項(xiàng)目式訓(xùn)練在大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中的實(shí)踐

肖振興

【摘 要】本文論述電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的能力需求，將電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽需要的專業(yè)技能進(jìn)行剖解，針對(duì)所需求的專業(yè)技能設(shè)立對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目式訓(xùn)練，依據(jù)合理制訂訓(xùn)練方案、選定合適實(shí)現(xiàn)器材、設(shè)計(jì)步驟等來實(shí)施，并以AD采集項(xiàng)目式訓(xùn)練為例進(jìn)行探討，使教師對(duì)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的指導(dǎo)以及學(xué)生的訓(xùn)練更加具有有針對(duì)性。

【關(guān)鍵詞】電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽 項(xiàng)目式訓(xùn)練 專業(yè)技能

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2018）02C-0027-02

目前參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的高校和學(xué)生人數(shù)多，涵蓋的專業(yè)面廣，涉及的知識(shí)很專業(yè)，如果不對(duì)所需求的專業(yè)技能設(shè)立對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目式訓(xùn)練，那么學(xué)生的訓(xùn)練將更加難以推進(jìn)和行之有效。大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是將實(shí)際的問題提出，并提出具體參數(shù)及要求，學(xué)生要在規(guī)定的時(shí)間將問題解決并實(shí)物化，對(duì)提升大學(xué)生實(shí)際解決問題的能力和創(chuàng)新能力有著巨大的幫助。本文探索項(xiàng)目式訓(xùn)練在大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中的實(shí)踐。

一、基本思路

第一，對(duì)競(jìng)賽的命題方向和要求進(jìn)行認(rèn)真研讀，結(jié)合以往的競(jìng)賽題目及往屆的元件清單，找出技能競(jìng)賽所需求的專業(yè)技能和需掌握的理論知識(shí)，根據(jù)這些技能需求設(shè)立對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目式訓(xùn)練。這些項(xiàng)目式訓(xùn)練內(nèi)容可以實(shí)際的電路制作，也可以是教師的理論講授等，形式可以多樣但最終的目的是要學(xué)生掌握這個(gè)知識(shí)點(diǎn)或技能。在對(duì)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目訓(xùn)練時(shí)可以分三步進(jìn)行：技術(shù)能力基礎(chǔ)培養(yǎng)（熟悉和掌握所需技能基礎(chǔ)能力）、技術(shù)能力提高訓(xùn)練（在掌握基本所需技能基礎(chǔ)之上，開展一些有針對(duì)性的訓(xùn)練）、技術(shù)能力實(shí)戰(zhàn)提升（以實(shí)際的競(jìng)賽題目要求，進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)演練和總結(jié)提升）。

第二，參賽學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師提出的訓(xùn)練要求，自己根據(jù)設(shè)立的項(xiàng)目式訓(xùn)練按時(shí)保質(zhì)完成對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目式訓(xùn)練。學(xué)生可以根據(jù)自身的情況，對(duì)照項(xiàng)目式訓(xùn)練項(xiàng)目，從中挑選一些項(xiàng)目進(jìn)行訓(xùn)練提高，在訓(xùn)練之中存在的知識(shí)盲區(qū)和沒有掌握的知識(shí)要自覺記錄訓(xùn)練當(dāng)中存在的不足，之后與隊(duì)友和老師一起完成項(xiàng)目反思。

二、實(shí)施過程

第一步，在訓(xùn)練之初，由指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)（指導(dǎo)教師）根據(jù)競(jìng)賽的規(guī)程和要求，結(jié)合以往的競(jìng)賽題目和涉及的其他知識(shí)，分析每一年的出題意向，制定一系列對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目式訓(xùn)練，參賽學(xué)生結(jié)合自己的實(shí)際，對(duì)自己目前技能掌握的情況有針對(duì)性選擇相關(guān)的項(xiàng)目式訓(xùn)練，對(duì)每一個(gè)項(xiàng)目式訓(xùn)練要進(jìn)行實(shí)踐，在實(shí)踐中反思自己的存在的不足。針對(duì)這些不足進(jìn)行改進(jìn)和加強(qiáng)訓(xùn)練。

第二步，指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)（指導(dǎo)教師）要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自身的實(shí)際情況分析、明確所要掌握的技能要求，進(jìn)行針對(duì)性的項(xiàng)目式訓(xùn)練；對(duì)學(xué)生自己不能掌握的重點(diǎn)難點(diǎn)要進(jìn)行指導(dǎo)以及對(duì)學(xué)生的訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行檢查并及時(shí)反饋訓(xùn)練結(jié)果。同時(shí)，指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)（指導(dǎo)教師）也要根據(jù)學(xué)生的訓(xùn)練結(jié)果對(duì)項(xiàng)目式訓(xùn)練內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)，訓(xùn)練內(nèi)容要難易結(jié)合，知識(shí)點(diǎn)的銜接要層層遞進(jìn)，能讓學(xué)生在訓(xùn)練之后明白所需要掌握的知識(shí)點(diǎn)及認(rèn)識(shí)到自身的不足。

