基于合作學(xué)習(xí)理論的電子設(shè)計競賽培訓(xùn)策略

【摘 要】全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽注重大學(xué)生創(chuàng)新意識、動手能力和團隊協(xié)作精神的培養(yǎng)；闡述了在全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽中運用合作學(xué)習(xí)開展培訓(xùn)的實踐體會和策略。

【關(guān)鍵詞】合作學(xué)習(xí) 電子設(shè)計競賽 培訓(xùn)策略

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）07C-0023-02

全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽是教育部倡導(dǎo)的面向大學(xué)生的學(xué)科競賽之一，是面向大學(xué)生的群眾性科技活動。其目的在于推動高校信息與電子類學(xué)科的課程改革，提高學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。

電子設(shè)計競賽是以小組（2-3人）作為參賽對象，要求參賽的每組同學(xué)在規(guī)定的時間內(nèi)（4天3夜）依據(jù)賽題要求完成一個電子設(shè)計制作項目。整個項目過程包含了系統(tǒng)設(shè)計、模塊設(shè)計、硬件電路制作、軟件編程和調(diào)試、系統(tǒng)整體調(diào)試以及論文寫作等環(huán)節(jié)，這就要求參賽學(xué)生不僅要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識，而且還要具備相當(dāng)?shù)膭邮謱嵺`能力、解決問題的能力和團隊協(xié)作的精神。而對于大多數(shù)準備參加競賽的同學(xué)而言，雖然已經(jīng)經(jīng)過了基礎(chǔ)和專業(yè)理論課程的學(xué)習(xí)，但其所學(xué)的知識尚未真正轉(zhuǎn)化為實際解決問題的能力。所以要想在競賽中取得好的成績，進行有針對性的系統(tǒng)化培訓(xùn)就顯得十分必要。而如何進行培訓(xùn)則是每位指導(dǎo)教師或參賽學(xué)校面臨的一個共同課題。

一、合作學(xué)習(xí)概述

合作學(xué)習(xí)是20世紀 70年代初興起于美國，并在70年代中期至80年代中期取得實質(zhì)性進展的一種富有創(chuàng)意和實效的教學(xué)理論與策略。在國際上已是一種主流的教學(xué)理論和策略。

“鼓勵合作學(xué)習(xí)，促進學(xué)生之間的相互交流、共同發(fā)展，促進師生教學(xué)相長。”合作學(xué)習(xí)以學(xué)習(xí)小組為基本形式，利用組員間的互動，促成學(xué)生的學(xué)習(xí)，共同完成教學(xué)目標。它能充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，全面提高學(xué)生成績；同時也能有效促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和解決問題的能力；有利于培養(yǎng)懂得合作和善于合作的高素質(zhì)技能型人才。筆者認為合作學(xué)習(xí)的這些特點與電子設(shè)計競賽對參賽學(xué)生的內(nèi)在要求是一致的。

二、合作學(xué)習(xí)運用于電子設(shè)計競賽培訓(xùn)的具體實施

（一）組建有效的合作學(xué)習(xí)團隊

根據(jù)合作學(xué)習(xí)的要素，首先要對學(xué)生進行分組。研究表明異質(zhì)型分組能夠促進組員間互補互助、取長補短，綜合考慮學(xué)生各方面的素質(zhì)，讓不同特質(zhì)、不同層次的學(xué)生進行優(yōu)化整合。按照電子設(shè)計競賽比賽規(guī)則的要求，合作學(xué)習(xí)小組人數(shù)定為3人，這樣的小組既是培訓(xùn)學(xué)習(xí)時的小組，也是將來參賽的小組。小組內(nèi)的同學(xué)的協(xié)作水平在培訓(xùn)中得到了極大的鍛煉，而這樣的協(xié)作水平能在比賽中有效發(fā)揮出來。在同組人員選擇上，由于電子設(shè)計離不開電路設(shè)計和實際制作，實際制作離不開硬件制作和軟件編程。因此，依據(jù)學(xué)生知識能力的不同特點，將理論基礎(chǔ)較為扎實的同學(xué)與比較擅長實際動手制作的同學(xué)分在一組；將擅長硬件和擅長軟件的同學(xué)分在一組。理論基礎(chǔ)較為扎實的同學(xué)主要負責(zé)前期的設(shè)計和后期論文的總結(jié)；擅長硬件和擅長軟件的同學(xué)在完成一個設(shè)計的制作過程中可以并行工作，極大提高了效率。

