全國電子設計競賽范文

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全國電子設計競賽

篇1

關鍵詞:培訓體系;全國電子設計競賽;普通地方院校

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)45-0193-02

目前,全國大學生電子設計競賽已成為一項各類高校踴躍參加、學生喜愛、社會歡迎的常規賽事。對一些處于欠發達地方的普通參賽院校來講,充分考慮自身實際,探索一套行之有效的賽前培訓體系是取得大賽優異成績的保障。

一、全國大學生電子設計競賽簡介

全國大學生電子設計競賽是國家教育部直接組織的四大學科競賽(數學建模、建筑設計、機械設計、電子設計)之一,而且是唯一需要現場制作作品的競賽。該競賽每隔一年(逢單數年)舉行一次,現已進行了十二屆,而從第九屆開始競賽又分“本科”組和“高職”組。采用全國統一命題,分賽區、在賽場巡視員監督下“半封閉、相對集中”的組織方式競賽。競賽開始日,每支參賽隊限定在提供的題目中任選其一,之后的四天三夜的時間內獨立完成作品設計、制作及報告撰寫,最后封存提交賽區組委會參加評獎。

事實證明,全國大學生電子設計競賽正逐步引導著高校的電子與信息類課程體系和教學內容改革、促進了實驗平臺建設、提升了學生的實踐創新能力[1-3],這正是國家教育部舉辦該競賽的主旨。此外,由于競賽的“規格高、質量優”,參賽獲獎的學生很受就業單位青睞,參賽獲獎正成為一張提升學生就業和學校社會認知度的名片。

二、欠發達地方普通院校參賽基礎條件剖析

目前,對一些處于欠發達地方的普通參賽院校來講,一般都存在如下一些主客觀條件的制約:

1.軟硬件平臺薄弱。由于財政支持難,不比重點高校和處于省會地區的一般院校,而自身投入能力又有限,因此長期下來在競賽所需的軟硬件基礎平臺比較薄弱。

2.學生的素質較差。就讀于普通地方院校學生本身基礎就差些,但更突出的是學習主動性很差,因此在心理和精神層面往往缺乏那種戰勝困難所需的韌勁,這恰恰是競賽中應具備的特質。

3.輔導教師力量不足。能參與輔導的教師較少,時間和精力投入難于保證。加之因缺乏交流學習機會,教師的實踐和經驗與好的院校教師相比也有差距。

4.地域性劣勢。由于院校處于地方,必然存在一些客觀劣勢,如競賽所需器件購買不便、各型政策性支持銳減、交流學習條件受限等等。

三、競賽培訓體系構建

從獲獎院校的實踐證明,要想在大賽中取得優異的成績離不開賽前實施有效的培訓[4-7]。對地方院校來講,可借鑒眾多獲獎院校的成功經驗,充分考慮自身實際的基礎上探索行之有效的培訓體系[8]。

在此,本文提出一套能適用于普通地方院校的競賽培訓體系,其主旨如下:

1.三級進階。先后分基礎模塊培訓、綜合系統培訓、賽前模擬培訓三個階段。

2.塔式選拔。對各培訓階段采用逐步淘汰、塔型進階方式選拔出最終的參賽精英。

3.優勢主導。每屆競賽都提供多道選題,其知識技術涉及幾大方向。前面已分析過,普通地方院校的各種條件和資源有限,不可能全面參與。因此,應對自身的專業建設和課程教學、教師結構、資源基礎條件等進行評估,充分發掘自身優勢,以便集中力量選擇一類或兩類選題作為主要備賽培訓方向,并由此指導:培訓教師隊伍的組建,各階段培訓項目內容的精選,實施培訓所需場地、設備器件和經費的配備。

4.點促面型。以競賽培訓的“點”帶動創新實踐的“面”,將培訓中創新的指導方法、內容,通過各種形式向教學、實踐方面輻射,達到一種漣漪效果,推動廣大學生實踐創新能力的培養(這也正是教育部舉辦該賽事的初衷)。同時,又會吸引更多優秀的學生參與到下一屆的大賽中,為下一循環做好儲備。

四、需解決的關鍵問題

1.探索如何采用塔型進階方式選拔參賽精英以及如何組建卓越的輔導教師梯隊。解決思路:①參賽隊員選拔可從學生的專業基礎、動手實踐、意志品質、團隊協作以及其他方面綜合考察;②構建輔導教師梯隊應注重教師的理論知識、操作測試能力、奉獻敬業精神、對新知識和技術的掌握情況等方面綜合考慮。參賽學生和輔導教師人組數根據學校實際基礎而定,應突出“精英”思想。

2.提煉出三個培訓階段的項目內容。解決思路:三個培訓階段有先后、銜接關系。各階段提煉的項目內容要具有覆性和檢閱性;前段內容對后段有支撐性、而后段內容較前段具提升性。

3.探索各種能夠將培訓中取得成功的“點”帶動創新實踐的“面”的漣漪形式。解決思路:如發揮參訓學生和作品的示教作用;賽后專項總結交流;競賽知識講座;開設相關的理論和實踐選修課程等。

五、結語

本文通過深入剖析欠發達地區普通院校參加全國電子設計大賽主要受限條件的基礎上,提出了一種“三級進階、塔式選拔、優勢主導、點促面型”的競賽培訓體系,并希望能在實踐中得到驗證和發展,更期望能與該方面的研究同行作深入的交流。

參考文獻:

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[6]牟峰,胡方強,包亞萍.大學生電子設計競賽組織與培訓工作探索[J].中國科教創新導刊,2009,19(07).

篇2

【關鍵詞】電子設計;培訓;系統化;實踐

我校自1997年組隊參加第三屆全國大學生電子設計競賽以來,屢獲佳績,曾獲得全國最高獎項“索尼杯”和江蘇賽區最高獎項“TI杯”。電工電子實驗教學中心承擔了歷屆電子設計競賽的組織參賽活動,已經形成了較為完整的學生選拔、培訓、篩選體系。但隨著近年來電子設計競賽的知識面不斷擴展、難度不斷升高,現有的我校電賽培訓體系突顯出一些不足:

(1)現有培訓課程涉及知識面覆蓋廣,但均缺乏實踐考核標準;

(2)訓練受益覆蓋面窄,深層次培訓內容比重小;

(3)未形成立體化的多層次訓練結構,僅依靠電工電子實驗教學中心統一組織相關課程。

本文針對現有的電子設計競賽培訓體系中的不足,通過重構優化課程內容、充分利用學校多層次創新平臺、形成更優的系統化選拔體制、更全面的學生創新實踐能力培養與訓練課程體系,并能夠為我校大學生創新實踐活動提供多樣化的培訓平臺和技術基礎。

一、構建全面完整的基礎培訓課程,強化階段性考核方式

構建的培訓課程涵蓋了如表1中的教學模塊內容:

表1 系統化的培訓課程內容

序號 教學模塊 考核方法

1 電子電路理論強化 理論考核

2 電子電路理論強化 理論考核

3 單片機應用和PROTEUS仿真 實物制作考核

4 自動控制原理 實物制作考核

5 交直流放大和AGC、振蕩及應用、有源濾波器設計 實物制作考核

6 調制/解調,無線收發 實物制作考核

7 A/D 、D/A、音頻采集,功放 實物制作考核

8 聲光磁溫等類、飛行器平臺 實物制作考核

9 CPLD/FPGA設計及應用 實物制作考核

10 PCB設計工具與設計技巧 實物制作考核

11 調壓和開關 實物制作考核

各模塊的教學內容均由經驗豐富的電子設計競賽教練團隊成員承擔,設計各模塊的考核要點和實物指標內容,既鍛煉了學生多方面的綜合應用能力,也為實際競賽積累了多個功能子模塊。

二、建立合理的系統化周期性學生選拔體制

為了能對學生進行長期的,深入的知識培養,本訓練體系將兩年作為一個培養周期,以實現“人才選拔―培養―參賽―再選拔―再培養―再參賽”雙周期培養模式,并使培養過程常態化,保證我校參加全國電子大賽的人才質量。雙周期培養模式的具體做法是:每周期從雙年的1月開始到當年的8月為第一周期,從二年級學生中選拔出有能力、感興趣的學生為培養對象,進行常規技術訓練,培養和學習基本技術和技能,經過多次選拔和培訓,從中選拔出計劃要求的隊伍為參加省級大賽的預備隊,再經過暑假的強化訓練后參加當年的省級大學生電子競賽,這為第一階段;賽后年的半年時間為提高訓練期。對于參加省賽的學生隊,無論是否獲獎,只要愿意,可以參加為期半年的提高性技能訓練,包括專業技術訓練,如FPGA、DSP、ARM等。第二階段是在第二年(單年)的1月份采用同樣的方法對二年級(即下一屆)學生再進行一次選拔和基礎培訓,選拔出的優秀學生補充三年級流失的學生隊,培養方法同上一屆,使總的參賽隊數符合當年的計劃參賽隊數,這樣既保證了參賽隊伍的質量,又使每個年級的學生都有了參加全國電子大賽的機會。兩種隊伍再經過一學期不同層次的培訓和選拔,最終在暑假前選拔出參加全國電子大賽的最終學生隊。

具體的學生選拔步驟包括:

初次選拔:寒假學期結束前,以二年級為選拔對象,通過自由報名和卷面考試形式選拔,內容以簡單的模電、數電等基本技術為考察點,加上學生的自我技能和經歷介紹等選拔出一定數量的學生為初級生。

寒假作業:向初次選拔出的學生布置寒假作業,主要是軟件工具的自學和應用,如PROTEUS、Cadence、Tina、FilterPro等軟件的應用學習。

二次選拔:開學第一周進行二次選拔,主要是軟件應用操作考試,其主要目的是一方面考察學生的學習能力,其二是考察學生的學習態度,再則是觀察學生的知識水平,從中選出有培養前途的學生,而學生的數量還要考慮實驗的人力、物力條件。

單人單組參賽選手選拔:對二次選的學生進行為期一個月的基礎培訓后,進行再次選拔,賽題不分方向,主要是通用技能比賽,包括放大器、振蕩器、濾波器、比較器,單片機控制等基本技能的考核,選拔出有一定技能水平的學生,然后進行組隊。

參賽隊選拔:對選拔出的學生進行自由組隊,并進行為期一個多月的提高技能培訓后進行參賽隊選拔,考題分方向,如電源、通信、自控、儀器儀表和模擬類等,按方向選拔,決定出參加暑期強化訓練的代表隊。

暑期模擬賽:在大賽前一星期左右行一次模擬賽。

三、完善階段化訓練體系,擴大電賽訓練受益覆蓋面

我校大學生電子設計競賽培訓體系將訓練過程分為6個階段,其中二年級三個階段,三年級三個階段:

