电子设计竞赛推动电子专业教学创新

导语：电子设计竞赛推动电子专业教学创新一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

一、引言

由教育部高等教育司和信息产业部人事司主办的全国大学生电子设计竞赛是教育部所倡导的四大学科竞赛之一，是面向全国大学生的群众性科技活动，其规模和影响力在不断扩大，全国大学生电子设计竞赛已举办了九届，由1994年第一届的44所院校219支参赛队657人发展到2009年第九届923所院校9042支参赛队人数达27126人。该项竞赛举办目的是：通过竞赛推动高校对电子信息类专业的课程体系和课程内容的改革，促进高校实施素质教育，以此培养大学生的创断能力，协作精神和理论联系实际的能力，培养大学生针对实际问题进行电子设计制作的能力。全国大学生电子设计竞赛经过了15年的积累与沉淀，为电子信息产业界搭建了一个宝贵的人力资源和在校大学生择业的桥梁，为社会输送了大量电子方面的优秀人才。我院2009年首次组两个代表队参加了比赛，获得了湖南省的三等奖一项。我们在和兄弟院校拼搏竞争、交流切磋的过程中看到了差距、也看到了信心，更体会到了电子信息类教学改革的迫切要求。面对竞赛暴露的问题应如何加以解决，值得探讨和研究。

二、竞赛的内容和形式

全国大学生电子设计竞赛以电子电路应用设计为主要内容，主要涉及电子技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术和传感技术多个专业，涉及到模数电路、单片机、可编程器件、嵌入式系统等多门课程及EDA软件工具的应用。竞赛分为高职高专组和本科组，题目一般四到六份，参赛队可以在相应组里任选一题。竞赛时间为连续的四个白天和三个晚上，在半封闭状态下进行。每个参赛队由三名学生组成，在规定时间内独立完成设计、制作、调试工作，并且写出设计报告。该竞赛对学生设计能力、实践能力、心理素质、团队精神以及体力都是一个挑战，它检验学生综合运用知识的能力和综合实验的能力[1]。全国电子设计竞赛时间短、任务重，参赛队要求在连续四天三晚完成设计任务。设计内容知识覆盖面广，涉及到许多相关领城的新技术的应用。学生必须灵活地综合运用所学的知识完成设计任务。电子设计竞赛不但对参赛学生综合能力是一种检验，而且也是对高等院校电子信息类专业课程教学质量的一次检验[2]。

三、竞赛反映出来的主要问题

从历届竞赛的题目来看，试题难度逐届加大，实用性、综合性越来越强，多学科交叉和渗透明显，留给参赛学生发挥的空间越来越大，对学生的要求越来越高。通过研究我院参加的第九届电子设计竞赛情况，普遍存在以下问题：

（一）知识面窄，专业知识不牢固

学生对专业知识的学习多停留在书本理解的层次，没有和实际应用挂钩。表现在竞赛中根据竞赛题目的要求提出切合题意的方案少，即使能提出第二、第三方案也往往是凑数，很难进行充分论证。使用参考电路时，往往生搬硬套，缺乏提取参考电路部分为我所用的能力，结果造成设计方案繁琐。学生没有接受过项目设计的训练，所以很难在很短的时间内利用所学知识制定出优化的设计方案。

（二）综合运用能力差

平时教学实践环节中往往以验证性实验为主，没有培养学生独立操作能力和思考能力。对于稍微复杂一点的电路很多学生不能运用所掌握的基本知识分析工作原理，抓不住电路的重点，特别是进行几种方案对比时，往往泛泛而谈，抓不住要害。这些现象反映出学生的理论基础不够扎实，不能把所学的知识融会贯通、合理运用。学生的综合运用能力差，不能适应比赛的要求。

（三）实验基本功不扎实

电子设计竞赛的内容涉及多门课程的教学内容和实验内容，综合性和实践性相当强，在设计过程中，需要大量的实践操作。而相当一部分学生焊接不熟练，电路布局不规范，走线随意性太强，缺乏整体思想。甚至有些同学想一次性焊接所有元器件，试图一次性成功，而结果往往事倍功半，出现故障不能确定问题发生在哪里，在查找故障的过程中耽误了太多的时间。有的参赛学生甚至不会使用常用仪器设备，更不会选择元器件，这也从侧面反映了学生实验基本功不扎实。另外报告书写能力也有待提高。

四、利用电子设计竞赛促进教学改革

我院学生参加全国大学生电子设计竞赛中暴露出来的问题，充分说明了传统的教学模式存在弊端，已不适应现代科技社会的发展，所以我们必须进行教学改革，建议从以下几个方面进行改革。

