大學(xué)生電子設(shè)計競賽對促進應(yīng)用型人才培養(yǎng)的探索

張淑玲

（湖北經(jīng)濟學(xué)院，湖北 武漢 430205）

大學(xué)生電子設(shè)計競賽對促進應(yīng)用型人才培養(yǎng)的探索

張淑玲

（湖北經(jīng)濟學(xué)院，湖北 武漢 430205）

經(jīng)濟學(xué)院電子信息類專業(yè)實踐教學(xué)是人才培養(yǎng)中的薄弱環(huán)節(jié)，全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽是公認的有利于創(chuàng)新人才培養(yǎng)和提高教師實踐育人能力的平臺，因此有針對性的競賽指導(dǎo)方案與實訓(xùn)模式，對提高學(xué)生工程實踐的綜合能力與教師的工程素質(zhì)發(fā)揮了積極作用，最終促進了應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。

大學(xué)生電子設(shè)計競賽；競賽方案與實訓(xùn)模式；應(yīng)用型人才培養(yǎng)

全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽是面向大學(xué)生的群眾性科技活動，目的在于按照緊密結(jié)合教學(xué)實際，著重基礎(chǔ)、注重前沿的原則，促進電子信息類專業(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；加強學(xué)生動手能力的培養(yǎng)和工程實踐的訓(xùn)練，提高學(xué)生針對實際問題進行電子設(shè)計、制作的綜合能力；吸引、鼓勵廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動，為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件。

湖北經(jīng)濟學(xué)院在學(xué)校教務(wù)處領(lǐng)導(dǎo)下，信息工程學(xué)院承擔(dān)了2015年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的組織、培訓(xùn)及指導(dǎo)工作。我校的賽前工作分為基礎(chǔ)訓(xùn)練、分方向訓(xùn)練、暑假強化訓(xùn)練、賽前準備和賽后測試五個階段。從組織管理、賽前指導(dǎo)、正式競賽、賽后測試與總結(jié)等方面做了大量的工作，取得了一個湖北省二等獎，三個湖北省三等獎的成績，開展的工作如下：

一、完善大學(xué)生電子設(shè)計競賽組織管理機制

信息工程學(xué)院是湖北經(jīng)濟學(xué)院新成立的二級學(xué)院，融合了電子和計算機兩個院系的師資力量，學(xué)院主管領(lǐng)導(dǎo)和教師相應(yīng)做了很大調(diào)整，因此2015年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的組織、培訓(xùn)及指導(dǎo)工作也等于重新開始，信息工程學(xué)院電子信息工程系的教師集中開會討論，充分認識到大學(xué)生電子設(shè)計競賽不僅是提高學(xué)生實踐能力的平臺，也是鍛煉教師工程素質(zhì)的平臺，因此希望電子信息工程系的每位教師參加電子競賽指導(dǎo)小組，并推選了張淑玲老師任競賽指導(dǎo)小組負責(zé)人。

競賽指導(dǎo)小組在信息工程學(xué)院副院長孔德永的直接領(lǐng)導(dǎo)下，建立了長效的組織管理和指導(dǎo)機制，鼓勵有興趣的大一到大三的學(xué)生積極參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽活動，構(gòu)成高年級學(xué)生帶動并指導(dǎo)低年級學(xué)生實訓(xùn)的學(xué)習(xí)氛圍；電子信息工程系的教師在熟悉競賽題目類型的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己的專業(yè)方向確定指導(dǎo)方向，并針對不同年級制定了合理的培訓(xùn)與指導(dǎo)方案；指導(dǎo)教師從2014年12月份開始在指導(dǎo)學(xué)生的同時，積極拓展知識面并提高項目設(shè)計能力，李俊、沈田和楊蕊三位老師參加了華中科技大學(xué)舉辦的“2015年湖北省大學(xué)生電子設(shè)計競賽指導(dǎo)教師賽前培訓(xùn)班”，通過模塊和真題培訓(xùn)提高了教師的能力，也把先進的教學(xué)方法用到對學(xué)生指導(dǎo)中。2015年新進的張帥、唐曉慶老師，是武漢大學(xué)剛剛畢業(yè)的博士研究生，他們曾經(jīng)榮獲全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽全國一等獎，他們?yōu)槲倚W(xué)科競賽增添了新鮮血液。

在競賽指導(dǎo)小組負責(zé)人的組織下，根據(jù)大一到大三三個年級學(xué)生的不同情況，編寫了“湖北經(jīng)濟學(xué)院2015年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)方案”，最終目的不僅鍛煉了教師，而且使參加競賽的學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段，能夠通過學(xué)科競賽平臺并結(jié)合專業(yè)課程的學(xué)習(xí)不斷提高電子技術(shù)設(shè)計能力、創(chuàng)新能力。