基本技能培訓階段:采用目前電工電子實驗中心所具有的力量,開設以實驗為主的單元實驗培訓,包括模擬、數字、模數和單片機技術,最后以多單元或綜合的方法考核選拔。

比賽技能培訓階段:學生已自由組隊,明確主攻和副攻方向,有選擇地培訓一至二門專業技能,并為選拔賽準備。建議成立培訓教師團隊,以電工電子實驗中心為核心,包括各學院有專業特長、熱衷于學生課外科技活動的教師,每方向配置兩名以上教師,有電工電子實驗中心負責管理。本階段培訓,學生隊不配備專門教練,技能培訓由教師團隊集體負責。包括訓練內容和題目由相應方向的培訓教師負責。

強化比賽訓練階段:暑假比賽前的強化訓練每個學生隊由專門的教練負責,每個學生隊只配一個教練,每個教練最好只帶一個學生隊伍,原則上最多不能超過兩個。強化訓練主要由各學院管理,學校負責監督和部分后勤保障。

高級技能培訓階段:通過省級比賽鍛煉,并愿意繼續參加全國電子大賽的學生隊,可以參加高級技能培訓,高級技能主要包括:可編程邏輯技術(如FPGA等)、數字信號處理技術(如DSP的應用)、嵌入式系統顯示技術(如ARM應用等),掌握這些技術的功能、使用范圍和相互關系等,能根據課題需求合理選擇。高級訓練可以采用集中培訓制。

專業技術培訓階段:結合當前專用技術,學習采用上述功能實現的每種專業應用,如FFT、DDS、語音壓縮、語音識別、圖象壓縮、圖象識別、高速A/D、D/A、數字鎖相、數字調制/解調等軟硬件知識積累。并具備采用相關技術構建綜合應用系統的能力。專業訓練采用導師負責制。

二次比賽強化階段:運用前面所有已掌握的技術,按照全國電子大賽的要求(或更高的要求),綜合練習,步步提高,并進一步積累比賽的軟硬件基礎,爭取比賽取得更好的成績。

四、拓展校、院、個人多層次培訓平臺與多元化參賽方式

受限于我校參賽隊伍和各項資源限制,由校教務處經費支持的隊伍目前維持在35支隊伍左右。此外,各學院對本院未通過校級選拔的優秀學生采取了鼓勵政策,部分或全額補貼參賽經費,組建院“自費隊”參賽。但在2011年獲得國家級一等獎的3支隊伍中,有2支隊伍是“自費隊”形式參賽。由此可見,自費隊同學對參賽資格更為珍惜,更容易激發個人潛力。從提高學生參賽積極性的角度出發,提出多元化的參賽方式:弱化原校公費隊概念,以培訓過程表現和參賽最終成績作為校經費資助參考,避免了僅一次校選拔賽定隊伍資助力度的傳統方式帶來的弊端;并鼓勵未受任何公費資助的學生以個人方式參加競賽,在獲取獎項后以公費隊待遇補貼。多元化的參賽方式是最大程度激發學生參賽積極性的有效方式,但對賽培訓過程中的階段性考核提出了更高更細致的要求。

經過近3年的大學生電子設計競賽培訓系統的調整與完善,本文提出的系統化的培訓體系初見成效。2013年,我校獲得全國大學生電子設計競賽國家級一等獎2組、國家級二等獎2組、省級獎項26組;2014年我校獲得江蘇省大學生電子設計競賽省級一等獎8組,二等獎14組的成績。與此同時,電子設計競賽培訓體系也為大學生課外創新、其他電類學科競賽提供了較好的技術訓練基礎平臺。在今后的培訓課程中,我們將在選拔篩選方式上進一步做細做深,不斷優化我校電子設計競賽培訓課程體系。

參考文獻

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篇3

關鍵詞:電子設計競賽 本科生 人才培養

中圖分類號:G640 文獻標識碼: A 文章編號:1674-098X(2014)03(b)-0246-02

全國大學生電子設計競賽,已經組織了十一屆。從第一屆全國只有3個省市40多個隊參加,到第十一屆全國共有30個賽區、1037所院校、11838支隊伍、35514名學生報名參加此項賽事,在規模上達歷屆之最。這表明全國大學生電子設計競賽,越來越被全國高校所重視。我校在該項賽事成績一直不錯,連續三屆獲獎數量和質量名列前茅。下面談一談我校的一些做法和體會。

1 對電子設計競賽的認識及我校取得的成績

全國電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一,是面向大學生的群眾性科技活動,目的在于推動高等學校促進信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革,有助于高等學校實施素質教育,培養大學生的實踐創新意識與基本能力、團隊協作的人文精神和理論聯系實際的學風;有助于學生工程實踐素質的培養、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力;有助于吸引、鼓勵廣大青年學生踴躍參加課外科技活動,為優秀人才的脫穎而出創造條件。

該競賽的特點在于努力與課程體系和課程內容改革密切結合,與培養應用型本科人才緊密結合。全國電子設計競賽要求選手們有扎實的基礎知識,較強的實踐動手能力,同時還要積極創新。競賽題目要求既涉及理論設計、實際操作,又著重考核學生綜合運用基礎知識進行理論計算和實際涉及制作的能力。因此電子設計競賽對促進教育思想的轉變和電子類專業課程體系以及教學改革,特別是對完善與強化實踐性教學環節,培養工程能力起到了獨特的推動作用。

我校近幾年在該項賽事成績非常突出,連續第五年榮獲“優秀組織學?!钡臉s譽。在2013年的大學生電子設計競賽中我校學生在競賽中表現出色,獲得全國一等獎2項、二等獎3項,北京賽區一等獎5項、二等獎15項、三等獎10項,在參賽的31所北京高校中,我校獲獎總數名列第二。取得如此好的成績,和我們學校重視實踐環節,以培養應用型本科人才為目標是分不開的。

2 培養應用型本科人才所采取的措施

我校作為一所非“211”高校之所以能取得如此優異的的成績,和以下幾個方面是分不開的。

2.1 提出“分層教學、分流培養、分類成才”的人才培養模式

學校根據學生學習能力和個性特點上的差異,設置了不同的人才培養目標定位。以工科學生為例,我們設定了三種不同的目標定位:一是研究型人才培養定位,其目標是使約 20% 的學生考取碩士研究生或出國留學,繼續深造;二是高級應用型人才培養定位,其目標是使約 40% 的學生成為高級工程技術人員;三是專長應用型人才培養定位,其目標是使約 40% 的學生成為掌握一技之長的工業現場應用工程師。為了實現不同的培養目標,我們建立了與之配套的四種培養體系。

通過“分層教學、分流培養、分類成才”的人才培養模式的實施,按照學生的學習能力有針對性的進行教學,因材施教,既給予能力高的學生更自由的學習空間,又幫助基礎差的同學打牢基礎。充分調動了學生的學習積極性。

2.2 制定政策,促進競賽

近年來,我校先后制定了《本科生素質拓展學分實施辦法》《本科生學科競賽管理辦法》等政策性文件,對在競賽活動中取得優秀成績的學生和指導教師進行表彰和獎勵。學生參加競賽獲獎可以獲得素質拓展學分,該學分是本科生獲得畢業資格的必要條件。同時所得學分可以替代公共選修課程、專業選修課程或集中實踐環節部分的學分。教師指導學生獲獎后也可以得到表彰和獎勵,并且將其作為教師聘任、職稱晉升等方面的考核指標。

這些政策的實施,充分調動了學生參加各類競賽活動的積極性,激發了教師指導學生的熱情,推動了我校大學生各類競賽活動的蓬勃發展。因此我們學校在大學生電子設計競賽中取得優異的成績是水到渠成的。

2.3 積極開放實驗室,提高學生實踐動手能力

為了提高學生的實踐動手能力,學生有更多的時間待在實驗室,教務處制定實施了《教學實驗室開放管理辦法》,該辦法的實施為培養學生的實踐能力,提高實驗室的設備、場地等資源的利用率,規范有序地做好教學實驗室開放提供了強有力的支持。

學生通過參加實驗室開放項目可以獲得素質拓展學分,通過學分的激勵,促使更多的學生走進實驗室。激發學生的學習興趣,提高學生的動手能力,為學生創新精神和實踐能力的培養提供寬廣的平臺。開放實驗室使電子設計競賽與學生科研訓練融為一體,使學生的實踐與創新能力得到鍛煉的同時,也為參加電子設計競賽提前做好準備。

2.4 積極組織素質拓展活動,造就實踐創新沃土

學校制定了《本科生素質拓展學分實施辦法》(主要途徑:學科競賽、學術論文、專利或軟件著作權、各類認證資格考試、實驗室開放項目、科研訓練等),并在教學計劃中列出每位學生在校期間都要完成4個學分。素質拓展學分是必修學分,學生未能完成,不能畢業。

在“辦法”中將大學生參加各級各類競賽列為學生獲得素質拓展學分的重要途徑。每年學校都要組織學生競賽,如2013年我們就組織學生參加了80項競賽,取得了優異的成績。其中獲獎人數。由于學校積極組織課外創新實踐活動,營造了大學生創新實踐氛圍,每屆全國大學生電子設計大賽學生都能夠積極參加。

2.5 修訂本科生培養方案,突出實踐教學環節

具有工程實踐能力、創新設計能力的應用型本科人才的培養模式核心是要培養學生的工程實踐能力、創新設計能力和工程素養。要達到這個目標,就必須大力加強實踐教學環節,建立與課程體系相配套的實踐教學體系。為了增強學生的實踐能力,學校不斷修改教學大綱,修訂本科生培養方案,改進實踐教學體系,將課堂教學與實踐課程合理搭配,將綜合實踐課程、實踐能力培養和素質拓展相結合,按層次、分階段實施實踐教學改革。目前,在工科專業中,實踐教學的比例已占到1/3。我們還建立了以學生為主體,以教師為主導的實踐教學理念,確立了以培養能力,提高素質的實踐教學觀念。

3 結語

大學生電子設計競賽為學生施展才能提供了舞臺,同時也推動了“分層教學、分流培養、分類成才”的人才培養模式下實踐課程教學改革。組織學生參加全國大學生電子設計競賽取得優異的成績,檢驗了我校在培養應用型本科人才所采取的措施是卓有成效的。但改革創新是永無止境,新技術、新知識不斷涌現,如何適應新的變化,培養出應用型本科人才是擺在我們面前的長期任務。為此,我們將不斷地探索、努力提高管理水平和教學質量。

參考文獻

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[4] 楊奕,徐鵬,彭小峰.電子設計競賽與實踐教學改革[J].實驗室研究與探索,2013,32(4):172-175.

