杜月林 王峰

【摘要】本文分析了大學(xué)生電子設(shè)計競賽的內(nèi)容和特點及意義，指出了目前電子類實驗教學(xué)的現(xiàn)狀與不足，提出了電子信息類教學(xué)課程及教學(xué)模式的改革方案，這些改革措施提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作能力和工程實踐能力，為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供了很好的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】電子競賽;電子信息;創(chuàng)新人才;人才培養(yǎng)

全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生學(xué)科競賽之一，是面向大學(xué)生的群眾性科技活動，目的在于推動高等學(xué)校促進信息與電子類學(xué)科課程體系和課程內(nèi)容的改革，有助于高等學(xué)校實施素質(zhì)教育，培養(yǎng)大學(xué)生的實踐創(chuàng)新意識與基本能力、團隊協(xié)作的人文精神和理論聯(lián)系實際的學(xué)風(fēng);有助于學(xué)生工程實踐素質(zhì)的培養(yǎng)、提高學(xué)生針對實際問題進行電子設(shè)計制作的能力;有助于吸引、鼓勵廣大青年學(xué)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。

1.電子設(shè)計競賽的內(nèi)容與特點

1.1 組織形式

全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽從1994年開始到2013年以成功舉辦過11屆 ，每二年舉辦一屆，競賽時間定于競賽舉辦年度的9月份，賽期四天。競賽的組織運行模式為：“政府主辦、專家主導(dǎo)、學(xué)生主體、社會參與”十六字方針，以充分調(diào)動各方面的參與積極性。

1.2 競賽特點與特色

全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的特點是與高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的課程體系和課程內(nèi)容改革密切結(jié)合，以推動其課程教學(xué)、教學(xué)改革和實驗室建設(shè)工作。競賽的特色是與理論聯(lián)系實際學(xué)風(fēng)建設(shè)緊密結(jié)合，競賽內(nèi)容既有理論設(shè)計，又有實際制作，以全面檢驗和加強參賽學(xué)生的理論基礎(chǔ)和實踐創(chuàng)新能力。

1.3 競賽內(nèi)容

電子設(shè)計競賽試題的內(nèi)容分為基礎(chǔ)部分、發(fā)揮部分和設(shè)計報告部分。其中，基礎(chǔ)部分是為了考察學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握程度;發(fā)揮部分是為部分優(yōu)秀學(xué)生設(shè)置的，進一步考察這些學(xué)生知識靈活應(yīng)用程度和技能;設(shè)計報告部分主要考察學(xué)生理論的實踐運用分析、總結(jié)、綜合能力和科技報告的書寫能力。

從往屆競賽的試題來看，可以歸納為6類：

（1）電源類：簡易數(shù)控直流電源、直流穩(wěn)壓電源，AC-DC電源;

（2）信號源類：實用信號源的設(shè)計和制作、波形發(fā)生器、電壓控制LC振蕩器等;

（3）高頻無線電類：簡易無線電遙控系統(tǒng)、調(diào)幅廣播收音機、短波調(diào)頻接收機、調(diào)頻收音機等;

（4）儀器儀表及放大器類：電容和電感測試儀、簡易數(shù)字頻率計、頻率特性測試儀、簡易邏輯分析儀、高效率音頻功率放大器、寬帶放大器等;

（5）數(shù)據(jù)采集與處理類：多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng);

（6）控制類：水溫控制系統(tǒng)、簡易智能電動車、液體點滴速度監(jiān)控裝置、四翼飛行器等。

在4天3夜時間里，學(xué)生要完成方案設(shè)計、PCB板制作、軟件編程、系統(tǒng)電路調(diào)試和報告撰寫等5項工作。這就要求學(xué)生不但對電子信息技術(shù)、單片機控制、數(shù)字電路設(shè)計、現(xiàn)代電子技術(shù)等課程的基本概念、基本分析和設(shè)計方法熟練掌握，還要熟悉系統(tǒng)指標、誤差、工程設(shè)計等工程概念，而且要具有較強的實踐動手能力、創(chuàng)新能力和電路系統(tǒng)調(diào)試經(jīng)驗。

2.電子類實驗教學(xué)的現(xiàn)狀

電子設(shè)計競賽要求學(xué)生對電路設(shè)計、低頻、高頻、數(shù)字電路、單片機控制、通信、電源設(shè)計、PCB板制作等知識要熟練掌握，目前電子類實驗教學(xué)的現(xiàn)狀為[1-3]：

（1）電子信息類課程設(shè)置不夠合理。我校參賽學(xué)生大多是二、三年級學(xué)生，他們中有一些專業(yè)課程開設(shè)滯后，學(xué)生專業(yè)知識缺乏，不少學(xué)生不能根據(jù)競賽題意準確、合理地設(shè)計方案。

（2）實驗教學(xué)內(nèi)容長期不變，業(yè)界流行的設(shè)計軟件、產(chǎn)品跟現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容部分脫節(jié)。

（3）將理論知識應(yīng)用于實際的能力較差。部分同學(xué)不能運用所學(xué)知識分析問題、解決問題，不能運用理論知識對系統(tǒng)電路進行周密分析，在系統(tǒng)聯(lián)調(diào)中出現(xiàn)問題很難準確地判斷故障點，不能獨立解決問題。

（4）部分學(xué)生動手能力、實踐技能不扎實。在組裝連接電路時，布局不太規(guī)范，電路走線隨意，考慮問題不全面。有些學(xué)生對儀器使用、焊接等操作不太熟練。