二、制定合理的大學(xué)生電子設(shè)計競賽指導(dǎo)方案

（一）培訓(xùn)與指導(dǎo)內(nèi)容

全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽涉及的項目包括：測量類、高頻及通信類、控制類、電力電子四個方向，其中涉及的基礎(chǔ)知識以電子技術(shù)為主，輔以一定的專業(yè)知識。電子技術(shù)包括模擬電子技術(shù)（含射頻技術(shù)）、數(shù)字電子技術(shù)（含可編程器件）和計算機最小系統(tǒng)（單片機、嵌入式系統(tǒng)、DSP之一），相關(guān)的專業(yè)知識包括基本電路設(shè)計、通信、電子測量與儀器、控制類和電力電子技術(shù)等。我校今年參加培訓(xùn)的學(xué)生有八十幾人，但大三學(xué)生只有三人，在課程學(xué)習(xí)上很多學(xué)生只有部分電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識，計算機最小系統(tǒng)以及可編程器件尚未涉及，更不用說專業(yè)知識，為相關(guān)培訓(xùn)帶來一定困難，結(jié)合學(xué)生實際情況培訓(xùn)題目方向基于測量類、電子類，高年級學(xué)生兼顧通信類或綜合類題目，計算機最小系統(tǒng)選擇單片機小系統(tǒng)。培訓(xùn)具體內(nèi)容為：

1.基礎(chǔ)訓(xùn)練

理論基礎(chǔ)培訓(xùn)：單片機、模擬電路、EDA技術(shù)、高頻電子線路、通信原理

基本技能培訓(xùn)：常用儀器的使用、仿真軟件及開發(fā)平臺使用、印制板制作及焊接訓(xùn)練、線路板最優(yōu)電路設(shè)計

基礎(chǔ)設(shè)計訓(xùn)練：MSP430單片機最小系統(tǒng)，掌握鍵盤、顯示、A/D、D/A和自檢程序的設(shè)計；可編程器件FPGA小系統(tǒng)的應(yīng)用，掌握鍵盤、顯示、A/D、D/A和自檢程序的設(shè)計；有源濾波器與功率放大電路。

2.電子小系統(tǒng)訓(xùn)練

模擬路燈系統(tǒng)設(shè)計：采用MSP430單片機最小系統(tǒng)，重點訓(xùn)練編程能力與硬件電路調(diào)試能力。

基于高速DDS(AD9854ASQ)多功能信號發(fā)生器設(shè)計：采用MSP430單片機最小系統(tǒng)或FPGA小系統(tǒng)，重點掌握AD9854器件的使用、檢測，為“電賽真題訓(xùn)練”題目提供信號源。

程控濾波器設(shè)計：采用LTC1062設(shè)計低通、高通和帶通濾波器。

3.典型的電賽真題訓(xùn)練

紅外光通信裝置、寬帶直流放大器、、頻率特性測試儀和音頻信號分析儀。

（二）培訓(xùn)步驟

培訓(xùn)步驟按照從易到難的原則分為基礎(chǔ)訓(xùn)練、分方向訓(xùn)練、暑假強化訓(xùn)練和賽前準備階段、賽后測試階段五個步驟，培訓(xùn)過程著重于基礎(chǔ)性、群眾性的需求，期望參賽的學(xué)生都有較大的收獲。

基礎(chǔ)訓(xùn)練階段：熟練掌握單片機最小系統(tǒng)。掌握可編程器件的應(yīng)用技術(shù)。掌握基本的電子電路模塊的設(shè)計與調(diào)試、印制板設(shè)計焊接等。

分方向訓(xùn)練階段：圍繞單片機最小系統(tǒng)和可編程器件開展相應(yīng)的電子系統(tǒng)設(shè)計。每個學(xué)生最少掌握兩個方向。

暑假強化訓(xùn)練階段：典型的電賽真題練習(xí)，加大訓(xùn)練強度。根據(jù)實際情況，制定出更加精準的時間表。

賽前準備階段：在以上訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，做好各類模塊、文檔及器件的準備。設(shè)計報告的準備。撰寫的報告要嚴格按照相關(guān)要求進行。重要算法必須用軟件實現(xiàn)形成文檔。元器件進行歸類與整理。

