大學生電子設計競賽培訓體系建設

趙錦紅 胡又農(nóng)

摘 要 大學生電子設計競賽是提高學生專業(yè)水平的一個重要抓手，系統(tǒng)地開展電子競賽培訓，需要針對當前本科培養(yǎng)的不足，在師資培養(yǎng)、學生選拔、培訓內(nèi)容建立、培訓用教育裝備建設、培訓場地安排等方面做重點工作。電子競賽培訓分為入門、初級、中級、高級、沖刺幾個階段。經(jīng)過電子競賽培訓，學生不僅專業(yè)水平有了長足進步，而且取得很好的參賽成績。

關鍵詞 大學生電子設計競賽；培訓體系；教育裝備；培訓場地

中圖分類號：G652 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）14-0006-04

Training System Construction for National Undergraduate Elec-

tronics Design Contest//ZHAO Jinhong， HU Younong

Abstract The Undergraduate Electronics Design Contest is an im-

portant task for improving the professional level of students. The

systematic development of electronic competition training requires the lack of current undergraduate training， the cultivation of teachers，

the selection of students， the establishment of training content， and

the construction of training educational equipment， training venue arrangements and other aspects to do the key work. The electronic competition training is divided into several stages： entry， primary， intermediate， advanced， and sprint. After the electronic competition training， the students not only made great progress in their profe-ssional level， but also scored impressive results.

Key words national undergraduate electronics design contest； trai-ning system； educational equipment； training site

1 電子競賽簡介

全國大學生電子設計競賽是教育部高教司、工業(yè)和信息化部人教司共同主辦的全國性大學生科技競賽活動，目的在于按照緊密結(jié)合教學實際，著重基礎、注重前沿的原則，促進電子信息類專業(yè)和課程建設，引導高等學校在教學中注重培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力、協(xié)作精神；加強學生動手能力的培養(yǎng)和工程實踐的訓練，提高學生針對實際問題進行電子設計、制作的綜合能力；吸引、鼓勵廣大學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。

競賽題目具有實際意義和應用背景，綜合考慮目前教學的基本內(nèi)容和新技術的應用趨勢，著重考核參賽學生綜合運用基礎知識進行理論設計的能力、實踐創(chuàng)新和獨立工作的基本能力、實驗綜合技能（制作與調(diào)試），并鼓勵參賽學生發(fā)揚團隊協(xié)作的人文精神。

競賽的命題范圍以電子技術（包括模擬和數(shù)字電路）應用設計為主要內(nèi)容，涉及模-數(shù)混合電路、單片機、嵌入式系統(tǒng)、DSP、可編程器件、EDA軟件、“互聯(lián)網(wǎng)+”、超高頻及光學紅外器件的應用。

賽題內(nèi)容包括“理論設計”和“實際制作與調(diào)試”兩部分，其中“實際制作與調(diào)試”又分為“基本要求”和“發(fā)揮要求”兩部分，從而使絕大多數(shù)參賽學生既能在規(guī)定時間內(nèi)完成基本要求的設計工作，又便于優(yōu)秀學生有發(fā)揮與創(chuàng)新的余地[1]。且命題還要充分考慮競賽評審的操作性。

全國競賽評獎采用“校為基礎、一次競賽、二級評獎”的方式。每次全國競賽后，各賽區(qū)負責本賽區(qū)的評獎工作（第一級評獎），經(jīng)賽區(qū)評獎后推薦出賽區(qū)優(yōu)秀參賽隊（不超過賽區(qū)實際參賽隊數(shù)量的10%）參加全國評獎（第二級評獎）。全國評審包括綜合測評、初評和復測三個階段，獲獎隊數(shù)量不超過全國實際參賽隊總數(shù)的8%，其中全國一等獎數(shù)量不超過2.4%，全國二等獎數(shù)量不超過5.6%。

2 電子競賽培訓的需求分析

從競賽目的來看，電子競賽是為了創(chuàng)造條件讓優(yōu)秀人才脫穎而出，本科教學是為了培養(yǎng)符合社會生產(chǎn)力基本要求的科研或工程技術人員，兩者差異巨大。

從命題范圍和內(nèi)容、要求來看，電子競賽雖然以電子專業(yè)的課程內(nèi)容為基礎，但技術要求遠高于本科教學。對參賽學生而言，如果僅僅掌握本科教學大綱中的內(nèi)容，那么不僅不可能完成競賽發(fā)揮部分的要求，甚至可能連基本要求都無法全部實現(xiàn)。

