發(fā)布時間:2022-05-02 09:18:36
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇電子設計大賽論文,希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1賽前準備
統(tǒng)一思想,明確目的.大學生電子設計大賽是考察在校大學生專業(yè)知識和實踐能力的綜合型競賽,是檢驗學校辦學能力的高水平競賽,同時保證參加大賽的同學能通過大賽這一平臺有所收獲和進步.指導教師通過比賽積累經驗,實現比賽在學校可持續(xù)發(fā)展,實現以賽促管、以賽促學、以賽促改.大學生電子設計大賽組織過程分為宣傳、動員、報名、培訓、篩選、強化、競賽、獎勵、總結.賽前準備包含賽前組織和賽前培訓.賽前組織包括人員組織、經費組織、設備與耗材組織,賽前培訓是對學生進行針對性高強度模擬訓練,賽前精心準備是競賽成功的一半,讓每位指導老師和同學在電子設計大賽賽前、賽中、賽后都有所收獲.
1.1賽前組織
1.1.1人員組織
學校成立電子設計大賽領導小組.全國大學生電子設計大賽和省級大學生電子設計大賽輪流隔年舉辦一次,領導小組是常設機構,負責電子競賽組織、管理、協調工作.電子設計大賽領導小組組長一般由主管教學副校長擔任,副組長由學校教務處處長和相關學院院長共同擔任,辦公室主任由電工電子實驗中心主任擔任.辦公室設在實驗中心,負責處理大賽日常事務,成員包括指導老師、實驗員及大賽相關人員.電子設計大賽領導小組負責相關部門協調和政策落實和大賽組織和宣傳,負責參賽人員管理和學生培訓,負責賽前制定培訓計劃收集整理資料,負責與賽區(qū)組委會聯絡和大賽專項經費管理,負責元器件及耗材保管、整理、發(fā)放、采購和培訓競賽場地管理,負責培訓競賽后勤保障和學生管理.電子設計大賽人員組織包含指導老師的組織和參賽學生的組織.強有力的指導老師團隊是電子設計大賽取得成功的基礎.隨著技術發(fā)展,大賽專業(yè)知識廣度和深度不斷加深,題目更加新穎貼近生活,包括電源類、控制類、無線收發(fā)類、儀器儀表類等,涉及電子技術各領域和方向,對指導老師綜合素質和能力提出了更高要求.指導老師需要精通模擬電路、數字電路、高頻電路,精通51單片機和熟練運用CORTEX-M3嵌入式系統(tǒng)、CPLD/FPGA可編程邏輯器件、DSP數字信號處理器等,有豐富的實踐經驗和極強攻堅能力.根據實際情況組建指導教師團隊給學生全方位的指導,充分發(fā)揮指導教師特長,取長補短,相互學習,共同提高.參賽學生是大賽主體,加強宣傳,吸引更多同學參與大賽,同時保證競賽質量和水平,經選拔合格或任課老師推薦才能正式報名參加.大三學生知識結構和實踐能力強于大二學生,選拔時以大三學生為主,適當選取大一、大二學生保證后備力量,組成電子設計大賽參賽隊伍.通過學校宣傳、領導小組動員、輔導員講解,使參賽同學全方位多角度了解電子設計大賽的意義和目的,對就業(yè)和成長的幫助,調動學生競賽積極性和熱情.
1.1.2經費組織
電子設計大賽經費使用原則:預算清晰,專人管理,??顚S?,合理使用,厲行節(jié)約,保證運行,各項開支在預算內完成,開支與預算一致.經費來源分為學校年度預算和校內部門籌集,用于電子設計大賽基本運行和指導教師課時補貼.基本運行包含報名費、管理費、電子元器件及耗材采購添置、競賽期間餐費及其他雜費.指導教師課時補貼指賽前教師培訓課時費、競賽期間指導教師補貼.電子設計大賽經費不含教師差旅費和競賽獲獎后學校發(fā)放獎金,賽后根據政策另行撥付.
1.1.3設備耗材組織
大賽設備耗材專人管理,專人采購,統(tǒng)一分配;培訓類耗材由培訓教師提出計劃統(tǒng)一采購.
1.2賽前培訓
電子設計大賽賽前對學生的培訓是學生提高的重要過程,很大程度上決定了比賽成績.指導教師根據歷年競賽內容和特點,結合自身特長制定詳盡的培訓計劃和方案.大三學生知識相對全面但實踐應用能力較差,沒有系統(tǒng)設計經驗,知識點孤立難以將各門課程融合到一起,大二學生專業(yè)知識結構不完整,認識片面,指導教師根據學生實際情況因材施教做出個性化的培訓與輔導,使培訓效果達到最佳.培訓分兩個階段,時間5~6周.第一階段(3~4周)采用集中授課與實際制作相結合的方式,第二階段(2~3周)采用三人一組半開放自主設計的方式.第一階段包含模塊電路分析、設計、調試、制作、參數測試、基本儀器使用及報告書寫,對往屆比賽重點模塊電路進行有針對性專題講座和制作.重點模塊有電源電路、信號調理與運算放大電路、傳感器與微弱信號檢測電路、信號發(fā)生電路、通信電路、電壓與頻率轉換電路,單片機最小系統(tǒng)、人機交互電路、數據采集電路、驅動電路等.設計報告內容包含:摘要,敘述優(yōu)秀技術、實現方法與發(fā)揮;系統(tǒng)設計方案,敘述方案選擇、系統(tǒng)結構、實現方法;硬件電路設計與分析計算,敘述硬件電路原理、計算、設計與實現;軟件設計,敘述軟件程序思想、流程、實現方法與重點程序;測試結果與分析,敘述測試儀器、測試方法、測試結果、數據分析;總結與展望,總結題目完成情況、存在問題與展望.第一階段使學生掌握基本模塊電路,對電子設計進一步了解和認識,優(yōu)秀學生脫穎而出,具備沖擊獎項實力,指導教師對這部分同學重點關注,畢竟指導教師精力有限,不可能面面俱到,拿獎也是一項重要而艱巨的任務.第二階段3人一隊進行賽前熱身.按比賽要求自主設計,鍛煉同學們系統(tǒng)分析與設計、制作與調試、參數測試、團隊分工與協作能力.每隊由3名同學自愿組合組成,1名同學負責軟件編寫,1名同學負責硬件制作,1名同學負責報告撰寫.實際比賽有很多突發(fā)情況需共同討論、共同參與、共同應對、共同解決.指導教師可以根據以往題目特點、內容和難度自行設計題目,也可以直接選擇往屆典型題目.第二階段模擬訓練展現了各隊水平和能力,也暴露存在的問題,指導教師根據每隊實際情況進行賽前輔導.
2賽期管理
比賽前2~3周,組委會發(fā)放比賽用單片機和開發(fā)平臺,提前讓參賽隊熟悉開發(fā)環(huán)境,賽前一周公布本屆電子設計大賽可能用到的元器件測試儀器,指導教師團隊根據公布元器件清單估計本屆比賽可能出現的題目和用到的模塊.指導教師對器件進行分析,列出本次大賽可能用到元器件詳細清單,交器件管理員清理匯總,不足部分立即準備和采購,采購應確保器件質量,排除器件質量問題帶來的故障和干擾.參賽隊在賽前調試好競賽場地儀器設備,查看元器件清單結合指導老師分析對新器件和不熟悉模塊進行搭建與調試,為比賽正式開始做好準備.4天3夜的電子設計大賽開始后,第一天選擇題目、設計方案與具體電路,領取元器件及耗材,不足的元器件匯總立即采購.第二天完成軟件編寫和部分模塊電路搭建.第三天完成軟硬件聯調和報告書寫.第四天完成參數測試,有能力的同學完成發(fā)揮部分設計.
3賽后總結
大學生電子設計大賽推動了教學改革,提高了教學水平,促進了教學的科學管理,但也存在很多難以解決的問題.例如很多高校以拿獎為目的,重視結果而忽視過程,學生受益面太窄;指導教師綜合素質和能力要求高,壓力大,有能力的教師愿意搞科研不愿意搞競賽,缺乏制度上的規(guī)范和鼓勵;大學生電子設計大賽成了學校與學校指導老師的比賽,甚至指導老師直接代替了學生直接參與比賽;但無論如何最終學生是比賽的最大受益者.
作者:晏勇單位:阿壩師范高等專科學校物理與電子科學系
一、目前電子設計大賽教學中存在的問題
(1)學生掌握的專業(yè)知識參差不齊,而電子設計所用的集成芯片種類型號繁多,學生必須學會自己查閱資料,尤其要會查閱英文資料。
(2)學生雖有一定的動手能力,但容易僅憑經驗拿到元器件直接在電路板上進行焊接,往往導致功能測試時糾錯困難。隨著計算機技術的飛速發(fā)展,學生利用計算機仿真軟件進行硬件原理圖的設計是發(fā)展的必然趨勢。
(3)學生制作出的電子作品外觀布局多樣,如何將設計好的電路進行科學PCB制板能力制板,才能方便焊接,且減少相互干擾,是設計最終成功的關鍵。
(4)學生在焊接技術不夠嫻熟,使得電子作品調試不能完全達到要求,焊接的好壞,直接關系到電子產品或制作的質量。為了取得好的賽績,必須著力培養(yǎng)學生電子設計制作的綜合能力,即查閱資料、硬件原理圖的設計、電路板的布線與制作、焊接功能測試能力。其中硬件原理圖的設計能力的培養(yǎng)是教學中的突出難點。
二、Proteus硬件仿真技術改革電子設計大賽教學內容
電子設計大賽采取理論教學與制作訓練結合的集訓思路對學生進行指導。理論部分進行模塊化分解包括:基本元件;傳感器;集成芯片部分。教師按此分類進行模塊化理論教學,學生通過模塊來構建自己的知識結構,形成個體獨特的知識體系。制作訓練部分包括:電子儀器和Proteus仿真軟件的使用;常用的基本單元模塊的設計和制作;綜合電子制作訓練。理論教學和制作訓練在時間安排上遵循交替進行原則,并增加了Proteus硬件仿真技術的應用。Proteus是英國Lab-centerelectronics公司于1989年開發(fā)的一款電路仿真軟件,擁有豐富的元器件、各種虛擬儀器、圖形化的分析功能,現已在全球50多個國家得到應用,廣泛應用于高校的大學生或研究生電子學教學與實驗以及公司實際電路設計與生產。Proteus主要由兩部分組成:ISIS原理圖設計仿真系統(tǒng);ARES印制電路板設計系統(tǒng)。硬件原理圖的設計能力是困擾學生的突出難題,也是保障電子設計制作成功的重要前提。因此,在電子設計大賽中將主要應用Proteus軟件的ISIS原理圖設計仿真系統(tǒng)輔助教學。Proteus軟件硬件原理圖設計及仿真的具體步驟為:新建設計文件并設置圖紙參數和相關信息;放置元器件;對原理圖進行布線;利用ISIS提供的電氣規(guī)則檢查命令檢查原理圖,調整原理圖布局;電路運行調試。
三、Proteus硬件仿真技術在電子設計大賽中的教學實施
Proteus硬件仿真技術作為一種先進的教學手段,貫穿應用于電子設計大賽的理論教學和制作訓練教學全過程。
1.Proteus硬件仿真技術在理論教學中應用Proteus軟件提供了很多種類的虛擬仿真工具,包括探針、虛擬儀器、信號發(fā)生器、仿真圖表等。Proteus軟件的虛擬仿真模式包括交互式動態(tài)仿真和基于圖表的靜態(tài)仿真。采用虛擬演示實驗的方法,將Proteus仿真技術引入電子設計大賽理論教學環(huán)節(jié),教師可以通過多媒體展示電路的仿真情況,形象地講解電路理論及原理,使學生清晰觀察到電路運行的現象、信號波形以及各種參數曲線,從感性上加深對電路原理與性能的理解,直觀地掌握教學內容,提高教學的效果與效率。以非門電路組成非對稱型振蕩電路為例,電路的基本工作原理是利用電容器的充放電。當輸入電壓達到非門的閥值電壓Vth時,非門的輸出狀態(tài)發(fā)生變化。因此,電路輸出地脈沖波形參數直接取決于電路中阻容元件的數值。通過Proteus軟件的交互式動態(tài)仿真方式,采用虛擬示波器輸出電路中的四處節(jié)點波形,從波形結果發(fā)現:非對稱型多諧振蕩器的輸出波形是不對稱的,輸出脈沖寬度tw1=RC,tw2=1.2RC,T=2.2RC。通過調節(jié)R和C值,可改變輸出信號的振蕩頻率,改變C實現輸出頻率的粗調,改變R實現輸出頻率的細調。
2.Proteus硬件仿真技術在制作訓練中應用
制作訓練采用循序漸進的方式進行,制作訓練初期主要是電子儀器和Proteus軟件的使用;從制作訓練中期開始,需針對常用的基本單元模塊進行設計與制作;制作訓練后期,以往屆賽題和模擬賽題為訓練內容進行綜合電子制作。通過分析往屆賽題發(fā)現,計數顯示電路的設計訓練是賽前培訓的重點之一?,F以一款數字顯示倒計時定時基本單元電路的設計為例,該電路適用于各種需要定時的場合,如電話定時、路燈定時、某一種狀態(tài)或過程控制定時等。按照Proteus硬件原理圖設計步驟,電路主要由計數脈沖產生電路、減法計數與數字顯示電路組成。其中計數脈沖產生電路可以由NE555芯片按照多諧振蕩電路進行接線,也可以由簡單的門電路產生,還可以由運放電路產生,此處簡要地用矩形波信號源表示計數脈沖輸入信號。減法計數與數字顯示電路主要由可預置4位二進制可逆計數器U1(74HC193)、U2(譯碼/驅動CD4511)、U3共陰極七段數碼管組成。R2與C1組成預置數電路,在通電瞬間對U1(74HC193)進行預置數9。之后,U1的4腳每接收到一個負脈沖,U1計數一次并減一,數碼顯示由9變成8,當定時時間一到,顯示器顯示0,并且U1的13腳TCD輸出一負脈沖,由該信號驅動各種執(zhí)行元件,如晶體管、晶閘管、繼電器、光耦合器等。本電路作為一款通用基本電路,只需稍作改動就可實現多種功能,例如需要進行兩位數顯示,只需改用兩片74HC193分別對個位和十位進行計數,再用兩片CD4511驅動兩位數字顯示即可;如果需要實現倒計時定時報警功能,只需利用U1(74HC193)的13腳TCD作為觸發(fā)信號連接驅動蜂鳴器的執(zhí)行電路即可。采用Proteus硬件仿真技術,在原理圖設計階段就可以進行評估,驗證所設計的電路是否達到要求的技術指標,還可以通過改變元器件參數使整個電路的性能最優(yōu)化,大大節(jié)省了設計時間與經費,提高了設計效果和質量。
四、Proteus硬件仿真技術在電子設計大賽中實施的效果評價
1.Proteus為電子設計大賽提供了多媒體教學平臺
Proteus軟件為理論教學提供了先進的實驗、演示和電路分析。教師可以在多媒體教室中深入淺出地分析各種電路的特性,講解各種參數改變對電路的影響,幫助學生突破抽象的難點知識的理解,形成扎實系統(tǒng)的知識體系。
2.Proteus為電子設計大賽提供了虛擬實訓平臺
Proteus軟件所提供的一系列元件庫,既能實現實驗箱固定模塊的驗證功能,還能根據教學內容進行調整,整個過程不受時間、空間限制,突破了傳統(tǒng)實訓室的局限性,克服了學校經費不足和儀器設備不足對教學指導的困擾。
3.Proteus為電子設計大賽提供了創(chuàng)新平臺
Proteus軟件提供的硬件仿真功能,為電子設計大賽注入了活力,培養(yǎng)了學生科學的電子設計方法,有效地提高了學生針對實際問題進行電子設計制作的能力以及創(chuàng)新發(fā)揮的能力。
五、結語
Proteus以其強大的互動硬件仿真功能,給電子設計大賽提供了一個電子設計的教學平臺、實訓平臺和創(chuàng)新平臺,提高了電子設計大賽指導的效率,為當今電子類專業(yè)的教學改革提供了強有力的手段,但在教學實施過程中仍需明確:堅持Proteus虛擬演示為手段,深層理解電子理論為目的;堅持Pro-teus硬件仿真技術為手段,實際制作為目的。
作者:謝富珍單位:新余學院機械工程學院
全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一,是面向大學生的群眾性科技活動,目的在于推動高等
學校促進信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革,有助于高等學校實施素質教育,培養(yǎng)大學生的實踐創(chuàng)新意識與基本能力、團隊協作的人文精神和理論聯系實際的學風;有助于學生工程實踐素質的培養(yǎng)、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力;有助于吸引、鼓勵廣大青年學生踴躍參加課外科技活動,為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。
全國大學生電子設計競賽的特點是與高等學校相關專業(yè)的課程體系和課程內容改革密切結合,以推動其課程教學、教學改革和實驗室建設工作。競賽的特色是與理論聯系實際學風建設緊密結合,競賽內容既有理論設計,又有實際制作,以全面檢驗和加強參賽學生的理論基礎和實踐創(chuàng)新能力。
全國大學生電子設計競賽的組織運行模式為:“政府主辦、專家主導、學生主體、社會參與”十六字方針,以充分調動各方面的參與積極性。
全國大學生電子設計競賽:
大學生電子設計競賽交流社區(qū):
大學生電子設計競賽交流社區(qū)簡介
專注于大學生電子設計競賽,一切服務于電子設計競賽,讓參賽者在本社區(qū)自由交流,在賽場上我們是對手,在這里我們是朋友,互相學習共同進步,為電子設計競賽事業(yè)獻出自己的微薄之力!