賽后測試階段：指導(dǎo)學(xué)生注重電路的恢復(fù)、調(diào)試，把握競賽題目指標(biāo)與測試方法的關(guān)系。

三、引導(dǎo)和組織學(xué)生采用自主學(xué)習(xí)、自我管理的實訓(xùn)模式

我校往屆參賽模式采用以教師為主導(dǎo)進行培訓(xùn)指導(dǎo)，學(xué)生是經(jīng)過層層選拔品學(xué)兼優(yōu)的優(yōu)等生，其優(yōu)點是好管理、學(xué)生成長較快，缺點是受益的學(xué)生較少，學(xué)生之間缺乏傳承，老師也覺得壓力較大。因此從2015年開始我們改進了培訓(xùn)與指導(dǎo)的方法，首先由班主任與輔導(dǎo)員做好宣傳工作，鼓勵感興趣的大一到大三學(xué)生積極參加，三個年級報名人數(shù)有近百人，實際參加八十幾人，參加實訓(xùn)的學(xué)生增加了一倍；指導(dǎo)老師根據(jù)每個年級學(xué)習(xí)情況制定了培訓(xùn)方案與培訓(xùn)計劃，基礎(chǔ)訓(xùn)練部分由老師集中講解指導(dǎo)，后面的訓(xùn)練采用分年級按照項目管理的方法實施，老師給出項目的指標(biāo)、具體要求，關(guān)鍵知識點和完成時間節(jié)點，其他的由學(xué)生自己完成，這樣點燃了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情，也極大地鍛煉了他們的自學(xué)能力、動手能力和團隊協(xié)作精神，老師負責(zé)對他們的設(shè)計方案點評、問題答疑，這樣教師也得到很大地鍛煉。在管理方面除了實驗室的管理員是學(xué)生外，每個項目和每個方向都有學(xué)生具體負責(zé)，起到引領(lǐng)其他學(xué)生學(xué)習(xí)的帶頭作用，實踐證明效果很好。

四、賽后總結(jié)收獲與不足，放飛夢想與希望

此次競賽我校取得了一個湖北省二等獎、三個湖北省三等獎的成績，雖然成績不夠理想，但是因為今年大三參賽的學(xué)生只有三人，主力軍是大二的學(xué)生，一部分是大一的學(xué)生，在全國大學(xué)生電子競賽中大二的學(xué)生獲得湖北省二等獎，大一的學(xué)生獲得湖北省三等獎在我校還是第一次，這也極大的鼓舞了我院師生的士氣。

賽后組織了經(jīng)驗交流會，并邀請新生參加了座談會。很多學(xué)生分享了競賽的感受、學(xué)習(xí)資料、學(xué)習(xí)網(wǎng)站以及成功與失敗的經(jīng)驗。

黃艷麗同學(xué)目前是大四學(xué)生，講述了應(yīng)聘工作體會，筆試題目很多是大賽中學(xué)習(xí)的知識。分享了參考書籍、學(xué)習(xí)網(wǎng)站和電賽經(jīng)驗。最后的體會是“電賽，不僅僅讓我們專業(yè)知識融會貫通、動手能力增強，更教會我們團隊間如何更好的合作、交流！更重要的是我們會收獲團隊三人間的友情，一起為項目苦想方案、緊張奮斗、一起吃在實驗室、奮斗在實驗室的日子值得永遠紀念?！?/p>

宋小兵同學(xué)目前是大三學(xué)生，講述了大二開始接觸電賽，從基礎(chǔ)很差到掌握單片機小系統(tǒng)與編程，ARM小系統(tǒng)與編程，F(xiàn)PGA程序設(shè)計以及模擬電路的設(shè)計與應(yīng)用，他們團隊的成員十分和諧，分工明確又相互合作。宋小兵的夢想是能設(shè)計出四旋翼飛機，讓同學(xué)們能航拍美麗的校園；能編出好玩的游戲，讓學(xué)弟學(xué)妹們寓學(xué)于樂。電賽承載了他們的夢想，也是他們實現(xiàn)目標(biāo)開始的地方。

許文俊同學(xué)目前是大三學(xué)生，在高頻電路設(shè)計、調(diào)試與印制板設(shè)計方面他有較強的能力，講述了自己的成長過程以及老師的是如何幫助他成長的，他樂于助人的精神感染了周圍的同學(xué)也影響了同宿舍的學(xué)生積極學(xué)習(xí)專業(yè)知識。電賽是播種機，它傳播的是進步與正能量。

徐慧慧同學(xué)目前是大二學(xué)生，講述了大一開始接觸電賽，從什么都不會到在老師一步一步指導(dǎo)下掌握了C語言與編程、單片機小系統(tǒng)與編程，模擬電路的設(shè)計與調(diào)試的過程，尤其是第一次用單片機小系統(tǒng)實現(xiàn)心形發(fā)光二極管圖案按照既定規(guī)律閃爍時的激動心情，既激發(fā)了對電子專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，也了解了學(xué)好專業(yè)課程的重要性。通過同學(xué)們一起學(xué)習(xí)一起進步的過程也領(lǐng)悟了成才先成人的道理?？梢哉f電賽也是學(xué)生成長的平臺。