（二）以項目的方式確定共同目標

合作學(xué)習(xí)的另一要素是：教師必須明確小組要完成的具體學(xué)習(xí)目標，這一目標將全體組員團結(jié)在一起。每位組員都為目標的完成作出努力和貢獻，目標實現(xiàn)后每位組員都能獲得進步。電子設(shè)計競賽培訓(xùn)應(yīng)著重實踐訓(xùn)練，在實踐中彌補理論上的不足，鞏固所學(xué)的理論。具體培訓(xùn)時，我們將實踐訓(xùn)練分為模塊訓(xùn)練和綜合訓(xùn)練：模塊訓(xùn)練就是設(shè)計制作一些通用模塊，如單片機最小系統(tǒng)、按鍵輸入模塊、液晶顯示模塊、電機驅(qū)動模塊、紅外傳感器模塊、AD/DA模塊，放大器模塊等，這些模塊是控制類電子系統(tǒng)必不可少的模塊，而且具有通用性。培訓(xùn)時先期完成的模塊往往可以在比賽時起到事半功倍的作用。綜合訓(xùn)練則是將往年試題或模擬試題作為訓(xùn)練內(nèi)容，選出的試題有針對性地綜合了各種模塊，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計和解決實際問題的能力。我們將模塊訓(xùn)練和綜合訓(xùn)練以項目的形式進行組織和實施，如把制作某個模塊或完成某個綜合訓(xùn)練試題確定為一個項目任務(wù)，項目任務(wù)即小組在一段時期內(nèi)具體的學(xué)習(xí)實踐目標，然后制定項目計劃，實施該項目。項目任務(wù)按照一定的層次組織，先是模塊訓(xùn)練的項目，然后是綜合訓(xùn)練的項目，總的組織原則是先易后難，由淺入深，先完成的項目是后面項目的基礎(chǔ)，后面的項目是前面項目的延伸和拓展，采取層層遞進的方式。

（三）培訓(xùn)過程的實施

合作學(xué)習(xí)小組共同目標的確定構(gòu)建了一種爭取共同成功的環(huán)境。學(xué)生之間不再是競爭關(guān)系，而是合作互助的關(guān)系。培訓(xùn)學(xué)習(xí)的過程是分享交流、集思廣益、相互依賴、分工協(xié)作，共同完成項目目標的過程。

1.樹立良好的合作精神

教師在培訓(xùn)過程實施前，應(yīng)做好充分的思想動員。將“同舟共濟”，“同甘共苦”，“一損俱損”等合作思想灌輸?shù)矫總€組員的心中，使學(xué)生充分意識到必須擰成一股繩，發(fā)揮團隊力量，才能實現(xiàn)共同的目標。并且向?qū)W生闡明團隊合作精神和合作能力不僅體現(xiàn)在電子設(shè)計競賽中，而且將來進入職場和社會都是必備的和重要的能力，使同學(xué)們逐步樹立良好的合作精神。

2.在實施過程中積極互動

合作學(xué)習(xí)良好效果的取得離不開實施過程中組員間的積極互動。為此，在系統(tǒng)設(shè)計階段我們要求同組同學(xué)共同來確定技術(shù)方案。共同分析項目要實現(xiàn)的電子系統(tǒng)的功能，尋找實現(xiàn)所需功能的最佳技術(shù)方案。在這場方案討論會的頭腦風(fēng)暴中碰撞出“智慧火花”；在制作過程中遇到技術(shù)難題的時候，我們要求同組同學(xué)坐下來開一場技術(shù)攻關(guān)會，每個組員都提出自己的解決辦法，共同討論，教師也參與到其中來，利用其豐富的經(jīng)驗，及時給予幫助。在項目總結(jié)的階段，讓同組同學(xué)交流項目實施過程中收獲的經(jīng)驗，分享成功的喜悅，互相鼓勵。那么即使是那些原來自信心不強，不太善于表達的同學(xué)也能增強他們的自信心，不斷提升他們的能力。

3.組間交流endprint

各個學(xué)習(xí)小組在完成相同的項目時，結(jié)果必然有差異，通過組與組之間在項目完成后互相交流比較，可以促使每個小組發(fā)現(xiàn)自身的“短板”，并產(chǎn)生自我完善的動力，形成你追我趕的競爭氛圍。這種競爭意識是我們要著重培養(yǎng)的，競賽本身就是一種競爭，而培訓(xùn)中我們通過組間交流促成了組間良性的競爭。學(xué)生競爭意識的增強，對學(xué)生將來步入社會也是獲益匪淺的。一般的合作學(xué)習(xí)方法認為組與組之間主要是這種競爭關(guān)系，但我們通過對項目目標的調(diào)整，可以將組間的競爭關(guān)系也變成密切合作的關(guān)系，從而使合作的范圍進一步擴大，合作的程度進一步加深，以更好地提高學(xué)習(xí)效率。具體的做法是：我們讓各組在同一段時間內(nèi)完成不同的項目，如各組負責(zé)不同的模塊，有的做液晶顯示模塊，有的做傳感器模塊，有的做放大模塊等，然后當(dāng)各個小組完成了各自的模塊后，把大家都集中起來，讓各組分別整理各自項目的實施過程和內(nèi)容，并把這些技術(shù)成果拿出來在組與組之間分享交流，這樣每個小組不僅收獲了自己完成的模塊，并且獲得了其它小組完成的模塊，起到了事半功倍的效果。學(xué)習(xí)的效率大大提高了，并且節(jié)省了寶貴的培訓(xùn)時間。