該社區(qū)立志于做中國最大的大學生電子設計競賽論壇,以“方便廣大電子愛好者,服務于大學生電子設計競賽”為宗旨,以“一切皆有可能,沒有什么不可以”為理念,他們一直在努力,為了方便一切的電子愛好者!
全國大學生電子設計競賽章程
一、總則
1.指導思想與目的
全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一,是面向大學生的群眾性科技活動,目的在于推動高等學校促進信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革,有助于高等學校實施素質教育,培養(yǎng)大學生的實踐創(chuàng)新意識與基本能力、團隊協作的人文精神和理論聯系實際的學風;有助于學生工程實踐素質的培養(yǎng)、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力;有助于吸引、鼓勵廣大青年學生踴躍參加課外科技活動,為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。
2.競賽特點與特色
全國大學生電子設計競賽的特點是與高等學校相關專業(yè)的課程體系和課程內容改革密切結合,以推動其課程教學、教學改革和實驗室建設工作。競賽的特色是與理論聯系實際學風建設緊密結合,競賽內容既有理論設計,又有實際制作,以全面檢驗和加強參賽學生的理論基礎和實踐創(chuàng)新能力。
3.組織運行模式
全國大學生電子設計競賽的組織運行模式為:“政府主辦、專家主導、學生主體、社會參與”十六字方針,以充分調動各方面的參與積極性。
二、組織領導
4.領導
全國大學生電子設計競賽由教育部高等教育司和信息產業(yè)部人事司共同主辦,負責領導全國范圍內的競賽工作。各地競賽事宜由地方教委(廳、局)統(tǒng)一領導。為保證競賽順利開展,組建全國及各賽區(qū)競賽組織委員會和專家組。
5.組織委員會
(1)全國競賽組織委員會由教育部、信息產業(yè)部、部分參賽省市教育主管部門負責人或有關學校專家組成,組委會成員由教育部高等教育司以文函形式任命,每屆全國競賽組織委員會和賽區(qū)組委會任期四年。
全國競賽組委會設立秘書處,設秘書長一人,常務副秘書長一人,副秘書長若干人,主持全國大學生電子設計競賽的日常工作。
(2)各賽區(qū)競賽組委會由?。ㄗ灾螀^(qū))、直轄市教委(廳、局)、高校代表及電子類專家、企事業(yè)代表組成,負責本賽區(qū)的競賽組織領導工作。
(3)原則上以省(自治區(qū))、直轄市獨立組成一個賽區(qū)。若參賽學校少于3所或參賽隊少于20個隊時,可與鄰近省市聯合組成一個賽區(qū)。
6.專家組
(1)全國只組建一個全國專家組,主要由來自高等學校電子及其相關專業(yè)的專家組成,全國專家組由責任專家、專家和專家?guī)斐蓡T三個人員層面構成,全國競賽的命題和評審工作以責任專家為主體。
(2)各賽區(qū)成立賽區(qū)專家組,由賽區(qū)內高校電子及其相關專業(yè)的專家組成,負責本賽區(qū)的競賽征題、評審工作。
7.參賽單位
以高等學校為基本參賽單位,參賽學校應成立電子競賽工作領導小組,負責本校學生的參賽事宜,包括組隊、報名、賽前準備、賽期管理和賽后總結等。
8.參賽隊和參賽學生
每支參賽隊由三名學生組成,具有正式學籍的全日制在校本、專科生均有資格報名參賽。
9.輔導教師
對于賽前輔導教師的辛勤工作,應按照教育部高等教育司下發(fā)的《關于鼓勵教師積極參與指導大學生科技競賽活動的通知》(教高司函[2003]165號)精神,承認并計算其工作量。
三、競賽時間和方式
10.競賽時間和競賽周期
全國大學生電子設計競賽每逢單數年的9月份舉辦,賽期四天(具體日期屆時通知)。在雙數的非競賽年份,根據實際需要由全國競賽組委會和有關賽區(qū)組織開展全國的專題性競賽,同時積極鼓勵各賽區(qū)和學校根據自身條件適時組織開展賽區(qū)和學校一級的大學生電子設計競賽。
11.競賽方式
競賽采用全國統(tǒng)一命題、分賽區(qū)組織的方式,競賽采用“半封閉、相對集中”的組織方式進行。競賽期間學生可以查閱有關紙介或網絡技術資料,隊內學生可以集體商討設計思想,確定設計方案,分工負責、團結協作,以隊為基本單位獨立完成競賽任務;競賽期間不允許任何教師或其他人員進行任何形式的指導或引導;競賽期間參賽隊員不得與隊外任何人員討論商量。參賽學校應將參賽學生相對集中在實驗室內進行競賽,便于組織人員巡查。為保證競賽工作,競賽所需設備、元器件等均由各參賽學校負責提供。
四、競賽規(guī)則
12.為保證競賽工作的順利進行,應嚴格遵守全國競賽組委會屆時頒布的《全國大學生電子設計競賽競賽規(guī)則與賽場紀律》。競賽期間,各賽區(qū)組織巡視人員,嚴格執(zhí)行巡視制度。
五、競賽命題與相關規(guī)定
13.競賽題目
競賽題目是保證競賽工作順利開展的關鍵,應由全國專家組制定命題原則,賽前發(fā)至各賽區(qū)。全國競賽命題應在廣泛開展賽區(qū)征題的基礎上由全國競賽命題專家統(tǒng)一進行命題。全國競賽命題專家組以責任專家為主體,并與部分全國專家組專家和高職高專學校專家組合而成。
全國競賽采用兩套題目,即本科生組題目和高職高專學生組題目,參賽的本科生只能選本科生組題目;高職高專學生原則上選擇高職高專學生組題目,但也可選擇本科生組題目,并按本科生組題目的標準進行評審。只要參賽隊中有本科生,該隊只能選擇本科生組題目,并按本科生組題目的標準進行評審。凡不符合上述選題規(guī)定的作品均視為無效,賽區(qū)不予以評審。
六、競賽報名、評審和評獎工作
14.競賽報名
參賽學校應在廣泛開展校內培訓與競賽的基礎上選拔出適當數量的優(yōu)秀代表隊報名參賽。每個報名的參賽隊必須在報名時按照規(guī)則確定本隊參賽選題的組別(本科生組或高職高專學生組),開始競賽時不得更改。各賽區(qū)負責本賽區(qū)的報名工作,填寫全國統(tǒng)一格式的賽區(qū)報名匯總表,并在規(guī)定的截止時間內上報全國競賽組委會秘書處備案。
15.評審工作與要求
根據競賽評獎模式,競賽評審分賽區(qū)和全國兩級評審,按本科生組和高職高專學生組的相應標準分別開展評審工作。賽區(qū)的競賽評審工作由賽區(qū)組委會組織、賽區(qū)專家組執(zhí)行,需嚴格按照全國專家組制定的統(tǒng)一評分及測試標準執(zhí)行,并在全國統(tǒng)一評分及測試標準基礎上制定賽區(qū)的評分標準及測試細則,每個測試組至少由三位賽區(qū)評審專家組成,每位評審專家的原始評分及測試記錄必須保留在賽區(qū)組委會,賽區(qū)向全國組委會推薦申請全國獎代表隊時,必須將報獎隊的設計報告、有賽區(qū)評審組每位評審專家簽字的各項詳細原始測試數據及評分記錄、登記表和推薦表一并上報,否則不受理評獎。各賽區(qū)評分及測試細則需要上報全國組委會秘書處備案,以備全國評審時參考。
全國競賽評審工作原則上由一個專家組在一地完成。全國競賽評審分為初評和復評兩個階段。全國競賽組委會負責組成全國競賽評審專家組,對各賽區(qū)按比例推薦上報的優(yōu)秀代表隊的作品,按照命題時制定的全國統(tǒng)一評分及測試標準,參考賽區(qū)評審原始記錄進行初評。
全國一等獎候選隊一律集中在一地參加復評,原則上不再另行命題,以原競賽題目為基礎,由專家組確定測試內容和方式,參加復評的代表隊名單以全國競賽組委會屆時公布的有關通知為準。
16.上報全國評審的比例
賽區(qū)和全國對參賽規(guī)模進行統(tǒng)計時,一律以實際參賽隊數量為準。實際參賽隊是指已經正式報名并按時向賽區(qū)組委會上交參賽作品(含制作實物和設計報告)的參賽隊。在賽區(qū)評審、評獎的基礎上,賽區(qū)組委會應按時向全國組委會推薦本賽區(qū)的優(yōu)秀代表隊參加全國評審,推薦的隊數分別不得超過當年本賽區(qū)本科生組和高職高專學生組實際參賽隊數量的10%,逾期未上報的不予受理。
17.評獎工作
(1)評獎工作采用“校為基礎、一次競賽、二級評獎”的方式進行,即競賽建立在學校廣泛開展課外科技活動的基礎上,積極組織學生參加全國大學生電子設計競賽活動,每次全國競賽后,經賽區(qū)評獎(第一級評獎)后再推薦出賽區(qū)優(yōu)秀參賽隊參加全國評獎(第二級評獎)。
(2)各賽區(qū)組委會聘請專家組成賽區(qū)評委會,評選本賽區(qū)的
一、
二、三等獎,獲獎比例一般不超過總參賽隊數的三分之一。此外,對參賽成功者,賽區(qū)也可酌情頒發(fā)“成功參賽獎”或“成功參賽證書”。
(3)由于各賽區(qū)采用的是全國統(tǒng)一制定的競賽命題和測試評分規(guī)則,賽區(qū)頒發(fā)的獲獎證書、獎杯等冠名原則上為“XXXX年XXX杯全國大學生電子設計競賽XX賽區(qū)(本科生組或高職高專學生組)”。
(4)全國分組設立
一、二等獎。本科生組和高職高專學生組獲獎隊數量分別不超過當年實際參賽隊的8%,其中一等獎和二等獎的比例原則上為3:7。競賽頒發(fā)全國統(tǒng)一的獲獎證書。全國頒發(fā)的獲獎證書、獎杯等冠名為“XXXX年全國大學生電子設計競賽(本科生組或高職高專學生組)”。
18.異議制度
為保證全國大學生電子設計競賽評獎工作的公正性,對全國和賽區(qū)的評獎初步結果堅持執(zhí)行異議制度,“異議期”自公布評審初步結果之日起為期15天,過期不再受理。異議期間,各賽區(qū)競賽組委會和全國競賽組委會受理參賽隊有關違反競賽章程、競賽規(guī)則和紀律的行為等。異議須以書面形式提出,個人提出的異議,須寫明本人的真實姓名、工作單位、通信地址,并有本人的親筆簽名;單位提出的異議,須寫明聯系人的姓名、通信地址、電話,并加蓋公章。賽區(qū)競賽組委會和全國競賽組委會必須對提出異議的個人或單位嚴格保密。
全國競賽組委會充分尊重各賽區(qū)的評審及評獎結果,賽區(qū)評審中出現的異議由各賽區(qū)組委會協調解決。
七、競賽經費
19.關于報名費
全國競賽組委會不向參賽單位和參賽隊收取報名費。賽區(qū)競賽組委會應積極辦理收費許可,適當收取報名費。參賽單位統(tǒng)一向賽區(qū)競賽組委會交納報名費,每隊的報名費金額由賽區(qū)競賽組委會根據組織工作的需要自行確定,原則上不超過200元。報名費只限用于當年競賽的組織工作。
20.社會資助
全國和各賽區(qū)競賽組委會可積極爭取社會各界的資助。
八、其他
21.全國競賽組委會組織開展的全國性專題邀請賽章程有另文細述。
22.本章程的具體解釋權歸全國大學生電子設計競賽組織委員會。
《全國大學生電子設計競賽章程》
(1997年修訂)
一、總則
1.指導思想與目的
全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的四大學科競賽之一,是面向大學生的群眾性科技活動,目的在于推動全國普通高等學校促進信息與電子類學科面向二十一世紀課程體系和課程內容的改革,促進教育也要實現兩個轉變重要思想的落實,有助于高等學校實施素質教育,培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力、協作精神和理論聯系實際的學風;有助于學生工程實踐素質的培養(yǎng)、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力;有助于吸引、鼓勵廣大青年學生踴躍參加課外科技活動,為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。
2.競賽特點與特色
全國大學生電子設計競賽努力與課程體系和課程內容改革密切結合,與培養(yǎng)學生全面素質緊密結合,與理論聯系實際學風建設緊密結合。競賽內容既有理論設計,又有實際制作,可以全面檢驗和促進參賽學生的理論素養(yǎng)和工作能力。
3.組織運行模式
全國大學生電子設計競賽的組織運行模式為:“政府主辦、專家主導、學生主體、社會參與”十六字方針,以充分調動各方面的參與積極性。
二、組織領導
4.領導
由教育部高等教育司及信息產業(yè)部人事司負責領導全國競賽工作,各地競賽事宜由地方教委(廳、局)統(tǒng)一領導。為保證競賽順利開展,組建全國及各賽區(qū)競賽組織委員會和專家組。
5.組織委員會
(1)教育部教高司函[1999]41號文件公布了第二屆全國大學生電子設計競賽組織委員會組成名單,任期四年,1999年全國大學生電子設計競賽的各項事宜委托本屆組委會具體組織。本屆全國組委會由教育部、信息產業(yè)部、部分參賽省市教委代表及有關電子類專家組成,負責全國競賽的組織領導工作。
全國組委會設立秘書處,設秘書長一人,副秘書長若干人,主持全國大學生電子設計競賽的日常工作。
(2)各賽區(qū)競賽組委會由省、市、自治區(qū)教委(廳、局)、高校代表及電子類專家、企事業(yè)代表組成,負責本賽區(qū)的競賽組織領導工作。
(3)原則上以?。ㄊ?、自治區(qū))獨立組成一個賽區(qū)。若參賽學校少于3所或參賽隊少于20個隊時,可與鄰近省市聯合組成一個賽區(qū)。
6.專家組
(1)全國專家組由部分高校電子類專家組成,負責全國競賽的命題、評審工作。
(2)各賽區(qū)成立賽區(qū)專家組,由賽區(qū)內電子類專家組成,負責賽區(qū)征題、評審工作。
7.參賽單位
以普通高等學校為參賽單位,參賽學校應成立電子競賽工作領導小組,負責本校學生的參賽事宜,包括組隊、報名、賽前準備、賽后總結等。參賽學校可以獨立組織不超過20個參賽隊。
8.參賽隊和參賽學生
每隊由三名學生組成,除研究生以外所有具有正式學籍的在校本科生、??粕加匈Y格參加。
三、競賽規(guī)模、時間和方式
9.競賽時間和競賽周期
競賽時間定于競賽舉辦年度的9月份,賽期四天(具體日期屆時通知)。從1997年開始,每二年舉辦一屆全國大學生電子設計競賽,即今后凡逢單數年號時舉辦全國競賽,其他時間賽區(qū)、校、系間可開展小規(guī)模競賽或群眾性科技活動。
10.競賽方式
競賽采用全國統(tǒng)一命題、分賽區(qū)組織的方式,競賽采用“半封閉、相對集中”的組織方式進行。競賽期間學生可以查閱有關文獻資料,隊內學生集體商討設計思想,確定設計方案,分工負責、團結協作,以隊為基本單位獨立完成競賽任務;競賽期間不允許任何教師或其他人員進行任何形式的指導或引導;競賽期間參賽隊員不得與隊外任何人員討論商量。參賽學校應將參賽學生相對集中在一個或幾個實驗室內進行競賽,便于組織人員巡查。為保證競賽工作,競賽所需設備、元器件等均由各參賽學校負責提供。
四、競賽規(guī)則
11.為保證競賽工作的順利進行,應嚴格遵守全國組委會屆時頒布的《全國大學生電子設計競賽競賽規(guī)則與賽場紀律》。
五、競賽命題
12.競賽題目是保證競賽工作順利開展的關鍵,應由全國專家組制定命題原則,賽前發(fā)至各賽區(qū)。命題過程應廣泛開展征題,拓寬題型。
六、競賽報名、評審和評獎工作
13.競賽報名
各賽區(qū)負責本賽區(qū)的報名工作,采用全國統(tǒng)一格式的報名表,報名表一式兩份,一份留賽區(qū)組委會,一份報全國組委會秘書處備案。
14.評審工作
各賽區(qū)負責本賽區(qū)競賽的評審工作,需按照全國統(tǒng)一評分及測試標準執(zhí)行,賽區(qū)在全國統(tǒng)一評分及測試標準基礎上制定賽區(qū)的評分標準及測試細則,每位評審專家的原始評分及測試記錄必須保留在賽區(qū)組委會,賽區(qū)向全國組委會推薦申請全國獎代表隊時,必須將報獎隊的設計報告、有賽區(qū)評審組每位評閱人簽字的各項詳細原始測試數據及評分記錄、登記表和推薦表一并上報,否則不受理評獎。各賽區(qū)評分及測試細則需要上報全國組委會秘書處備案,以備全國評審時參考。
15.評獎工作
(1)評獎工作采用“校為基礎、一次競賽、二級評獎”的方式進行,即競賽建立在學校廣泛開展課外科技活動的基礎上,積極組織學生參加全國大學生電子設計競賽活動,每次全國競賽后,經各賽區(qū)級評獎(第一級評獎)后再推薦出賽區(qū)優(yōu)秀參賽隊參加全國評獎(第二級評獎)。
(2)各賽區(qū)組委會聘請專家組成賽區(qū)評委會,評選本賽區(qū)的
一、
二、三等獎,獲獎比例一般不超過總參賽隊數的三分之一。此外,對參賽成功者,賽區(qū)可酌情頒發(fā)“成功參賽證書”。
(3)各賽區(qū)向全國組委會推薦申報全國獎的參賽隊比例由全國組委會屆時通知,全國組委會在全國專家組的基礎上根據實際需要聘請有關專家組成全國評委會,評選全國獎。全國設立
