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电子设计大赛论文:基于过程的电子设计大赛论文
1赛前准备
统一思想,明确目的.大学生电子设计大赛是考察在校大学生专业知识和实践能力的综合型竞赛,是检验学校办学能力的高水平竞赛,同时保障参加大赛的同学能通过大赛这一平台有所收获和进步.指导教师通过比赛积累经验,实现比赛在学校可持续发展,实现以赛促管、以赛促学、以赛促改.大学生电子设计大赛组织过程分为宣传、动员、报名、培训、筛选、强化、竞赛、奖励、总结.赛前准备包含赛前组织和赛前培训.赛前组织包括人员组织、经费组织、设备与耗材组织,赛前培训是对学生进行针对性高强度模拟训练,赛前精心准备是竞赛成功的一半,让每位指导老师和同学在电子设计大赛赛前、赛中、赛后都有所收获.
1.1赛前组织
1.1.1人员组织
学校成立电子设计大赛领导小组.全国大学生电子设计大赛和省级大学生电子设计大赛轮流隔年举办一次,领导小组是常设机构,负责电子竞赛组织、管理、协调工作.电子设计大赛领导小组组长一般由主管教学副校长担任,副组长由学校教务处处长和相关学院院长共同担任,办公室主任由电工电子实验中心主任担任.办公室设在实验中心,负责处理大赛日常事务,成员包括指导老师、实验员及大赛相关人员.电子设计大赛领导小组负责相关部门协调和政策落实和大赛组织和宣传,负责参赛人员管理和学生培训,负责赛前制定培训计划收集整理资料,负责与赛区组委会联络和大赛专项经费管理,负责元器件及耗材保管、整理、发放、采购和培训竞赛场地管理,负责培训竞赛后勤保障和学生管理.电子设计大赛人员组织包含指导老师的组织和参赛学生的组织.强有力的指导老师团队是电子设计大赛取得成功的基础.随着技术发展,大赛专业知识广度和深度不断加深,题目更加新颖贴近生活,包括电源类、控制类、无线收发类、仪器仪表类等,涉及电子技术各领域和方向,对指导老师综合素质和能力提出了更高要求.指导老师需要精通模拟电路、数字电路、高频电路,精通51单片机和熟练运用CORTEX-M3嵌入式系统、CPLD/FPGA可编程逻辑器件、DSP数字信号处理器等,有丰富的实践经验和极强攻坚能力.根据实际情况组建指导教师团队给学生多方位的指导,充分发挥指导教师特长,取长补短,相互学习,共同提高.参赛学生是大赛主体,加强宣传,吸引更多同学参与大赛,同时保障竞赛质量和水平,经选拔合格或任课老师推荐才能正式报名参加.大三学生知识结构和实践能力强于大二学生,选拔时以大三学生为主,适当选取大一、大二学生保障后备力量,组成电子设计大赛参赛队伍.通过学校宣传、领导小组动员、辅导员讲解,使参赛同学多方位多角度了解电子设计大赛的意义和目的,对就业和成长的帮助,调动学生竞赛积极性和热情.
1.1.2经费组织
电子设计大赛经费使用原则:预算清晰,专人管理,专款专用,合理使用,厉行节约,保障运行,各项开支在预算内完成,开支与预算一致.经费来源分为学校年度预算和校内部门筹集,用于电子设计大赛基本运行和指导教师课时补贴.基本运行包含报名费、管理费、电子元器件及耗材采购添置、竞赛期间餐费及其他杂费.指导教师课时补贴指赛前教师培训课时费、竞赛期间指导教师补贴.电子设计大赛经费不含教师差旅费和竞赛获奖后学校发放奖金,赛后根据政策另行拨付.
1.1.3设备耗材组织
大赛设备耗材专人管理,专人采购,统一分配;培训类耗材由培训教师提出计划统一采购.