篇4

全國大學生電子設計競賽是信息產業部人事司和教育部高等教育司主辦的四大學科競賽之一,是具有權威性和很大影響力的全國性電子類專業大學生課外科技競賽活動。全國大學生電子設計競賽的開展,不僅提高了大學生的電子設計制作能力、創新能力和協作精神,同時也促進了電子技術類課程的教學改革和教學質量的提高。我校自2005年開始已連續參加了三屆,本文依據我校參賽和培訓的情況,淺談我校以全國大學生電子設計競賽促進電子技術類課程實踐教學改革,培養學生的實踐能力和創新能力的體會。

1.全國大學生電子設計競賽的意義

1.1有利于培養學生的創新能力,激發學生對實踐課的興趣

傳統的實踐教學是理論教學的輔助,實驗內容多數是驗證理論知識,學生根據實驗指導書上的方法和步驟就可完成實驗,整個實驗過程學生完全是被動的[1]。這樣的驗證實驗不能實現對學生實踐能力和創新能力的培養,難以激發學生的對實踐教學的興趣。全國大學生電子設計競賽要求參賽學生在四天內完成從選題、搜集資料、設計方案、分析論證、元器件選擇、硬軟件設計、組裝、調試、測試、排除故障、做出成品和撰寫設計報告的全過程,并且要求三人組隊參賽,是對學生綜合素質的全面考核,具有極大的挑戰性[2]。比賽中既要動手操收稿日期:2011-4-16基金項目:湖南省教育廳教學改革資助項目“應用型本科電子技術專業實踐教學體系改革的研究與實踐”(項目編號:湘教通[2009]321號)。作者簡介:張新安(1957-),男,湖南永州人,本科,副教授,研究方向為數字信號處理及實踐教學改革。作,又要理論分析。經過培訓和參加競賽的學生,其實踐能力與創新能力都得到很大的提高,同時激發了學生對實踐教學的興趣。

1.2有利于增強學生的競爭意識和就業能力

在電子設計競賽中能脫穎而出的都是理論知識扎實,動手能力強,經過嚴格訓練,具有創新意識和協作精神的優秀學生。無論獲獎與否,參加過培訓和電子設計競賽的學生,在系統設計、方案論證、合作精神與創新能力等方面都有很大的提高,在畢業設計中受到老師的青睞,在實際工作中,表現出較好的獨立性,創新精神、協作能力與競爭意識,得到社會及用人單位一致的肯定和好評,增強了就業能力[3]。

1.3有利于推動電子技術類課程的教學改革

電子競賽題目是一批高水平的教授、專家根據電子技術發展的最新信息擬出的。選題涵蓋了模擬電路、數字電路、高頻電路、單片機應用、可編程器件、傳感器技術、自動控制技術和EDA等課程的內容[4],競賽中既要考察學生的實際動手能力,又要考察學生的理論知識和創新能力;既有涉及知識面廣、功能多的系統設計,又有單一功能的電路設計;既有以指標性設計為目的的題目,又有以功能性設計為目的的題目;既有基本要求,又有發揮部分,同時在電子設計競賽中又鼓勵學生使用新技術、新器件和新電路,以滿足先進的技術指標。所以,對電子技術類課程的教學改革具有指導和推動作用。

2.對參賽學生的能力要求

參加電子設計競賽的學生應具備的實踐能力包括[5]:電子元器件的識別及使用方法、印制電路板設計與制作等電子設計制作基礎;集成直流穩壓電源、運算放大器電路、信號產生電路和處理電路、顯示電路和A/D轉換器等單元電路設計;通用鍵盤及顯示電路、單片機與液晶顯示接口電路、單片機與D/A和A/D轉換電路等單片機最小系統設計;FPGA最小系統和配置電路的設計及FPGA的最小系統板下載等可編程邏輯器件系統設計,以及資料查閱、綜合系統設計、創新設計和撰寫設計報告等。

3.電子設計競賽中反映的問題我校歷屆培訓及競賽現場,主要表現出以下一些問題[6]。

(1)查閱參考資料的能力差。在拿到競賽題目后,學生都是先翻教科書,不去查找具有最新技術的期刊文獻,特別是上網搜集資料的能力差。

(2)對知識的綜合應用能力不強。對一個制作項目能夠提出的設計方案很少,不能對方案進行充分的論證和比較,生搬硬套參考電路,不能設計出簡單先進的電路,綜合應用所學知識分析和解決問題的能力較差。反映我們的實踐教學缺少綜合性、設計性實驗的訓練。

(3)新技術、新器件的應用能力差。有的制作項目如能采用新技術、新器件,如FPGA、CPLD等實現系統設計,不僅性能指標優于傳統電路,而且電路簡單。反映我們的實踐教學內容陳舊,不能緊跟電子科學技術的發展。

(4)不適應工程設計技術指標要求。競賽中學生對競賽題目的各類技術指標的實現和改善上感到無從下手。

(5)實驗動手能力不強。競賽過程中,一部分同學在安裝、焊接、電路調試、故障查找和排除等過程中操作不熟練,不能適當地設計實驗數據表格,不能通過對實驗數據的歸納、總結去分析、解決問題。反映我們的實驗教學驗證性實驗多,綜合性、設計性的實驗少,學生的動手能力和綜合運用能力沒有得到應有的訓練。

(6)單片機知識的應用能力有限。很多競賽題要用到單片機的知識去完成設計,部分參賽同學因單片機知識與應用能力不夠,未能取得較好的競賽成績。

(7)設計報告撰寫的質量不高。設計報告的格式與內容存在很多缺陷,方案論證不夠充分,理論分析不夠嚴謹。反映我們的實驗課教學忽視了實驗報告這個重要環節。

4.電子技術類課程的實踐教學改革

根據全國大學生電子設計競賽的內容及要求,針對學生在培訓和競賽過程中暴露的問題,我們對電子技術類課程的實踐教學進行了如下改革。

4.1改革實踐教學體系

依據學科專業特點,結合我校實際,將實踐教學從理論教學中分離出來,單獨設課、單獨考核,構建起一個與理論教學體系相互匹配,相互聯系、相互補充,相對獨立、科學優化的實踐教學體系。將實驗教學環節劃分為三個層次[7]。

(1)基本技能訓練層:以電子工藝實習、實訓為教學內容,掌握萬用表的使用,電子元器件識別、檢測,印制板制作、焊接,直流穩壓電源組裝,收音機安裝調試等基本操作技能。以電路分析、電子測量、模擬電子技術、數字電子技術等專業基礎課的實驗為教學內容,掌握信號發生器和示波器等常用儀器的使用方法,培養正確記錄、處理數據及分析實驗結果的能力。

(2)課程設計實驗層:以電子技術、單片機技術、EDA技術等課程的實驗為教學的主要內容。通過對簡單電路的設計,熟悉常用電子元器件,學會查閱元器件手冊及通過互聯網尋找所需資料的方法,讓學生通過安裝調試,學會通過調整元件參數,滿足實驗指標要求。

(3)綜合設計實踐層:以傳感器技術及應用、單片機技術、EDA技術、電子系統綜合設計等課程實驗、電子設計競賽等課外活動為實踐教學環節,掌握用最先進的設計平臺和最新的工具進行高效的綜合設計,用組裝的系統電路板,用電子設計自動化仿真軟件Matlab、Muhisim等工具,進行“虛、實、軟、硬”相結合的現代電子技術設計實踐。要求學生能獨立完成從設計到制作的全過程,提高學生運用所學知識進行電路級的綜合設計能力以及系統級的開發應用和創新能力。

4.2更新實驗教學內容

實踐教學改革的關鍵是教學內容的改革,要根據認知規律、學科特點、實踐教學自身的規律和學生實踐能力、創新能力的培養要求,更新實驗內容。

(1)減少驗證性實驗,增加應用性、設計性、綜合性、創新性實驗。增加DSP、PLD、FPGA、嵌入式系統和虛擬儀器等先進的實踐教學內容[8]。增加單片機課程設計的實驗課時,加強其實驗和設計應用,增加EDA技術和Protel課程設計的實驗課時,加強Protel電路設計軟件和EDA電路設計仿真軟件的實踐應用;增加電子實習課時,增加和競賽有關電路的制作內容。實踐教學內容要體現最新的科技成果,反映運用現代科學技術成果的新的實驗技術和新的實驗方法,實現實踐教學內容的與時俱進。

(2)增加能培養學生實際操作能力的工藝性操作實踐。注重電子元器件特別是新型元器件的使用[9]。元器件選擇方面,除個別驗證性實驗仍保留部分分立器件外,其余均采用集成化,數字化,模塊化的器件,如集成穩壓電源、集成運放、集成功放、集成A/D,D/A等器件,RAM、EPROM集成電路,以及ASIC可編程控制器。對于綜合型、設計型實驗,指導學生選擇最新器件來完成設計。

(3)對整個課程體系的實驗內容進行整體優化組合,將同類課程體系或同類學科的實驗項目合并,創建新的綜合實驗課程,實現學科之間實驗內容的互相交叉滲透。修改綜合設計內容,把本專業的理論知識同單片機技術和PLC技術更多地結合應用,并把電子設計競賽知識結合其中。

(4)設立學生科研基金,資助運用新技術、新器件、新思想的電子設計與制作的學生課題[10]。把科研引進教學過程,鼓勵學生參與教師的科研工作和生產中急需解決或探索的實際問題的研究,培養學生的方案論證、裝配、調整、檢測,數據處理、數據分析、總結歸納,撰寫科研論文等能力。

4.3改革實踐教學方法

(1)實施開放式實踐教學在實踐內容、實踐時間、實踐方法、組織形式等方面實行開放式教學,打破時間、空間的限制,提供給學生進行創造的環境,讓學生真正成為學習的主體[11]。在實驗內容上,設定必做實驗、選做實驗和自主實驗的比例,前者保證教學基本要求和基本技能訓練,后者則由學生根據自身的條件與興趣,在眾多的實驗課題中選擇,以達到因材施教的目的。課程設計、綜合性、設計性實驗,教師只提出設計的總體要求和要達到的效果,不制定統一的參數指標,設計步驟,給學生一個較大的創造空間。提倡方案的多樣性,給學生充分的創新機會。由學生完成從方案制定、電路設計、元件篩選、焊接組裝、程序設計、系統調試到設計報告撰寫、答辯等全部過程,教師變指導為引導,充分發揮學生的主動性。

(2)增大實驗室開放的力度在安排好課內實驗教學的基礎上,充分利用實驗室資源,制訂實驗室的開放項目、開放計劃。在實驗室開放時間里,為學生提供實驗場地的同時,還為學生提供萬用表、信號源、示波器、電類實驗箱、單片機實驗箱等設備,還安排教師進行現場指導。建立現代化的實驗中心網上實驗預約與管理系統,在開放的平臺上,選做實驗和自主實驗學生可以個人預約,預約的內容包括實驗時間、場地、內容、指導教師等,這種“集中”和“自由”相結合的開放管理方式,提高了實驗室和儀器設備的利用率。