一、二等獎。
(4)按教育部、信息產業(yè)部的指示精神,競賽頒發(fā)全國統(tǒng)一的獲獎證書(包括賽區(qū)級獲獎證書),競賽成績記入學生檔案,對成績優(yōu)秀的參賽學生,各校根據實際情況在評選優(yōu)秀學生、獎學金及推薦免試研究生時予以適當考慮。對于賽前輔導教師的辛勤工作應予以一定形式的承認,但輔導教師的工作應納入學校教改和教學基礎建設的整體中予以考慮。
七、競賽經費
16.報名費
參賽隊按有關規(guī)定向賽區(qū)組委會交納競賽報名費。
17.社會資助
全國和各賽區(qū)組委會可積極爭取社會各界的資助。
組織與領導
為保證競賽順利開展,組建全國及賽區(qū)組織委員會和專家組。
l、全國競賽組委會由國家教育部、信息產業(yè)部及部分參賽省市教委代表及電子類專家組成,負責全國競賽的組織領導、協調工作。全國競賽專家組由電子類專家組成,負責命題、評審工作。
2、每個參賽的省(自治區(qū)、直轄市)為一個賽區(qū)。各賽區(qū)組委會由省(自治區(qū)、直轄市)教委(教育廳、高教廳)、高校代表及電子類專家組成,負責本賽區(qū)的組織領導、協調工作。各賽區(qū)專家組由本賽區(qū)的電子類專家組成,負責組織在本賽區(qū)內的征題并向全國專家組推薦、速選所征題目及賽區(qū)評審工作。
請各省、自治區(qū)、直轄市教委(教育廳或高教廳)認真籌備、精心組織好本賽區(qū)的電子設計競賽活動。做好宣傳和發(fā)動工作,鼓勵各校積極參與,并正確理解競賽的目的,不要因組織競賽而影響正常的教學秩序,保證競賽健康發(fā)展。
現任全國大學生電子設計競賽組委會主任簡介
王越,男,漢族,1932年4月生。教授,信息與通信系統(tǒng)專家、中國科學院院士、中國工程院院士。曾任中國兵器工業(yè)部206所所長、北京理工大學校長,現任北京理工大學名譽校長。兼任國務院學位委員會學科評議組成員、中國兵工學會副理事長、中國電子學會會士、北京市學位委員會副主任、北京市人民政府顧問團成員、國防科工委專家咨詢委員會成員等職務。長期從事電子學與通信領域的科研工作,曾獲國家科技進步一等獎、部科技進步特等獎、全國科學大會獎、光華基金一等獎等獎勵,以及兵器工業(yè)功勛獎、兵器工業(yè)先進工作者、全國教育系統(tǒng)勞動模范等榮譽稱號。1991年11月當選中國科學院院士,現任中國科學院技術科學部主任;1994年當選中國工程院院士,任信息與電子工程學部常委。自1995年至今,擔任全國大學生電子設計競賽組織委員會主任。
內容與要求
l、以電子電路(含模擬和數字電路)應用設計為主要內容,可以涉及模-數混合電路、單片機、可編程器件、EDA軟件工具和PC機(主要用于開發(fā))的應用。題目包括“理論設計”和“實際制作與調試”兩部分。競賽題目應具有實際意義和應用背景,并考慮到目前教學的基本內容和新技術的應用趨勢,同時對教學內容和課程體系改革起一定的引導作用。
2、題目著重考核學生綜合運用基礎知識進行理論設計的能力,考核學生的創(chuàng)新精神和獨立工作能力,考核學生的實驗技能(制作、調試)。
3、題目在難易程度方面,既要考慮使一般參賽學生能在規(guī)定的時間內完成基本要求,又能使優(yōu)秀學生有發(fā)揮與創(chuàng)新的余地。
參賽形式
l、全國大學生電子設計競賽原則上安排在單數年的9月中旬舉行,為期4天。競賽以賽區(qū)為單位統(tǒng)一組織報名、競賽、評審和評獎工作。
2、鼓勵設有信息與電子學科及相關專業(yè)或已開展電子設計科技活動的高等學校,積極組織學生參加全國大學生電子設計競賽。
3、學生自愿組合,三人一隊,由所在學校統(tǒng)一向賽區(qū)組委會報名。參賽隊數由學校自行確定。
4、為鼓勵不同類型的高校和不同專業(yè)或專業(yè)方向的學生都能參加競賽,全國競賽專家組根據命題原則,將統(tǒng)一編制若干個競賽題目,供參賽學生選用。
5、競賽所需場地、儀器設備、元器件或耗材原則上由參賽學校負責提供。
競賽規(guī)則
l、參賽學生應是高等學校中具有正式學籍的全日制在校本科或??茖W生。
2、參賽學生必須按統(tǒng)一時間參加競賽,按時開賽,準時交卷。各賽區(qū)組委會須按時收回學生的答卷(報告和制作實物)并及時封存,然后按規(guī)定交賽區(qū)專家組評審。
3、競賽期間,參賽學生可以使用各種圖書資料和計算機,但不得與隊外人員討論,教師必須回避。
4、競賽期間,各賽區(qū)組委會要組織巡視檢查,以保證競賽活動正常進行。
5、在競賽中,如發(fā)現輔導教師參與、隊與隊之間討論,隊員與隊外人員討論、不按規(guī)定時間發(fā)題和收卷,以及賽前泄題等違紀現象,將取消獲獎名次,并通報批評。
競賽評獎
全國大學生電子設計競賽采取“一次競賽、兩級評獎”方式,評獎等級分為“賽區(qū)獎”和“全國獎”兩種形式。
1、各賽區(qū)負責本賽區(qū)的評獎工作,賽區(qū)獎的評獎等級及各獎項獲獎比例由各賽區(qū)根據實際情況自行確定。
2、賽區(qū)評審結束后,各賽區(qū)組委會將本賽區(qū)競賽優(yōu)秀參賽隊的設計報告及有關評審材料報送全國組委會,報送的優(yōu)秀參賽隊數應嚴格控制在本賽區(qū)參賽隊總數的12%之內。全國組委會根據全國專家組的評審結果確定全國
一、二等獎,獲獎總數原則上不超過全國參賽隊總數的10%。
3、全國大學生電子設計競賽設立“賽區(qū)優(yōu)秀組織獎”,對當年競賽組織中表現出色的賽區(qū)組委會給予表彰獎勵;同時設立“優(yōu)秀征題獎”,對當年競賽征題工作中表現突出的個人給予表彰獎勵。
2005年全國大學生電子設計競賽試題
參賽注意事項
(1)2005年9月7日8:00競賽正式開始,每支參賽隊限定在提供的A、B、C、D、E、F、G題中任選一題;認真填寫《登記表》各欄目內容,填寫好的《登記表》由賽場巡視員暫時保存。
(2)參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、??茖W生,應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件(如學生證)隨時備查。
(3)每隊嚴格限制3人,開賽后不得中途更換隊員。
(4)競賽期間,可使用各種圖書資料和網絡資源,但不得在學校指定競賽場地外進行設計制作,不得以任何方式與他人交流,包括教師在內的非參賽隊員必須回避,對違紀參賽隊取消評審資格。
(5)2005年9月10日20:00競賽結束,上交設計報告、制作實物及《登記表》,由專人封存。
2007屆題目
正弦信號發(fā)生器(A題)
一、任務
設計制作一個正弦信號發(fā)生器。
二、要求
1、基本要求
(1)正弦波輸出頻率范圍:1kHz~10MHz;
(2)具有頻率設置功能,頻率步進:100Hz;
(3)輸出信號頻率穩(wěn)定度:優(yōu)于10-4;
(4)輸出電壓幅度:在負載電阻上的電壓峰-峰值Vopp≥1V;
(5)失真度:用示波器觀察時無明顯失真。
2、發(fā)揮部分
在完成基本要求任務的基礎上,增加如下功能:
(1)增加輸出電壓幅度:在頻率范圍內負載電阻上正弦信號輸出電壓的峰-峰值Vopp=6V±1V;
(2)產生模擬幅度調制(AM)信號:在1MHz~10MHz范圍內調制度ma可在10%~100%之間程控調節(jié),步進量10%,正弦調制信號頻率為1kHz,調制信號自行產生;
(3)產生模擬頻率調制(FM)信號:在100kHz~10MHz頻率范圍內產生10kHz最大頻偏,且最大頻偏可分為5kHz/10kHz二級程控調節(jié),正弦調制信號頻率為1kHz,調制信號自行產生;
(4)產生二進制PSK、ASK信號:在100kHz固定頻率載波進行二進制鍵控,二進制基帶序列碼速率固定為10kbps,二進制基帶序列信號自行產生;
(5)其他。
三、評分標準
項目滿分
基本要求設計與總結報告:方案比較,理論分析與計算,電路圖及有關設計文件,測試方法與儀器,測試數據及測試結果分析50
實際制作完成情況50
發(fā)揮部分完成第(1)項12
完成第(2)項10
完成第(3)項13
完成第(4)項10
其他5
集成運放參數測試儀(B題)
一、任務
設計并制作一臺能測試通用型集成運算放大器參數的測試儀。
二、要求
1、基本要求
(1)能測試VIO(輸入失調電壓)、IIO(輸入失調電流)、AVD(交流差模開環(huán)電壓增益)和KCMR(交流共模抑制比)四項基本參數,顯示器最大顯示數為3999;
(2)各項被測參數的測量范圍及精度如下(被測運放的工作電壓為±15V):
VIO:測量范圍為0~40mV(量程為4mV和40mV),誤差絕對值小于3%讀數+1個字;
IIO:測量范圍為0~4μA(量程為0.4μA和4μA),誤差絕對值小于3%讀數+1個字;
AVD:測量范圍為60dB~120dB,測試誤差絕對值小于3dB;
KCMR:測量范圍為60dB~120dB,測試誤差絕對值小于3dB;
(3)測試儀中的信號源(自制)用于AVD、KCMR參數的測量,要求信號源能輸出頻率為5Hz、輸出電壓有效值為4V的正弦波信號,頻率與電壓值誤差絕對值均小于1%;
(4)按照本題附錄提供的符合GB3442-82的測試原理圖(見圖2~圖4),再制作一組符合該標準的測試VIO、IIO、AVD和KCMR參數的測試電路,以此測試電路的測試結果作為測試標準,對制作的運放參數測試儀進行標定。
2、發(fā)揮部分
(1)增加電壓模運放BWG(單位增益帶寬)參數測量功能,要求測量頻率范圍為
100kHz~3.5MHz,測量時間≤10秒,頻率分辨力為1kHz;
為此設計并制作一個掃頻信號源,要求輸出頻率范圍為40kHz~4MHz,頻率誤差絕對值小于1%;輸出電壓的有效值為2V±0.2V;
(2)增加自動測量(含自動量程轉換)功能。該功能啟動后,能自動按VIO、IIO、AVD、KCMR和BWG的順序測量、顯示并打印以上5個參數測量結果;
(3)其他。
三、評分標準
項目滿分
基本要求設計與總結報告:方案比較、設計與論證,理論分析與計算,電路圖及有關設計文件,測試方法與儀器,測試數據及測試結果分析。50
實際制作完成情況50
發(fā)揮部分完成第(1)項30
完成第(2)項15
其他5
四、說明
1、為了制作方便,被測運放的型號選定為8引腳雙列直插的電壓模運放F741(LM741、μA741、F007等)通用型運算放大器;
2、為了測試方便,自制的信號源應預留測量端子;
3、測試時用到的打印機自帶。
簡易頻譜分析儀(C題)
一、任務
采用外差原理設計并實現頻譜分析儀。
檢波器
濾波器
二、要求
1、基本要求
(1)頻率測量范圍為10MHz~30MHz;
(2)頻率分辨力為10kHz,輸入信號電壓有效值為20mV±5mV,輸入阻抗為50Ω;
(3)可設置中心頻率和掃頻寬度;
(4)借助示波器顯示被測信號的頻譜圖,并在示波器上標出間隔為1MHz的頻標。
2、發(fā)揮部分
(1)頻率測量范圍擴展至1MHz~30MHz;
(2)具有識別調幅、調頻和等幅波信號及測定其中心頻率的功能,采用信號發(fā)生器輸出的調幅、調頻和等幅波信號作為外差式頻譜分析儀的輸入信號,載波可選擇在頻率測量范圍內的任意頻率值,調幅波調制度ma=30%,調制信號頻率為20kHz;調頻波頻偏為20kHz,調制信號頻率為1kHz;
(3)其他。
三、評分標準
項目滿分
基本要求設計與總結報告:方案比較、設計與論證,理論分析與計算,電路圖及有關設計文件,測試方法與儀器,測試數據及測試結果分析。50
實際制作完成情況50
發(fā)揮部分完成第(1)項20
完成第(2)項20
其他10
四、說明
1、原理框圖中虛線框內的“信號處理電路”和“顯示電路”兩模塊適用于發(fā)揮部分(2),可以采用模擬或數字方式實現;
2、制作與測試過程中,該頻譜分析儀對電壓值的標定采用對比法,即首先輸入幅度為已知的正弦信號(如:電壓有效值為20mV,頻率為10MHz的正弦信號),以其在原理框圖中示波器縱軸顯示的高度確定該頻譜分析儀的電壓標尺。
單工無線呼叫系統(tǒng)(D題)
一、任務
設計并制作一個單工無線呼叫系統(tǒng),實現主站至從站間的單工語音及數據傳輸業(yè)務。
二、要求
1、基本要求
(1)設計并制作一個主站,傳送一路語音信號,其發(fā)射頻率在30MHz~40MHz之間自行選擇,發(fā)射峰值功率不大于20mW(50W假負載電阻上測定),射頻信號帶寬及調制方式自定,主站傳送信號的輸入采用話筒和線路輸入兩種方式;
(2)設計并制作一個從站,其接收頻率與主站相對應,從站必須采用電池組供電,用耳機收聽語音信號;
(3)當傳送信號為300Hz~3400Hz的正弦波時,去掉收、發(fā)天線,用一個功率衰減20dB左右的衰減器連接主、從站天線端子,通過示波器觀察從站耳機兩端的接收波形,波形應無明顯失真;
(4)主、從站室內通信距離不小于5米,題目中的通信距離是指主、從站兩設備(含天線)間的最近距離;
(5)主、從站收發(fā)天線采用拉桿天線或導線,長度小于等于1米。
2、發(fā)揮部分
(1)從站數量擴展至8個(實際制作1個從站),構成一點對多點的單工無線呼叫系統(tǒng)。要求從站號碼可任意改變,主站具有撥號選呼和群呼功能;
(2)增加英文短信的數據傳輸業(yè)務,實現主站英文短信的輸入發(fā)送和從站英文短信的接收顯示功能;
(3)當發(fā)射峰值功率不大于20mW時,盡可能地加大主、從站間的通信距離。
(4)其他。
三、評分標準
項目滿分
基本要求設計與總結報告:方案比較、設計與論證,理論分析與計算,電路圖及有關設計文件,測試方法與儀器,測試數據及測試結果分析。50
實際制作完成情況50
發(fā)揮部分完成第(1)項15
完成第(2)項15
完成第(3)項15
其他5
四、說明
1、主站需留出末級功率放大器發(fā)射功率的測量端,用于接入50W假負載電阻,以測試發(fā)射功率;
2、為測試方便,作品中使用的衰減器(可以自制),應與作品一起封裝上交。
電子實驗大賽對于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要的意義,并且由于這種意義的存在,對于高校中實驗教學的改革以及教學模式的改變也是具有很重要的戰(zhàn)略性指導的意義。本文主要是對電子設計大賽的組織與策略,以及教學的改革的指導做簡要介紹。
一、大學生電子設計大賽的組織與策略
對于高校的電子設計大賽來講,其存在的意義就是不斷的培養(yǎng)學生的能力,其中包括學生的自主創(chuàng)新能力以及團隊協作能力,所以高校應該對此加以重視,對這項工作能夠有組織,有紀律的進行。首先,要成立團隊,成立設計以及制作的興趣小組的目的有三個:首先就是能夠提升學生關于創(chuàng)新能力以及實踐動手能力的興趣;其二就是能夠給學生一個動手實踐的平臺,其三就是為大學生電子設計大賽提供一個人才的基礎。其次,就是對于參見大學生電子設計大賽的人員進行選拔,參賽人員選拔的范圍是在學校組織的設計小組的基礎上,或者是從電氣自動化系來進行選擇,選擇的標準不僅僅是要求其理論知識過硬,還要有比較強的動手能力。選拔的方式主要包括兩個方面:其一就是對于積極性比較高,動手能力的學生予以保留,對于興趣不高,態(tài)度不認真的勸退團隊;其二就是從電子設計與制造興趣小組中的尖子生重來組建參賽團隊。所以,對于學校來講,應該給參賽人員提供足夠好的練習平臺以及系統(tǒng)的培訓。最后,就是引導與指導學生開展創(chuàng)新性與研究性項目的設計與研究,這項工作的開展主要從兩個方面來進行,其一就是為了培養(yǎng)學生的實際動手能力以及創(chuàng)新能力,學校應該鼓勵學生參與研究型的以及創(chuàng)新性的項目;其二就是鼓勵學生根據社會的需求自主的研發(fā)新產品。
二、電子設計競賽對課程體系與教學內容改革的促進作用