第三步，學(xué)生根據(jù)設(shè)立的項(xiàng)目式訓(xùn)練，自主完成訓(xùn)練任務(wù)。

1.認(rèn)真分析，合理制訂訓(xùn)練方案。對(duì)于每一個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目，都可能存在多條思路、多種方案。教材中或老師關(guān)于某個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目的訓(xùn)練方案和技術(shù)實(shí)現(xiàn)，也只是眾多方案中的一種，而且不一定是最好的一種，而只是較可行的一種，這一點(diǎn)一定要與學(xué)生明確，不能夠不明所以地照搬照抄他人方案。對(duì)于硬件技術(shù)方案的每一個(gè)實(shí)現(xiàn)電路和采用的器件都要根據(jù)題目的技術(shù)參數(shù)來進(jìn)行論證確定，因?yàn)橛布坏┐_定和實(shí)物化后續(xù)基本沒有提升的可能性，那么在眾多技術(shù)實(shí)現(xiàn)的方案中，我們應(yīng)如何選擇呢？首先要使學(xué)生明確，選擇技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案要遵循以下原則：（1）簡(jiǎn)便性原則。即要求所選方案原理算法簡(jiǎn)單、電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，操作實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便、結(jié)果易量易測(cè)。應(yīng)盡量避免實(shí)施那些原理復(fù)雜、操作煩瑣和被測(cè)量不易的技術(shù)方案。（2）可行性原則。設(shè)計(jì)方案的實(shí)施要安全可靠，不會(huì)對(duì)人身和器材設(shè)備造成危害；所需裝置和器材要易于置備，不能脫離實(shí)際，不能超出規(guī)程規(guī)定現(xiàn)有條件。在大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，有一個(gè)特別的情況要注意，競(jìng)賽只有四天三夜的時(shí)間，元器件清單一般在開賽前一個(gè)星期公布，元器件公布之后要馬上進(jìn)行購(gòu)買，正式的競(jìng)賽題目出來之后，經(jīng)過我們的方案論證，也會(huì)發(fā)現(xiàn)某些器件并沒有，所以在學(xué)生平時(shí)訓(xùn)練的時(shí)候就要考慮到可行性原則。（3）精確性原則。不同的技術(shù)設(shè)計(jì)方案，其設(shè)計(jì)原理、所用儀器以及實(shí)驗(yàn)重復(fù)性等方面所引入的誤差是不同的。在選擇方案時(shí)，應(yīng)對(duì)各種可能的方案進(jìn)行初步的誤差分析，盡可能選用精確度高的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案。方案的設(shè)計(jì)中要結(jié)合題目要求考慮題目?jī)?nèi)容的技術(shù)指標(biāo)，不應(yīng)選用不能實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的方案和器件，這一點(diǎn)對(duì)于硬件方案論證及器件選擇尤為重要，如果在硬件電路設(shè)計(jì)和器件選型中沒有考慮精確度高的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，就達(dá)不到技術(shù)要求，甚至是需要重新設(shè)計(jì)論證。

2.依據(jù)訓(xùn)練方案，選定合適實(shí)現(xiàn)器材。訓(xùn)練方案選定之后，學(xué)生要考慮該方案需要哪些裝置，哪些材料、被測(cè)量與哪些物理量有直接的定量關(guān)系，這些物理量分別需用什么儀器來測(cè)定，從而確定整個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目需要哪些器材，及時(shí)向?qū)?yīng)指導(dǎo)教師提出申請(qǐng)，由指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)（指導(dǎo)老師）論證方案的可行性后，對(duì)涉及的材料向?qū)W校申請(qǐng)采購(gòu)。

3.設(shè)計(jì)步驟，做到合理有序，按計(jì)劃、有步驟地進(jìn)行。訓(xùn)練之前，學(xué)生要做到心中有數(shù)，先做什么，后做什么，什么時(shí)間必須完成哪些任務(wù)，訓(xùn)練之后要到達(dá)一個(gè)什么效果。應(yīng)從正確操作和提高效率的角度擬訂一個(gè)合理而有序的訓(xùn)練步驟。對(duì)訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行記錄，做好訓(xùn)練結(jié)果分析，這就要求學(xué)生掌握常用的數(shù)據(jù)結(jié)果處理和誤差分析的方法。通過對(duì)誤差分析和數(shù)據(jù)處理，學(xué)生要明白這些誤差是否可以消除的，誤差是由于器件精度不夠還有電路里面各種“漂移”等因素造成的。這可以為在下一次設(shè)計(jì)時(shí)積累經(jīng)驗(yàn)，提高硬件的可塑性。