(3)開設電子技術實踐選修課根據現代電子技術的發展和全國大學生電子設計競賽的情況,我們為電類專業的學生開設了如“電子制作”、“電子創新設計”等選修實踐課,內容包括簡單電路、系統電路和有創新特色的電子電路等的設計與制作等,為愛好電子設計的學生提供更多的學習機會。

(4)舉辦校內電子設計競賽,激發學生學習興趣我校每年舉行的全校大學生電子設計競賽,按照全國大學生電子設計競賽的方式進行,在為電子設計愛好者提供施展才能機會的同時,也為參加全國大學生電子設計競賽選拔了隊員。在校領導和有關部門的支持及全國大學生電子設計競賽的影響下,參賽人數逐年增多,大學生電子設計競賽已成為我校學生最喜愛的科技活動。

(5)認真組織學生參加全國大學生電子設計競賽我校是專升本不久的本科院校,電子類專業的辦學時間不長,基礎薄弱,參加全國性的電子設計大賽的經驗更少,我們把參賽作為學習、實訓、取經、提高的過程,參賽成績逐年提高。

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關鍵詞:競賽;組織方法;實踐能力;創新精神

Organization methods of electronic competition and effect analysis

Sun Daozong, Wang Weixing, Yu Long

South China agricultural university, Guangzhou, 510642, China

Abstract: National undergraduate electronic design contest and other competitions were favored by many universities because they could train the practical ability and creative spirit of students. Reference to experience in the organization of South China agricultural university in a variety of electronic contest and the methods of organization for different electronic contest were described and proposed a flexible organizational model of contest for improve the quality comprehensively and personality could be displayed fully. The practice proved that the model enable the electronic contest played a big role in improving the practical ability and creative spirit of students, and had valuable reference for other competitions.

Key words: competitions; organization methods; practical ability; creative spirit

全國大學生電子設計競賽是教育部最初倡導的四大學科競賽之一,其目的之一是培養學生的創新能力、協作精神,加強學生動手能力培養和工程實踐訓練,提高學生針對實際問題進行電子設計、制作的綜合能力,吸引、鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動,為優秀人才脫穎而出創造條件。自1994年在北京、四川、陜西三個省市展開試點,到2003年有24個省市,426所高校的3 039個代表隊參賽[1,2];到2009年,已有31個省、市、自治區的938所高校的8 766個代表隊參賽,發展速度非常迅速。得益于競賽對學科建設、課程改革、學生實踐能力和創新精神培養的促進作用,在非全國競賽的年份,到2008年,已有北京、廣東、安徽、山東等14個賽區開展省級的大學生電子設計競賽,以期全面、快速地促進高校電類專業的學科建設和課程改革[3]。眾多高校也紛紛主辦校級的電子設計競賽并鼓勵學生積極參加企業主辦的各類電子競賽活動,作為課堂教學和課程實驗的互補,盡力擴大學生的受益面,多角度、不間斷地促進學生實踐能力和創新精神的培養,全面提高學生素質,充分發揮個性才能。

形式多樣的電子競賽從本質上增加了學生的受益面,拓寬了學生的視野,但有序、高效、靈活多樣的組織方法對發揮各級別電子競賽對學科建設、課程改革、學生實踐能力和創新精神培養的促進作用起著至關重要的作用。高等教育學會和全國電子競賽組委會分別于2010年6月和8月在成都和北京召開電子競賽指導和工作研討會,探討競賽的組織、指導等問題,以期更好地發揮電子競賽的效能[3]。

1 必要的政策支持和硬件條件

1.1 必要的政策支持是組織競賽活動的可靠保障

自2001年我校首次組織學生參加電子競賽以來,對參賽學生進行培訓和指導,至該批參賽學生分別于2002年和2003年畢業后,根據對畢業生的跟蹤調查和從就業單位獲得的反饋意見,用人單位普遍對參加過電子競賽的該批畢業生的實踐能力、創新精神和團隊精神評價較好。有了良好的開端,為了使競賽活動常態化、制度化,學校于2003年年底制定《華南農業大學關于加強大學生科技創新活動的決定》,以政策和資金支持組織學生參加包括大學生電子設計競賽在內的教育部倡導的四大賽事及“挑戰杯”、省、企業、校級課外科技活動,并對獲獎學生予以獎勵,以持續倡導、積極鼓勵學生參加各類課外科技活動,開創科技創新活動新局面。自此,組織學生參加各類科技活動得到學校政策上的支持和保障。

1.2 必需的硬件條件是充分發揮電子競賽效能的必要條件

參加電子競賽等電類課外科技活動,必須經過的主要環節是資料查閱、電路設計、電路板制作、焊接和調試,完善的硬件設施是完成這些主要環節的必要條件。華南農業大學于1999年開設首個電類專業―電子信息工程,在學校和學院的支持下,隨后又陸續成立電子工程系、自動化系,設置電子科學與技術、通信工程、自動化工程、農業電氣化及自動化等一批電類專業,于2003年獲得專項資金支持,開始建設廣東省高等學校教學重點實驗室和中央與地方共建基礎實驗室,并成立電子工程系電子創新實驗室,投入900多萬元進行實驗室建設,擁有邏輯分析儀、頻譜分析儀、場強儀等高端分析測試設備和示波器、RLC測試儀、電路板雕刻機、數控焊臺等基本設備。此外,購置嵌入式系統、片上系統等各類實驗箱和相應仿真器及各類小型開發板如C8051F系列、AVR系列、MSP430系列、凌陽系列等常用低端開發平臺,供學生申領使用。因實驗箱資源豐富,除用于日常教學外,可供學生先期調試較為復雜的項目,學生可直接以申領的小型開發板為平成相應項目,之后回收重復利用,縮短開發周期并節省用于參加科技活動的各參賽小組的資金投入,以擴大活動規模,拓寬受益面。

得益于電子工程系創新實驗室的成功經驗,2009年工程學院以學院名義成立科技聯合會實驗室,并購置數控車床、銑床、電路板生產線等機械、電子類專業常用的設備、儀器,供全校師生進行科研和課外實踐活動使用。

1.3 開放的實驗平臺是開展電子競賽的重要基礎

創新實驗室不承擔教學計劃內的課程實驗和課程設計等教學任務。面向全校師生開放,主要用于全校師生從事電類的課外科技創新等實踐活動。自2006年開始實行網上預約,預約系統如圖1所示[4],在競賽期間開通元器件預約系統(如圖2所示)[5],引入學生參與管理,高效的運作極大地提高了創新實驗室中各種設備及元器件的利用率。除參加各類競賽活動外,學生可根據個人興趣在創新實驗室完成各類小制作,充分發揮學生個性才能[6]。

圖1 實驗室預約系統

圖2 元器件預約系統

2 多元化的組織形式

以競賽為契機,激發學生的參賽熱情和興趣愛好,以學生為主體,采取多元化競賽組織模式引導學生參與不同的競賽活動,是全面提高學生素質和充分發揮個性才能的前提條件。根據比賽的性質采取靈活多樣的組織方式,可在有限的資源尤其是資金支持下,讓更多的學生參與其中,擴大學生的參與度和受益面,使課外科技活動發揮最佳效能。在眾多的電子類競賽活動中,全國大學生電子設計競賽和廣東省大學生電子設計競賽由學校層面組織學生集體參加,“挑戰杯”、校級及企業級電子競賽則由學生自行報名,自由參賽。

2.1全國大學生電子設計競賽的組織

自我校2001年首次參加全國大學生電子設計競賽以來,已連續參加了5屆比賽,并取得較為優異的成績。根據全國大學生電子設計競賽的特點,對報名參與選拔的同學進行理論考核和實踐考核,理論考核分為軟件和硬件2個方向,參與選拔的學生根據所在專業特點和自己的興趣愛好等,選擇參加軟件方向或硬件方向的理論考核。其中硬件方向的考核又細分為單片機,ARM,DSP,FPGA等幾個小類。實踐考核主要側重于學生在規定時間內分析并解決問題的實際能力,提供事先設置好的故障各異的簡易功能電路和相應源程序(一般提供少于200行的簡單C源程序)給學生,要求在規定時間內分析、解決問題,并記錄診斷的過程。選拔方式的設置主要考慮報名參加選拔的同學來自于全校各個不同專業,能充分發揮學生的長處,且具備一定的程序設計或電路設計的基礎,避免基礎薄弱或專業相差較遠、不具備參賽條件的學生占用有限的競賽培訓資源。經選拔合格的學生參加校內組委會組織的、由不同專業教師指導的十多個專題模塊訓練,旨在提高學生的編程、電路設計與制作等實踐能力。模塊涵蓋前期基礎培訓和后期的綜合培訓,如基礎培訓的第一個模塊為常用的幾種51系列單片機的使用及通過仿真器在線調試的方法和編程規范,后期的綜合培訓,如利用LT1680等芯片制作大功率電源,分析電感線圈、磁環、MOS管等電路的組成元件對電路整體性能的影響,以提高學生電路設計和分析問題的能力。專題模塊訓練結束后,以學生為主導,由指導教師根據學生特點與興趣,擬定具體題目進行練習,系統地培養學生的實踐能力和創新精神。

2.2 省級大學生電子設計競賽的組織

與全國大學生電子設計競賽的方式不同,廣東省電子設計競賽的校內選拔與組織則完全以學生為主體、教師輔助的方式重點培養學生的創新能力。參賽學生根據省組委會公布的競賽主題,如2008年的主題是汽車電子,2010年的主題是智能家居,自由組隊并擬定參賽題目和方案,參加校內組委會組織的答辯,綜合考慮題目和方案的新穎性、可行性及學生的基礎,進行第一次篩選,并對通過第一次篩選的參賽隊伍的題目、方案等提供意見和建議,以便其繼續完善后參加第二次篩選。通過選拔的同學利用暑假時間集中在創新實驗室進行作品的設計、制作和調試,期間,校內組委會組織專業教師對學生進行指導和答疑,并進行中期檢查,根據各組的進展情況進一步提供指導建議。

2.3 “挑戰杯”及企業級、校級電子設計競賽的組織

我校倡導和鼓勵學生積極參加各類課外科技活動,“挑戰杯”及校級、企業級電子設計競賽的報名完全由學生自由組隊、自由申報。參賽學生自己聯系指導教師,根據競賽主題,自行確定參賽題目及參賽方案,“挑戰杯”及校級競賽除提供開放實驗室等條件外,還提供必要的資金支持。此外,學校每年組織學生自由申報大學生科技創新項目,學校審批立項后,也給予資金支持。企業級的競賽活動,如周立功公司“Actel杯”FPGA設計競賽、“畢杯”電子設計競賽,企業提供一定的參賽條件,如提供相應開發板或少量資金,由學生自行限期完成作品后參加主辦企業組織的評審,學校則僅向參賽學生提供實驗室等開發及調試環境。