對于大學生電子設計大賽看來,涉及的內容主要包括以下幾個方面,電源,無線電,信號源,簡易無線電遙控控制系統(tǒng)儀器,數據的采集與控制,這些競賽方面所涉及的課程主要有:電路(包括低頻與高頻兩類),數字點的路,單片機,微機,嵌入式等等,對于教學體系以及教學內容的改革思路也需要考慮這方面的因素,是學生的知識積累能夠達到電子設計大賽的水平。(一)進行機構調整與課程整合與優(yōu)化。在實際的教學過程中,需要將電子信息工程教研室,電子科學與技術教研室等這些實驗室進行合并,成立電子教學基地,這個基地的教學課程包括電子技術,電路,微機原理,單片機,嵌入式等等這些電子設計大賽所涉及的必備課程。(二)建立四個層次的實驗教學模式。對于實驗教學模式主要包括以下四個層次:1.基礎實驗。對于基礎實驗的教學,主要是一些比如說是電阻,電容以及二極管等等這樣一些基本電子器件的應用性實驗,基礎實驗的目的就是通過一些簡單的,學生可以自主進行的一些實驗來提高學生學習的興趣。2.設計性實驗。對于設計性的實驗,主要的教學任務是對低頻,高頻,數字電路中各單元電路的設計及小系統(tǒng)設計。為了能夠完成電路設計的任務,需要采用積木式,模塊化的結構,將設計的單元電路組合成小系統(tǒng)電路。設計性實驗教學的目的就是為了培養(yǎng)學生進行各種電路的設計以及裝調,測試的能力,培養(yǎng)學生理論聯系實際應用的能力。3.綜合性設計實驗。綜合性實驗教學的任務是包括電子信息類專業(yè)的信號檢測,控制,傳輸和處理等應用性比較強的綜合性設計的實驗。這樣的實驗目的就是為了能夠更好的鍛煉學生對于電路的設計,調試等等的能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性思維,鼓勵創(chuàng)新與突破。4.設計研究性實驗設計研究性實驗的教學內容包括與電子信息學科相關的科研或者是學生自己設計的課題,鼓勵學生有新思維,新想法。目的是為了培養(yǎng)學生的科研能力與自主創(chuàng)新能力。
三、改進與思考
(一)建立現代電子創(chuàng)新設計實驗室。為了能夠給學生創(chuàng)造一個良好的學習環(huán)境,給學生的創(chuàng)新性思維提供一個展示的平臺,需要建立現代型電子創(chuàng)新設計實驗室。該實驗中可以提供各種單片機的開發(fā)系統(tǒng),萬用表,現場可編程門陣列等等這些設備,對于創(chuàng)新設計實驗室的開放面對人群主要是優(yōu)秀的本科畢業(yè)生以及研究生。(二)因材施教。對于每個大學生來講,動手能力以及知識儲備量是不一樣的,所以在進行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)過程中也需要注意培養(yǎng)方案的區(qū)別。在進行電子技術,單片機等這些實踐教學的環(huán)節(jié)中對于一些學習成績好,動手能力強,以及有自己想法的學生來講可以免做一些驗證性的實驗,可以讓他們進行一些自主擬題的實驗,實驗室可以為學生提供一些特別的儀器。
本文主要是探討電子設計大賽對大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)進行簡單的介紹,希望讀者對其有基本的了解。
作者:張凡 單位:西安職業(yè)技術學院
從元件清單已經能猜到題目的大體輪廓,電子設計大賽活動總結比如煙霧傳感器熱釋電等可能是跟家居環(huán)境監(jiān)測有關。萬用電橋測電容電阻等。
經過個小時的商討我們決定做e題——三相多功能電表。任務是設計并制作一個能同時對三相工頻交流電(頻率波動范圍為45-65hz)的三相電壓、三相電流、三相有功功率、三相無功功率、總有功功率、總無功功率、功率因數、電網頻率、有功電能和無功電能進行測量的數字式多用表。
對于這題首先要把很多概念性的東西搞懂,然后進行設計。我和大頭感覺選這題真的很幸運,每當在某個技術問題上卡住的時候,我們總能有意或無意間解決問題,就像《人在囧途》中的那位——福將(“猴哥”,我是福將吧,硬件我可是沒有出現問題哈,還算滿意吧?哈哈)。
從早上7、8點起來,到晚上2、3點睡覺,就這樣8、9天始終是這樣的作息時間。飯的問題,由“海夫卡卡”解決,他每天到飯點就去幫我們買飯,這次海夫卡卡做的真不錯,論文寫的很有質量,我們基本沒有修改,在制作過程中也幫了很多。睡覺就在隔壁實驗室,有人問道睡在哪里?我說在試驗臺上,哈哈。我們真是睡在試驗臺上的,那種比較大的試驗臺。
在這些天感覺快樂要大于辛苦,“男人海洋”的搞笑頭像以及言談,我和大頭(猴哥),在說話的時候,當提到他的時候,總是很難想到他的真實名字,而是他的網名——男人海洋。當大頭調程序出現問題的時候,我會說“找男人(海洋)問問去”。猴哥也很搞笑,看著猴哥,你不得不開心,他臉上分明就寫著一個字“笑”。與猴哥合作那么多次了,每一次,感覺都是很成功,即使有些時候成績不是很好,但是總是收獲很多快樂。
言歸正傳,說說我們的設計制作——我們采用作為電能采集及數據處理芯片,由繼電器組成控制電路對3個電壓等級進行切換,對att7026輸出數據由58單片機構成的主機進行處理,實現掉電存儲、液晶顯示、鍵盤控制以及485通信和紅外傳輸等功能控制,從機負責信號的接收,實現遠程抄表。
在設計過程中遇到的難點就是校表,采用硬件和軟件校表。由于實驗室條件所限很多項目無法檢驗。調壓器壞了,我們只能對220v電壓下進行試驗。由于壓敏電阻沒有買到相應的型號,ptc也沒有達到預定的效果,所以過載保護沒有能很好實現。還有就是誤差沒法降低到最小??傊敬卧O計有很多不足,當然,我們也學到很多知識。
這次是去德州,從早上6點出發(fā),下午1點到,然后準備答辯。由于e題測試較麻煩,我們組在晚上11點多才答辯好?;氐绞窃缟?點多了。然后睡了一天。
我本科所學專業(yè)是電子信息科學與技術,研究生讀的專業(yè)是通信與信息系統(tǒng),方向是多媒體通信與圖像識別嵌入式系統(tǒng)。從模擬電路、數字電路、單片機系統(tǒng)到FPGA、ARM、DSP等嵌入式系統(tǒng),自己都浮光掠影般學習過,或樂在其中,或痛苦不堪。
我的本科母校是山東大學威海分校,作為中國第一所分校,雖然從沒進入中國主流大學的排行榜,但卻以獨立精神和自由校風以及世外桃源般的旖旎風光培育了一代又一代分校學子。她背靠瑪珈山,三面環(huán)海,前面環(huán)抱文心湖,校園內還有一片專供青年男女約會的茂密松樹林。從學校到海邊,只有一條馬路相隔。在這里我不僅享受著海風的洗禮,更得到師長幫助。我們學校最推崇的是學生創(chuàng)新思維的科技實踐。由老電子系牽頭,信息工程學院創(chuàng)建了創(chuàng)新實驗室。在這個實驗室,我度過了三年美好的時光。
4年的時光,給我留下最深刻的記憶便是電子設計大賽了,下面我就這段經歷讓大家分享下我的心路歷程。
2005年,我和兩位同學一起參加“索尼杯”全國電子設計大賽。由于剛剛大二,所以一切都是從頭學起。從電路設計到單片機系統(tǒng),從C語言編程到制板焊接。每一點進步都讓我們欣喜若狂。還記得我們參加比賽的作品是“數控恒流源”。我們經歷過電路焊反、元件燒掉,以及一次又一次的枯燥的調試。最終我們幾乎三天三夜沒睡覺,帶著作品赴濟南參賽。由于系統(tǒng)的非線性缺陷,我們最終并沒有獲獎,可是卻收獲了團隊合作的友誼,以及電子系統(tǒng)設計的寶貴經驗。
后來,我對電子設計產生了更加濃厚的興趣,經常泡在實驗室里,利用實驗室的各種資源,實現著自己的奇妙想法。感謝學校和校領導提供給我們優(yōu)越的科研條件。后來據我了解,這樣的自由和寬松在全國也是少見的。
我記憶最深刻的是參加院里一次科技作品大賽。從一開始確立想法到最后完成,從早到晚,我整整用了一天的時間。從發(fā)計電路到布板,從制板到焊接,再經過無數次艱難的調試。最終實現了“無線發(fā)射器”的設計。并且為它設計了很多功能:竊聽器、微型電臺、講座器……整個過程,我沒吃過一口飯也沒喝水,一個人像狂熱的教徒一樣,完全沉浸其中,快樂、充實!
2007年我和趙兵、曉亮一起備戰(zhàn)“凌陽杯”電子設計大賽。整個過程充滿了坎坷和戲劇性。上天總愛捉弄我們,我們幾乎經歷了各種各樣的困難和匪夷所思的問題。幾乎每個模塊的調試都經歷了這樣那樣的挫折。
記憶最深的是一次調試RAM,我們調試了兩天,想盡了各種辦法,改軟件、換芯片、換板子、測信號,卻始終無法測試通過。到了第三天,我們幾乎要放棄。下午,趙兵吃飯去了,曉亮去給同學修電腦去了,我一個人在那里又從頭到尾細細地查找問題所在。突然,靈光乍現般,我發(fā)現原來是兩排飛線的縱橫位置搞錯了。而這個錯誤,是說明書上本身的錯誤,也是我們從沒有懷疑過的地方。修改后,RAM測試終于通過了!那一刻,自己激動萬分。在去吃飯的路上,我正好碰到曉亮,我還記得我告訴他這個好消息的場景,我們興奮地拍著手掌,激動地歡呼雀躍。
那些難忘的歲月,就是由這樣一個個點滴串起來的。我們連續(xù)幾天幾夜不睡覺在電子樓一起調試,有苦有樂,有喜有悲。雖然自己并不是什么技術大牛,但是這些難忘的點滴卻時常在我腦海中浮現。
參加電子設計大賽讓我深深愛上了電子設計,無論是做軟件還是做硬件,總是讓我充滿了成就感,而失敗和挫折則讓我更加務實和踏實。參加電子設計大賽,使我從頭到尾對電子設計流程有了清晰的認識。我雖然并不是一個優(yōu)秀的電子工程師,但成為一個好的電子工程師的動力始終促使著我努力。
根據我的經歷,我覺得要成為一個優(yōu)秀的電子工程師,必須要堅持做到以下幾點:
1 始終如一地對技術抱有執(zhí)著的興趣。
能夠沉浸在其中,樂以忘憂,這樣的境界是所有工程師的最高追求。
2 始終如一地對新技術抱有好奇心。
技術領域總能出現讓人耳目一新的東西,電子工程師要有靈敏的嗅覺才行。
3 對困難和挫折能夠百折不撓。
在電子工程領域,苦難挫折和鮮花掌聲從來都是如影隨行為,只有經歷千萬次的打擊才能獲得調試成功后的喜悅。
4 追求完美,才能成就完美。
優(yōu)秀的電子工程師必然是完美主義者,系統(tǒng)設計不能有絲毫瑕疵。完美的軟件,完美的布板,完美的外觀。
一個非主流電子工程師的成長經歷就是這樣,從對模擬電路和數字電路的一知半解,到對嵌入式系統(tǒng)的無限熱愛;從小時候就反復拆卸媽媽的收音機,到制作出一個個能解決實際問題的電路。自己心中有很多感慨:成長之路充滿了喜怒哀樂,只有泥濘的路才能留下腳印……
而今,我已經開始了全新的生活,開始了舉步維艱的創(chuàng)業(yè)歲月。北京相邦互動網絡技術有限公司還剛起步,前途光明而充滿艱險,我將一如既往地堅守陣地,永不放棄,艱難剛苦,玉汝于成!
摘要:本文以大學生電子設計大賽為導向,探討了如何將其與單片機實踐課程結合,達到為大賽選拔人才、鍛煉學生實踐動手能力的目的。本文從教學理念、教學內容組織、教學方法手段、課程考核方式等多方面作了深入的探討,期望通過該門課程的建設為學生后續(xù)專業(yè)課程學習打下扎實的基礎。
關鍵詞:電子設計大賽;單片機實踐;課程建設
1 前言
全國大學生電子設計大賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一,是面向大學生的群眾性科技活動,自1997年第一屆開始至今已舉行了13屆。由教育部和工信部共同發(fā)起的這項活動極大地促進了普通高等院校信息與電子類學科體系的改革,推動了高校課程建設和實驗室建設工作,參與的學生在實踐方面獲得了很大鍛煉,在未來工作中的競爭力也得到了提高。
我院自去年參與大賽以來,克服了時間緊、經驗缺乏的不足,發(fā)揚了勤奮刻苦、團結協作的精神,獲得了四次上海賽區(qū)三等獎的好成績。電子設計大賽涉及的內容廣,有模數混合電路、單片機、可編程器件、PC機的開發(fā)應用等方面。為更好地為電子大賽服務,選拔競賽人才,也為了更好地鍛練學生的實踐動手能力,我院于今年面向自動化專業(yè)卓越班學生新開設了單片機實踐課程,并希望以此為試點,推廣到其他非卓越班的自動化專業(yè)課程中。如何設計好單片機實踐課程的教學內容,建設好這門實踐課程,成為該門課程指導教師工作的重中之重。
2 實踐課程內容建設
由于本實踐課程是第一屆開課,之前并無相關的教學內容資料可參考,所以需要緊密結合前期《單片機原理》理論課程教學內容并在此基礎上有一定的拓展和延伸。目前該門課程的前續(xù)理論課程《單片機原理》在教學上存在著實踐比重小而理論比重大的情況,學生的學習著重基礎理論知識的學習,而動手實踐的機會少,造成學生認為單片機的學習就是背理論知識的錯誤認識。針對上述理論教學的不足,考慮在開設的本實踐課程中加以補充和改進,通過將設計實踐課程和理論課程結合,達到單片機教學的循序漸進的良好效果。具體做法如下。
在教學理念方面,俗話說興趣是最好的老師。我們改革以往實踐課程僅僅簡單地布置任務的做法,而是在講解時把思路擴展開來講,不僅講在設計實踐中所用的單片機技術,還要把單片機目前發(fā)展狀況介紹給學生,介紹單片機領域的風云人物如周立功,介紹他們的成功創(chuàng)業(yè)過程及他們的創(chuàng)業(yè)網站,讓學生知道技術也是資本,也是可以創(chuàng)業(yè)的。再讓學生上網搜索單片機類產品,讓學生感知單片機產品開發(fā)離自己不是很遠。然后鼓勵學生上網搜索單片機網站,加入單片機論壇,在和網友的交流中激發(fā)學生的學習興趣。
在實踐內容組織方面,以項目化設計為基礎,實踐項目的設置參考電子大賽題目的命題要求,包括基本要求和自主發(fā)揮兩大塊,使大部分同學能完成基本設計要求,又便于優(yōu)秀學生有發(fā)揮和創(chuàng)新的余地。項目組織形式亦參考大賽的形式,3人一組共同完成一個項目,各有其側重點,每位同學分別負責軟件設計、硬件設計和最后報告的撰寫,這樣各有分工,以鍛煉學生的團結協作能力。
在教學方法和手段方面,我們摒棄了之前陳舊落后的啟東微機實驗箱,要求學生在我院2015年新購進的西安唐都公司生產的全新的SST51單片機應用實驗及開發(fā)板上完成硬件電路的部分或全部調試。即應用“PROTEUS仿真軟件+西安唐都的SST51單片機應用實驗開發(fā)板”這樣雙平臺的模式,以項目化的方式進行設計實踐。
PROTEUS是英國LABCENTER公司開發(fā)的電路分析和實物仿真軟件,在實踐中應用PROTEUS仿真技術能起到活學活用的目的,其仿真結果不僅具有準確性、可靠性和可讀性,并且直觀形象,能提供一個感性的認識平臺。當然仿真軟件不能解決電路構建、系統(tǒng)調試、故障排除過程中的所有問題,所以仿真只是一個初步要求,在仿真成功后要求學生在SST51單片機應用實驗開發(fā)板上完成實際程序的下載和調試運行工作。即實踐課的內容流程遵循如圖1所示的過程。
當然在實踐課程的開展過程中也碰到了一些實際的問題,比如SST51電路板由于硬件資源固定,缺少設計方案中的元器件,導致沒法完成硬件調試,這就需要在今后的課程中改進,允許學生自行設計選用接口芯片和所需的元器件,設計接口電路板并在面包板上自行焊接完成。還有本課程由于課內教學時間緊任務重未來還需考慮學習并制作微視頻,彌補課內時間的不足,檠生學習提供重要保障。
3 課程考核方式設計
考核方式是教學過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)。實踐課程如何合理考核一直是一個難題。因為實踐教學質量監(jiān)控沒有較好的量化標準,而設計合理的考核方式可以激發(fā)學生的學習動力夯實教學效果。借鑒電子設計大賽最終的成績評定方式,我們確定單片機實踐課的考核主要依據作品的完整度(占30%)、最終的設計報告(占30%)和面試答辯(占40%)三方面組成。先是作品展示,由教師根據作品的工作量和完整性給出一個分數,其次是面試答辯環(huán)節(jié),由學生對作品的功能、原理設計過程、設計的創(chuàng)新點等進行介紹,并由老師對重要知識點提問,根據學生的表述和對問題的回答情況給出一個分數,最后老師根據提交的設計報告再給出一個分數。這種考核方式增加了指導老師的工作強度,因為每個小組需要10分鐘的答辯時間,按3人以小組算,考核過程也需要3到4次課,但經過這樣的課程答辯,鍛煉了學生的表達能力,為學科競賽打下了扎實的基礎。
4 結論
以全國大學生電子設計大賽為導向,我們進行了單片機實踐課程建設的初步探索。我們的目的不僅教給學生單片機應用項目的設計方法,更是鍛煉學生各有分工、團體協作的合作能力,為學生后續(xù)專業(yè)課程的學習和工作打下堅實的基礎。
摘要:目前高等院校電工電子設計實訓課程普遍存在學生積極性不高,教學課時較少和教學效果不理想的問題。通過對教學內容和實訓考核評價方法的改革,提高了電工電子設計實訓課的教學質量。
關鍵詞:演示實驗;虛擬實驗;Multisim;自制套件;面試考核
全國大學生電子設計競賽是具有22年歷史的科技活動,從1994年第一屆開始至今已經舉行了12屆。教育部和工信部共同發(fā)起的這項活動極大的促進了普通高等院校信息與電子類學科課程體系的改革。推動了課程建設和實驗室建設工作。參與的學生在實踐方面獲得了很大的鍛煉,將來在工作中的競爭力也得到了提高。指導教師的付出也得到了教育部和高校的認可,承認并計算其工作量。電工電子設計是面向高校理工科專業(yè)的學生開設的實訓課。主要面向大一大二新生,介紹常用電子元器件的封裝結構,不同元器件的選用及常見故障的識別;熟悉常用電子儀器儀表的使用;掌握電子元器件的焊接技術。著重訓練學生的實踐動手能力,作為電子設計競賽的前期基礎教學環(huán)節(jié),承擔發(fā)現選拔人才的任務。