對學(xué)生來說全國大學(xué)生電子競賽是承載夢想的平臺。同學(xué)們紛紛表示四天三夜的競賽比高考更累、更能鍛煉人，通過電子設(shè)計競賽，使學(xué)生了解了電子技術(shù)設(shè)計與所學(xué)課程的關(guān)系，增加了學(xué)習(xí)的動力，提高了創(chuàng)新能力、實踐動手能力，也培養(yǎng)了他們之間戰(zhàn)友般深厚的感情。對剛?cè)雽W(xué)的新生來說，高年級學(xué)生的言傳身教是最好的入學(xué)教育。

對老師來說全國大學(xué)生電子競賽是檢驗教學(xué)成果的平臺。電子信息工程系的老師都參加了指導(dǎo)，尤其是張淑玲、張帥和唐曉慶三位指導(dǎo)老師暑期沒有休息，參加了全程指導(dǎo)過程。在指導(dǎo)過程中老師收獲也很多，一方面了解了學(xué)生的學(xué)習(xí)程度，另一方面通過全程指導(dǎo)也學(xué)習(xí)了很多新知識。老師們深深體會到學(xué)生的學(xué)習(xí)能力超乎想象，只要有正確的教學(xué)及引導(dǎo)方法，每位學(xué)生都有潛力可挖，而且學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、學(xué)習(xí)態(tài)度讓老師感動，這對我們后續(xù)的教學(xué)工作是值得借鑒和參考的。

在競賽中也留下很多遺憾：受知識面限制選擇競賽的題目受限；新器件、新設(shè)備的更新不夠快；在完成競賽題目時由于平時積累不夠，尤其是在高頻題目上練習(xí)不夠，花費在完成功能的時間太多而提高技術(shù)指標(biāo)的時間又不夠，這是在未來競賽培訓(xùn)中要注重加強的訓(xùn)練環(huán)節(jié)。

五、結(jié)語

通過2015年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的實踐，在總結(jié)經(jīng)驗與教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，堅持以學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自我管理，教師輔助指導(dǎo)為導(dǎo)向開展電子競賽活動；堅持通過參加電子設(shè)計競賽來促進電子信息類專業(yè)課程體系改革，并將電子設(shè)計競賽和學(xué)生課外科技活動相結(jié)合，全面提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

同時指導(dǎo)老師通過參加電子設(shè)計競賽的培訓(xùn)指導(dǎo)工作，逐步將競賽的內(nèi)容融入到日常教學(xué)中，這對促進我校電子信息類專業(yè)和課程建設(shè)，加強學(xué)生動手能力的培養(yǎng)和工程實踐的訓(xùn)練，提高學(xué)生解決實際問題等綜合能力有著極大的幫助，對推動我校電子信息類專業(yè)的發(fā)展，將起到了積極的促進作用。

[1]張淑玲，等.EDA技術(shù)項目教學(xué)法與提升教師實踐育人能力的應(yīng)用研究[J].信息通信，2014，（6）.

[2]張淑玲，沈田.教師工程素質(zhì)培養(yǎng)與提高實踐育人能力研究[J].湖北經(jīng)濟學(xué)院學(xué)報（人文社科版），2012，（10）.

[3]黃智偉.全國大學(xué)生設(shè)計大賽競賽訓(xùn)練教程[M].電子工業(yè)出版社，2011-08

[4]全國大學(xué)生設(shè)計大賽競賽組委會.第九屆年全國大學(xué)生設(shè)計大賽競賽獲獎作品選編（2009年）[M].北京理工大學(xué)出版社，2010，（7）.

[5]全國大學(xué)生設(shè)計大賽競賽組委會.2011年全國大學(xué)生設(shè)計大賽競賽獲獎作品選編[M].北京理工大學(xué)出版社，2012，（8）.

[6]全國大學(xué)生設(shè)計大賽競賽組委會.第十一屆全國大學(xué)生設(shè)計大賽競賽獲獎作品選編（2013年）[M].北京理工大學(xué)出版社，2015，（5）.

[7]廖裕評，陸瑞強、友晶科技研發(fā)團隊.邏輯電路設(shè)計DE2-115實戰(zhàn)寶典[M].友晶科技出版，2012，（2）.

[8]Joseph Cavanagh.Verilog HDL數(shù)字設(shè)計與建模[M].電子工業(yè)出版社，2011，（8）.

[9]ADI公司.ADI實驗室電路合集 [M].北京航空航天大學(xué)出版社，2011，（1）.