3 效果分析

全國及廣東省大學生電子設計競賽因有學校集中選拔的環節,在選拔過程中注重以三年級學生為主兼有二年級和少數一年級學生,以電類專業學生為主,兼有機械類學生的復合模式,實現高年級學生帶動低年級學生,電類專業學生帶動機械類專業學生的傳、幫、帶的組織模式,使競賽的熱情延續下去、擴展開來。

各類電子競賽活動的舉辦,能讓更多的學生參與其中,充分發揮學生的自主創新能力,使其得到更好的鍛煉。校內各種科技活動作為國家級、省級、企業舉辦的各種競賽的補充,能讓大部分對電子競賽等實踐活動有興趣的學生有機會參與,并在活動中將所獲取的知識和經驗通過言傳身教的方式傳遞給身邊的同學,學生整體的動手能力、實踐能力和創新能力得到了明顯的提高。通過電子競賽,既培養了學生實踐能力和創新精神,也鍛煉了中青年教師指導隊伍,積累了大量實踐經驗,使教師在課堂上的講授內容更加豐富多彩,極大地激發了學生的學習積極性,有利于學生科技創新氛圍的形成,并涌現出學生科技活動骨干分子,帶頭成立單片機協會、無線電協會等興趣小組,并定期出版相應刊物。如我校電子信息工程專業自2001年參加全國大學生電子設計競賽后,由學生自行創辦、每年出版一期的《星韻》專業刊,進行競賽、學習、就業等心得的交流,極大地提高了學生的專業認同感,擴大了專業的知名度。

表1 部分電子競賽獲獎情況

參加過競賽的同學無論獲獎與否,具備研究生保送資格的學生都非常受本校及華南理工大學、中山大學等知名高校導師的青睞;選擇就業的同學,已經具備了基本的項目開發經驗,在專業領域內的認知和實踐能力也處于優勢地位,并很快在這些科研任務中脫穎而出,得到單位領導的肯定與重用。有效的組織方式也使得參加各類電子競賽的學生收獲頗豐。近年我校學生參加的部分電子競賽獲獎情況見表1。

上述經驗表明,以學校政策為依托,以必要的硬件條件為保障,積極倡導學生參加各類競賽活動,并根據活動的性質采取靈活多樣的組織形式,為學生創造一個自主思考、學習、實踐的平臺,通過為學生提供及時的指導和幫助,培養學生的創新意識和實踐能力,全面提高其綜合素質,對提高學生的就業能力、生存能力及民族的創新能力可起到積極的促進作用。

參考文獻

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全國大學生電子設計競賽是面向全國電子類專業大學生的課外科技競賽活動,具有較高的權威性和很大的影響力。電子設計競賽不僅是對學生理論知識的考核,更是對學生動手操作能力、創新能力和團隊協作能力的綜合檢驗。競賽通常要求參賽學生在規定的時間內完成資料的搜集、方案的設計與論證、元器件的選擇、產品的制作與調試、技術文件的撰寫以及答辯等環節,比賽難度大,時間緊,對參賽選手能力要求非常高,并且賽題一般涵蓋內容廣、理論技術新、系統綜合性強。電子設計競賽促進了高校電子類課程的理論與實訓教學改革[1],同時也進一步推動了高校實訓室建設。

經過賽前培訓和競賽鍛煉的學生,其理論知識得到了鞏固,學習興趣得到了培養,系統設計與創新能力得到了很大提高。無論獲獎與否,參加過電子設計培訓與競賽的學生,在系統設計、方案論證、產品制作、合作精神與創新能力等方面都有了明顯提高,在畢業設計過程中受到老師的青睞,在實際工作中,表現出較好的獨立性、創新精神、協作能力與競爭意識,得到社會及用人單位一致的肯定和好評,增加了就業能力[2]。

二 加強實訓室建設的重要意義

高校的教學包括理論教學與實踐教學,而實踐教學對培養學生的操作技能、創新精神和實際工作能力等方面起著至關重要的作用。

科學實驗是人類的基本實踐活動,它是產生科學理論的基礎。高校實訓室是傳播科學知識、進行教學實習、開展科學研究等方面的重要基地。實訓室的重要性再強調也不過分。一流的大學必須要有一流的學科,一流的學科必須要建設一流的實訓室,這些日益成為高校教師的共識。加強高校實訓室建設,不僅對于當前創新型人才培養具有積極的意義,而且對于高校專業的自身發展有著重要的推動作用。

當今社會要求大學生不僅要有扎實的專業知識,還應具有較寬的知識面、較強的實踐動手能力和創新意識。為了培養大量適應社會要求的復合型、創新性人才,我國各高校已開始全面推進素質教育,注重對學生實踐能力和創新精神的培養。實踐證明,實踐教學具有理論學習不可替代的教育作用,為了提高學生的專業應用技能和社會適應能力,必須建立相關的實訓場所,以訓練學生的專業實踐能力,縮短學生從學校到社會的對接過程。通過電子設計競賽培養出的人才更能適應社會對人才的要求。

三 電子設計競賽與實訓室建設的關系

實踐教學是高校教學環節中的重要一環,它不僅能驗證學生所學的理論知識,更重要的是培養學生的操作技能,根據所學知識分析實際問題和解決實際問題,使學生初步具有工程設計與制作的能力。實訓室在培養學生操作技能、制作能力方面起到了至關重要的作用。電子設計競賽要求學生根據實際問題進行設計、制作與調試,這不僅要求學生必須掌握一定的理論知識,同時也要求學生具有較強的綜合設計、制作與創新能力?,F代化的實訓室能激發學生學習的興趣,更好地培養學生操作技能和創新意識,為學生的電子設計與制作提供良好的實訓場所,使同學們的設計與制作由立意、構想乃至化為現實提供條件,并逐步使電子設計競賽的水平不斷得以提高。電子設計競賽通常大量采用新器件、新技術、新設備,這就迫切需要不斷加強相關實訓室的建設。反過來,不斷充實和發展實訓室,不僅能保障電子設計競賽有效的進行,而且可以為相關課程的實踐操作提供強有力的保障。

四 加強實訓室建設與管理

既然實訓室的作用如此重要,那么應該從哪些方面著重加強實訓室的建設與管理呢?具體而言,需從以下幾方面進行。

1 爭取學校領導的高度重視,大力加強實訓室的投入

現代科學技術飛速發展,電子技術的發展日新月異,集成電路不斷替代分立元件電路,同時集成電路的集成度也越來越高,規模也越來越大,使電子電路的檢測技術不斷地向前發展。學生只有了解了新器件的功能,新器件的典型應用電路,掌握了新的檢測手段,才能在電子設計競賽和今后的工作中運用自如。電子設計競賽在很大程度上可以用來衡量高校理論與實踐教學的效果,同時可以在不同程度上提高一個學校的知名度。為此,學校領導應高度重視電子設計競賽工作,要把它作為一項重要的工作來抓,并指派專人負責,不斷加大實訓室的投入,及時更新元器件,增加現代化的儀器設備。只有這樣,才能滿足電子設計競賽的要求,也才能滿足現代企業對技術技能型人才的需求。

2 加強電子基礎實訓室的建設

電子基礎實訓室主要完成驗證性實驗,促使學生加深對科學理論的理解,重在培養學生的基本操作技能,熟練掌握常用儀器設備的使用方法、常用電子元器件的選擇與檢測方法、電子電路中常用的測量技術、電子電路的正確安裝及常見故障的檢修方法。同時,可以讓學生掌握實驗報告的正確撰寫方法,可以培養學生實驗的科學態度和良好的操作習慣,為學生進入更高層次的綜合性科學實驗打下堅實的基礎,為此,必須加強電子基礎實訓室的建設。

3 建立現代電子制作實訓室

為了培養學生的綜合設計與制作能力,需要建立現代化的電子制作實訓室。在電子制作實訓室中必須配備一定數量的計算機、電路板制作設備、數字存儲示波器、信號源、無線電綜合測試儀等,通過培訓使學生熟練掌握電路板制作軟件的正確使用和電子設計與制作的基本方法和基本的操作技能,以便參賽學生在電子設計競賽過程中能得心應手。

4 建設高性能的單片機實訓室

電子設計競賽具有很強的綜合性,其控制、計算、顯示等電路比較復雜,單片機在電子設計中起著非常重要的作用,因此必須建設高性能的單片機實訓室,使學生掌握單片機的性能、控制原理與基本的操作技能,并在單片機實訓室中配置一定數量的編程器和可編程器件,使學生初步具有利用單片機進行電子工程設計開發的能力。

5 建立現代電子綜合實訓室

現代社會是信息的時代,電子技術、計算機技術、網絡技術正飛速向前發展并滲透到了各個領域,從而改變了傳統的實驗方法,應用先進的軟件將計算機技術與電子技術結合起來,在電子技術實踐中引入EDA技術。EDA技術是吸收了多學科最新成果而形成的一門新技術,它已成為電子工程設計的重要手段。采用EWB軟件對電路仿真,通過虛擬的電子元器件、虛擬的儀器儀表、利用計算機模擬的各種電路進行設計與調試,充分發揮學生的潛能,培養學生的自學能力,創新能力和綜合分析與設計能力。

電子設計競賽所需的知識面廣,需要運用多學科知識,客觀要求需建立現代電子綜合實訓室。同時電子綜合設計是電子類專業的綜合性實踐教學環節,學生綜合運用電子技術、計算機技術、EDA技術,針對實用的電子系統課題,進行理論設計、邏輯分析、仿真分析、模擬分析并設計出實際電路,利用單片機開發裝置、示波器、信號源、布線板和可編程器件等儀器設備,自主完成實際制作和系統調試,最后提出樣機和理論設計報告[3]。這一過程與電子設計競賽相似,為學生參加電子設計競賽提供了良好的實訓場地。

6 加強實訓室管理和實訓教師的培養

現代化的實訓室必須實行科學的管理,建立健全的規章制度,做到上下協調,統一管理,才能使實訓室為教學、科研及電子設計競賽等諸多方面發揮更大的效益。為了更好地培養學生的創新能力、電子設計與制作能力和提高實訓技能,滿足電子設計競賽的要求,實訓室應實行全方位的開放式教學,即實訓室時間、實訓內容、圖書資料、元器件、普通儀器設備對學生開放,這不僅加大了實訓室管理的難度,同時也對實訓技術人員提出了更高的要求。要管理好、使用好、維護好各類實訓設備,必須有計劃、有步驟地選派實訓技術人員外出進修學習,使實訓室技術人員掌握先進的實訓技能、實訓室管理方法,提高實訓技術人員的整體素質。在管理上還可以利用學生的人才優勢,讓優秀的學生參與實訓室管理與儀器設備的維護工作,使學生成為實訓室的主人。電子設計競賽的內容涉及電路分析、模擬電路、數字電路、通信技術、電子制版、單片機、可編程邏輯器件、電子工藝等多學科知識,要求參加電子設計競賽的輔導老師知識面要廣,實踐經驗豐富,為此參加電子設計競賽的輔導老師也應定期參加相應的培訓學習,掌握現代化儀器設備的使用方法,學習先進的檢測技術,新器件的使用等,以便更好地輔導學生參加電子設計競賽。

總之,現代電子技術的發展日新月異,新器件、新技術、新應用層出不窮,實訓室建設與管理是一項復雜的系統工程,它是電子設計競賽的實踐保證,而電子設計競賽能不斷促進實訓室的建設與管理,兩者互為聯系,相互促進。因此,我們要借電子設計競賽這股東風,逐步建設一批現代化的實訓室,并加強其管理,既為電子設計競賽服務,同時也為相關課程的實踐教學、科學研究提供良好的實踐平臺。

參考文獻

[1]侯曉云.電子設計競賽促進實踐教學改革[J]. 衡水學院學報,2014,2(1):82.

