大学生电子设计竞赛探索和实践

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1.“工匠精神”的内涵

一般认为，工匠精神包括高超的技艺和精湛的技能，严谨细致、专注负责的工作态度，精雕细琢、精益求精的工作理念，以及对职业的认同感、责任感。在信息化时代，质低价廉、千篇一律的产品越来越不受欢迎。随着互联网技术的发展，满足消费者个性化需求的定制服务成为可能。这一变化不仅包含了工业化时代对标准和规范的遵循和坚守，同时也包含了为满足个性化需求而进行的创新和创造。第一，提倡工匠精神是促进我国制造业转型升级的需要。“十三五”时期，我们仍然面临着经济发展方式转型和产业结构升级的重大任务，而要完成这一任务，实现由制造大国到制造强国的转变，实现由中国制造到中国创造的跨越，离不开广大职工的创新和创造，离不开对工匠精神的继承和发扬。第二，提倡工匠精神，是实施“一带一路”战略，推动中国制造走出去的需要。当前，在中国制造走出去的过程中，一些产品的质量也常常受到诟病，迫切需要提高产品质量。因此，要在竞争中取胜，关键在于提高中国制造的产品质量。只有充分发扬工匠精神，培养大批高素质的大国工匠，才能打造高质量的产品，提高企业的核心竞争力，推动中国制造走出去。第三，提倡工匠精神，是满足个性化定制、柔性化生产的需要。总理在2016年《政府工作报告》中提到，鼓励企业开展个性化定制、柔性化生产，培育精益求精的工匠精神，增品种、提品质、创品牌。在这里，工匠精神是和个性化定制、柔性化生产并提的，这说明，随着信息化时代的到来，重提工匠精神具有某种历史必然性。

2.大学生电子设计竞赛对师生的实际能力要求

2.1对学生的要求。2.1.1知识要求。电子设计竞赛均包含多道题，覆盖电源类、放大器类、仪器仪表类、通信类和运动控制类等学科，要求学生必须对电子系统设计有着深厚的基础，以仪器仪表设计为例，硬件方面的知识点有：1）数据采集：传感器及其接口电路，阻抗匹配。2）输入通道：信号产生，DDS，信号整形，程控放大及衰减，滤波，多路开关，采样保持，锁相环，乘法器，比较器，A/D。3）输出通道：D/A，功放，阻抗匹配。软件方面的知识点有：数据存储，显示（多级菜单、波形曲线等）、通信接口（RS-232，485，USB，CAN，蓝牙，射频，WIFI等）。量程自动转换，数字滤波，FFT（DFT），PID，曲线拟合，模糊算法等。另外，各种仪器仪表的电参数测量原理一定要熟悉，应侧重掌握以下4类仪器：信号发生器、基于电压测量的仪器、基于时间频率测量的仪器、波形曲线类仪器。2.1.2技能要求。1）能在规定时间内独立完成业余条件下的PCB制作，熟练PCBLayerOut规则（EDA工具Protel99SE，ORCAD等）。2）熟练基于Multisim等软件的电路仿真分析。3）熟练基于VHDL、AHDL的CPLD、FPGA、GAL的内核设计。4）熟练万用表、示波器、扫频仪、信号源、频率计等仪表的使用。5）能对小规模系统独立完成整机调试。6）能读懂器件的Datasheet，书写实验手记，书写设计报告。2.2对教师的要求。2.2.1扎实的专业知识。参与指导的教师大多是40岁以下的青年教师，他们的教学经验和科研经验相对欠缺，竞赛对于教师的知识面要求很高，这就不断促使教师充电学习，更新教学内容，追踪国际前沿技术，利用信息化手段，促进科研水平和教学能力的提高。2.2.2熟练的专业技能。现在竞赛试题的实用性、综合性和先进性很强，技术水平发挥的余地大，这就要求教师不断学习、更新最先进的电子信息技术，帮助学生从元器件选择、电路调试、印制电路板制作、焊接、程序调试等方面快速提高，只有教师具备很强的实践动手能力经验，才能在指导培训学生时游刃有余，让学生少走弯路。2.2.3创新的专业思维。虽然电子竞赛是命题式、半封闭的形式，最后评分是也是按照条条框框打分，但是，竞赛带来的附加效应是明显的。学生可以以竞赛获得的知识和技能去参加挑战杯、互联网+等科技活动，甚至以作品为基础，进行二次创作。这就需要教师也要具备创新的思维和意识，打破常规、标新立异引导学生创造独到的思维成果。

3.在电子设计竞赛训练中融入“工匠精神”培养的实践

我们的培训分为三级进阶模式，先后分基础模块培训、综合系统培训、赛前强化培训三个阶段。第一阶段主要是理论上课、制作一些基本模块、调试基本控制算法、训练测试技术和故障诊断方法；第二阶段要制作小型电子系统，导师开展针对性训练，逐步确定团队和主攻方向，进行校内选拔赛；第三阶段进行真题强化训练，寻找知识短板，进行模拟赛，培养团队的默契程度。在全程三个阶段中，我们力求将“工匠精神”的内涵贯穿到培训的过程中，主要体现在三个方面：3.1精益求精的追求。电子竞赛只要是看作品达到的技术指标，这是用仪器仪表看到的实在的东西，这就需要学生在平时培养一种追求卓越、追求技术的信念，要综合考虑作品的得分点，因为最高奖的指标是没有限制的，在出现多个满分的情况下，作品的创新点和工艺性可能会让你登上最高的领奖台。指导教师在平常的训练中，应该有目的地把训练内容和工程实践结合起来，把工匠精神融入每一个训练环节，从而培养学生的工程师意识、竞争意识和工匠精神，营造积极向上的学习氛围。3.2持之以恒的精神。电子设计竞赛培训时间长，要求高，不仅是考量学生的实践动手能力，更是考量一个人的工程师职业精神和对一件事物的执着程度。很多学生一开始培训时热情高涨，随着考研、出国能因素的影响，逐渐失去兴趣，从而退出比赛。只有坚定信念，执着追求的学生，苦练技术本事，才能笑到最后，从而具备电子工程师的基本素养。3.3相互包容的团队。聚沙成塔，聚木成林。电子竞赛是团体比赛，考察的是团队整合的实力。竞赛只有四天三晚的时间，需要三名同学的精诚合作才能很好完成任务，这对于学生团队协作精神有着很大的考验，知识互补、互相团结、彼此信任的一个团队才能制作出一个好作品。

4.结束语

多年来，南华大学电气工程学院以“工匠精神”为精神支柱，花大力气营造科技创新的氛围，在电子竞赛等培训体系中融入工匠的一丝不苟、精益求精的精神，锻炼了师生的实践能力，同时促进了教学改革和实验室建设。竞赛获得国家一等奖多项，省级奖项位于全省前列，形成了电子竞赛的品牌效应，为了满足国家“新工科”建设需要，争取为国家培养更多的“卓越工程师”人才！

作者:欧阳宏志 王彦 单位:南华大学电气工程学院