第四步，教師點(diǎn)評(píng)。學(xué)生設(shè)計(jì)過程中，教師要善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生的閃光點(diǎn)，樹立學(xué)生的信心，也要善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生的典型錯(cuò)誤，加以講解和指導(dǎo)。項(xiàng)目式訓(xùn)練一結(jié)束，要及時(shí)講評(píng)，講評(píng)要有針對(duì)性。對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的各種方案都要加以點(diǎn)評(píng)，也要以實(shí)際的例子對(duì)學(xué)生進(jìn)行講解，從一開始的讀題、方案論證及選擇、實(shí)際電路制作軟件編寫、電路調(diào)試這些方面的注意事項(xiàng)都要告訴學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生大膽探索、大膽創(chuàng)新。同時(shí)，教師要根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書中不規(guī)范的內(nèi)容和不符合學(xué)生實(shí)際的內(nèi)容要及時(shí)修訂。

三、實(shí)際例程介紹

以AD采集項(xiàng)目式訓(xùn)練為例，AD采集在歷年的大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中都會(huì)有涉及，那么在項(xiàng)目式的訓(xùn)練當(dāng)中可以以AD采集0-5V電壓并顯示，精度±0.01℃。那么在這個(gè)項(xiàng)目式訓(xùn)練當(dāng)中有許多的知識(shí)點(diǎn)是需要學(xué)生去掌握的，比如AD的性能指標(biāo)分辨率，轉(zhuǎn)換速率，還有就是數(shù)據(jù)的顯示技術(shù)等，這些都是競(jìng)賽時(shí)要涉及的知識(shí)，通過這種項(xiàng)目式訓(xùn)練就已經(jīng)把競(jìng)賽中出現(xiàn)的知識(shí)點(diǎn)和需掌握的技能提前實(shí)戰(zhàn)了一遍。

在實(shí)際訓(xùn)練中，首先認(rèn)真研讀題目，明白題目的技術(shù)指標(biāo)，是在做一個(gè)什么樣的系統(tǒng)，這些技術(shù)指標(biāo)有涉及哪些知識(shí)點(diǎn)，做完這個(gè)題目之后自己要掌握哪些知識(shí)點(diǎn)。

其次，針對(duì)要實(shí)現(xiàn)的功能和技術(shù)指標(biāo)，第一步，進(jìn)行技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案的論證選擇，方案論證上要綜合考慮各種情況，可以多設(shè)想幾種方案，以便于選擇最優(yōu)方案，技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案要遵循上文提到過的三原則；第二步，技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案確定下來以后，就是具體的硬件制作和軟件編寫，硬件和軟件應(yīng)該也要有一個(gè)具體的設(shè)計(jì)說明，尤其是涉及高頻高速電路。第三步，軟硬件的聯(lián)合調(diào)試，記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)的誤差分析。第四步，針對(duì)聯(lián)調(diào)的結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)的改進(jìn)和完善。

最后，學(xué)生要記錄好此次訓(xùn)練遇到的問題和涉及的專業(yè)知識(shí)點(diǎn)，在做項(xiàng)目訓(xùn)練總結(jié)的時(shí)候及時(shí)反饋，指導(dǎo)老師要對(duì)這次的項(xiàng)目式訓(xùn)練及時(shí)點(diǎn)評(píng)，尤其是學(xué)生還沒掌握的和出現(xiàn)問題的地方可以和他們討論。

【參考文獻(xiàn)】

[1]馬聰玲.基于項(xiàng)目式教學(xué)提高機(jī)械工程訓(xùn)練教學(xué)質(zhì)量的探討[J].牡丹江教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（4）

[2]郝利華，薛英娟.大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的實(shí)踐與探索[J].中國(guó)電子教育，2016（2）

[3]黃麗.以電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽推進(jìn)嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)改革[J].科教導(dǎo)刊，2017（1X）

[4]聶磊，丁善婷，翟中生.以競(jìng)賽為導(dǎo)向的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)實(shí)踐育人機(jī)制研究[J].教育現(xiàn)代化，2016（32）

[5]戈田一，擺銀龍.基于電子競(jìng)賽的職業(yè)院校電子類課程實(shí)踐教學(xué)改革[J].中國(guó)冶金教育，2014（4）

[6]徐明娜，寇志偉，李文軍.基于電工電子競(jìng)賽的開放式實(shí)習(xí)教學(xué)研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2016（3）

（責(zé)編 蘇 洋）