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高校電類本科專業指通信工程專業、電子與信息工程專業、電子科學與技術專業、電子信息科學與技術專業、計算機科學與技術專業、自動化專業、電氣工程和自動化專業等.這些電類專業在專業基礎理論課、實踐教學體系方面有許多共同之處,是參加電子設計競賽的主力軍.全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一,是面向大學生的群眾性科技活動,目的在于推動高等學校促進信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革,有助于高等學校實施素質教育,培養大學生的實踐創新意識與基本能力、團隊協作的人文精神和理論聯系實際的學風;有助于學生工程實踐素質的培養、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力;有助于吸引、鼓勵廣大青年學生踴躍參加課外科技活動,為優秀人才的脫穎而出創造條件.

2高校電子設計競賽的組織

全國大學生電子設計競賽由教育部高等教育司和信息產業部人事司共同主辦,負責領導全國范圍內的競賽工作.各地競賽事宜由地方教委(廳、局)統一領導.為保證競賽順利開展,組建全國及各賽區競賽組織委員會和專家組.以高等學校為基本參賽單位,參賽學校應成立電子競賽工作領導小組,負責本校學生的參賽事宜,包括組隊、報名、賽前準備、賽期管理和賽后總結等.高校在組建成立電子競賽工作領導小組時,如果學校電類專業單一,可設常設機構,由具體電類專業所在院系負責、教務處、學生處、團委、后勤集團等單位參與;若學校電類專業較多,可由電類專業相關院系輪流擔任理事,按屆組織,其它院系積極參與,教務處、學生處、團委、后勤集團等單位參加,適當引入競爭機制.在參賽小組的選拔中,首先由學生自由組隊報名,要求組隊后的3個隊員各自具有較強的能力且隊員之間能配合默契,在單片機系統設計與應用,模擬和數字電路的應用,硬件焊接與調試,計算機編程以及撰寫設計報告論文等方面要有所分工;然后組織報名參賽隊進行選拔考試,內容包括模擬電路、數字電路、單片機、傳感器等方面的基本知識及應用,典型測量系統的設計方案,對電子競賽的了解,參加競賽的優勢自述等;最后指導教師根據各參賽隊成員選拔考試的結果、面試表現以及綜合考慮各參賽隊在團隊合作、硬件制作、軟件編程、報告撰寫能力等方面的實力,確定參加競賽的組數和各組成員.電子設計競賽的命題范圍廣,涉及到電子技術(模擬電路、數字電路)、高頻電子線路、通信原理、單片機技術、可編程器件等多門課程,并鼓勵新技術的應用.這就要求賽前指導老師要有更寬的知識面和更豐富的實踐經驗.年青教師對新技術、新軟件上手快,但實踐經驗缺乏,老教師經驗豐富但計算機應用和新技術的掌握上又有不足.為了發揮特長,實現互補,在賽前指導上成立賽前指導小組,在小組中注意年齡和特長的結合,注意學科的結合.教師在指導學生的過程中相互學習,共同提高.知識和經驗的相互滲透和補充促進指導老師的業務素質的提高,這使教師能夠在日常的教學和科研中發揮更大的作用,推動師資隊伍建設.

3參賽學生的培訓

3.1參賽學生的現狀

參加電子設計競賽的學生一般是大學二、三年級的學生,已學習了很多相關課程的理論知識,也具有一定的實踐能力,特別是在外語能力、計算機能力、單片機編程能力、查閱文獻能力方面.但是在模擬電路,單片機硬件,電路安裝工藝,如何根據系統性能指標設計電路方案和確定單元電路的性能指標,單元電路調試排錯能力,系統的聯調方面卻存在著一定的不足.學生在此前的課程中,雖然學習過一些電子設計制作中常用的軟件,如Protel電子原理圖的設計,印刷電路板設計繪制,以及電子邏輯分析仿真等,但是缺乏一定的深度,其熟練程度需加強.常規電子儀器(如示波器、信號發生器、仿真器、掃頻儀、萬用表等)的使用不夠熟練.雖然學生在電工電子、電子線路等實驗課中使用過常規電子儀器,但是往往更換型號后就不能很快地熟練使用,影響電路的調試速度.另外學生的“單片機原理與技術”課程實驗通常采用普通的51單片機,而電子競賽往往會使用一些功能強大的單片機,因此在開發工具和仿真器方面存在差異.學生在培訓期間,要加強理論與實踐的結合,使學生在電子競賽中涉及的知識點的深度和實踐動手能力方面能得到很快的提升,這樣才能確保在電子競賽期間順利完成競賽的設計任務.為了鼓勵電類大學生積極參加電子設計競賽培訓全部過程(包括前期課程與后期競賽培訓),可在完成競賽訓練作品設計與設計報告后,由指導教師給出相應成績,可替代相應一門課程或實踐環節的成績,如“電子系統設計”、“認識實習”、“電子技術課程設計”等.

3.2培訓內容選擇、方案討論及實際制作

如何在一個相對短的時間內盡快地提高參賽學生的設計開發和實踐動手能力是培訓階段要解決的關鍵問題,在輔導中采用實戰訓練的方法,即模擬進行一次次的競賽過程.包括給各組布置不同的設計題目、限時提交設計方案、全體隊員集中由各組分別介紹設計方案并進行交流討論、指導教師點評、各組分別實際制作、撰寫設計總結報告,最后進行實物演示和總結答辯,這樣盡管每個組只具體設計制作了一個系統,但是通過互相交流,對其它組所涉及的技術也有較系統的了解,在以后類似技術的實際設計制作過程中能起到事半功倍的效果.在培訓開始時,向參賽學生詳細介紹大學生電子競賽的競賽規則、競賽命題、評審和評獎等方面的情況,邀請已參加過電子競賽的高年級學生介紹參賽期間的注意事項及參賽體會;對歷年的大學生電子競賽題目、實現的方案、獲獎小組的總結報告等進行深入的破析和討論;讓參賽學生對競賽及要求有一個全面的了解.引導學生既要重視困難又不能畏懼困難,在充分認識本小組的優勢與弱勢的情況下,心理上充分地做好艱苦訓練的準備.組織責任心強、具有相當專業技術水平和經驗豐富的老師,針對電子競賽的特點,在模擬電路、數字電路、單片機應用技術方面進行講解,講解中對基本電路的原理,實現的方法,相關電路的主要性能指標及測試方法、設計及調試中需要注意的事項作簡明的介紹,對涉及的電子元件進行實物展示,對一些輔助設計軟件、查閱科技論文的方法及常用的電子元器件及應用的網站作一些推薦性的介紹.

從歷年的競賽題目中確定各參賽小組的第一次訓練題目,盡量做到各參賽小組選擇不同的訓練題目,按照電子競賽的要求,規定在一個適當的時間內完成實物的制作、性能指標的測試、總結報告的撰寫.然后由各小組對訓練情況進行詳細的介紹,各小組之間展開廣泛的討論,商討是否有更好的實現方案,設計的電路及測試的結果是否合理,撰寫的報告是否嚴謹,盡可能地發現訓練中的不足之處,輔導老師根據各組的完成情況進行講評.要求各小組根據討論情況在1~2天時間內完善制作的實物及報告,同時要求各小組對另外小組的實物進行測試,通過相互交流在相對短的時間內能掌握更多的知識.在第一個實際系統設計后,協商電子設計競賽第二次訓練題目,要求盡可能多地涉及未曾接觸的知識點,在規定的時間內完成設計任務,然后各小組演示實物的功能,測試電子系統的各項指標,注重測試方法是否正確,測試性能指標是否符合設計要求,對于差異較大的需要認真分析其原因,找出合理的解決方案并實施.最后,要求各參賽小組認真整理前一階段培訓完成的實物,單元電路要求注明電源要求、詳細且清楚的輸入輸出接口信息,達到的性能指標并形成文字,軟件要求有整體的說明,需要占用的資源說明、語句有詳細的注釋.輔導老師對培訓中出現的問題向學生做詳細的介紹,對競賽中容易出現的問題也需要提醒學生.在參賽的前一天不安排具體的工作,保證學生能休息好,以極佳的狀態參加電子設計競賽.

4競賽過程中的注意事項

4.1注意競賽紀律

全國電子設計競賽采用全國統一命題、分賽區,“半封閉、相對集中”的組織方式.競賽題目在競賽開始時打開(如2009年全國大學生電子設計競賽是9月2日8:00正式開始).每支參賽隊限定在提供的A、B、C、D、E、F等題中任選一題;要求認真填寫《登記表》內容,填寫好的《登記表》由賽場巡視員暫時保存.參賽者必須是有正式學籍的全日制在校大學生,應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件(如學生證)供隨時備查.每隊嚴格限制3人,開賽后不得中途更換隊員.競賽期間,可使用各種圖書資料和網絡資源,但不得在學校指定競賽場地以外進行設計制作,不得以任何方式與他人交流,包括教師在內的非參賽隊員必須回避,對違紀參賽隊取消評審資格.競賽開始后,為保證競賽工作順利進行,參賽學校應組織專人負責提供競賽所需設備、元器件、后勤保障等工作.競賽結束后(如2009年全國大學生電子設計競賽是9月5日20:00競賽結束),上交設計報告、制作實物及《登記表》,由專人封存,并在指定時間前送到指定地點.

