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大学生电子设计竞赛教学培训的探讨

2014-6-2 13:33| 发布者: dzly| 查看: 740| 评论: 0

摘要: 针对目前全国各高校广泛开展的大学生电子设计竞赛,阐述了该竞赛的意义,分析了目前存在的问题,介绍了 我校在电子设计竞赛培训中采用的教学手段,通过加强宣传、选择教学内容、研究教学方法和加强学生管理等措施,满足 不同水平学生需求,最终取得了较好的效果。
  引言:全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动,目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革,有助于高等学校实施素质教育,培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风;有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力;有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动,为优秀人才的脱颖而出创造条件。总之,大学生电子设计竞赛是一项有利于学生实践能力提高的活动,下面就该竞赛的意义、目前存在问题和我校在竞赛培训中采取的教学方法做简单的阐述。

  一、电子设计竞赛的意义

  1.有利于培养学生的实践能力和创新精神。大学生电子设计竞赛的操作性很强,主要侧重于锻炼学生的动手操作能力。竞赛需要参赛者根据题目要求,做技术方案,选择合理的元件,完成电路的设计,最后通过安装、调试做出一个符合要求的作品,而不是简单地在电脑上对虚拟的元件进行组装。因而,学生从中实践能力得到了极大提高。同时,通过参加竞赛,学生的创新大幅度提高,竞赛题目只要求完成任务并达到相应的技术指标,而对采用的技术手段和方法,没有任何限制,学生在竞赛过程中,八仙过海各显神通,有利于培养创新能力。竞赛使一批优秀人才脱颖而出,对学生的就业、考研和创业过程等帮助极大,我校参与竞赛的学生,尤其是获得好成绩的,在大四就业过程中,获得了用人单位的极大肯定,有很多单位指定要参加过电子设计竞赛或其他竞赛的学生,并且免去很多招聘环节直接录用,更有不少学校,对获得电子设计竞赛全国奖的学生直接报送本校的研究生。

  2.促进师资队伍的建设。大学生电子设计竞赛,是对高校电子类专业师资水平、实验室硬件设施建设和学生综合应用能力的一个系统检验,同时,对师资水平和实验室建设起到了良好的推动作用。在知识更新速度不断加快的今天,教师只有在不断学习新的知识、新的理论、新的技术和开展科研活动的过程中,不断提高自身的素质,才能更好地为学生传道、授业、解惑,才能更好地指导电子设计竞赛工作。

  3.促进实验室建设。长期以来,电子实验仪器基本上是老三样(万用表、信号源、示波器),学生在实验中接触不到先进的仪器设备,更谈不上使用先进的实验手段来完成实验。这个问题在平时的实验中表现并不明显,但在大学生电子设计竞赛中就显得非常突出。谁使用了先进的仪器和设备,谁采用了先进的实验手段,谁就会在其他条件相同的情况下赢得更多的时间,从而取得更好的成绩。因此在实验室建设中,拥有完善、先进的实验仪器器材,成为了在竞赛中取得好成绩的有力保障。

  4.更新教学内容,重构课程体系。电子设计竞赛强调基础,但同时又鼓励采用新技术、新器件,以利于取得好成绩,但这些新技术、新器件在教科书上不一定会涉及到,这就要求我们更新教学内容,除了加强学生基础内容教学以外,必须引入新技术的教学,例如ASIC教学内容(如:CPLD,FPGA等)。同时让学生了解、使用新器件,有利于学生在竞赛中取得好成绩。电子技术基础是工程设计性很强的课程,在教学改革中必须用系统的观念重构课程体系。

  5.加大实践课教学的改革力度。根据竞赛要求,加强实践课教学的改革,在实验内容的开设上分为三个层次:第一,基础性实验;第二,设计性实验;第三,综合设计研究性实验。基础性实验是基本电子器件的应用性实验,使学生具备设计、调试和测量简单电路的能力。设计性实验的教学内容为单元电路的设计及小系统设计。使学生初步了解新产品的设计和制作过程,培养学生的综合应用能力以及利用现代化分析、测试手段的能力。综合设计研究性实验,其教学内容包括信号的检测、控制、传输与处理以及单片机等应用性较强的综合设计研究性实验。

  二、目前存在的问题

  竞赛中学生暴露的问题充分暴露了传统实践教学模式的不足之处。

  1.综合知识能力欠缺。学生在比赛中,提出的设计方案水平低,对参考电路生搬硬套,不会采用先进的简便电路。

  另外,综合运用知识分析问题的能力不强。究其原因,主要是对基本知识、基本理论、基本技能掌握不牢固,平时阅读的参考资料和课外书籍太少,基本技能训练不够。

  2.查阅资料能力不强。参赛队员选定题目后,不能尽快找到所需要的相关资料,多数学生是找教科书和教学参考书,这反映了我们实践教学脱离了工程实际。

  3.实验调试技能不强。一些同学不会正确设计测试表格,不会分析实验数据并解决问题。在焊接中,电路布局凌乱,电路调试与故障排除能力不强,反映了平时学习期间,实验课内容验证性多而设计性少,更谈不上综合性实践,所以学生的设计能力和综合能力未能得到有效提高。