從評獎方式來看，對競賽作品的評價測試標準全國統(tǒng)一，且獎項等級越高，評價標準越嚴格。獲獎等級可以反映學生和學校在國內(nèi)電子專業(yè)中的技術水平。本科教學的評價方式是以修讀課程學生的平均水平為基礎的，不同學校之間，甚至同一所學校不同屆學生之間的評價標準都難以統(tǒng)一。評價結(jié)果只能說明學生完成了課程修讀的過程，無法反映學生在整個專業(yè)中的相對水平。

上述可以看出，電子競賽的要求和本科教學相比差異巨大。為了彌補二者的差異，需要對參賽的學生進行電子競賽培訓，培訓工作的重點在以下幾個方面。

1）師資的培養(yǎng)。配備理論知識深厚、實踐經(jīng)驗豐富、專業(yè)技術水平高的優(yōu)秀教師。電子競賽要求在規(guī)定時間段內(nèi)完成一件實物作品，因此要求教師自己首先要有這樣的能力。目前，高校里既有理論水平，又有實踐經(jīng)驗和工程經(jīng)驗的教師越來越少。為此需要在師資培養(yǎng)和考評體系上做工作。

2）學生的選拔。當前，學生選擇專業(yè)存在一定的盲目性。電子專業(yè)的學生中有一定數(shù)量的學生并不喜愛電子專業(yè)。電子專業(yè)課程內(nèi)容多、難度大，而且除了本專業(yè)的課程外，還要修習諸多數(shù)學、計算機類的工具性課程，而且電子競賽培訓的課時數(shù)和難度比普通本科課程更勝一籌。面對如此高強度的學習任務，學生如果缺乏對電子專業(yè)的熱愛，如果沒有踏實刻苦、屢敗屢戰(zhàn)的性格，往往會出現(xiàn)知難而退、臨陣脫逃的局面。因此，要選拔熱愛電子專業(yè)、動手能力強、心理承受力大的優(yōu)秀學生參加電子競賽。另外，學校應根據(jù)競賽難度和等級，對參加競賽的學生建立相應獎勵機制。

3）培訓內(nèi)容的建立。建設配套的培訓體系，培訓內(nèi)容、培訓時間覆蓋1～3年級。從學校自身的本科課程體系出發(fā)，比較與電子競賽要求之間的差距，設計相關培訓內(nèi)容。為了讓培訓具有延續(xù)性，且內(nèi)容更充分、時間更充裕，培訓內(nèi)容最好分成若干模塊，分別在不同的學期進行。

4）培訓用教育裝備的建設。購置高性能儀器設備，配備充足的耗材庫，以滿足競賽題目的技術要求。電子競賽對作品的技術要求要遠高于本科教學，相應地需要配備技術指標高的儀器設備，不能簡單用普通本科教學實驗室的儀器來代替。競賽耗材也不同于本科教學耗材，質(zhì)優(yōu)價貴，且消耗大，極易損壞，如果沒有充足的財力來保障充足的耗材，競賽作品是很難達到高技術要求的。

5）培訓場地的安排。配備專用實驗場地，對培訓學生全天開放。電子競賽培訓要占用學生極多的業(yè)余時間，幾乎所有的晚上、周末、寒暑假，學生都需要“泡”在實驗室，從初級培訓“磨”到參加競賽。對培訓學生來說，實驗場地是無法和他人共享的，因為每組學生都會全時使用場地，所以需要配備專用的培訓實驗場地，供學生自由使用。

3 傳統(tǒng)培訓方式的困境

筆者從2003年開始做電子競賽培訓，從簡單“復習備考方式”的培訓，到總結(jié)競賽特點，尋找本科教學不足，有針對性地開展“系統(tǒng)方式的培訓”，期間的教訓數(shù)不勝數(shù)。

前期的電子競賽培訓，無論國賽還是市賽，都是在競賽報名之后開始，培訓時間充其量兩個月。培訓內(nèi)容以往屆賽題為主，培訓方式采用項目式。學生自由選題，設計電路方案，和教師討論通過后，逐模塊制作實現(xiàn)。在整個設計制作過程中，定期討論遇到的問題和解決方案，題目完成后試評分，并討論成功、失敗的原因和改進方案。

如2003年的國賽培訓，按照項目管理的方法，針對往年真實賽題的技術要求，在暑假初制定了培訓時間表，表中列明了培訓項目的完成時間和每個項目的進展節(jié)點。每周一次競賽輔導組集體檢查所有參賽隊的培訓進度，每周兩次用于各參賽隊的單獨輔導討論，按需分配。由于學生選題分散，競賽培訓基本沒有預先設定的內(nèi)容，而是采用“兵來將擋，水來土掩”的方式，完全用于解決學生在培訓當中出現(xiàn)的問題。經(jīng)過兩個月的培訓，有一組學生拿到了全國一等獎。