4.2競賽題目分析及方案設計

參賽隊員應仔細閱讀所有競賽題目,根據自己組3個隊員的訓練情況,選擇相應的題目進行參賽制作.選擇題目應注意題目中不應該有知識盲點,即要能夠看懂題目要求.如果不能看懂題目要求,原則上該題目是不可選擇的.設計制作分基本要求和發揮部分,一般各占50分,設計總結報告30-50分(2009年30分,以前50分).應注意的是基本要求的各項分值題目中沒有給出,但在發揮部分給出了各小項的分值,選擇題目時應仔細分析各項要求.確定競賽題目的時間原則上不要超過兩小時,題目一旦選定,中途不要隨意更改.確定競賽題目后,參賽小組的3個隊員應認真討論設計方案,設計方案應考慮制作的可行性,包括元器件是否能夠采購到都必須考慮.設計方案可以提出一到兩個,或者確定一個方案,對有些部分作出兩個或者兩個以上方案.同時應盡快提出元器件清單,確定元器件庫中沒有的元器件,提出采購清單.元器件采購清單應提供元器件名稱、型號、規格、數量、替代型號及規格.確定方案的時間應不超過6小時.

4.3元器件的采購和設計裝配制作

元器件采購是保證競賽順利進行的基礎,沒有元器件,作品是不可能制作成功的.因為競賽題目事先不知道,學生作出的設計方案也是各不相同,需要的元器件也是多種多樣的,可以事先準備一些元器件,但不可能完全備齊.競賽中采購是必須的.不同的院校在不同的城市,要保證能夠采購到競賽所需要的元器件,應在競賽開始前兩天,派1-2名老師到比較大的電子市場去采購,找好元器件供應商.競賽開始后,競賽學生不斷的提出需要的元器件清單,由教師去購買,并以最快的速度運送給競賽學生.在競賽中,各隊學生可以按照在訓練中的分工,按照軟件編程、硬件制作、設計總結報告寫作三部分分頭進行,每個隊員各有側重,注意分工合作.設計制作過程中,可以分模塊設計、安裝、調試,一步一步進行.3人之間要注意多溝通,多交流.遇到問題,要冷靜處理,不要慌張.在設計、安裝、調試的每一步,都需要兩人以上進行核對和檢查.特別是到總調試階段,一定要格外小心,通電前一定要兩人以上進行核對和檢查,不要急于通電,否則通電燒掉作品而前功盡棄.作品應該在第四天的下午全部完成,到第四天下午沒有完成的功能和指標,也就不要再做了.很有可能的是,為了追求更好的指標和功能,結果將已完成的部分弄壞了.負責設計總結報告寫作的隊員,要根據軟件和硬件設計隊員提供的電路圖紙、程序清單等設計資料,按照設計總結報告寫作要求進行整理.到第四天上午,除測試數據外,應全部完成.測試數據可以在作品調試完畢,競賽結束前補充到設計總結報告中去.競賽一般在第四天下午8點結束,上交設計報告、制作實物及《登記表》,由賽場巡視員封存.封存時應注意文件完整,符合競賽要求.作品要妥善包裝,要能防止運輸和搬運過程中的沖擊和振動.整個競賽時間是四天三夜,要注意競賽時間的合理安排,注意休息和飲食,參賽學校應組織專人負責提供飲食后勤保障,使參賽學生保持充沛的精力,圓滿完成競賽.

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1參與競賽暴露出實踐教學環節存在的問題

1.1參賽動機不純

為鼓勵學生積極參賽,出成績,出成果,學院通常會在各方面給予照顧和優惠。比如我系參加數學建模競賽算2個公選課學分。在綜合測評加分中,各項獎勵都可以加分評獎學金,每支參賽的團隊還可以得到學校一定金額的資助,這就使得部分學生因功利性而參賽,忽視了科學研究精神。

1.2知識面過于狹窄

在接到一個課題項目之后,學生不能就所學過的知識融會貫通,提出自己的設計方案,也無法對現有的各種方案進行優劣比較。

1.3不會書寫設計報告

設計報告從內容到格式都存在許多不足,如電路設計缺少必要的理論分析和公式推導。這說明在實踐教學上忽略了實驗報告的質量。原因是有統一印制的實驗報告格式,學生只需要相應地填寫數據即可,不需要重新設計格式,不重視對數據的記錄、分析、總結、歸納,不善于通過數據或圖表說明問題。

1.4專業軟件的使用不夠熟練

電路的仿真計算都離不開專業軟件的輔助,這就要求學生熟練掌握Protel或Multisim、Max-Plus2、SystemView、Matlab等EDA軟件的使用,并具有一定的文字錄入排版水平。實踐中,學生對于操作繁雜的大型專業軟件還不夠熟練,往往調試不出正確的結果。

1.5資料查閱能力差

“挑戰杯”全國電子設計競賽屬于命題型開放性比賽。學生在選定題目后,不能盡快找到相關資料,對從哪一類書籍中可以找到適當的設計資料不甚清楚。學生不會充分利用網絡資源,不熟悉與電子設計相關的網站,在資料查閱上花費了大量的時間。這反映出實踐教學脫離了工程實際,暴露了實踐教學上存在的問題。

1.6對實驗室儀器生疏

學生們通常只對用得比較頻繁的萬用表、示波器、信號發生器比較熟悉,而對雙蹤示波器,面板上功能眾多的調試旋鈕也不熟悉。至于頻譜分析儀、波特測試儀、高頻Q表就更是一籌莫展。

2對實驗實踐教學問題的思考

2.1加強實驗室建設

實踐教學要遵循的兩個重要原則:一是能力培養原則,二是系統性與循序漸進原則。目前實驗教學分兩部分:實驗和實訓。從執行效果上看,存在兩個方面的問題:一是驗證性實驗多、設計性實驗少,工科理科化;二是內容不成體系,課程間的實驗內容聯系不緊,理論與實踐脫節,不符合能力提升的循序漸進原則。因此需要優化實驗內容體系,不斷更新和充實實驗內容。其中工科理科化問題尤為突出,工科專業要求有較大硬件投入,建立實訓室,實習基地,校企合作,但就目前的現狀看,學校在這方面的投入明顯不足,學生動手能力差,焊接等技巧都不過關,實踐能力比較差。電子設計競賽實質是學生專業綜合素質技能的競賽,是現代電子企業生產過程的仿真。學生的專業技能主要是在實驗室里培養造就的,只有在實驗室養成嚴謹的科學作風才能在考核創新精神的電子競賽中游刃有余。所以,無論是從學校教育教學改革,還是從參加電子設計競賽需要的角度出發,實驗室設備齊全是至關重要的初始條件。學校除了要配備普通的單片機實驗室、可編程序控制器實驗室、計算機控制系統實驗室、傳感器實驗室以外,還應建設單片機應用、控制系統等實習基地,為學生提供實踐的機會。

2.2加強實踐教學內容的改革

學生科技創新活動是促進學風建設和素質教育的重要載體,高職學生本身并不缺乏創新潛能,但缺乏創新的動力和欲望,缺乏創新意識和創新毅力,這些問題在課堂教學和課外科技活動中都沒有得到很好的解決。傳統的高職教育模式很難實現創新教育的要求。學生的創新意識、創新思維、創新能力的培養沒有在課堂主陣地得到落實,實訓教學往往強調對某項操作技能的反復訓練,不能對學生起到啟發作用。有鑒于此,實驗實踐教學的改革勢在必行。教師在課堂教學過程中,注意教材內容的更新,不斷將新理論、新技術介紹給學生。鼓勵學生閱讀相關電子刊物,并以論文、課外書刊讀書筆記、小產品設計等形式作為作業或考試的一部分。課堂教學采用啟發式教學,要充分調動學生的學習積極性,使學生由被動學習變為主動學習,激活學生的創新思維。加強綜合性實踐教學,減少驗證性實驗。把部分實驗室作為開放實驗室,為學生提供必要的技術支持。對于一些專業性強、實用性強的課程,學生的學習興趣較大,為此教師應在原綜合實驗內容的基礎上增加一些設計性內容,為學有余力的學生進行實踐提供支持。

2.3提高教師素質

學生電子設計競賽不僅是對參賽學生創新精神、專業技能的檢驗,也是對教師水平、教學效果、教師專業素質水平的檢驗。教師首先要具有較高的專業素質,才有能力對學生言傳身教。形成階梯化的教師隊伍,對年輕教師實行導師制度,讓有豐富實踐教學經驗的教師作為指導教師,在思想觀念、學習觀念、專業知識、教學方法和實踐能力等方面進行傳、幫、帶及業務交流,恰當地安排年輕教師參加實驗室建設和指導學生實驗等工作。同時,老教師在申報科研課題時,吸收年輕教師參加,給他們分配任務,提高他們的研究水平和專業素質。指導教師需要有豐富的工作經驗,對初次獨立承擔指導任務的教師進行協助指導,且不宜一次指導過多學生。同時要求指導教師一定要工作嚴謹、踏實,保證每天的指導時間,指導教師組織開展課余科技活動小組,重視在科研實踐中培養大學生的創新能力和動手操作能力。學校要重視和鼓勵學生創新能力的培養,提供充足的基金運用于電子設計與制作的課題,供學生申請。為調動師生的積極性,在政策上予以扶持獎勵,如鼓勵學生進行課外科技活動,將課外科技活動取得的成果納入學分;設立主講教師崗位,安排教學效果好的教師多講課并提高課酬;設立校、系教學改革課題基金,計入工作量;教學改革成果、教學研究論文與科研成果、科研論文同等對待。

2.4加強學生的第二課堂教育

充分利用實驗室特別是開放實驗室和實習基地,作為學生開展課外科技活動的第二課堂。鼓勵專業教師參與到第二課堂,幫助學生掌握研究的基本方法,規范科技論文的寫作技巧。組織、舉辦學校的電子設計競賽,對廣大電子愛好者進行選拔,為參加全國電子競賽做準備。不定期邀請專項工作負責人、指導教師和專家評委為參賽學生舉辦系列輔導課,介紹競賽的組織情況、作品要求、創作技巧等,輔導學生入門參賽。同時,將輔導課程納入大學生素質拓展訓練理論課內容。鼓勵并創造機會讓參賽學生結合教師的科研課題和企業的科研項目共同研究創作競賽作品,提高作品質量的同時促進作品的生產應用。

