“电子封装模拟与仿真”混合式教学改革与创新实践

［摘 要］ 针对“电子封装模拟与仿真”课堂教学手段单一、实验教学环节薄弱、学生工程思维能力较弱、科学精神及创新意识较低的问题，坚持“以学生发展为中心”的教学理念，知识、能力、素养三个维度的教学目标，问题导向、自主探究、科教融合、信息融合、多元评价的混合式教学方法，“生讲师评、生讲众评、以练代讲、讲练结合”的翻转课堂教学模式，多维度融合拓展深化教学资源，重构思想性、科学性、时代性并重，基础理论—模拟仿真—教学实验“三位一体”的教学体系，形成“虚实结合、教研融合、强基立本、自主探究、多元评价”的教学特色，全面提升了学生的自主学习意识及实践创新能力。

［关键词］ 混合式教学；教学目标；教学方法；评价方式

［基金项目］ 2020年度黑龙江省教育厅黑龙江省高等教育教学改革项目“电子封装专业核心课程教学改革与创新教育融合探索”（SJGY20200198）

［作者简介］ 张 威（1977—），男，吉林长春人，博士，哈尔滨工业大学材料科学与工程学院讲师，主要从事电子封装技术研究；安 荣（1980—），男，吉林延吉人，博士，哈尔滨工业大学医学与健康学院教授，主要从事电子封装技术研究；田艳红（1975—），女，吉林舒兰人，博士，哈尔滨工业大学材料科学与工程学院教授，主要从事电子封装技术研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）21-0049-04 ［收稿日期］ 2023-04-17

一、学情分析

2007年哈尔滨工业大学由工信部及教育部批准开设了首批电子封装技术专业，在本科层面培养电子封装的紧缺人才［1］。

“电子封装模拟与仿真”是一门实践性很强的专业课程，通过对电子封装中宏观连续的物理化学过程（热力分析、寿命预测、结构设计）进行描述和求解，实现封装结构的优化和改进，在培养学生解决复杂工程问题能力、强化学生创新能力方面占有重要的地位。虽然已形成较为完整的教学体系，然而，对大学生实践创新能力的培养仍然滞后，课堂教学方面仍存在以下不足：一是传统的知识型教学模式，导致学生死记硬背，只会简单的软件操作，模拟与仿真结果没有实验验证，学生动手能力较低。二是知识结构模块相对孤立，缺少知识点间的融合，学生的系统性思维能力以及解决复杂工程问题的能力有待提升。三是学生获取信息方式灵活，思维活跃，但学生自主学习、终身学习能力不强，科技报国的理想信念不够明确。

混合式教学方法可以将线上资源与线下教学相互融合、相互渗透、取长补短，既要发挥教师引导、启发、监督教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为主体的积极性、主动性和创造性［2-4］。

二、创新理念及思路

针对“电子封装模拟与仿真”教学中的痛点问题，坚持“以学生发展为中心”的教学理念，坚持以知识、能力、素养并重的教学目标，坚持思想性、科学性、时代性并重的教学内容，坚持发挥学生主体地位，采用问题导向的教学方法。在课程建设中，通过多维度融合拓展教学资源，不断丰富深化教学内容；通过推进以学生为主体，充分运用智慧教室推广小班教学，以问题导向、自主探究、多元评价的混合式教学方法，提高学生学习成效。教学模式示意图如图1所示。

立足电子封装模拟与仿真个性化项目学习库以及自主建设的“电子封装技术专业基础实验平台”，构建基础理论—模拟仿真—教学实验“三位一体”的教学内容体系，形成“虚实结合、教研融合、强基立本、自主探究、多元评价”的教学特色。

三、创新方法及途径

（一）虚实结合

教学内容方面，更注重理论联系实际，基础理论—模拟仿真—教学实验有机结合，第一个举措是安排课外教学实验环节，建立了“电子封装模拟与仿真”的教学实验项目库，如图2所示，包括引线键合、芯片键合、激光焊、电阻焊、再流焊、红外热像焊点温度场检测等工艺内容，实现了抽象内容可视化。

在实验过程中，学生可以发现问题，并对模拟仿真模型进行不断的修正和改进，锻炼了学生“尝试错误”的能力，以及勇于挑战、不断进取的科研精神，培养了学生的劳动精神、动手能力和创新能力。

