一月挣多少钱;讲到电工课程,学生在工厂做电工,工资待遇如何,讲到电路设计DXP2004工资待遇又是如何等等。要让学生明白学好当前实训课程,如何有利于我们职业能力的形成,与更好地服务当地经济、获得很好的经济待遇、得到体面的生活、实现人生价值等密切相关,从而激发学生学习的热情和动力。
二是课程实训内容要和生活接合紧密。
实训课程的内容要和生活衔接紧密,让学生明白学有所用。例如电子装配工艺课程,除了学校提供的部分基础耗材外,告知学生家长,在家长的配合下,购置一些实用的电子装配套件,例如LED台灯,电子摇遥棒,电子陀螺、收音机等,每次装配完后,进行评比和展览;作品让学生带回家给家长看,得到家长的表扬,学生也增强学习的信心。恰当的利用学生争强好胜的心理,培养学生的荣誉意识、竞争意识。在电热电动、电视机原理与维修、冰箱空调维修中设置一些简单故障,例如电饭锅米饭煮不熟换磁钢、老式CRT电视机出现彩斑换消磁电阻、洗衣机定时器更换等。出现这些故障如何排除,鼓励学生动手,以自己及邻居损坏的电子产品为实验,利用所学知识和技能去排除这些简单故障,在维修完成后,得到家长及邻居的赞扬,让学生感觉到能够学以致用,产生成就感。从而增加学习的动力,提高实训教学效果。
三是课程难度适当,采取分组及个人独立学习等多种学习形式。
我们所招的学生大家都了解,学生我们不能选择,但是我们可以选择教学内容和方法。省级示范普通高中的重点班级在正月初三就上学,内容上的飞快,学生能够接受,我们的学生不能这样教,针对学生的情况,首先要选择难度适当、易操作、易懂的内容进行学习和训练,复杂的理论少讲,由难到易,由简单到复杂,一旦听不懂,学生就会产生厌学情绪。例如电视机维修,屏的工作原理、信号处理,讲这些对大多数学生来说没效果,学生只要掌握贴片焊接,基本元件的识别与检测,就可以进行一些简单故障的维修。至于说需要掌握多么高深的电子技术知识,不一定。
对简单易学必须要学会的技能训练课程,可以采取个人独立学习就电子专业而言,万用表的使用,电烙铁焊接等技能,只有教师示范后,个人加强练习。对一般故障的排除,难一些的内容,我们相当一部分掌握不了。可以采用分组的形式,优生和差生分一组,小组合作学习,成员分工,水平高的学生进行电路分析等,差学生在优秀的指导下做些测量、资料查找等跑腿的事,小组总结发言。只要学生在课堂上动起来,没有长时间的做小动作、打瞌睡,就达到目的。可能差生的专业能力没有得到较好的培养,但是对学生的社会能力、方法能力等方面必将得到了提升,对各层次的学生实现了针对性的培养。还可以采用不同训练内容分组实训的方法,可以节约实训设备的投入,尽可能多的让学生进行实训。