大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽與電子信息類專業(yè)教學(xué)改革

王金庭

（湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院法商學(xué)院 電子工程系，湖北 武漢 430205）

一、前言

大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽是教育部高等教育司、工業(yè)和信息化部人事教育司共同主辦的全國性大學(xué)生科技競賽活動(dòng)，目的在于促進(jìn)電子信息類專業(yè)和課程的建設(shè)，引導(dǎo)高等學(xué)校在教學(xué)中注重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作精神；加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)和工程實(shí)踐的訓(xùn)練，提高學(xué)生針對實(shí)際問題進(jìn)行電子設(shè)計(jì)、制作的綜合能力。

大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽項(xiàng)目一直是我校重點(diǎn)資助的學(xué)科競賽項(xiàng)目。多年來，電子工程系通過不斷的學(xué)習(xí)、研究、探索和實(shí)踐，已形成了較成熟的電子設(shè)計(jì)競賽組織、培訓(xùn)和管理模式。經(jīng)過多年實(shí)踐，不僅在電子設(shè)計(jì)競賽中取得了較好的成績，而且通過競賽促進(jìn)了我校電子信息類專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革，促進(jìn)了師資隊(duì)伍建設(shè)，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以及創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，并收到很好的效果。

二、電子設(shè)計(jì)競賽組織、培訓(xùn)和管理模式

大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽題目涉及知識面較寬，題目難度較大。不僅要求參賽學(xué)生具有扎實(shí)的專業(yè)知識，還要有很強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)力能力和很強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。要讓學(xué)生具備參賽的能力，賽前科學(xué)、合理、規(guī)范的訓(xùn)練顯得尤為重要。經(jīng)過多年實(shí)踐，大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽在我校已形成較成熟的組織、培訓(xùn)和管理模式，我校的競賽組織、培訓(xùn)和參賽過程可分為以下幾個(gè)階段：

（一）成立電子設(shè)計(jì)興趣小組階段

成立電子設(shè)計(jì)興趣小組的目的是為那些學(xué)有余力的同學(xué)提供一個(gè)拓展課程和專業(yè)知識場所，創(chuàng)造一個(gè)同學(xué)們進(jìn)行電子設(shè)計(jì)交流的機(jī)會(huì)。興趣小組活動(dòng)以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，在老師的指導(dǎo)下采用高年級學(xué)生帶低年級學(xué)生的方式，常年開展活動(dòng)。對于一年級的同學(xué)，主要是提高他們程序設(shè)計(jì)能力；對于二年級同學(xué)，提高他們單元電路的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試以及單片機(jī)開發(fā)和應(yīng)用的能力；對于三年級同學(xué)，主要提高他們系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試能力。電子設(shè)計(jì)興趣小組對隊(duì)員的進(jìn)入和退出要求不作嚴(yán)格規(guī)定，有興趣有毅力的學(xué)生會(huì)堅(jiān)持下來并認(rèn)真完成任務(wù)，跟不上的學(xué)生就會(huì)自動(dòng)退出。

（二）中期培訓(xùn)階段

在每年的3月初，正式啟動(dòng)參加全國或全省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽相關(guān)工作。因成立電子設(shè)計(jì)興趣小組的目的之一是為電子設(shè)計(jì)競賽培訓(xùn)后備力量，所以參賽學(xué)生主要在電子設(shè)計(jì)興趣小組中產(chǎn)生。這個(gè)階段培訓(xùn)的主要內(nèi)容是在電子設(shè)計(jì)興趣小組活動(dòng)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，對單元電路、單片機(jī)小系統(tǒng)和EDA小系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試。培訓(xùn)時(shí)間在每周的周末，每周培訓(xùn)結(jié)束后，指導(dǎo)教師會(huì)布置一些項(xiàng)目讓學(xué)生做，并在下一次課前檢查學(xué)生的完成情況。在6月底，教師根據(jù)每次任務(wù)的完成情況進(jìn)行篩選，并最終確定暑期培訓(xùn)隊(duì)員。