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1對電子設計競賽高職組試題的探討

大學生電子設計競賽命題一般是以電子電路(含模擬和數字電路)應用設計為主要內容,可以涉及模-數混合電路、單片機、可編程器件、EDA軟件工具和PC機(主要用于開發)的應用。題目包括“理論設計”和“實際制作與調試”兩部分,著重考核學生綜合運用基礎知識進行理論設計的能力,考核學生的創新精神和獨立工作能力,考核學生的實驗技能(制作、調試)。具體的競賽試題一般具有特定工程背景,其涉及的專業知識面廣,綜合應用性強。在給定功能和性能參數要求的情況下,由一個參賽隊在四天內共同設計、制作完成。起初在競賽的選題上,高職院校的參賽選手與本科生沒有什么區別,都是從同一組試題中進行選題,其競賽的成績與本科生差距明顯,多數參賽隊伍都難以按要求完成其中的理論設計部分。從2007年開始,組委會采用了本科生組(甲組)和高職高專學生組(乙組)分開的兩組競賽題目,高職組的題目相對本科組除難度小些,要求降低外,其他方面并沒有多大區別,仍然是以電路的綜合設計與制作為主,評分標準也大體相同。從今年9月份舉辦的競賽來看,仍是這種情況,給人的感覺只是本科生試題要求的縮水。競賽對高職生在理論設計上的要求分量顯得過重,與當前高職教學改革的方向似乎有些偏離。高職教育在我國經歷了十多年的發展,全國各類高職院校成立之初,課程的設置與本科院校同類專業差別不大,許多課程只是本科課程的壓縮。隨著高職教學改革的深入開展,其培養目標和職業崗位定位越來越清晰。教育部對高職生的培養目標是要求學生具有較強的動手能力與實踐能力,要求學生畢業后從事生產第一線的設備維護、維修、安裝、調試等工作,這與就業市場對高職生的需求是相符的。高職的課程改革也逐漸走上了以就業為導向,校企合作、工學結合的道路。在這種趨勢下,大學生電子競賽對高職生在電路綜合設計方面的要求則難以發揮導向作用,以至于一些院校為了應付競賽而另外為參賽選手開設培訓課程的情況。既然競賽專門開設了高職高專組,在題目的設計和要求上是否能多考慮高職教育的特點和職業崗位的要求,不僅在難度上與本科組有所區別,在競賽的側重點和評分標準也應有所不同。例如本科組可側重綜合設計,高職組側重制作和測試,這樣更符合不同層次的高等院校對人才培養的定位要求。

2綜合設計型人才難以成為高職教育的培養目標

雖然高職生也是從每年的高考中錄取的,但是在入學分數上畢竟比本科生差了一個等次,這個差距反映出他們的中學知識基礎和學習能力與本科生的差距。許多學生讀高職是想學一門專業技術,希望在動手能力上強于本科生,在今后的就業市場上找到屬于自己的位子。基礎、能力和心理上的定位預期決定了他們中的大多數人難以在電子電路的綜合設計上有所作為。電子信息技術是現代科學技術中的高新技術,其理論抽象、高深,初學者不容易理解和掌握。高職生由于中學的物理和數學基礎較差,教學中他們普遍反映專業理論課程的學習難度大,感到內容抽象、難以掌握,理論考試不及格的情況在各高職院校都較為普遍。另外,高職生在校學習時間短,也制約了他們深入、全面地學習電子信息技術和相關知識。許多高職生實際在校學習時間為2年或2年半,最后一年或半年學校安排到企業實習。所以每屆參賽的高職生,多以二年級的學生為主,以他們的課程安排來說,還只是學了一些基礎理論,加上近年來的高職教學改革更側重于培養學生的動手實操能力,許多理論課程被壓縮,或降低要求,有設計要求的課程很少。在這種情況下,培養的高職生大多數不具備綜合全面的設計能力。因此,課程難度與學習時間的限制決定了難以將高職生培養成為電子電路方面的設計型人才。就業市場對高職生的需求和定位也越來越清晰,多數電子企業并不要求高職生具備設計開發電子產品的能力。以我校應用電子技術專業多年來畢業生的就業情況來看,在電子行業工作的大多數畢業生都是從事電子產品的生產制造與維修工作,只有極個別的學生有機會從事電子產品的設計開發。因此,就業的導向也決定了高職電子信息類專業教學不能以培養設計開發型的人才為目標。

3以專業職業崗位技能要求為導向設計高職競賽題目

高職院校的辦學目標定位就是要培養出符合區域經濟發展需求的高素質技能型人才,其核心任務就是要提高學生的職業技能與綜合職業素質。在電子產品的設計、制造和服務領域,職業崗位對高職生技能的要求是能夠從事更高級、更復雜、更精細的工作。如果考慮到目前高職教育的特點,以電子專業職業崗位技能要求為導向設計高職電子競賽試題,可以從兩方面考慮出題,一是以電子電路的制作與測試為主;二是以電子產品故障的分析與維修為主。這兩方面是電子信息專業的高職生要掌握的主要職業技能,把這兩方面的職業技能要求引入到競賽中,通過賽項的設計將引導高職泛信息類相關專業課程設置和教學改革、人才培養模式改革與創新方向。大學生電子設計競賽高職高專組的命題設計,可以側重考核參賽者的電路制作與測試能力,降低對電路綜合與程序設計要求,甚至不做要求,直接給出電路原理圖和控制程序,變設計制作為分析、制作和測試為主。讓高職生在識讀電路原理功能、弄清信號流程、讀懂程序設計的基礎上,進行PCB電路板的設計制作;元器件的選擇安裝;程序的輸入調試;電路功能的實現;整機性能參數的測量。以充分反映參賽的高職生對電路的理解和將圖紙變為實物的技能水平。全國職業院校技能大賽高職電子信息類的選題,可以以電子產品故障的分析與維修為主。今年全國職業院校技能大賽高職組的“芯片級檢測維修與信息服務”試題,就是按照完整的芯片級維修工作過程設計競賽題目,競賽內容體現實際工作過程的真實性。今后的競賽若能以電子產品整機的維修作為競賽項目(如數字電視、手機、電腦、數碼產品等),在一個產品上設置多種故障,能涉及更多更全面的維修知識和技能。對高職生的維修技能要求應與經驗型維修有所區別,應重點要求能從硬件和軟件原理分析,儀器檢測等分析復雜故障,寫出故障分析報告。對于一般的維修技能也應有所要求,如根據電路板繪出局部電路圖、軟件的擦寫、芯片的拆焊、元器件的代換、維修工具的使用等。

4高職電子信息專業培養的能力目標定位

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組織老師向省內在大賽中已經取得較好成績的高校調研學習,請高級工程師做專題報告,現場演示了獲獎學生設計制作的電子作品。通過觀摩、自身的努力和合理分工,指導老師自身水平快速提升。目前積極培養并吸納青年教師骨干力量和將企業工程師“請進來”的思路,保證了大學生課外科技實踐創新活動長盛不衰。

二、基礎與平臺有效銜接,軟硬件有機整合與劃分,短期提升學生競賽創新設計水平

全國大學生電子設計競賽的試題是涵蓋模擬電路、數字電路、高頻電路、單片機原理與應用、計算機接口與控制技術、傳感器技術和可編程器件等內容的綜合性題目。由于競賽學生專業不同,基礎不同,能力不同,所以按特長先進行軟、硬件的劃分,利用假日分別進行有針對性的軟件和硬件系統的基礎理論培訓,理論培訓“模塊化”,將大賽即將用到模塊“遞進式”分層講解。在此基礎上,趁熱打鐵,馬上進入實驗室進行實踐操作;各個模塊培訓完畢后,進行系統設計培訓和練習。在系統練習時,打破軟硬界限,組員共同探討設計、調試、修正方案直至完成項目。由于從理論到實驗均作的比較到位,在09年時校內2個月競賽培訓結束后選拔出84名同學的28個成功項目參加了決賽。(三)“零存整取、星火傳遞”作為培訓的長效機制由于我院參與競賽時間較短,在初期的競賽培訓中,時間集中,培訓工作量大,雖然有效但師生均感到壓力太大。指導教師便采取了“零存整取、星火傳遞”的方式來分壓。由于將競賽中用到的相關知識或題目以“教有所重,學有所用”的方式滲透在平時的理論和實驗、實踐教學中,輕松實現競賽所需的“零存整取”。對于非本專業或本學科的學生則以開設選修課的形式,按本思路和方式,達到同樣的目的。通過校內培養,一批學科基礎牢,工程實踐創新能力強的學生骨干脫穎而出,他們在學科競賽、、保研等方面樹立旗幟,在學生中形成震撼的影響。通過他們的示范和“傳、幫、帶”作用,濃郁的科技創新氣氛,引導更多的學生走向科技創新之路,形成良性競賽成員梯隊。09年在全國大學生電子設計競賽中,我院獲得2項國家二等獎。

三、堅持“受益面最大化”原則,整合實踐教學資源,構建課外科技實踐體系和實訓“大平臺”

(一)整合實驗室資源,搭建硬件平臺

充分利用現有的電子技術、單片機等各學科實驗室作為子模塊,采用打通共建模式,形成相互支撐的格局。建設校內實習訓練基地,培養學生的實踐與創新能力。根據應用型人才培養的特點,建立了電子設計創新、物理創新發明,生物物理創新,教學技能實訓四個創新平臺,作為校內實踐教學和開放平臺實訓基地。以創新發明實驗室為中心,開放實驗室為輔助,采用自主學習和預約開放指導的方式,將大學生課外科技實踐活動作為“實踐創新能力培養”、“素質教育”建設的重要內容。與課堂教學相輔相成,全面提升學生的綜合素質、創新意識和工程實踐能力。

(二)多項措施匯聚人氣,搭建軟件平臺

1.降低創新實踐活動的門檻,擴大學生的受益面;以興趣引導作為入門;以學生科技賽事為牽引;以學生自主創新取得的成果為追求目標。課內與課外學習相結合,舉全校之力,整合資源,共同努力營造優良的學習環境、學術氛圍和創新實踐條件,逐步形成人人想創新、人人學創新、人人做創新的良好局面。2.實施多項激勵措施促進大學生課外科技實踐創新活動穩固發展。為配合理論和實踐教學模式改革,進一步促進注重能力培養的理念,在考核方式方面也將學生在各類競賽中的獲獎成績考慮在內,院系評選優秀大學生也將該項列入其中。3.多元化的考核與評價方式,保障質量。多元化檢查與考核模式包括“過程、報告、筆試、目標、答辯、論文”六種形式。重點監測、評價和保證學生對“應知應會”的教學培訓目標的完成情況。我系承擔多項全國、省、??萍几傎惻嘤柦M織工作校內的電子設計競賽活動,自08年來已連續舉辦了4屆,參賽的學生涉及到物理、機電、計算機、數學、體育等11個專業,報名人數達到210余名。競賽極大地激發了參賽學生的積極性和主動性,無論成績如何,參賽者都感觸頗多,收獲很大。參加過競賽的同學在后續的實驗課中都表現出特有的專注和投入,這一點也正是競賽精神的延續與擴展。

(三)借助平臺,承擔賽事,細節參與,形成共創氛圍