4.教師講評

各組項目完成時，教師可以選擇性地對某組項目中的重點內(nèi)容進行講評。教師的講評是對學(xué)生實踐訓(xùn)練的總結(jié)和歸納。體現(xiàn)了“理論從實踐中來，到實踐中去”的指導(dǎo)思想，同時體現(xiàn)了既注重實踐訓(xùn)練，也加強基礎(chǔ)理論培訓(xùn)的指導(dǎo)方針。例如學(xué)生小組完成了一個單片機液晶顯示模塊的設(shè)計，這個設(shè)計中包含了單片機與顯示屏之間SPI接口的通訊，這種SPI接口通訊方式不僅可以用于單片機與顯示屏之間，還可用于單片機與其它外圍芯片之間，它是一種通用的通訊接口，那么教師講評時就選擇SPI接口通訊方式作為重點內(nèi)容，向?qū)W生細致深入地闡明SPI通訊接口的電氣特性、信號、數(shù)據(jù)傳送方式、時序等，使學(xué)生學(xué)習(xí)掌握這種通訊接口，達到舉一反三的效果。

三、在電子設(shè)計競賽培訓(xùn)中有效運用合作學(xué)習(xí)應(yīng)注意的問題和對策

實踐中合作學(xué)習(xí)小組可能會出現(xiàn)合作松散、交流互動少；或者一人動手包辦，組內(nèi)其他同學(xué)無事可做；甚至是互相推諉的現(xiàn)象。在這種情況下，指導(dǎo)教師可以有針對性地采取相應(yīng)的對策：

（一）施加適當(dāng)?shù)耐獠繅毫Γ偈箖?nèi)部緊密合作

出現(xiàn)上述問題的團隊，其必然導(dǎo)致完成項目的效率低。當(dāng)這一結(jié)果沒有充分暴露出來時可能團隊成員自己都沒有充分意識到，但當(dāng)指導(dǎo)教師對其施加一定的外部壓力，如要求更嚴格的項目完成時間后，問題團隊會立刻意識到如果再不加強合作，項目任務(wù)將無法達成，這就促使其改善目前的合作態(tài)度和合作方式。

（二）分組的動態(tài)調(diào)整，實現(xiàn)優(yōu)化組合

合作學(xué)習(xí)能否取得效果，組內(nèi)人員是否能真正實現(xiàn)團結(jié)協(xié)作、優(yōu)勢互補、形成合力是關(guān)鍵。指導(dǎo)教師在分組培訓(xùn)前期的階段要注意觀察、及時發(fā)現(xiàn)問題，比如某組同學(xué)由于性格、能力等各方面的差異確實難以凝聚成一個合格的團隊，所謂“強扭的瓜不甜”，這時就要做出及時的調(diào)整，否則，采用合作學(xué)習(xí)就會出現(xiàn)適得其反的效果。

實踐證明，在電子設(shè)計競賽培訓(xùn)中運用合作學(xué)習(xí)的教學(xué)策略適應(yīng)了電子設(shè)計競賽的本質(zhì)要求。改變了以往培訓(xùn)中學(xué)生“單打獨斗”“孤軍奮戰(zhàn)”，教師顧此失彼的不利情況，使整個培訓(xùn)過程中形成了團結(jié)協(xié)作、互幫互助、共同成長的良好氛圍，為注重實踐訓(xùn)練的電子設(shè)計競賽培訓(xùn)找到了一種行之有效的策略和方法，取得了理想的效果。

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[3] 盧瑞玲，孫靜.合作學(xué)習(xí)：21世紀重要的學(xué)習(xí)方式[J].教育理論與實踐， 2010（34）

【課題項目】2012年度新世紀廣西高等教育教學(xué)改革工程立項項目（2012JGA295），桂林師范高等?？茖W(xué)校2011年教學(xué)改革項目（SZJG201122）

【作者簡介】羊日飛（1978- ），男，廣西桂林人，工程碩士，工程師，桂林師范高等?？茖W(xué)校助教，研究方向：數(shù)字集成電路設(shè)計，嵌入式系統(tǒng)。

（責(zé)編 丁 夢）endprint