（一）理论教学改革

从历届电子竞赛试题看，其知识面覆盖了无线电、应用电子、传感器和自动控等专业内容，而且设计指标要求高。传统的分立元件电路，老一套基础教材的深度和广度已远不能满足电子竞赛和电子信息时代的要求。另外，传统的电子信息类专业教学内容，重理论轻实践；重分析轻综合。按传统方法培养的学生，在参加电子设计竞赛时，就会发生诸多的问题，传统的教学已不适应科技发展的要求，已不适应创新人才培养的要求。如：理论设计正确却无法在工程上实现；单元电路正确却无法实现系统联调。而电子设计竞赛既不是单纯的理论设计竞赛，也不是实验竞赛，而是由一个参赛队共同设计、制作完成一个有特定工程背景的竞赛。它既强调理论设计，更强调系统实现。它考核了学生综合运用基础知识的能力，更注重考察学生的创新意识。因此竞赛的形式与内容基本上符合面向新世纪人才培养的目标和需求，是对传统理论教学的一个挑战。为了实现新世纪人才培养的目标和需求，我们必须更新观念，充实理论教学内容。由于电子信息专业课程内容更新快，而教材建设落后于科学技术的发展，我们不能死死地盯住课本，而是要把最新的技术和研究成果充实到教学中去。在理论教学中时刻注意将新知识、新技术、新器件及时引入，如在讲授单片机时，应把最新的单片机芯片介绍给学生，在讲授数字电路、模拟电路等理论课程时我们应插入电子设计自动化方面的知识，将Multisim、Protel、Matlab等软件开发工具穿插于各门相关课程的理论教学中。对大赛的所涉及到的几门主要课程，如数字电路、模拟电路、微机原理及接口、单片机原理等方面加强理论教学改革，促使学生能适应竞赛要求，培养学生具有科研能力以及实际动手能力。

（二）教学方法和手段的多样化

教学方法改革是与教学内容的改革相辅相成的。电子设计竞赛促进教学内容的更新，新的内容应有相应的教学方法和教学手段与之相适应，才能达到理想的教学效果。新的形势要求我们给学生更多独立学习、独立思考的空间，教学方法和教学手段上也应相应改革。在传统的教学过程中，学生处于被动地接受知识的状态，老师在讲授知识时不注重知识的实用性，往往过分强调具体知识点的理论论证、公式推导，弱化了知识的相互联系和应用。这种模式下培养出的人不能适应现代社会的要求。因此在教学法中我们应多采用启发式、讨论式教学方法，增强学生学习的主动性以及课堂教学的实效性。突出重点，启迪学生思维，把问题作为导入，引导学生在思考、讨论中掌握知识。我们在讲授模拟电路和数字电路时可以应用Multisim虚拟演示平台现场检验学生回答思考题的正误，现场实现学生的一些设想；如果不能实现，引导学生课堂讨论。采用这种模式教学，大大增强了学生兴趣和学习的主动性。对大学生来说，最重要的是学会自学，即学会独立思考的方法，培养举一反三的能力，只有这样，大学毕业生才能适应瞬息万变的未来世界。答疑辅导也是教学中的一个重要环节，是深入检查和强化教学效果的重要手段，是课堂教学查漏补缺、弥补课堂讲授不足、扩展知识范围的重要措施，是获取学生反馈信息以及搜集学生对改进教学工作意见的重要形式。

（三）实验教学改革

高等教育包括理论教学和实验教学两个重要的组成部分。实验教学不但对理论教学起着补充作用，而且对培养学生知识应用能力、分析能力、设计能力、实践技能和创新能力的重要手段[3]。现行电子类科目实验内容的设置体系一般有基础验证性实验、设计性实验和综合设计性实验三个层次。而现在的实验是验证性实验过多，设计性、综合设计性实验偏少。这样的实验教学模式陈旧、实验教学内容方法单一，削弱学生学习的主动性，阻碍学生创新思维的发挥和实践能力的提高。实验教学围绕培养学生的全面素质和创新能力这个重要目标，打破传统的教学模式，建立新的教学模式，创建新的实验教学体系，整合实验内容。系部可对简单陈旧的演示性、验证性实验项目加大整合力度，淘汰陈旧的过时的技术验证性实验，保留经典的基础实验项目，增加一批题型新颖、难度适度的设计型、综合设计型和应用型实验项目，并相应的提高实验的学时数[4]。这样，在学生能力的培养上做到因材施教，使学生根据专业特点有足够的时间来掌握和消化所学的知识。如电子技术中引入了EDA技术进行仿真，让学生根据任务要求利用EDA软件自行设计电路，使学生及时掌握和运用新方法、新技术设计电路，激发学生创新精神和创新能力的发挥；新建的嵌入式系统实验室和DSP原理实验室整合在一起完整地运作，提高实验教学效果。