（三）暑期賽前培訓(xùn)階段

經(jīng)過中期培訓(xùn)以后，按照比賽要求讓學(xué)生自愿組隊(duì)。在隊(duì)內(nèi)，隊(duì)員按負(fù)責(zé)單片機(jī)和EDA程序設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)和報(bào)告撰寫進(jìn)行分工。指導(dǎo)教師根據(jù)我校在競賽中擅長儀器儀表和通信兩個(gè)方向，對學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)培訓(xùn)。在培訓(xùn)的過程中著重培養(yǎng)學(xué)生檢索資料的能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、分析排除故障能力、設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫能力等。賽前培訓(xùn)每個(gè)題目一般安排8天左右時(shí)間，分資料查找、方案認(rèn)證、單元電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)電路調(diào)試和測試這幾個(gè)階段。為了讓學(xué)生適應(yīng)比賽現(xiàn)場氛圍，賽前半月進(jìn)行模擬比賽演練，嚴(yán)格按照比賽時(shí)間和規(guī)則要求學(xué)生完成規(guī)定的任務(wù)。在競賽組委會(huì)下達(dá)了競賽所需儀器設(shè)備和器件后，準(zhǔn)備好相關(guān)的儀器和器件，并讓學(xué)生進(jìn)行有針對性的準(zhǔn)備。

（四）賽后工作

在學(xué)生完成參賽作品測試后，召集指導(dǎo)老師和參賽學(xué)生召開專門會(huì)議，對本屆比賽的作賽后總結(jié)，總結(jié)本次比賽題目涉及的知識點(diǎn)，完成項(xiàng)目時(shí)的不足之處，以及今后努力的方向。最后，并把所有訓(xùn)練時(shí)和競賽的技術(shù)資料歸檔保存，傳承給下一屆的學(xué)生作為參考。

三、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽促進(jìn)了我校電子信息類專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革

通過組織學(xué)生參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽，發(fā)現(xiàn)我校電子信息類學(xué)生存在理論基礎(chǔ)較好而動(dòng)手能力較差、參與意識較強(qiáng)而工程素養(yǎng)不足等現(xiàn)象。這說明現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容和課程體系急需改革，如：在平時(shí)實(shí)驗(yàn)課中，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多而自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)少，單科性實(shí)驗(yàn)多而綜合性實(shí)驗(yàn)少，采用傳統(tǒng)的方法多而應(yīng)用最新的技術(shù)少。針對這些問題，我們對現(xiàn)有的電子信息類課程體系進(jìn)行了一些調(diào)整和改革。

（一）理論和實(shí)踐并重，不斷完善課程體系和教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽內(nèi)容，我們對課程體系和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整主要內(nèi)容有三個(gè)方面，第一，理順各門課之間的銜接關(guān)系，做到教學(xué)內(nèi)容知識寬但不重復(fù)。些外，為了讓學(xué)生了解電子信息領(lǐng)域的新知識和新技術(shù)，我們在選修課中開設(shè)了《前沿技術(shù)講座》課程，分別講述各自研究方向的新知識、新技術(shù)和新應(yīng)用。第二，在重視理論教學(xué)的同時(shí)，加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)。除了增加了實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和綜合實(shí)驗(yàn)課程外，還在選修課中增加了《電子線路設(shè)計(jì)制作》、《電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)》等兩門綜合設(shè)計(jì)性選修課，在實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)增加了《綜合設(shè)計(jì)》實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生有更多的時(shí)間參與實(shí)踐,提高了他們的實(shí)踐動(dòng)手能力和工程應(yīng)用能力。第三，由于可編程器件的不斷發(fā)展和應(yīng)用，對電子信息類的程序設(shè)計(jì)能力提出了更高的要求。在課程體系中，我們增加《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》等程序設(shè)計(jì)類課程，以加強(qiáng)對學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。

（二）實(shí)踐教學(xué)體系改革

根據(jù)大學(xué)生電子競賽對學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的要求。通過研究與探索，我們優(yōu)化了實(shí)踐教學(xué)體系,按照學(xué)生認(rèn)識——訓(xùn)練——?jiǎng)?chuàng)新能力形成規(guī)律,整合實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建由專業(yè)認(rèn)知、專業(yè)技能訓(xùn)練、課程實(shí)驗(yàn)、開放式實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)、中期實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、科技競賽組成的實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)踐教學(xué)的比例占總學(xué)時(shí)的27%左右。實(shí)踐教學(xué)體系整合課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,按照基本實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)四個(gè)層次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)方面，對于基礎(chǔ)性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，我們規(guī)定了必做內(nèi)容和選做內(nèi)容；對綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，我規(guī)定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求和擴(kuò)展要求。這樣，對學(xué)生即達(dá)到某一實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡墓残杂?xùn)練，又實(shí)現(xiàn)了對學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)。