  4.设计报告质量不高。许多参赛学生设计报告格式存在许多不足,设计方案论述不够严谨,电路设计缺少理论分析。说明我们的实验教学忽略了实验报告这一重要环节。

  5.新器件、新技术应用能力较差。有一些竞赛题若能采用新技术、新器件,不仅电路简单,而且省工、省时,性能指标也优于一般电路。参赛学生这方面的知识和能力与全国大学生电子设计竞赛的要求尚有一定的差距。原因是目前课程缺少这方面的内容。

  针对以上存在的这些问题,要从根本上解决,我们认为要对学生进行系统的电子技术设计训练,必须建立一个完善的大学生电子设计竞赛教学体系,学生通过该体系自主学习、老师辅导,最后参加电子设计竞赛,从而较全面地掌握电子设计技术,并在某领域有所特长,成为竞争力强的电子技术专业人才。

  三、建立电子设计竞赛培训体系

  我们建立的培训体系从宣传报名、中间教学环节,一直到最后参赛。

  1.加强宣传,吸引优秀学生参与电子设计竞赛。我校工程训练中心承担了全校的电子实习教学任务,我们在每学年第一学期开展电子设计竞赛的培训报名工作。通过PPT介绍和视频展示,在学生中间宣传和普及电子竞赛的知识;并邀请我校曾在电子设计竞赛中获奖的学生,介绍自身参与电子设计竞赛的成长经历及对未来发展的益处。报名采用学生自主报名和教师推荐相结合,通过初审、面试等一系列环节,选拔优秀学生参加电子设计竞赛培训。

  2.电子基础训练。学生报名、选拔工作完成后,于当年10月份左右开始为期一学期的基础培训。培训时间为12周,培训内容以8051单片机为主,辅以简单模拟电路。选择以单片机为主的培训,是因为单片机入门较模拟电路容易,学生往往有成就感,不至于中途退出。8051单片机培训包括I/O口、键盘、显示、中断、定时和AD转换等编程,有教师讲解、单片机教学视频等,每位培训同学配发一块单片机开发板,从而创造良好的学习环境。简单模拟电路包括运算放大、有源滤波、比较电路和NE555信号发生等常规电路的制作训练。基础电子技术培训最后是制作一个综合项目,结合前面学习的内容,制作一个简单综合项目“红外测距仪”,作为对学生一学期来学习的考核。

  3.综合项目化训练。完成了以上基础训练,在每学年第二学期(3月份)开始项目化训练。完成3个综合项目的制作,我们通过自定题目或选择历年国赛,内容、技术指标可适当降低。为了提高教学质量,每个项目都对学生考核,并有以下教学流程:布置任务、教师讲解、过程指导、作品验收、学生交流和教师点评等,这些过程保证了教学质量。对制作不认真、完成不好的学生警告乃至最后淘汰。

  4.暑期集训。暑期集训是提高学生参赛水平的关键。主要做历年国赛和省赛真题,每周完成1题,教学流程齐全:布置任务、教师讲解、过程指导、作品验收、学生交流和教师点评等,要求学生按题目的要求和技术指标严格、认真制作,鼓励学生采用新技术、新器件,以降低电路复杂度、提高电路指标。在临近比赛时,我们安排学生一次模拟比赛,按比赛要求4天时间完成,完成后统一验收、评奖,由于我校承办过浙江省大学生电子设计竞赛,这个模拟比赛环节,学生能感受比赛的真实状况,从中受益匪浅。

  5.竞赛指导和服务工作。竞赛期间,每组学生都有1~2名指导教师负责指导和把关,包括帮助学生申题、方案分析、过程指导、指标检查等,并在学校的大力支持下,安排相关人员,做好各种竞赛服务工作,例如水电、网络等,竞赛期间的饮食安排得当,由学校食堂一日三餐和夜点心送到比赛地点,减少学生负担。竞赛期间元件采购和管理,赛前尽量采购齐全的元件,竞赛期间安排专人和专车采购,做到学生上午提出采购需求,下午能拿到元件。竞赛个别题目会用到一些机械组件,做到学生上午提出需求,下午或第2天上午能加工好所需的组件。

  6.其他。为了保证竞赛教学的顺利进行,还需加强了实验室建设工作,增添先进仪器,例如数字示波器、程控电源、DDS信号发生器等。建立了竞赛元件库,各种常用、专用元件齐全,分门别类安放在柜子和元件和中,做到种类齐全,能满足竞赛各种题型的需求。建立了机械加工室和电路板加工室学生在训练和竞赛期间,可完成简单机械加工,例如钻孔、切割等;可完成电路板的制作,例如转印、腐蚀等。

  四、结论

  通过以上对竞赛的问题分析,并建立竞赛的培训体系,我校学生参赛成绩得到了极大提高,在2012年我省的电子设计竞赛中,获得6个一等奖,成绩位列全省第一;在2013年全国大学生电子设计竞赛中,首次取得全国一等奖,在我省也位居前3位,这也是对我们工作的极大鼓励。今后我们打算继续完善竞赛的培训,力争在今后的比赛中,取得更好的成绩。

  

  

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