1 目前教學中存在的問題
學生學習積極性不高。通過對學生上課精神狀態(tài)的掌握和課下與老師同學之間的交流可以發(fā)現一個普遍共識,隨著時間的增長,大學生的學習積極性逐年下降。主要表現在實踐能力不足,眼高手低的問題比較突出。大一新生對大學充滿好奇,相對來說情況還算較好,但是也存在上課玩手機,實訓不按照操作規(guī)程執(zhí)行,組織性差紀律散漫的問題。這一方面是現在社會知識爆炸以及知識碎片化造成的,另一方面也反映新時代下教學的改革迫在眉睫。
學校對實踐教學重視度不夠,課時較少。隨著學校實踐教學課程數量的增加,而總學時并沒有增加多少,這就造成留給每一個課程的實踐教學課時非常有限。電工電子設計的實訓教學是非?;〞r間的,一次教學單元應該在4個課時左右,否則很難有效展開教學工作。因為教學課時受到壓縮,原來的教學內容就需要進行改進,以適應新形勢的要求。目前存在實踐教學和理論教學方面的銜接沒有處理好的問題。
2 教學內容的改革
目前高等院校學生普遍反映課程設置負擔過重,而教學效果并不明顯。造成的原因是多方面的,其中之一是課程內容陳舊,已不適應新形勢的需要。針對電工電子設計實訓課程的特點,需要增加實訓套件的選擇性和趣味性。傳統(tǒng)的實訓套件主要是六管收音機,盡管成本低廉但是教學效果并不好。應該允許學生根據自己的專業(yè)特點和興趣愛好自由選擇實訓套件內容,這就要求實訓套件的研制要與時俱進,每年都需要增加一些創(chuàng)新性的實訓套件,并將其引入實訓教學中。這對實訓指導教師和實驗室元器件庫的建設都提出了新的要求。
重視演示實驗,增加虛擬仿真實驗。有些實驗趣味性很強,但是成本較高不適合作為電工電子基礎實訓內容。可以將這類實驗制作成演示性的,如四旋翼飛行器和腦波控制軌道車等等。這些演示性的實驗可以增加學生的學習樂趣,開闊專業(yè)知識的視野。在教學開始的時候進行演示,可以吸引學生的注意力,在接下來的學習中更加積極主動。同時在教學過程中將虛擬仿真實驗引入電工電子設計實訓教學中,采用Multisim仿真軟件,增加學生對電路的直觀認識,為后續(xù)專業(yè)課程的學習奠定很好的基礎。這很好地解決了課時少和課程綜合性、實踐性強的矛盾,同時也降低了材料的耗損,減少了經費的支出。采用虛實結合的方式,彌補了現場實驗中的不足。
以濾波器實訓為例,最簡單的形式是一階無源低通濾波器。對于沒有學習過專業(yè)課的學生來說一階無源濾波器截止頻率的概念,顯得很難理解??梢酝ㄟ^仿真讓學生理解頻域、波特圖的概念,學會使用示波器和信號源等儀器。通過虛擬儀器的使用學生可以掌握常用儀器儀表的使用,并進行電路的直流工作點分析、交流分析、瞬態(tài)分析等常用分析方法。在對無源濾波器理解的基礎上,再進行二階有源帶通濾波器的實訓。通過采用仿真軟件,在教學過程中隨時提供演示電路和定性定量分析。教師可以在多媒體教學的過程中分析電路的特性,靈活的更改電路參數,進行接近于實際電路的調試分析,有利于對電路進行故障識別,并加深對理論的理解。
3 考核方式的改革
實踐教學的考核一直是個難題,實踐教學質量監(jiān)控一直沒有較好的量化標準。電工電子設計實訓課程的考核不僅作為評價學生學習質量和教師教學效果的手段,同時也肩負為電子競賽選拔人才的任務。通過近十年的實踐摸索,采用面試的方式進行考核,收到了良好的效果。學生在課程結束時不僅掌握了基礎知識而且語言表達能力得到了有效提高。可以在公共場合,自信地描述自己的實訓作品。在面試的過程中教師需要根據學生的專業(yè)和興趣愛好來提問,學生的回答反映其思維方式、應變能力和對專業(yè)知識的掌握程度。最終課程的成績是根據面試成績和實訓套件制作效果綜合打分。通過這種考核方式可以更加真實地反映學生的專業(yè)素養(yǎng)。這種考核方式增加了指導教師的工作強度,但是提高了學生的語言表達能力并且鍛煉了其面試技巧和應變能力。
4 結論
以全國大學生電子設計大賽為契機,進行了電工電子設計課程的實訓教學改革。不僅給學生以有用的專業(yè)知識,更重要的是通過這些教學環(huán)節(jié)和知識載體,使學生了解電工電子設計的思想、方法和精神,學會使用這種方式理性的觀察和分析生活中的電子產品。為后續(xù)專業(yè)課程的學習和工作中的實踐打下了堅實的基礎。
摘要:大學生電子設計大賽是目前大學生關注的比賽之一,如何提高學生比賽成績,是每個指導教師、參賽學生一直共同關注的重點。本文根據電子大賽期間,學生在完成電路時候經常出現的問題,指出賽前培訓的重要性,提出賽前需要通過對學生進行理論培訓,電路設計、電子器件認識、電路焊接工藝,來提高學生設計電路、實現電路的能力,以使學生在比賽中獲得更好的成績。
關鍵詞:電子大賽;理論培養(yǎng);焊接工藝
一、導論
全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一,是主要面向全國電子類學科大學生賽事,目的在于推動教學改革、培養(yǎng)實用型人才,同時也有助于培養(yǎng)大學生的實踐創(chuàng)新意識與基本能力、團隊協作、提高學生電子設計制作的能力,為選拔人才也創(chuàng)造了條件。比賽自從開辦以來,一直備受全國高等院校和學生的重視,被認為國內“含金量”最高的比賽之一,比賽成績在某種程度上已經成為標志著學校教學水平的高低。而參加比賽獲獎的學生在求職過程中,也經常受到用人單位的青睞。全國大學生電子大賽是一種半開放的比賽,比賽時間為4天3夜。比賽期間[1],同一個隊伍的隊員之間可以商討設計思想,確定設計方案,進行分工協作,以隊為基本單位獨立完成比賽任務。指導教師不允許對參賽學生進行指導,參賽隊員也不可以與其他人員探討任何問題,隊員可以查詢相關資料設計電路并完成作品。比賽內容涉及范圍比較廣,包含高頻、低頻電子線路設計、單片機等控制電路,幾乎包含了電子類專業(yè)所有的專業(yè)課程,沒有深厚的理論基礎和對電子元器件扎實的認識,很難在短短的4天中完成比賽,賽前培訓則成為完成比賽內容提高比賽成績的關鍵。如何進行賽前培訓、提高比賽成績,已經成為指導教師及參賽學生討論的重點問題。本文根據電子大賽和教學內容,對學生的培訓可以從幾個方面進行考慮,主要包括是理論培養(yǎng)、電路設計訓練、電子元器件認識、焊接工藝練習等。
二、理論培養(yǎng)
良好的比賽成績與對電路理論知識的掌握情況是分不開[2,3]。首先需要熟練掌握基礎知識。電子設計大賽的電路設計與參加考試不同,對知識的認知不能停留在僅僅會做習題的層面上,需要深刻理解教材中每一個電路設計的原理,如三極管、電阻、電容、電感等元器件在電路中發(fā)揮的作用,其數值變化對電路的影響等。例如,三極管的三個工作狀態(tài)飽和、截止、放大,如何設計參數,使其工作在不同的工作狀態(tài),實現所需要的功能,這些都需要學生對電路知識有深刻的認識才能夠設計出相關的電路。然而,電子大賽比賽時間一般為9月初,大四的學生已經學習了電路與電工基礎、模擬電子線路、單片機、高頻電子線路等課程等相關的電子技術專業(yè)課,從所學習的課程上可以看出,完全具有獨立完成電子大賽題目的電路設計的能力。但是由于時間的關系,大四的學生對以前所掌握的部分知識存在遺忘的現象,這些都需要學生利用業(yè)余或者假期時間重新復習以前學習過的相關知識,以便在比賽的時候能靈活運用理論去設計電路。由于電子大賽與電子線路等課程相關的內容比較多,單靠學生自己很難在業(yè)余時間復習學會相關的知識,并且,學生習慣于考試的方法學習,對于電路的設計,幾乎沒有任何經驗,很難把握住理論學習的重點。為了提高學生的理論水平,學校應該組織在電路設計上有經驗的教師,對參賽學生進行輔導,以加深對理論知識的認識與理解。
三、電路設計訓練
普通高等學校課程體系建設上[4],受到高等學校師資、投入等各方面的影響,電子類的教學還是以理論授課為主,同時開放對應的實驗、課程設計等實踐教學環(huán)節(jié),學生對電路的認識還停留在實驗上,很少能夠形成電路設計的概念。面對一個電路設計,不知道如何從何處入,這就需要從簡單的電路設計入手,培養(yǎng)學生設計電路的能力。如何貫穿所學電路知識設計電路,是參賽的關鍵。電子大賽的電路設計是絕對不是靠一門課程可以設計出理想的電路完成比賽任務的,它是需要依靠多門課程知識內容的集中體現。電子大賽的電路設計通常需要由多個小單元電路組成。如遇到顯示溫度、采集信號等內容則需要使用單片機等器件來實現、如果采集的信號幅度過小則需要對其進行放大達到下一級電路的輸入要求。因此將電路知識融合貫穿起來才能完成整個電路的設計??偹苤?,無論多么復雜的電路,都是由簡單的單元電路組合起來,實現復雜的電路功能,因此,根據學生所掌握的本科知識,先給出若干單元電路題目進行設計,如加法器、振蕩器、乘法器等電路設計,讓學生自行設計。隨著軟件技術的發(fā)展,已經存在一些電路仿真軟件,如EWB、Proteus等,學生可以依據這些軟件將自己設計的電路進行仿真實現,驗證自己的設想是否正確。采用這些軟件實現電路仿真,不僅可以使學生的設計電路時候的一些想法得到實現,也可以降低成本,同時學生也可以很容易修改參數,觀察每個單個電子元件在電路中發(fā)揮的作用,這在實物電路中是很難實現的。
四、電子元器件的認識與焊接工藝
電路設計采用仿真軟件實現,可以對學生起到一個鍛煉作用,但是這些仿真電路畢竟與實際電路的設計畢竟存在一定的距離,我們必須把仿真電路轉換成實物電路,才能提高學生對真正電路的認識。對于很少接觸實際應用的本科生來說,首先培養(yǎng)學生對電子元器件的認識,如電阻、電容、電感等型號、阻值、電容數值等的認識,如何分清三極管、二極管的管腳;認識常用的運放芯片,比如OP07等,對于比較不熟悉的芯片,學會如何查找芯片的參數,芯片輸入的電壓范圍等,以便用于在設計電路的時候可以依據參數,選擇性能比較合適的芯片用于電路中。其次,電路焊接問題一直是困擾學生電路成功參賽的主要原因,經過了2~3天的電路設計及仿真實現,學生基本上完成電路設計,在實現作品的時候,學生焊接完的電路板,經常會出現電路不能正常工作、或者輸出信號與設計初衷不一樣的情況,甚至無任何信號輸出,電路的焊接往往是出現問題的主要原因,虛焊、焊點過大、電子元器件被燒壞等問題都嚴重影響電路正常工作,即使比賽結束前可以正常工作的電路,到了比賽現場測試的時候,也經常會出現電路無法正常工作,或者是電子元器件被燒的情況。當然電路無法正常工作的原因有很多,焊接技術不過關是常見的原因,由此,需要加強對學生平時對焊接工藝的訓練,提高作品成功由于焊接問題導致的比賽失敗。另外,熟練的掌握示波器、萬用表、直流穩(wěn)壓電源、信號源等基本儀器也是需要對學生進行培訓的重要環(huán)節(jié)。比賽賽場通常不是在本校進行,而常用的儀器種類有分為很多種,國內的儀器面板也幾乎都是專業(yè)英文標識,在緊張的比賽環(huán)境中,順利操作這些儀器儀表進行測量也不是很容易的事情,因此需要訓練學生熟練掌握常用儀器的使用方法,掌握儀器面板每一個按鈕的英文含義,熟練掌握儀器的操作和按鈕含義以后,即使遇到不熟悉的儀器,也可以很快學會使用方法。
五、賽前模擬練習
實戰(zhàn)模擬訓練是賽前不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)。由于電子大賽需要面向電子、通信、自動化等專業(yè)學生參賽,因此,每年電子大賽的題目大致包括幾個方面:電源、放大器相關的內容、通信、控制等幾個大方面的設計。指導教師可以依據自己所帶學生的專業(yè)方向設計一些相關題目進行模擬訓練。經過理論、電路設計等方面系統(tǒng)的培訓,參賽學生已經基本掌握了電路設計的相關知識。在這種情況下,參賽學生也需要參與幾次模擬訓練以達到組員之間相互配合的目的。每組參賽隊員為3人,比賽中也通常涉及基礎電路設計、單片機設計、電路焊接、最后完成比賽報告。合理的分工合作能夠數順利完成電路設計,如果在比賽配合出現問題,則有可能導致在規(guī)定時間內無法完成比賽,指導教師可依據學生掌握知識的情況,對學生進行分工。如將基礎知識掌握比較全面的學生作為組長,負責電路整體設計、單片機編程比較好學生的負責單片機控制、文筆比較好的同學負責論文報告的寫作。這種賽前實戰(zhàn)模擬訓練還有一個重要的目的,學會排查問題電路。在電路的設計和焊接過程中,會出現各種問題,一般來說,即使是指導教師在短時間內發(fā)現問題也是很困難的事情,這些問題出現在賽場上,只能依靠學生自己解決問題,對于對電路的初學者來說,這種問題也是經常發(fā)生,焊接的電路也很難一次成功,學會排查電路故障時參賽學生必須掌握的基本內容。針對存在問題的電路,當某一部分電路出現問題的時候,首先需要要做的是需要是檢查電路設計的是否正確,確信電路設計正確后,再依照電路圖檢查電路連線問題,如果都沒有問題,則需要依照電路從前往后每一個焊點都需要采用萬用表或者示波器測量電壓或者波形。這也需要對電路的原理極為熟悉,清楚了解電路中每一處的電壓的大小、每一處電壓波形形狀等相關參數,以判斷電路出現的問題所在。
六、結論
本文僅僅是從以上幾個方面來討論如何在賽前對學生進行培訓,以提高學生參加比賽的成績。但是,畢竟比賽各種意外都會發(fā)生,在短時間內完成電路的設計、購買元器件、完成電路作品,即使參加培訓的學生也會由于經驗不足,參數設計等問題等會有很多意外發(fā)生,影響比賽成績。加強平時對學生的訓練、增加電路設計經驗是靠平時一點一滴積累起來的,只有打下深厚扎實的基礎,才能在比賽中取得良好的成績。
摘 要:本文對照電子設計大賽的要求,查找新建本科院校實踐教學中存在的問題,針對實踐教學理念、實踐教學課程體系、實踐教學師資隊伍、實踐教學實驗室建設、校外實踐教學基地群的建立等方面提出實踐教學改革的措施,以供參考。
關鍵詞:電子設計大賽 新建本科院校 實踐教學改革
隨著大眾化教育的普及新建應用型本科院校應運而生,實踐教學成為應用型本科教育的重要組成部分。新建本科院校都非常重視實踐教學在應用型高級專門人才培養(yǎng)中的重要作用,大力加強開展實踐教學工作,但從近幾年參加全國大學生電子設計大賽的情況來看,新建本科院校實踐教學存在著諸多的問題,這些問題嚴重制約著實踐教學功能的發(fā)揮,影響著人才培養(yǎng)質量。本文對照電子設計大賽的要求,查找出新建本科院校實踐教學中存在的問題,針對實踐教學理念、實踐教學課程體系、實踐教學師資隊伍、實踐教學實驗室建設、校外實踐教學基地群的建立等方面提出實踐教學改革的措施,以供參考。
1 全國大學生電子設計競賽的目的和特點
全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一,是面向大學生的群眾性科技活動,目的在于促進高等學校對實踐教學課程體系和課程內容的改革。其特點是與高等學校相關專業(yè)的實踐教學密切結合,競賽內容既有理論設計,又有實際制作,可以全面檢驗參賽學生的理論與實踐相結合的綜合能力。
2 新建本科院校實踐教學存在的問題
2.1 實踐教學理念存在誤區(qū)
很多新建本科院校前身是師范??茖W校,重理論課輕實踐課。近幾年,隨著學校升本和社會對人才規(guī)格需求的變化,人才培養(yǎng)目標才轉向以培養(yǎng)應用型人才為主。由于受傳統(tǒng)辦學模式的影響,部分主管領導和一線教師的教學觀念仍未轉變,即使是新辦的應用型專業(yè),也反映出重理論課輕實踐課的教學觀念。課堂教學很規(guī)范,有嚴格的制度保障體系、質量監(jiān)督體系和考核程序,而對實踐課的教學就很不規(guī)范,缺乏制度保障體系、質量監(jiān)督體系和考核程序;在排課時依然依據理論課為主實踐課為輔的模式,把綜合素質高的教師安排上理論課,把綜合素質相對較差的老師安排帶實踐課,這些認識的錯位在很大程度上限制了實踐教學的順利開展。
2.2 實踐教學體系設計不合理
對照電子設計競賽的要求,新建本科院校的實踐教學課程體系設計不夠合理,主要表現在實踐教學內容不能相互銜接、相互配套,相對比較雜亂;實驗教學與理論教學不能有機的結合,沒有形成系統(tǒng)地對學生實踐能力培養(yǎng)的課程體系,不能成為各門課程的有機聯系體,制約了學生創(chuàng)新精神的培育和實踐能力的提升。
2.3 實踐師資力量不足