（5）綜合能力較差。不會寫設(shè)計報告，對單元電路論證缺少系統(tǒng)分析，對系統(tǒng)電路論證缺乏邏輯性。報告格式、文檔編輯不規(guī)范。

3.電子類實驗教學(xué)改革方案

電子設(shè)計競賽不僅能夠反映學(xué)生綜合能力，也基本反映出一個學(xué)校的教學(xué)水平，特別是實踐教學(xué)水平。針對競賽中暴露的課程設(shè)置、實踐內(nèi)容、綜合能力等方面的問題，我們應(yīng)對電子類實踐課程體系、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式進行改革與探索。

3.1 電子類課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革方案

大學(xué)生電子設(shè)計競賽試題的內(nèi)容涉及電子、通信、傳感與測試、控制和計算機科學(xué)等學(xué)科類課程。對這類專業(yè)電子信息類課程應(yīng)分為5個模塊開設(shè)：

（1）電子信息類公共基礎(chǔ)課程模塊

公共基礎(chǔ)模塊包括電子技術(shù)與計算機技術(shù)基礎(chǔ)課程，其中電子技術(shù)部分課程主要有：電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù);計算機部分課程主要有：C語言、微機原理、單片機原理等;通過加強這些課程的教學(xué)，為學(xué)生以后相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定了堅實的電子技術(shù)和計算機軟硬件技術(shù)知識基礎(chǔ)，也是學(xué)生參加電子設(shè)計競賽所必備的基礎(chǔ)知識。該部分課程的學(xué)習(xí)應(yīng)從第一、第二、第三學(xué)期開設(shè)。

（2）現(xiàn)代電子技術(shù)課程模塊

電子技術(shù)的快速發(fā)展主要體現(xiàn)器件的不斷更新，其中經(jīng)歷了從電子管到半導(dǎo)體晶體管、從晶體管到集成電路及超大規(guī)模集成電路、從線路連接關(guān)系固定的常規(guī)集成電路到連接關(guān)系可變可編程邏輯器件等幾個階段。我們應(yīng)將可編程邏輯器件、VHDL硬件描述語言和ARM控制器等課程構(gòu)成現(xiàn)代電子技術(shù)課程模塊。該部分課程的學(xué)習(xí)應(yīng)從第三、第四學(xué)期開設(shè)。

（3）無線通信技術(shù)類課程模塊

無線通信類題目基本每屆賽題中都有，也是IT界所必備的知識。該課程模塊主要包括信號與系統(tǒng)、高頻電子線路、通信原理等課程;該課程應(yīng)從第三、第四、第五學(xué)期開設(shè)。

（4）測控技術(shù)類課程模塊

測控技術(shù)類課程模塊主要包括傳感器及檢測技術(shù)。自動控制原理、計算機控制等課程。該課程應(yīng)從第三、第四、第五學(xué)期開設(shè)。

（5）電子電路仿真軟件課程模塊

目前電子技術(shù)發(fā)展迅速，要借助先進的虛擬仿真軟件對設(shè)計的電路先期進行電路仿真，將對電路設(shè)計方案起到了至關(guān)重要的作用;該課程模塊主要有：Candence PCB制作軟件、Proteus、Multisim、TINA、Labview及電源設(shè)計軟件等。

3.2 教學(xué)模式改革方案

要想在短期內(nèi)完成上述課程的講授和實踐部分，我們必須要從學(xué)生選拔、教師選拔、學(xué)生學(xué)分認定、教學(xué)內(nèi)容變革、教師工作量考核、學(xué)生管理等各個方面進行一整套完整的改革方案，讓選拔出的學(xué)生要有很好的績點，教師要有較高的教學(xué)業(yè)績點，同時學(xué)生正真從競賽準備中能力得到提高，將來就業(yè)社會認可度高。要充分發(fā)揮大學(xué)生科技創(chuàng)新基地、校企共建聯(lián)合實驗室等平臺作用，為創(chuàng)新性人才培養(yǎng)提供堅實的基礎(chǔ)[4-6]。

4.結(jié)束語

大學(xué)生電子設(shè)計競賽在推動電子信息類課程建設(shè)、引導(dǎo)高校在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作能力和工程實踐能力，提高學(xué)生根據(jù)具體設(shè)計任務(wù)指標進行電子設(shè)計制作的能力起到了非常重要的作用，在多年的實踐教學(xué)改革中，我校不斷提升對電子設(shè)計競賽的重視程度，并對拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系進行全面的改革，我校從首屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽開始參加，多年來取得了許多項全國一等獎、二等獎，并獲得過最高獎“索尼杯”，獲獎面廣、參與學(xué)生多，我校畢業(yè)生得到了社會的一直好評。

參考文獻

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[2]姚有峰.從電子設(shè)計競賽談電子類實踐教學(xué)改革[J].實驗技術(shù)與管理，2009（7）.

[3]高明亮.基于全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽探索單片機教學(xué)模式的改革[J].信息系統(tǒng)工程，2012（4）.

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基金項目：南京郵電大學(xué)實驗室工作研究重點課題（編號：2014XSG07）。

作者簡介：杜月林（1975—），男，山西原平人，博士，講師，主要研究方向：實驗室建設(shè)管理、通信信號處理、嵌入式系統(tǒng)控制。