（二）教研融合

教学内容创新的第二个举措是将科研应用案例及工程应用案例融入教学，建立了“电子封装模拟与仿真”小组项目学习库，如图3所示。

选题涵盖的内容多源于指导教师的基金项目及校企合作课题，具有一定的前瞻性，也有一定的难度，使学生接触到本学科先进的科技前沿。小组项目中教师将材料、工艺与性能有机联系起来，帮助学生形成完整的材料科学知识体系，实现了单一知识脉络化。

（三）强基立本

教学内容创新的第三个举措将课程内容与思政元素有机融合，充分利用线上线下资源，建立“电子封装模拟与仿真”思政话题库，如图4所示，培养学生的爱国主义情怀、工匠精神、创新精神、求实精神等优良品质，实现了思政话题的潜移默化。

（四）自主探究

以学生为主体，以教师为主导，积极推广问题式、启发式、研讨式、参与式、互动式教学方法。利用智慧教室进行小班化教学模式；通过线上线下结合，实施“生讲师评、生讲众评、以练代讲、讲练结合”翻转课堂教学模式。建立课程群，用于群组研讨、交互答疑、生生互评以及分享学习资料等教学环节，培养学生的学习兴趣，使学生养成自觉学习、终身学习的优良习惯。图5是以学生为中心、任务驱动、自主探究的教学模式。

（五）多元评价

深化课程考核方式改革，通过考试内容的综合化、考试题型的多样化、考试形式的非标准化，完善多元评价体系和多层次评价模式，增加学生的学业难度和挑战度，以考辅教、以考促学，充分发挥学生的学习积极性。

结语

实践表明，“电子封装模拟与仿真”课程通过混合式教学改革，取得了比较理想的效果，主要表现在以下几方面：一是教学质量得以提高。加强了专业实验平台建设，通过实践环节，学生的动手能力、实践创新能力得到提升。二是学生学习积极性显著提高，激发了学生学习“电子封装模拟与仿真”课程的兴趣，更培养了学生的自主学习能力，出勤率及抬头率达到100%。三是学生的学习成绩得以提高。学生能够扎实掌握课程的基本理论知识和专业技能，近三年课程结业成绩优秀率为30%，良好率为70%。

（课题组成员：王晨曦、杭春进、刘威）

参考文献

［1］田艳红，王春青.电子封装技术研究与教育机构十年发展［J］.电子工业专用设备，2013，42（Z1）：13-14+16.

［2］陈朝晖，王达诠，陈名弟.基于知识建构与交互学习的混合式教学模式研究与实践［J］.中国大学教学，2018（8）：33-37.

［3］张倩，马秀鹏.后疫情时期高校混合式教学模式的构建与建议［J］.江苏高教，2021（2）：93-97.

［4］刘迎文，雷祥舒.高等工程热力学课程的混合式教学探索和实践［J］.高等工程教育研究，2019（S1）：142-144.

Course Design and Practice of “Modeling and Simulation for Electronic Packaging”

Based on Blended Teaching

ZHANG Wei1， AN Rong2， WANG Chen-xi1， TIAN Yan-hong1

（1.School of Materials Science and Engineering， Harbin Institute of Technology， Harbin， Heilongjiang 150001， China; 2. School of Medicine and Health， Harbin Institute of Technology， Harbin， Heilongjiang 150000， China）

Abstract： In response to the problems of single teaching methods， weak experimental teaching links， weak engineering thinking ability of students， and low scientific spirit and innovation awareness in modeling and simulation for electronic packaging classrooms， we adhere to the teaching “student-centered” philosophy of ， with the teaching objectives in three dimensions of knowledge， ability， and literacy， and a blended learning method of problem-oriented， independent exploration， science education integration， information integration， and multiple evaluations is proposed， The flipped classroom teaching model of “student lecturer and teacher evaluation， student lecture and group evaluation， practice replacing lecture， and combination of lecture and practice” is adopted to integrate and deepen teaching resources from multiple dimensions. A teaching system that emphasizes ideological， scientific， and contemporary aspects， and integrates basic theory， simulation， and teaching experiments is reconstructed， forming a teaching feature of “combining virtual and real methods， integrating teaching and research， strengthening foundation， independent exploration， and multiple evaluations”， comprehensively enhancing students’ awareness of self-directed learning and practical innovation ability.

Key words： blended learning; teaching objectives; teaching methods; evaluation method