新建本科院校目前的師資從整體上看缺乏實踐經驗,因為目前新建本科院校幾乎所有的實踐教學環(huán)節(jié)都是由一線任課教師兼任,理論課教師一般很少具有實踐經驗,因為很多老師基本上都是在學科型人才培養(yǎng)模式下造就出來的,從學校到學校,一畢業(yè)就從事教學工作,理論知識淵博,但實踐經驗缺乏,指導學生進行實踐的能力欠缺。
2.4 實踐基地建設不到位
新建本科院校由于經費不足,對實踐教學基地的建設不到位,數量嚴重不足,不能滿足本科教學的需要。原有的實踐教學基地主要是初級中學,只能滿足教育類專業(yè)??茖W生的教育實習。學校升格為本科的院校后,新建的非師范類的工科專業(yè)實踐教學基地嚴重缺乏,根本不能滿足教學的需要,有的院校為了減輕負擔,讓學生自主實習,影響了學生實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2.5 實驗課教學內容和方法陳舊
以電子技術實驗課為例,傳統(tǒng)的電子技術實驗教學一般是根據理論課的課程進度,分為模電和數電技術基礎實驗、電工基礎實驗、電子電工綜合實驗三個層次。各層次的實驗內容和實驗方法陳舊、呆板、單一,所有實驗都是統(tǒng)一模式:實驗目的、實驗原理、實驗方法與步驟、實驗結果、注意事項等。實驗內容嚴格按照理論教材設計,都是驗證性實驗,主要研究由分立元件組成的各種電路,學生對此類固定模式的實驗不感興趣,對實驗課程產生了厭煩情緒,經常應付了事,達不到提升實踐能力的目的。
3 電子設計大賽促進新建本科院校實踐教學改革的對策
3.1 樹立正確的實踐教學理念
作為新建本科院校,必須明確自身發(fā)展定位和人才培養(yǎng)目標及服務面向,必須轉變思想觀念,要充分認識到實踐教學是實現應用型人才培養(yǎng)目標的重要途徑。新建本科院校要符合大眾化教育的要求,不搞精英式教育,而搞大眾化教育,為社會培養(yǎng)適應生產、建設、管理、服務一線或崗位群的高級應用型專門人才。將實踐教學納入人才培養(yǎng)方案,使實踐教學與理論教學并重,加強理論教學與實踐教學的有機融合,真正發(fā)揮實踐教學環(huán)節(jié)的實踐育人作用。
3.2 加強實驗室的建設
大多新建本科院校實驗教學條件較差,部分專業(yè)實驗設備過少,尤其有的新建工科專業(yè)根本沒有實驗設備,嚴重缺乏實踐性教學環(huán)境。全國大學生電子設計競賽的實驗室是由參賽學校自己提供的,競賽實驗室如果具有應變能力和綜合適應能力的功能,才能滿足電子設計競賽各種題目的要求。建議通過電子設計競賽的培訓以及參賽,查找出已有實驗室的建設差距,學校要加大實驗室投入,根據專業(yè)需要購買先進的儀器設備,充實與電子專業(yè)相關實驗室,建設滿足電子競賽需要和滿足學生進行課外科技活動的創(chuàng)新實驗室。
3.3 科學設計實踐教學體系
電子設計競賽內容不同于一般的實踐教學,它強調理論與實踐的有機結合,競賽內容既包括系統(tǒng)的設計和實際制作,又包括報告的撰寫,特別注重學生綜合能力的培養(yǎng)。由于學生在競賽前所學的各門課程知識比較分立,設計制作中學生們普遍缺乏各學科之間的綜合應用能力。這就要求改革原有的課程體系,科學設計實踐教學體系,加大實踐教學的力度,增加實驗課程比例。
3.4 更新教學內容、改革教學方法
教學中不僅要考慮到大多數同學的需求,還要滿足參加電子設計競賽學生的愿望,使電子設計競賽的內容成為課堂教學的案例,及早傳授給學生,提高學生對競賽的興趣。要更新教學內容,舍棄過時陳舊的知識,比如數字電子技術實驗中過多的小規(guī)模集成電路實驗就可以舍棄;引入CPLD、FPGA以及SOC芯片的應用等新的內容。
電子設計大賽要求給學生更多獨立學習、獨立思考的空間,傳統(tǒng)的“滿堂灌”式的教學方法必須改革。留給學生更多時間和自主學習的空間,可以將傳統(tǒng)的集中實驗教學改為開放式實驗教學,學生可以根據自己的專業(yè)和愛好,選擇課程規(guī)定以外的實驗內容,使學生在時間上和空間上有較大的靈活性,提高學生學習的主動性和自主性。對那些積極參與競賽的同學采取因材施教的方法,鼓勵學生參與教師的科研課題研究,根據學生的實際情況指派指導教師專人指導,這樣有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,提高實踐能力,使他們能在競賽中脫穎而出。
3.5 加強實踐指導教師隊伍建設
打造一批具有扎實的理論知識和動手操作技能的實踐教師隊伍,應該成為新建本科院校提高實踐教學質量的重中之重。由于電子設計競賽命題范圍廣,涉及的課程多、主要體現新技術的應用,要求指導教師要有很寬的知識面和豐富的實踐經驗。新建本科院校的教師層次不同,年輕教師熟悉新技術,但缺乏實踐經驗;老教師有豐富的經驗,但對新技術和計算機應用又不熟悉。建議賽前成立教師指導小組,將不同學科、不同年齡、不同特長的教師進行組合,指導教師在指導學生競賽的過程中相互學習,共同提高。
學??梢苑峙芜x派教師到一些企事業(yè)單位短期實踐學習,激勵教師考取相關專業(yè)的職業(yè)資格證書。積極引進有豐富實踐教學經驗的工程師、技師,改善實踐教學師資結構,這樣才能加速新建本科院校應用型專業(yè)的實踐教學的師資隊伍建設,會盡快改變應用型專業(yè)的實踐教學師資匱乏的困境。
3.6 建立校內外實踐基地群
培養(yǎng)應用型人才必須有足夠的實踐教學基地,因為實踐教學基地是實現應用型人才培養(yǎng)目標的基本保證,只有在實踐基地中才能完成對大學生的技能訓練,培養(yǎng)實踐動手能力。新建本科院校要充分利用和有效融合社會資源,積極加強實習基地建設工作,克服地域、經濟上的重重困難,投入資金全面保障實踐教學條件,逐步形成校內外相互結合、相互補充、分布合理的實踐教學基地群。
總之,全國大學生電子設計大賽是對高校實踐教學的一種有效檢驗手段,競賽的成功舉辦推動和深化了高校實踐教學的發(fā)展。同時,高校實踐教學的發(fā)展,也有力促進了全國大學生電子設計大賽的成功舉辦。新建本科院校應當以電子設計競賽為契機,不斷總結、改進和推廣這些經驗,從而使實踐教學更上一個臺階,為社會培養(yǎng)更多的應用型人才。
【摘要】本文章以大學生各類學科競賽活動為契機,論述了以多層次MCU為優(yōu)秀的系列課程教學改革的探索與實踐,著重從課程體系、教育內容、實踐能力等方面進行了改革和探索,從而進行具有創(chuàng)新意識、適應性強、綜合素質高的應用型專業(yè)人才的培養(yǎng)。
【關鍵詞】學科競賽;MCU;教學改革
引言
一直以來我院電子信息系提倡培養(yǎng)應用型人才,以學生為主體,以教師為主導,把促進學生健康成長作為學校一切工作的出發(fā)點和落腳點,為每個學生提供適合的教育,提高學生用于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問題的實踐能力,提高學生服務國家,服務社會的責任感。因此在重視學科建設的基礎上,不斷改革實踐教學內容,改進實踐教學方法,通過吸引更多的高水平教師從事實踐教學工作,但又不能僅僅按照傳統(tǒng)意義上的實驗教學來開展,而是通過鼓勵和引導學生通過開展產品的制作、參加各類學科競賽等新型形式走出校園與全國重點院校同臺競技的同時,獲得交流與學習的機會,并能快速捕捉社會的實際需求,提高就業(yè)競爭能力,真正做到以賽促教,以賽促建。
1.以競賽活動為契機,深化課程體系改革,培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識
當前,面向大學生的科技競賽種類繁多,規(guī)模越來越大,內容越來越豐富多彩,受到了各大高校師生的廣泛關注。近年來,我院高度重視大學生競賽活動,通過構建大學生競賽平臺,舉辦和參加多層次,多形式的大學生科技競賽活動,不斷推動學校進一步加強專業(yè)建設,推動校內外實習實訓基地建設,深化教學內容和課程體系改革,以競賽促教學,以教學帶競賽,不斷探索有益于學生發(fā)揮潛能和成長的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。
我院電子信息系從2007年以來已經成功地組織學生參加了多次全國大學生電子設計競賽,廣東省大學生電子設計競賽,“博創(chuàng)杯”全國大學生嵌入式物聯網設計大賽,“畢杯”全國電子創(chuàng)新設計競賽以及“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽等等,并在比賽中取得了優(yōu)異的成績――獲得全國大賽總決賽特等獎三項,一等獎兩項,廣東省一等獎七項,二等獎三等獎若干項,有近百名學生參與到各類大學生電子競賽活動中去?;仡櫧鼛啄甑臍v程,我們深有感觸:是競賽大大提高了學生的實踐動手能力,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識,增強了學生的團隊合作意識,提高了實踐教學質量。
2.建立以多層次MCU為優(yōu)秀的系列課程平臺,加強實踐教學內容的改革
根據我院參加以上不同的學科競賽活動的特點,建立以多層次MCU為優(yōu)秀的系列課程平臺,有針對性地進行實驗實踐教學。以多層次MCU為優(yōu)秀的系列課程分為四個方向:電路設計類課程、仿真設計類課程、軟件設計類課程及應用設計類課程,各個方向又細化為基礎課、專業(yè)基礎課和專業(yè)課。如圖所示。以單片機技術、EDA技術和嵌入式技術的應用開發(fā)為優(yōu)秀的課程平臺建設,有機融合了電子電路系列課程,仿真分析系列課程以及軟件設計系列課程,強化了學生的電路設計、軟硬件相結合、綜合運用先進技術的能力,進一步通過各類MCU設計項目提高學生系統(tǒng)分析、設計、開發(fā)的能力,為激發(fā)學生的實踐創(chuàng)新意識、實踐創(chuàng)新思維、實踐創(chuàng)新能力提供了知識平臺。
圖一 MCU系列課程體系
加大各門課程之間的相互聯系和承前啟后性,加大各課程知識點的相互促進作用,進一步優(yōu)化課程體系,將更多應用型,設計型課程引入到培養(yǎng)方案中。在51單片機、電路CAD、ARM處理器原理課程的教學中,更多將MCU的應用和實際結相合,結合企業(yè)應用的最新技術和發(fā)展方向把握教學的內容,在學生完成一門課程后則具備使用該專業(yè)知識進行相關電子制作的能力。
聯合電子信息系實驗室動態(tài)合理配置系內實驗資源,以實驗樓328嵌入式實驗室為學生科技活動中心,全日制面向電子信息系學生開放,電子信息系教師與實驗中心實驗員共同對參與科技實踐活動的學生進行指導與培訓,支持和鼓勵學生進行各類電子設計、電子制作、軟件設計、各種創(chuàng)新科技實踐活動。成立各類興趣小組,引導學生在電子信息技術應用的各種領域進行創(chuàng)新型產品的研發(fā)和制作,通過參加全國大學生電子設計競賽、博創(chuàng)杯嵌入式競賽、畢杯創(chuàng)新電子競賽,挑戰(zhàn)杯課外科技競賽等全國性競賽活動,重點培養(yǎng)學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力,提高學生自信心。
圖二 單片機課程實驗內容創(chuàng)新與完善
打破傳統(tǒng)的驗證性實驗教學模式,根據實驗教學的內容不同,將實驗課程劃分為驗證性、應用型、設計型、創(chuàng)新型實驗,注重理論與實際緊密聯系,題目由簡單到復雜、難度從小到大,以單片機課程為例,如下圖所示,將實驗教學內容進行創(chuàng)新和完善,將51單片機在各類電子產品的應用引入實驗課程,學生圍繞單片機進行各種電子制作,例如:交通燈的設計,電子時鐘的設計,立體停車庫控制器的設計,自動行走小車,太陽能發(fā)電照明控制系統(tǒng),基于單片機的智能家居系統(tǒng)等一系列設計型創(chuàng)新型實驗(見圖二)。
增設電子系統(tǒng)綜合設計。電子系統(tǒng)綜合設計涉及電子,通信,自動化,嵌入式等多個學科領域,是從模擬電子、數字電子到單片機,傳感器原理與應用,嵌入式linux,物聯網技術等多個相關專業(yè)課程的綜合設計課程,著力于培養(yǎng)學生開發(fā)創(chuàng)新的綜合應用的實踐操作能力,為參加各類全國大學生電子競賽取得優(yōu)異成績起到促進作用。參賽獲獎作品有“基于LINUX系統(tǒng)和ARM11處理器的智能家居系統(tǒng)”,“基于WINCE系統(tǒng)和GRPS的遠程校園智能監(jiān)控系統(tǒng)”,“基于ARM7的風光互補發(fā)電照明控制系統(tǒng)”,“基于ARM6410及Android系統(tǒng)的六足機器人”,“基于ARM6410的六軸航拍飛行器的控制”,“基于第六感的探險救援爬墻機器人”,“基于物聯網的智能安防兼排爆機器人”等。
3.總結
大學生電子設計競賽檢驗了電路設計類的教學內容與教學質量;博創(chuàng)杯嵌入式大賽反映了我們本科生很好的將嵌入式、物聯網應用系統(tǒng)與現實需求緊密結合,學生將所學的技術知識得以轉化,并充分利用大賽平臺相互學習、交流,為未來快速適應工作環(huán)境打好基礎;畢杯創(chuàng)新設計大賽通過我們的學生在達盛科技的開發(fā)板上進行不拘泥于各種技術形勢的創(chuàng)新設計,培養(yǎng)學生的動手能力以及學習能力,弘揚了民族創(chuàng)新精神。由此可見,以多層次MCU為優(yōu)秀的系列課程改革的全面實施取得了豐碩的成果,改革是成功的。今后,我們將進一步擴大競賽的參與面,促進校際交流,為優(yōu)秀的創(chuàng)新人才的脫穎而出提供舞臺。
作者簡介:
劉夢亭(1981―),女,江西景德鎮(zhèn)人,工學碩士,講師,主要研究方向:系統(tǒng)工程,嵌入式開發(fā),信號處理。
通訊作者:趙麗紅(1978―),女,湖北鄂州人,工學碩士,工程師,主要研究方向:系統(tǒng)工程,計算機軟件技術。
摘要:本文對照電子設計大賽的要求,查找新建本科院校實踐教學中存在的問題,針對實踐教學理念、實踐教學課程體系、實踐教學師資隊伍、實踐教學實驗室建設、校外實踐教學基地群的建立等方面提出實踐教學改革的措施,以供參考。
關鍵詞:電子設計大賽;新建本科院校;實踐教學改革
隨著大眾化教育的普及新建應用型本科院校應運而生,實踐教學成為應用型本科教育的重要組成部分。新建本科院校都非常重視實踐教學在應用型高級專門人才培養(yǎng)中的重要作用,大力加強開展實踐教學工作,但從近幾年參加全國大學生電子設計大賽的情況來看, 新建本科院校實踐教學存在著諸多的問題,這些問題嚴重制約著實踐教學功能的發(fā)揮,影響著人才培養(yǎng)質量。本文對照電子設計大賽的要求,查找出新建本科院校實踐教學中存在的問題,針對實踐教學理念、實踐教學課程體系、實踐教學師資隊伍、實踐教學實驗室建設、校外實踐教學基地群的建立等方面提出實踐教學改革的措施,以供參考。
1 全國大學生電子設計競賽的目的和特點
全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一,是面向大學生的群眾性科技活動,目的在于促進高等學校對實踐教學課程體系和課程內容的改革。其特點是與高等學校相關專業(yè)的實踐教學密切結合,競賽內容既有理論設計,又有實際制作,可以全面檢驗參賽學生的理論與實踐相結合的綜合能力。
2 新建本科院校實踐教學存在的問題
2.1 實踐教學理念存在誤區(qū)
很多新建本科院校前身是師范專科學校,重理論課輕實踐課。近幾年,隨著學校升本和社會對人才規(guī)格需求的變化,人才培養(yǎng)目標才轉向以培養(yǎng)應用型人才為主。由于受傳統(tǒng)辦學模式的影響,部分主管領導和一線教師的教學觀念仍未轉變,即使是新辦的應用型專業(yè),也反映出重理論課輕實踐課的教學觀念。課堂教學很規(guī)范,有嚴格的制度保障體系、質量監(jiān)督體系和考核程序,而對實踐課的教學就很不規(guī)范,缺乏制度保障體系、質量監(jiān)督體系和考核程序;在排課時依然依據理論課為主實踐課為輔的模式,把綜合素質高的教師安排上理論課,把綜合素質相對較差的老師安排帶實踐課,這些認識的錯位在很大程度上限制了實踐教學的順利開展。
2.2 實踐教學體系設計不合理
對照電子設計競賽的要求,新建本科院校的實踐教學課程體系設計不夠合理,主要表現在實踐教學內容不能相互銜接、相互配套,相對比較雜亂;實驗教學與理論教學不能有機的結合, 沒有形成系統(tǒng)地對學生實踐能力培養(yǎng)的課程體系,不能成為各門課程的有機聯系體,制約了學生創(chuàng)新精神的培育和實踐能力的提升。