在2003年后的幾次競賽培訓中依然采用上述培訓方式，但競賽成績每況愈下?？偨Y(jié)原因后發(fā)現(xiàn)，電子競賽和本科教學之間的差距越來越大，僅僅靠兩個月的突擊培訓，根本無法達到參賽獲獎的水平。

近年來，電子競賽與時俱進，題目內(nèi)容緊跟電子行業(yè)的技術發(fā)展，難度越來越大，綜合程度越來越高。以放大器類題目（見表1）為例，信號增益逐年增大，從40 dB增至100 dB；輸入信號越來越小，從20 mV下降到10 ?V；信號帶寬越來越寬，從10 MHz增至160 MHz；工作頻率越來越高，從5 MHz增至275 MHz。且題目內(nèi)容的覆蓋面越來越大，從簡單的放大器加直流穩(wěn)壓電路，到放大器加自動增益控制（AGC）電路，再到多頻段放大器加AGC、混頻、濾波等電路，在短短的84小時內(nèi)，學生要完成的工作量成倍增加，不僅考驗他們對電路知識掌握的全面程度，還要考驗他們電路焊接、調(diào)試技術，以及儀器使用的熟練程度。

與電子競賽的發(fā)展相反，本科生的培養(yǎng)計劃未能及時跟上時代變化，本科生的專業(yè)水平止步不前，甚至越來越低。如2009年培訓時，學生制作一個多路電壓輸出的直流穩(wěn)壓電源只需一星期；到了2013年，同樣的題目竟然用了一個月才完成。又如2013年開始，8位單片機的性能已很難滿足某些賽題的技術要求，在培訓中要求學生使用16位機或32位機，而本科生培養(yǎng)計劃里只有8位機的教學內(nèi)容。事實證明，技術落后在競賽中是無法取得好成績的。

近年來，減輕學生學習負擔成了高校教學改革的趨勢，但減掉的學分大部分都在專業(yè)課上。不少學生為了考研，對考研不考的內(nèi)容不愿意下功夫?qū)W習，導致很多選修課開不出來，最終是學生專業(yè)能力越來越弱。

另外，隨著高校對教師考評體系的固化，以及教師的新老更替，既有理論水平，又有實踐經(jīng)驗和工程經(jīng)驗的教師越來越少。在給電子競賽培訓安排輔導教師時，教授、博士等專職教師多采取回避態(tài)度，甚至有些電子專業(yè)的專職教師不知電子競賽為何物。沒有勝任的輔導教師和沒有強有力的領導工作，電子競賽的水平是不可能提高的。

4 新大學生電子競賽培訓體系的建設

為了讓熱愛電子專業(yè)的學生跟上電子專業(yè)發(fā)展的腳步，感受到社會生產(chǎn)前沿實況，懂得工程技術和規(guī)范，不僅僅是為了競賽而培訓，從2016年6月北京市電子競賽結(jié)束后，開始籌備2017年的全國電子競賽。

首先，研究學校本科教學內(nèi)容和電子競賽技術要求之間的差異，確定培訓課程，有針對性地補足這些差異；其次，成立電子設計競賽校隊，為熱愛電子專業(yè)的學生提供學習和交流的平臺。校隊主要對2015和2016級學生分別開展不同的培訓，2015級培訓針對2017年國賽，2016級培訓針對2019年國賽。培訓課程見表2。

在培訓課程之外，校隊每學期舉辦校內(nèi)競賽，既作為培訓效果的考核，也為吸引更多學生的關注，另外還可以此作為學生申請獎學金的依據(jù)。2016年12月，舉辦了第一次校級專項賽，分為焊接技術專項賽和32位單片機專項賽。2017年5月，舉辦了第一次校級綜合賽，作為全國電子競賽的報名選拔賽。

5 培訓成果

經(jīng)過一年多的精心準備，參賽學生的專業(yè)技術水平有了長足進步，對電子技術專業(yè)有了更加深入的認識。在2017年8月的全國大學生電子設計競賽中，參賽隊獲得全國一等獎；在2018年北京市大學生電子競賽中，獲得三個北京市一等獎。獲得上述成績，對一所師范院校來說實屬不易，充分證明了現(xiàn)在的培訓方式是正確且有效的。

參考文獻

[1]2017全國大學生電子設計競賽北京賽區(qū)競賽方案[DB/

OL].http：//jw.beijing.gov.cn/gjc/tzgg/201705/t2017

0502_19173.htm.