（三）不斷豐富教學(xué)方法和教學(xué)手段，提高了教學(xué)的質(zhì)量和效率

除了采用傳統(tǒng)的板書和多媒體技術(shù)教學(xué)手段之外，我們盡可能將各種EDA仿真軟件應(yīng)用到理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。讓學(xué)生很直觀地認(rèn)識到各種理論知識在實(shí)際中的應(yīng)用及應(yīng)用效果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對于安裝電路和焊接電路等一些技能性工作，我們要求學(xué)生在課外學(xué)時(shí)完成。采用這些教學(xué)方法和手段，不僅提高了教學(xué)質(zhì)量和效率，而且節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本和實(shí)驗(yàn)室的有效利用率。

四、電子設(shè)計(jì)競賽促進(jìn)了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)

大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽對實(shí)驗(yàn)儀器的功能、性能、類型及實(shí)驗(yàn)室的管理模式提出了更高的要求，原來實(shí)驗(yàn)室常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器和管理模式不能滿足大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、工程應(yīng)用型人才以及創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。為了給學(xué)生創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和教師的科研創(chuàng)造一個(gè)良好的平臺(tái)，我們建成了電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以建設(shè)先進(jìn)、實(shí)用、開放的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室為目標(biāo)，建成了7個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：高頻電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、EDA實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、電子測量、綜合電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、DSP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和通信工程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室能滿足綜合課程設(shè)計(jì)、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)競賽、教師科研和創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的需要。電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室以開放性建設(shè)模式為基礎(chǔ)建立了較為完善的開放制度，為最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的效能，除實(shí)驗(yàn)教學(xué)所安排的時(shí)間段外，其他時(shí)間段面向所有學(xué)生開放，這種管理方式，保障了多元化實(shí)踐教學(xué)模式的正常運(yùn)行。

五、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽促進(jìn)師資隊(duì)伍的建設(shè)

大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽題目有類型較多，涉及的知識幾乎涵蓋到電子信息類專業(yè)的專業(yè)必修課和專業(yè)選修課的所有知識。在指導(dǎo)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽的過程中，教師會(huì)接觸到各種各樣的知識和技術(shù)，在指導(dǎo)競賽過程中，教師和教師、教師和學(xué)生之間的交流會(huì)更加拓寬教師的學(xué)術(shù)和專業(yè)視野，每一屆比賽結(jié)束之后留下的技術(shù)資料更是教師最寶貴的資料。經(jīng)過歷屆指導(dǎo)，教師在參與實(shí)踐的過程中，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，吸收前沿知識和技術(shù)。這不僅對他們提高教學(xué)水平有很大幫助，而且也會(huì)慢慢找到自己的研究方向，并充分運(yùn)用以往的研究經(jīng)驗(yàn)，形成清晰的學(xué)術(shù)觀念，逐漸地提高自己的科研能力。因此，競賽的指導(dǎo)過程也是中青年教師提高教學(xué)能力和增強(qiáng)科研能力的過程。

六、結(jié)語

多年參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽經(jīng)歷，推動(dòng)完善了我校電子信息類專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)了師資隊(duì)伍工程應(yīng)用能力和科研能力，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以及創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。近幾年來，我校電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的不斷提高，充分說明了教學(xué)改革取得了很好效果。

（注：本文系湖北省教育科學(xué)“十二五”2012年度規(guī)劃課題，課題名稱：應(yīng)用型本科院校電子信息類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)研究，課題編號:2012B439）

[1]夏春華，大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽與電子類專業(yè)教學(xué)改革[J].武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，（11）.

[2]白艷茹，等.大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽促進(jìn)高校青年教師綜合能力的提高[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2011，（9）.

[3]張淑玲.加強(qiáng)電子信息工程實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院學(xué)報(bào)(人文社會(huì)科學(xué)版)，2009，（5）.

[4]謝自美，嚴(yán)國萍.從電子設(shè)計(jì)競賽談?wù)n程體系改革與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].電子設(shè)計(jì)競賽論文選，2004，（5）.