2.3 實踐師資力量不足
新建本科院校目前的師資從整體上看缺乏實踐經驗,因為目前新建本科院校幾乎所有的實踐教學環(huán)節(jié)都是由一線任課教師兼任,理論課教師一般很少具有實踐經驗,因為很多老師基本上都是在學科型人才培養(yǎng)模式下造就出來的,從學校到學校,一畢業(yè)就從事教學工作,理論知識淵博,但實踐經驗缺乏,指導學生進行實踐的能力欠缺。
2.4 實踐基地建設不到位
新建本科院校由于經費不足,對實踐教學基地的建設不到位,數量嚴重不足,不能滿足本科教學的需要。原有的實踐教學基地主要是初級中學, 只能滿足教育類專業(yè)??茖W生的教育實習。學校升格為本科的院校后,新建的非師范類的工科專業(yè)實踐教學基地嚴重缺乏,根本不能滿足教學的需要,有的院校為了減輕負擔,讓學生自主實習,影響了學生實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2.5 實驗課教學內容和方法陳舊
以電子技術實驗課為例,傳統(tǒng)的電子技術實驗教學一般是根據理論課的課程進度,分為模電和數電技術基礎實驗、電工基礎實驗、電子電工綜合實驗三個層次。各層次的實驗內容和實驗方法陳舊、呆板、單一,所有實驗都是統(tǒng)一模式:實驗目的、實驗原理、實驗方法與步驟、實驗結果、注意事項等。實驗內容嚴格按照理論教材設計,都是驗證性實驗,主要研究由分立元件組成的各種電路,學生對此類固定模式的實驗不感興趣,對實驗課程產生了厭煩情緒,經常應付了事,達不到提升實踐能力的目的。
3 電子設計大賽促進新建本科院校實踐教學改革的對策
3.1 樹立正確的實踐教學理念
作為新建本科院校,必須明確自身發(fā)展定位和人才培養(yǎng)目標及服務面向,必須轉變思想觀念,要充分認識到實踐教學是實現應用型人才培養(yǎng)目標的重要途徑。新建本科院校要符合大眾化教育的要求,不搞精英式教育,而搞大眾化教育,為社會培養(yǎng)適應生產、建設、管理、服務一線或崗位群的高級應用型專門人才。將實踐教學納入人才培養(yǎng)方案,使實踐教學與理論教學并重,加強理論教學與實踐教學的有機融合,真正發(fā)揮實踐教學環(huán)節(jié)的實踐育人作用。
3.2 加強實驗室的建設
大多新建本科院校實驗教學條件較差,部分專業(yè)實驗設備過少,尤其有的新建工科專業(yè)根本沒有實驗設備,嚴重缺乏實踐性教學環(huán)境。全國大學生電子設計競賽的實驗室是由參賽學校自己提供的,競賽實驗室如果具有應變能力和綜合適應能力的功能,才能滿足電子設計競賽各種題目的要求。建議通過電子設計競賽的培訓以及參賽,查找出已有實驗室的建設差距,學校要加大實驗室投入,根據專業(yè)需要購買先進的儀器設備,充實與電子專業(yè)相關實驗室,建設滿足電子競賽需要和滿足學生進行課外科技活動的創(chuàng)新實驗室。
3.3 科學設計實踐教學體系
電子設計競賽內容不同于一般的實踐教學,它強調理論與實踐的有機結合,競賽內容既包括系統(tǒng)的設計和實際制作,又包括報告的撰寫,特別注重學生綜合能力的培養(yǎng)。由于學生在競賽前所學的各門課程知識比較分立,設計制作中學生們普遍缺乏各學科之間的綜合應用能力。這就要求改革原有的課程體系,科學設計實踐教學體系,加大實踐教學的力度,增加實驗課程比例。
3.4 更新教學內容、改革教學方法
教學中不僅要考慮到大多數同學的需求,還要滿足參加電子設計競賽學生的愿望,使電子設計競賽的內容成為課堂教學的案例,及早傳授給學生,提高學生對競賽的興趣。要更新教學內容,舍棄過時陳舊的知識,比如數字電子技術實驗中過多的小規(guī)模集成電路實驗就可以舍棄;引入CPLD、FPGA以及SOC芯片的應用等新的內容。
電子設計大賽要求給學生更多獨立學習、獨立思考的空間,傳統(tǒng)的“滿堂灌”式的教學方法必須改革。留給學生更多時間和自主學習的空間,可以將傳統(tǒng)的集中實驗教學改為開放式實驗教學,學生可以根據自己的專業(yè)和愛好,選擇課程規(guī)定以外的實驗內容,使學生在時間上和空間上有較大的靈活性,提高學生學習的主動性和自主性。對那些積極參與競賽的同學采取因材施教的方法,鼓勵學生參與教師的科研課題研究,根據學生的實際情況指派指導教師專人指導,這樣有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,提高實踐能力,使他們能在競賽中脫穎而出。
3.5 加強實踐指導教師隊伍建設
打造一批具有扎實的理論知識和動手操作技能的實踐教師隊伍,應該成為新建本科院校提高實踐教學質量的重中之重。由于電子設計競賽命題范圍廣,涉及的課程多、主要體現新技術的應用,要求指導教師要有很寬的知識面和豐富的實踐經驗。新建本科院校的教師層次不同,年輕教師熟悉新技術,但缺乏實踐經驗;老教師有豐富的經驗,但對新技術和計算機應用又不熟悉。建議賽前成立教師指導小組,將不同學科、不同年齡、不同特長的教師進行組合,指導教師在指導學生競賽的過程中相互學習,共同提高。
學??梢苑峙芜x派教師到一些企事業(yè)單位短期實踐學習,激勵教師考取相關專業(yè)的職業(yè)資格證書。積極引進有豐富實踐教學經驗的工程師、技師,改善實踐教學師資結構,這樣才能加速新建本科院校應用型專業(yè)的實踐教學的師資隊伍建設,會盡快改變應用型專業(yè)的實踐教學師資匱乏的困境。
3.6 建立校內外實踐基地群
培養(yǎng)應用型人才必須有足夠的實踐教學基地,因為實踐教學基地是實現應用型人才培養(yǎng)目標的基本保證,只有在實踐基地中才能完成對大學生的技能訓練,培養(yǎng)實踐動手能力。新建本科院校要充分利用和有效融合社會資源,積極加強實習基地建設工作,克服地域、經濟上的重重困難,投入資金全面保障實踐教學條件,逐步形成校內外相互結合、相互補充、分布合理的實踐教學基地群。
總之,全國大學生電子設計大賽是對高校實踐教學的一種有效檢驗手段,競賽的成功舉辦推動和深化了高校實踐教學的發(fā)展。同時,高校實踐教學的發(fā)展,也有力促進了全國大學生電子設計大賽的成功舉辦。新建本科院校應當以電子設計競賽為契機,不斷總結、改進和推廣這些經驗,從而使實踐教學更上一個臺階,為社會培養(yǎng)更多的應用型人才。
【摘要】從多方面入手,闡述電子設計大賽的開展與大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課題研究。
【關鍵詞】電子設計大賽 大學生創(chuàng)新能力 培養(yǎng)
知識經濟需要素質教育,實施素質教育的重點是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。本文研究如何依托電子設計大賽培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力。
一、電子設計大賽的開展與大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究課題的預期目標
一是以電子信息學科為依托,進行機構調整與課程的整合、優(yōu)化。二是調整實訓教學模式,創(chuàng)建一流的電子實訓課程體系。三是建立四個層次的實訓教學模式:基礎性學習、設計性實訓、綜合性實訓、產品開發(fā)訓練。四是組織課題成員和系部教師參加全國、全區(qū)大學生電子設計大賽,力爭獲得一等獎以檢驗課題的實戰(zhàn)效果。
二、本研究課題主要解決的教學問題
我們走訪了多家兄弟院校,聽取了一些電子企業(yè)對大學畢業(yè)生的能力要求,查閱了大量的資料,并和廣西電力職業(yè)技術學院教授、畢業(yè)生討論與座談,對當前教學中存在的問題進行深入分析。通過廣泛調查研究,大家一致認為目前的教學模式和實訓室管理模式已不適應培養(yǎng)21世紀所需的電子類具備創(chuàng)新能力人才的需要,主要表現在:一是教學模式過時。實訓以驗證性實驗為主,缺乏創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效機制。教學中只考慮完成一種實訓項目,沒有按照學生的特點進行個性化、分層次教學。二是實訓課效率低。實訓內容陳舊,實訓設備落后,尤其缺乏現代現代化水平的教材、儀器和相應軟硬件設備。三是管理封閉。課程之間的聯系、資源共享等方面存在障礙,設備利用率不高。四是陳舊的考核手段不利于大學生創(chuàng)造力的培養(yǎng),不利于發(fā)掘學生的創(chuàng)造性。五是理論教學脫離實際。針對上述問題,我們提出以下解決方法:
第一,成立電子設計競賽領導小組,從組織上、制度上保證這項工作的順利進行。領導小組成員從組長到指導教師分工職責明確,管理規(guī)范。
第二,針對當前高職電子技術教育存在的問題,建立基礎性學習、設計性實訓、綜合性實訓、產品開發(fā)訓練四個梯度層次的實訓教學模式,并由此形成一整套基于問題驅動的電子技能訓練的方法與課程體系;建立現代電子創(chuàng)新設計實訓室,模擬企業(yè)工作環(huán)境,配備現代化的電子儀器設備,制定開放的管理制度,提供自主命題、自主研究、自主討論的空間;利用電子協會和電子課外科技活動中心,設立創(chuàng)新設計獎,吸引大批學生參加業(yè)余電子產品制作活動,形成廣泛的群體基礎,通過層層選拔,層層培訓,培養(yǎng)拔尖人才;不定期邀請校內外電子專家、教授為大學生作專題報告,拓展學生視野;組織有經驗的教師編寫《電子實訓》培訓教材,增加以設計性、系統(tǒng)性為主的實訓內容,將反映電子科學技術發(fā)展趨勢的內容充實到實訓教材和教學環(huán)節(jié)中。強化對學生創(chuàng)新能力的訓練功能,提高他們應用新技術、新器件解決系統(tǒng)問題的能力。
三、實施過程
(一)現代電子技術實訓教學模式改革思路。在分析電子技術實訓教學存在的主要問題后,大家明確了項目的目標:通過改革,探索和建立適合現代電子技術實訓的教學模式、管理模式;注重應用型人才的培養(yǎng),強化實踐環(huán)節(jié)的訓練,使實訓室成為學生動手能力和技術創(chuàng)新的主要基地之一,培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的學生;通過改革,編寫與完善一些實訓教學的新教材;培養(yǎng)和鍛煉一支高素質的師資隊伍。在此基礎上,確定本項目對現代電子技術實訓教學模式進行研究的思路:
1 全面修訂本學科教學計劃和實訓教學大綱。根據教育部對電子信息科學技術專業(yè)教學的基本要求和廣西電力職業(yè)技術學院電子與信息工程系對課程改革的思路,應對本學科教學計劃和實訓教學大綱進行全面修訂。教學內容的更新也是一個與時俱進的過程,改革的基本目標是減輕學生負擔;壓縮必修課學時,增加選修課門數,給學生較大的自主選擇空間。加強實踐教學環(huán)節(jié),突出綜合應用能力的訓練,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
2 提出實訓教學改革的整體思路。按基礎、綜合應用、提高創(chuàng)新三個層次的培養(yǎng)目標組織實訓教學,將實訓課分為基礎實訓、綜合應用實訓和創(chuàng)新實訓三種類型。壓縮原有大量驗證性的基礎實訓的比例,增加以設計性、系統(tǒng)性為主的實訓內容,將反映電子科學技術發(fā)展趨勢的內容充實到實訓教材和教學環(huán)節(jié)中。強化對學生創(chuàng)新能力的訓練功能,提高他們應用新技術、新器件解決系統(tǒng)問題的能力。根據學生的不同類型,貫徹“基本要求、需求選擇”兩種不同的教學要求,即對大部分學生的教學執(zhí)行基本教學大綱的要求,對部分學有余力、有進一步需求的學生,創(chuàng)造各種條件進行培養(yǎng),以滿足他們的創(chuàng)新要求。
3 改進教學模式。改革傳統(tǒng)教學模式,分層次教學:基礎實訓以教為主導,強調學生掌握扎實的基礎;綜合應用實訓教師與學生并重,教師著重指導;創(chuàng)新實訓以學生為主。
4 改革實訓考核體制。將實訓從封閉模式向開放模式過渡,在項目實施期間將電子系現有十幾個驗室改建成實訓中心,資源共享,并向全校相關院系師生開放。
(二)參賽隊員選拔方式。我們面向全院學生發(fā)動宣傳,正確引導學生根據自身條件自由報名。由于場地可容納人數有限,一般參加培訓的競賽學生組數計劃為32組,每組3人,同時為了保證參賽選手的可持續(xù)性,我們規(guī)定每年都有部分一年級的新生加入,采用“以老帶新”的方式持續(xù)培養(yǎng)。參賽隊員一般有如下選拔方式:
1 在學院統(tǒng)一報名,經過筆試、面試兩個環(huán)節(jié)選拔。
2 任課教師、輔導員推薦部分優(yōu)秀的學生,工作小組三名以上成員考核通過。
3 學生提交個人作品自薦,工作小組三名以上成員考核通過。
通過以上方式的篩選,學生中的優(yōu)秀創(chuàng)新型人才有了展現的機會。
(三)階段性的電子設計大賽培訓內容與課時實施計劃。根據大賽的要求、學生的學習特點、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的規(guī)律要求,培訓內容采用基礎性學習、設計性實訓、綜合性實訓、產品開發(fā)訓練四個梯度層次的實訓教學模式,以訓練學生的電子設計與制作能力和創(chuàng)新能力、產品開發(fā)能力。
第一階段是基礎性學習。由全體指導教師在課余時間對選拔的參賽隊員進行集中輔導授課,強化智能電子產品設計相關的基礎知識和技能。
第二階段是設計性實訓。由全體指導教師在課余時間對參賽學生進行分方向類別的專項訓練,大致分為電源電路類、功放類、可控放大與濾波器類、儀器類、智能小車和其他運動控制類,使每組學生初步掌握兩個方向類別的電子設計與制作的知識和技能。
第三階段是綜合性實訓。主要是用歷年的競賽真題來訓練參賽學生,并按照相同的要求在三夜四天的時間內完成,以此來激發(fā)學生的潛力和檢驗訓練的成果,并找出進一步努力的方向。
第四階段是產品開發(fā)訓練。主要是讓學生設計和制作一個在現實生活中具有一定實用價值的產品,以此檢驗學生的技術思維路線、創(chuàng)新思維方法、專利策略意識等在新產品開發(fā)中的應用能力。培訓的項目安排和課時安排見表1。
經過以上訓練,學生的個人能力有了長足的進步,參加大賽時能夠從容面對并且取得非常好的成績。
(四)制定考核評價方法與獎勵方法。考核評價方法分為訓練過程的考核評價和競賽過程的考核評價兩部分。訓練過程的考核評價由廣西電力職業(yè)技術學院大學生電子競賽組委會的工作小組制定標準和執(zhí)行,包括日常工作考核、理論知識考核和項目作品考核三部分內容,其考核結果相當于一門專業(yè)課程的成績,有相應的學分,具體見相關專業(yè)的人才培養(yǎng)方案。競賽過程的考核評價按大學生電子設計競賽組委會規(guī)定的辦法和標準執(zhí)行。獎勵方法按廣西電力職業(yè)技術學院對學生學科競賽獲獎獎勵的相關文件執(zhí)行。
四、電子設計大賽開展以來取得的成果
第一,開展大學生電子設計大賽促進了電子專業(yè)教學模式的改革和課程體系的整合與優(yōu)化,推動了以項目為載體、以任務為驅動的教學方式的改革,培養(yǎng)了學生科學創(chuàng)新、理論聯系實際、團隊合作、吃苦耐勞的精神,極大地提高了廣西電力職業(yè)技術學院電子類專業(yè)學生解決實際問題的能力。
第二,電子設計大賽所采用的基礎性學習、設計性實訓、綜合性實訓、產品開發(fā)訓練四個梯度層次的基于任務驅動的電子技能訓練的方法,已經推廣應用到廣西電力職業(yè)技術學院電子與信息工程系計算機控制技術、計算機應用等專業(yè),收到了良好的效果。
第三,為了更好地適應課程體系改革的需要,課題組組織編寫了《電子技術基礎》、《電子技術基礎實訓教程》、《電子工藝實訓教程》、《汽車車身電子控制維修技術》、《自動檢測技術》電子類系列規(guī)劃教材,由北京理工大學出版社出版發(fā)行。課題組努力將電子教學做一體化的思想融入教材中,使學生在學習中獲得職業(yè)過程的訓練。該系列教材在國內高職院校使用了三年,發(fā)行量超過3萬套,使用效果明顯,學生受益匪淺。
第四,課題的研究成果帶動了廣西電力職業(yè)技術學院電子與信息工程系專業(yè)建設、精品課程建設和教學團隊建設。2010年,應用電子技術專業(yè)團隊被確定為自治區(qū)教學團隊;智能電子產品設計與制作被評為學院精品課程;2011年,應用電子技術專業(yè)被評為自治區(qū)優(yōu)勢專業(yè)。