1.2赛前培训
电子设计大赛赛前对学生的培训是学生提高的重要过程,很大程度上决定了比赛成绩.指导教师根据历年竞赛内容和特点,结合自身特长制定详尽的培训计划和方案.大三学生知识相对但实践应用能力较差,没有系统设计经验,知识点孤立难以将各门课程融合到一起,大二学生专业知识结构不完整,认识片面,指导教师根据学生实际情况因材施教做出个性化的培训与辅导,使培训效果达到.培训分两个阶段,时间5~6周.及时阶段(3~4周)采用集中授课与实际制作相结合的方式,第二阶段(2~3周)采用三人一组半开放自主设计的方式.及时阶段包含模块电路分析、设计、调试、制作、参数测试、基本仪器使用及报告书写,对往届比赛重点模块电路进行有针对性专题讲座和制作.重点模块有电源电路、信号调理与运算放大电路、传感器与微弱信号检测电路、信号发生电路、通信电路、电压与频率转换电路,单片机最小系统、人机交互电路、数据采集电路、驱动电路等.设计报告内容包含:摘要,叙述核心技术、实现方法与发挥;系统设计方案,叙述方案选择、系统结构、实现方法;硬件电路设计与分析计算,叙述硬件电路原理、计算、设计与实现;软件设计,叙述软件程序思想、流程、实现方法与重点程序;测试结果与分析,叙述测试仪器、测试方法、测试结果、数据分析;总结与展望,总结题目完成情况、存在问题与展望.及时阶段使学生掌握基本模块电路,对电子设计进一步了解和认识,学生脱颖而出,具备冲击奖项实力,指导教师对这部分同学重点关注,毕竟指导教师精力有限,不可能面面俱到,拿奖也是一项重要而艰巨的任务.第二阶段3人一队进行赛前热身.按比赛要求自主设计,锻炼同学们系统分析与设计、制作与调试、参数测试、团队分工与协作能力.每队由3名同学自愿组合组成,1名同学负责软件编写,1名同学负责硬件制作,1名同学负责报告撰写.实际比赛有很多突发情况需共同讨论、共同参与、共同应对、共同解决.指导教师可以根据以往题目特点、内容和难度自行设计题目,也可以直接选择往届典型题目.第二阶段模拟训练展现了各队水平和能力,也暴露存在的问题,指导教师根据每队实际情况进行赛前辅导.
2赛期管理
比赛前2~3周,组委会发放比赛用单片机和开发平台,提前让参赛队熟悉开发环境,赛前一周公布本届电子设计大赛可能用到的元器件测试仪器,指导教师团队根据公布元器件清单估计本届比赛可能出现的题目和用到的模块.指导教师对器件进行分析,列出本次大赛可能用到元器件详细清单,交器件管理员清理汇总,不足部分立即准备和采购,采购应确保器件质量,排除器件质量问题带来的故障和干扰.参赛队在赛前调试好竞赛场地仪器设备,查看元器件清单结合指导老师分析对新器件和不熟悉模块进行搭建与调试,为比赛正式开始做好准备.4天3夜的电子设计大赛开始后,及时天选择题目、设计方案与具体电路,领取元器件及耗材,不足的元器件汇总立即采购.第二天完成软件编写和部分模块电路搭建.第三天完成软硬件联调和报告书写.第四天完成参数测试,有能力的同学完成发挥部分设计.
3赛后总结
大学生电子设计大赛推动了教学改革,提高了教学水平,促进了教学的科学管理,但也存在很多难以解决的问题.例如很多高校以拿奖为目的,重视结果而忽视过程,学生受益面太窄;指导教师综合素质和能力要求高,压力大,有能力的教师愿意搞科研不愿意搞竞赛,缺乏制度上的规范和鼓励;大学生电子设计大赛成了学校与学校指导老师的比赛,甚至指导老师直接代替了学生直接参与比赛;但无论如何最终学生是比赛的较大受益者.
