大學生電子設計競賽探索和實踐

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1.“工匠精神”的內涵

一般認為，工匠精神包括高超的技藝和精湛的技能，嚴謹細致、專注負責的工作態度，精雕細琢、精益求精的工作理念，以及對職業的認同感、責任感。在信息化時代，質低價廉、千篇一律的產品越來越不受歡迎。隨著互聯網技術的發展，滿足消費者個性化需求的定制服務成為可能。這一變化不僅包含了工業化時代對標準和規范的遵循和堅守，同時也包含了為滿足個性化需求而進行的創新和創造。第一，提倡工匠精神是促進我國制造業轉型升級的需要?！笆濉睍r期，我們仍然面臨著經濟發展方式轉型和產業結構升級的重大任務，而要完成這一任務，實現由制造大國到制造強國的轉變，實現由中國制造到中國創造的跨越，離不開廣大職工的創新和創造，離不開對工匠精神的繼承和發揚。第二，提倡工匠精神，是實施“一帶一路”戰略，推動中國制造走出去的需要。當前，在中國制造走出去的過程中，一些產品的質量也常常受到詬病，迫切需要提高產品質量。因此，要在競爭中取勝，關鍵在于提高中國制造的產品質量。只有充分發揚工匠精神，培養大批高素質的大國工匠，才能打造高質量的產品，提高企業的核心競爭力，推動中國制造走出去。第三，提倡工匠精神，是滿足個性化定制、柔性化生產的需要?？偫碓?016年《政府工作報告》中提到，鼓勵企業開展個性化定制、柔性化生產，培育精益求精的工匠精神，增品種、提品質、創品牌。在這里，工匠精神是和個性化定制、柔性化生產并提的，這說明，隨著信息化時代的到來，重提工匠精神具有某種歷史必然性。

2.大學生電子設計競賽對師生的實際能力要求

2.1對學生的要求。2.1.1知識要求。電子設計競賽均包含多道題，覆蓋電源類、放大器類、儀器儀表類、通信類和運動控制類等學科，要求學生必須對電子系統設計有著深厚的基礎，以儀器儀表設計為例，硬件方面的知識點有：1）數據采集：傳感器及其接口電路，阻抗匹配。2）輸入通道：信號產生，DDS，信號整形，程控放大及衰減，濾波，多路開關，采樣保持，鎖相環，乘法器，比較器，A/D。3）輸出通道：D/A，功放，阻抗匹配。軟件方面的知識點有：數據存儲，顯示（多級菜單、波形曲線等）、通信接口（RS-232，485，USB，CAN，藍牙，射頻，WIFI等）。量程自動轉換，數字濾波，FFT（DFT），PID，曲線擬合，模糊算法等。另外，各種儀器儀表的電參數測量原理一定要熟悉，應側重掌握以下4類儀器：信號發生器、基于電壓測量的儀器、基于時間頻率測量的儀器、波形曲線類儀器。2.1.2技能要求。1）能在規定時間內獨立完成業余條件下的PCB制作，熟練PCBLayerOut規則（EDA工具Protel99SE，ORCAD等）。2）熟練基于Multisim等軟件的電路仿真分析。3）熟練基于VHDL、AHDL的CPLD、FPGA、GAL的內核設計。4）熟練萬用表、示波器、掃頻儀、信號源、頻率計等儀表的使用。5）能對小規模系統獨立完成整機調試。6）能讀懂器件的Datasheet，書寫實驗手記，書寫設計報告。2.2對教師的要求。2.2.1扎實的專業知識。參與指導的教師大多是40歲以下的青年教師，他們的教學經驗和科研經驗相對欠缺，競賽對于教師的知識面要求很高，這就不斷促使教師充電學習，更新教學內容，追蹤國際前沿技術，利用信息化手段，促進科研水平和教學能力的提高。2.2.2熟練的專業技能。現在競賽試題的實用性、綜合性和先進性很強，技術水平發揮的余地大，這就要求教師不斷學習、更新最先進的電子信息技術，幫助學生從元器件選擇、電路調試、印制電路板制作、焊接、程序調試等方面快速提高，只有教師具備很強的實踐動手能力經驗，才能在指導培訓學生時游刃有余，讓學生少走彎路。2.2.3創新的專業思維。雖然電子競賽是命題式、半封閉的形式，最后評分是也是按照條條框框打分，但是，競賽帶來的附加效應是明顯的。學生可以以競賽獲得的知識和技能去參加挑戰杯、互聯網+等科技活動，甚至以作品為基礎，進行二次創作。這就需要教師也要具備創新的思維和意識，打破常規、標新立異引導學生創造獨到的思維成果。

3.在電子設計競賽訓練中融入“工匠精神”培養的實踐

我們的培訓分為三級進階模式，先后分基礎模塊培訓、綜合系統培訓、賽前強化培訓三個階段。第一階段主要是理論上課、制作一些基本模塊、調試基本控制算法、訓練測試技術和故障診斷方法；第二階段要制作小型電子系統，導師開展針對性訓練，逐步確定團隊和主攻方向，進行校內選拔賽；第三階段進行真題強化訓練，尋找知識短板，進行模擬賽，培養團隊的默契程度。在全程三個階段中，我們力求將“工匠精神”的內涵貫穿到培訓的過程中，主要體現在三個方面：3.1精益求精的追求。電子競賽只要是看作品達到的技術指標，這是用儀器儀表看到的實在的東西，這就需要學生在平時培養一種追求卓越、追求技術的信念，要綜合考慮作品的得分點，因為最高獎的指標是沒有限制的，在出現多個滿分的情況下，作品的創新點和工藝性可能會讓你登上最高的領獎臺。指導教師在平常的訓練中，應該有目的地把訓練內容和工程實踐結合起來，把工匠精神融入每一個訓練環節，從而培養學生的工程師意識、競爭意識和工匠精神，營造積極向上的學習氛圍。3.2持之以恒的精神。電子設計競賽培訓時間長，要求高，不僅是考量學生的實踐動手能力，更是考量一個人的工程師職業精神和對一件事物的執著程度。很多學生一開始培訓時熱情高漲，隨著考研、出國能因素的影響，逐漸失去興趣，從而退出比賽。只有堅定信念，執著追求的學生，苦練技術本事，才能笑到最后，從而具備電子工程師的基本素養。3.3相互包容的團隊。聚沙成塔，聚木成林。電子競賽是團體比賽，考察的是團隊整合的實力。競賽只有四天三晚的時間，需要三名同學的精誠合作才能很好完成任務，這對于學生團隊協作精神有著很大的考驗，知識互補、互相團結、彼此信任的一個團隊才能制作出一個好作品。

4.結束語

多年來，南華大學電氣工程學院以“工匠精神”為精神支柱，花大力氣營造科技創新的氛圍，在電子競賽等培訓體系中融入工匠的一絲不茍、精益求精的精神，鍛煉了師生的實踐能力，同時促進了教學改革和實驗室建設。競賽獲得國家一等獎多項，省級獎項位于全省前列，形成了電子競賽的品牌效應，為了滿足國家“新工科”建設需要，爭取為國家培養更多的“卓越工程師”人才！

作者:歐陽宏志 王彥 單位:南華大學電氣工程學院