第五,課題的研究成果對學生參加學科技能競賽起到了巨大的推動作用。廣西電力職業(yè)技術學院電子與信息工程系參加的六屆電子設計大賽中,有3人獲得部級一等獎,24人獲得省級一等獎,獲二等獎24人次、三等獎達198人次,這些學生正在國民經濟建設中發(fā)揮重要作用。項目成員發(fā)表相關論文6篇,出版相關教材6部,獲自治區(qū)電子大賽優(yōu)秀指導教師2人。獲自治區(qū)級優(yōu)秀組織獎2次,取得了非常好的成績。
大學生電子設計大賽的實踐證明:在全國大學生中開展的電子設計大賽對提高教育質量、培養(yǎng)學生團結協作意識和創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識及綜合素質方面有舉足輕重的作用。大學生電子設計大賽實質上是一種特殊形式的教學改革實踐載體,其目的在于推動實踐教學改革,有助于逐步改革實踐教學中存在的弊病。大賽使大學生得以自主地學習,其鍛煉的廣度和強度是任何教學環(huán)節(jié)都無法比擬的。因此,本研究從某些側面觸動原有的課程教學體系,尤其促進了實踐教學體系、內容、方式改革以及實訓室建設工作。
【摘要】分析大學生電子設計大賽對高職單片機實踐教學改革的推動作用,闡述高職單片機實踐教學存在的問題,以及大學生電子設計大賽導向下的高職單片機實踐教學改革。
【關鍵詞】大學生電子設計大賽單片機實踐教學改革
由教育部高等教育司和信息產業(yè)部人事司共同舉辦的全國大學生電子設計大賽,其參賽的規(guī)模和對社會的影響力不斷擴大,現在發(fā)展為每兩年一次,逢單數年舉行。由此可看出大學生電子設計大賽越來越得到重視,并且社會的認可度越來越高。大賽的目的是為了促進高校相關課程體系以及授課內容的改革,提高高校的素質教育質量,培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新意識與動手能力、團隊合作精神。所以大學生電子設計大賽不僅有利于鍛煉學生對具體方案進行電子設計制作的能力和創(chuàng)新能力,同時也有利于促進實踐教學的教學內容、教學模式、考核機制等方面的改革,使實踐教學更加符合社會科學發(fā)展的需要。
一、大學生電子設計大賽對高職單片機實踐教學改革的推動作用
以往的單片機綜合應用課程都在大三才開展,而參加電子設計大賽的選手大多是剛升人大三的學生,他們剛學習單片機原理、數字電路和模擬電路等相關課程,但是所學的各門課程相對獨立,并沒有綜合在一起。這樣學生往往缺乏相應的大規(guī)模應用電路設計經驗,難以在大賽中取得好成績。對此,可以在大二第二學期開設單片機綜合應用選修課,給學生提供更多的鍛煉機會。在這門課中,根據比賽的流程,按照電路設計制作、調試、撰寫實驗報告步驟對學生進行訓練。可見,大學生電子設計大賽貴單片機實踐教學改革能夠起到積極的作用。此外,大學生電子設計大賽對教師實踐教學中教學方法的改善以及教學水平的提高都有很大的促進作用,因為幾乎所有學校的電類專業(yè)學生都會參加這項比賽,比賽的成績在一定程度上反映了學校的教學水平,這就大大調動了參賽學校及教師改善實踐教學的積極性。
二、高職單片機實踐教學存在的問題
大學生電子設計大賽采用“半封閉、相對集中”的組織方式,統(tǒng)一命題,時間為4天3夜。每隊參賽選手下載大賽試題后,在規(guī)定時間可以通過網絡查閱相關資料,制訂設計方案,設計并制作相應作品。最后需要提交作品實物、設計報告、測試報告等相關材料。大學生電子設計大賽檢驗了學生的綜合素質,同時也暴露了高職單片機實踐教學中存在的問題。
(一)學生獲取信息的能力不高。在大學生電子設計比賽開始時,學生面對設計題目,需要先審題,從題目要求中獲取信息,結合自己的知識面,選擇適合自己的題目。但是學生往往理解題意不夠深切,不能從題目中獲取有效信息,不能理解出題者的意圖。確定題目后,就開始進入比賽的設計階段,參賽選手可以通過網絡查找需要的資料,但是很多參賽學生不清楚從何處查資料,不懂得下載芯片使用說明書,缺乏獲取對比賽有用信息的能力。這是因為平時的實踐教學沒有加強這方面的訓練。
(二)學生的知識不夠全面。大學生電子設計大賽是一項綜合性的比賽,對學生各方面的要求比較高。但是學生在基礎知識方面得分不高,對知識掌握不夠全面。這與平時的實踐教學有一定的關系,很多教師在實驗課中,沒有做到理論與實踐有機結合,致使學生只是機械地完成實驗,對實驗知識目標、能力目標以及素質目標不清楚;也沒有實現舉一反三,讓學生達到以點到面的學習效果。
(三)學生設計的報告質量較低。在大學生電子設計比賽結束后,每隊參賽成員需要提交設計報告。從多次比賽結果來看,學生設計的報告質量比較低,格式不規(guī)范,語句不通順,電路設計沒有理論分析以及相應公式推導。這體現了平時實踐教學中對學生的實驗報告要求不嚴,沒有按照一定要求規(guī)范編寫。
(四)學生的創(chuàng)新能力不強。學生除完成比賽試題的基本要求外,很少有創(chuàng)新。究其原因,是因為平時的實踐教學內容陳舊、形式比較呆板、方法單一,沒有從培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力的角度出發(fā),培養(yǎng)基本功扎實、知識面廣、富有競爭意識的高技能型專門人才;在實驗教學中過多強調共性訓練,沒有根據單個學生的特征,有針對性地開展個性訓練。在訓練學生的理性思維的同時,應加強學生非理性思維方面的訓練,因為加強學生的非理性思維對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是非常重要的。
三、大學生電子設計大賽導向下的高職單片機實踐教學改革
在大學生電子設計大賽的導向下,高職單片機實踐教學應加強以下方面的改革:
(一)加強單片機實驗室的建設。大學生電子設計大賽是對學生綜合能力和創(chuàng)新意識的檢驗,但目前的實驗室在很大程度上制約了學生的發(fā)展。大學生電子設計大賽比賽的時間長,學生需要在競賽場地內完成全部工作,而高職院校目前的實驗室大多是“封閉式”的,所以建設開放性的實驗室顯得尤為重要。由于近幾年的比賽試題跟社會科技發(fā)展主題密切相關,比如增加了環(huán)保、節(jié)能等方面內容。這些試題融合了當前的前沿知識和先進的芯片技術,這需要及時更新實驗室設備,使學生在平時的實驗、實訓中有更多機會接觸這方面的知識。
(二)加強教學內容和教學方法的改革。根據社會和企業(yè)發(fā)展需要,應優(yōu)化單片機實踐教學內容。把現有的教材中一些過時的、過于理論化的內容刪掉,增加一些跟生活密切相關的以及與當前先進技術相關的實驗。多增設一些綜合性的實驗項目,減少一些驗證性實驗。采用循序漸進的步驟,實驗由易到難。每次實驗內容分基本部分、發(fā)揮部分,重點指導學生完成發(fā)揮部分,并引導學生采用多種方法完成實驗。
在單片機實踐教學中,采用任務驅動、項目導向的實踐教學模式。在單一的實驗課教學中,以學生為中心,按照學生接受任務、學生自學、學生提問、學生觀摩、學生訓練、學生評價這六個步驟完成教學項目,如圖1所示。最開始由教師根據教學內容和培養(yǎng)目標,設計實踐教學項目,向學生布置教學項目后,學生通過課外自學,查找相關資料。這一環(huán)節(jié)可以培養(yǎng)學生的信息獲取能力。學生在經過課外自學后,會有很多疑惑,在提問階段進行師生互答,回答完學生的疑問后,學生觀摩教師的演示,理解項目的實施過程。然后讓學生分組訓練,根據完成情況學生互相評價,最后教師對本次任務進行總結,布置新的任務。
對于綜合性的實驗、實訓,按照電子設計大賽的競賽流程,教師布置綜合實驗項目后,學生分成3人一組,采用信息、計劃、確定、實施、檢驗、評估六步法進行項目的實施,如圖2所示。在這類綜合實驗中,學生的自我發(fā)揮空間更大。在接到教師的任務后,學生自己獨立收集制訂項目計劃以及項目實施所需要的資料,然后根據項目要求制訂切實可行的計劃。為了提高項目的成功率,教師對該計劃進行總體把關,分析其是否可行,并分析項目的關鍵點以及難點。接著學生按照項目計劃獨立完成項目,再按要求獨立檢驗項目完成情況,進行自我評價。最后教師同學生對每組的結果進行評估,并對項目進行總結。
(三)提高教師的專業(yè)水平。大學生電子設計大賽試題知識面越來越寬,難度也越來越大。大賽不僅檢驗了學生的水平,同時也反映了教師的教學水平以及專業(yè)水平。如果指導教師沒有扎實的基本功,過硬的專業(yè)水平,則很難指導學生獲得優(yōu)異成績。這就要求教師不僅要提高自己的教學能力,更要提高自己的專業(yè)技能。在途徑上可以采用多種方式,比如現在流行的導師制,由經驗豐富、技術過硬的老教師帶領年輕教師,在業(yè)務上、專業(yè)上對其進行指導,指導年輕教師申請科研課題,通過課題來提高他們的專業(yè)水平。同時,年輕教師自己也可以多關注電子行業(yè)的新技術,多使用新的芯片。
(四)引導學生參加第二課堂活動?!吧鐣且凰詈玫拇髮W”,因此應鼓勵學生多開展第二課堂的學習活動。每門課程的課時有限,可以把一些教學環(huán)節(jié)放到課外完成。讓學生加入電子協會以及提前進入創(chuàng)新實驗室,使他們有更大的空間和更多的時間去挖掘自己的潛力。同時,電子協會中大多是有共同愛好的同齡人,便于交流溝通,這樣也能更好地培養(yǎng)學生的團隊協作能力。此外,應鼓勵學生多參加社會實踐,在實踐中獲得更多實戰(zhàn)經驗。
[摘 要]2011年全國大學生電子設計大賽廣東賽區(qū)取得了歷年來最好的成績。本文探討了我校以參賽并承辦廣東賽區(qū)賽事為契機,激發(fā)學生對實踐教學的學習興趣,完善實驗室軟硬件條件,深化實踐教學內容改革,達到了培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力的目的。
[關鍵詞]電子設計大賽 實踐教學 教學改革
一、引言
全國大學生電子設計競賽是面向大學生的群眾性科技活動,目的在于按照緊密結合教學實際,著重基礎、注重前沿的原則,促進電子信息類專業(yè)和課程的建設,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。目前,全國大學生電子設計競賽已經成為教育部主辦的最有影響力的在校大學生競賽活動之一。
2011年全國大學生電子設計競賽廣東賽區(qū)的組織工作由華南農業(yè)大學承辦。實驗室作為學生開展創(chuàng)新實踐活動的主要場所,在培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力方面發(fā)揮著不可替代的重要作用。通過大賽的組織與承辦,進一步促進了我校電子類實踐教學的建設與發(fā)展。
二、2011年電子設計大賽廣東賽區(qū)賽事回顧
全國大學生電子設計競賽的權威性受到全國各高校和企業(yè)的高度認可與贊同。2011年是廣東省賽區(qū)參加該賽事的第10周年,也是華南農業(yè)大學參加該競賽的第10周年。為了進一步推動這項賽事的健康有序進展,激發(fā)學生參賽的熱情和積極性,華南農業(yè)大學十分重視大賽的參賽工作和本次承辦工作。
截至2011年6月28日,廣東賽區(qū)共收到來自廣東省的80所高校(39所本科院校,41所高職院校)的報名參賽信息,共有593支參賽隊伍、1779名學生報名參加比賽。比上屆增加了11所高校,增加了62支參賽隊伍,為歷屆參賽人數最多的一次賽事。為了使參賽學校和參賽隊伍及時了解賽事的信息和通知,組委會于2011年6月28日及時開通了2011全國大學生電子設計競賽廣東賽區(qū)的官方網站(http:///),并陸續(xù)在此網站上了相關信息。
2011年全國大學生電子設計競賽廣東省賽區(qū)測評工作于9月9日-9月11日在華南農業(yè)大學進行。本次競賽共有593支參賽隊伍報名,573支參賽隊伍參加測評,經過專家組測評、討論決定,共評比出廣東省一等獎57項,二等獎93項,三等獎123項,其他參加測評的參賽隊伍為成功參賽獎,如表1所示。全國一等獎共6隊,其中深圳職業(yè)技術學院的DG4810隊伍(隊員:滿興震,詹一揮,田宇,指導教師:熊建平)獲“瑞薩杯”獎,全國二等獎共39隊。
為保證本次電子設計競賽測評工作的公平性和評測質量,根據全國組委會的《全國大學生電子設計競賽(2009-2012)專家工作守則》要求,本次競賽對評審專家的組成采取了各校推薦和組委會遴選相結合的原則。各高校推選的專家必須具備副高級以上職稱,在電子工程相關教學科研領域具有豐富的經驗和一定的影響力。組委會確定了43位來自省內本科和高職高專院校的專家對學生的參賽作品進行評審,其中女性專家10名,專家合影如圖1所示。
三、電子設計大賽促進實踐教學改革
(一)激發(fā)學生對實踐教學環(huán)節(jié)的學習主動性
高等教育由于受傳統(tǒng)教育觀念的影響,特別是受“重理論輕實踐”觀念影響,學生對實踐教學環(huán)節(jié)往往并不十分重視。電子設計大賽命題往往是一個或幾個學生就能夠完成的、規(guī)模不太大的電子系統(tǒng),沒有現成的實驗步驟,需要自己設計并完成,而且學生還要能夠自行檢驗系統(tǒng)是否合理,是否達到要求,這就對學生的理論知識和實踐技能都提出了較高的要求。在競賽的促動下,學生對實踐技能訓練產生了很大的熱情,使被動學習變?yōu)橹鲃訉W習,激活了學生的創(chuàng)新思維。
(二)完善實踐教學的軟硬件條件
為了方便參賽學生開展實踐技能訓練和科研活動,學校建立了全天候實驗室開放制度,設立了創(chuàng)新實驗室,并自主開發(fā)了開放實驗室管理軟件專門用于南樓408創(chuàng)新實驗室的管理。對參賽隊員和測評專家來說,配備齊全的各級各類的實驗設備,是保證學生順利完成設計和專家順利完成測評工作的前提條件。為此學校以承辦電子設計大賽為契機,加大對實驗設備的投入,更新設備,保障了我校學生參賽期間和為期4天的廣東省競賽作品測評以及綜合測評期間的設備需求。本次廣東賽區(qū)的現場測評均設在華南農業(yè)大學工程南樓電子工程系與自動化系實驗室,共13個實驗分室。共使用測評儀器251臺套。測評儀器使用情況如表2所示。
(三)發(fā)現不足進而深化實踐教學內容改革
高校實踐教學過于薄弱,實踐教學內容過于教條,在一定程度上制約了學生創(chuàng)新實踐能力的提高。中國工程院院士羅錫文教授在本次賽事總結會議中表示,非常支持這樣的學術性比賽,并建議今后應當把實際科研與大型科技類比賽結合起來,把學生的積極性和創(chuàng)新思維充分調動起來,讓學生在比賽中賽出更好的成績。
電子競賽選題的內容充分體現了實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。依托電子設計大賽,我校拓寬實踐教學的思路,深化實踐教學內容的改革;加強綜合性實踐教學,減少驗證性實驗;注意實踐教學內容的更新,不斷將新理論、新技術介紹給學生;注重考核方式的多樣化,鼓勵學生閱讀相關電子刊物,并以論文、讀書筆記、小產品設計等形式作為作業(yè)或考試的一部分。
(四)培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新實踐能力
電子設計大賽需要的理論知識涉及電子信息技術的各個方面。電子設計競賽實質是學生專業(yè)綜合素質技能的競賽,是實際科研活動和實際生產過程的縮影。在知識考查方面具有廣泛性和深入性,在綜合設計能力考察方面也具有一定難度。這不僅要求學生要有扎實的理論功底,同時需具有熟練的實踐技能,并且能夠熟練查閱資料,充分利用網絡資源,發(fā)揚團隊精神,互相取長補短。在大賽的促動下,學生自發(fā)地進行技能訓練,到實驗室的次數和頻率都大大增加。參加過大賽的學生普遍反映,在后續(xù)的學習中,解決問題的動手能力和解決問題的信心明顯增強。目前,不少知名的企業(yè)如合眾達電子、深圳華為、深圳中興、金信通信等來學校招收畢業(yè)生時,都表示愿意對參加過電子大賽并獲獎的學生以優(yōu)惠條件優(yōu)先錄用。
四、結束語
全國大學生電子設計競賽,其規(guī)模正在不斷擴大,其作用、意義也得到了廣泛的肯定。通過參與并承辦2011年廣東賽區(qū)的賽事,激發(fā)了學生的學習熱情,加強了創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng),同時有效地檢驗了我校電子類實踐教學的水平和質量,促進了實踐教學內容的改革與發(fā)展。