（四）实验室建设

实验室建设是制约实践教学的“瓶颈”，是本科教学质量和培养应用性人才的保证，通过电子设计竞赛的培训以及参赛，在与兄弟院校竞争中我们更进一步认识到先前我们实验室建设的差距。加强学生动手能力的培养必须为学生提供充足实验仪器设备让学生进行实践。因此学院应把实验室建设作为重点建设来抓，加大对实验室的投资和改革力度，多方面筹措资金，近年来，学院和系部对从数理系合并过来的实验室进行调整合并，补充了大量仪器设备和电子元器件，并于2009相继建成了通信原理实验室、综合布线实验室、嵌入式系统实验室、DSP原理实验室、电工电子实训室。实验室的硬件环境得到了大大的改善，为学生的动手能力和创新能力的培养提供了优良环境和物资保障。我系还专门建设了一个支持电子设计竞赛和平时学生进行课外科技活动的创新实验室，学生有了更好的创新舞台。另外，系部的部分专业教学实验室应努力创造条件向学生开放。通过实验室的开放，有利于学生参加全国电子设计竞赛的培训，同时也可以使实验室逐步成为创新人才的培养基地。我们可以专门为参加电子设计竞赛的学生开放实验室，还可利用寒暑假集中对学生开放，拓宽开放的时间和空间，以满足部分学生的特殊要求。

（五）大学生课外科技活动的开展

课外科技活动是教学工作的延伸，是巩固所学知识并扩宽学生的知识面。大学生参加课外科技活动不但可以提高学生理论联系实际的水平，而且可以训练学生劳动技能，提高学生综合索质，培养学生创新思维。学院建立健全的学生科技创新机制，为学生参加科技活动创造条件，切实加强学生创新精神和创新能力培养。如设立创新学分，允许把学生在课外科技活动中获得科技成果折算成相应学分，免修相关课程。系部组织学生成立电子爱好者协会、创新活动小组，鼓励学生积极参加课外科技活动；实习基地、专业实验室以及各研究室接受大学生课外活动小组、科研小组等进行专题研究、培训。如我系电子信息工程和应用电子技术两个专业的学生自己购买元器件制作小作品。这些活动促进学生相互文流，形成良好的学习氛围。为了保证课外科技活动正常持续开展，建议学院设立专项经费、配备优秀的指导老师资助和辅导学生开展课外科技活动。指导老师可定期为学生开办讲座，教学生如何综合运用知识进行工程式设计，指导学生学习新技术和应用新器件，指导学生选课题，调查研究，收集资料，购买元器件，设计制作作品，撰写论文等。学校还可以成立创新基金，用于奖励在科技活动中取得优异成绩的学生。建议学校每年举办一次电子设计竞赛，既可以锻炼学生的动手实践能力和工程设计能力，还可以为全国大学生电子竞赛培养骨干力量。

(六)加强我院与工厂企业合作

实验室的资源相对有限，仅仅靠实验室教学是远远不够的，实训基地可以给学生提供实践场所，进一步丰富我院大学生电子设计的形式和内容，推动高校电子信息类专业教学内容、课程体系及实验室建设，促进校企之间的科研与教学上的交流。我院与企业合作的方式主要形式是在我院建立校内“教学型”实习、实训基地和企业在厂区车间内设立“生产与教学合一型”校外实习、实训基地，接纳我院学生进行课程实习、专业实训和毕业实习，增强了学生动手能力。学院应拨出专项基金支持校企合作，这不仅对学生提供实践、实习场所，还能为我院教师提供学习实践机会。我院教师通过到企业的实践锻炼，熟悉了企业的生产设备和生产工艺，为以后更好地培养学生提供了思路。有的实习教师可以通过在企业的学习和实践，申请第二职业资格，实现“双职称”，为我院的教学做出更大的贡献。

五、结束语

全国大学生电子设计竞赛对推动我院电子信息类专业教学改革和实验室的建设与改革起到了促进作用，推动了我校的学生科技活动的开展，吸引了广大的学生参加各种课外科技活动。竞赛将进一步激励我校深入持久地进行电子信息类专业与课程教学改革的开展。我们现在正着眼于2011年的全国大学生电子竞赛的培训选拔工作，相信在2011年全国大学生电子设计竞赛中会取得更好的成绩。