作者:晏勇单位:阿坝师范高等专科学校物理与电子科学系
电子设计大赛论文:大学生电子设计大赛论文
一、目前电子设计大赛教学中存在的问题
(1)学生掌握的专业知识参差不齐,而电子设计所用的集成芯片种类型号繁多,学生必须学会自己查阅资料,尤其要会查阅英文资料。
(2)学生虽有一定的动手能力,但容易仅凭经验拿到元器件直接在电路板上进行焊接,往往导致功能测试时纠错困难。随着计算机技术的飞速发展,学生利用计算机仿真软件进行硬件原理图的设计是发展的必然趋势。
(3)学生制作出的电子作品外观布局多样,如何将设计好的电路进行科学PCB制板能力制板,才能方便焊接,且减少相互干扰,是设计最终成功的关键。
(4)学生在焊接技术不够娴熟,使得电子作品调试不能达到要求,焊接的好坏,直接关系到电子产品或制作的质量。为了取得好的赛绩,必须着力培养学生电子设计制作的综合能力,即查阅资料、硬件原理图的设计、电路板的布线与制作、焊接功能测试能力。其中硬件原理图的设计能力的培养是教学中的突出难点。
二、Proteus硬件仿真技术改革电子设计大赛教学内容
电子设计大赛采取理论教学与制作训练结合的集训思路对学生进行指导。理论部分进行模块化分解包括:基本元件;传感器;集成芯片部分。教师按此分类进行模块化理论教学,学生通过模块来构建自己的知识结构,形成个体独特的知识体系。制作训练部分包括:电子仪器和Proteus仿真软件的使用;常用的基本单元模块的设计和制作;综合电子制作训练。理论教学和制作训练在时间安排上遵循交替进行原则,并增加了Proteus硬件仿真技术的应用。Proteus是英国Lab-centerelectronics公司于1989年开发的一款电路仿真软件,拥有丰富的元器件、各种虚拟仪器、图形化的分析功能,现已在全球50多个国家得到应用,广泛应用于高校的大学生或研究生电子学教学与实验以及公司实际电路设计与生产。Proteus主要由两部分组成:ISIS原理图设计仿真系统;ARES印制电路板设计系统。硬件原理图的设计能力是困扰学生的突出难题,也是保障电子设计制作成功的重要前提。因此,在电子设计大赛中将主要应用Proteus软件的ISIS原理图设计仿真系统辅助教学。Proteus软件硬件原理图设计及仿真的具体步骤为:新建设计文件并设置图纸参数和相关信息;放置元器件;对原理图进行布线;利用ISIS提供的电气规则检查命令检查原理图,调整原理图布局;电路运行调试。
三、Proteus硬件仿真技术在电子设计大赛中的教学实施
Proteus硬件仿真技术作为一种先进的教学手段,贯穿应用于电子设计大赛的理论教学和制作训练教学全过程。
1.Proteus硬件仿真技术在理论教学中应用Proteus软件提供了很多种类的虚拟仿真工具,包括探针、虚拟仪器、信号发生器、仿真图表等。Proteus软件的虚拟仿真模式包括交互式动态仿真和基于图表的静态仿真。采用虚拟演示实验的方法,将Proteus仿真技术引入电子设计大赛理论教学环节,教师可以通过多媒体展示电路的仿真情况,形象地讲解电路理论及原理,使学生清晰观察到电路运行的现象、信号波形以及各种参数曲线,从感性上加深对电路原理与性能的理解,直观地掌握教学内容,提高教学的效果与效率。以非门电路组成非对称型振荡电路为例,电路的基本工作原理是利用电容器的充放电。当输入电压达到非门的阀值电压Vth时,非门的输出状态发生变化。因此,电路输出地脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。通过Proteus软件的交互式动态仿真方式,采用虚拟示波器输出电路中的四处节点波形,从波形结果发现:非对称型多谐振荡器的输出波形是不对称的,输出脉冲宽度tw1=RC,tw2=1.2RC,T=2.2RC。通过调节R和C值,可改变输出信号的振荡频率,改变C实现输出频率的粗调,改变R实现输出频率的细调。
2.Proteus硬件仿真技术在制作训练中应用
制作训练采用循序渐进的方式进行,制作训练初期主要是电子仪器和Proteus软件的使用;从制作训练中期开始,需针对常用的基本单元模块进行设计与制作;制作训练后期,以往届赛题和模拟赛题为训练内容进行综合电子制作。通过分析往届赛题发现,计数显示电路的设计训练是赛前培训的重点之一。现以一款数字显示定时基本单元电路的设计为例,该电路适用于各种需要定时的场合,如电话定时、路灯定时、某一种状态或过程控制定时等。按照Proteus硬件原理图设计步骤,电路主要由计数脉冲产生电路、减法计数与数字显示电路组成。其中计数脉冲产生电路可以由NE555芯片按照多谐振荡电路进行接线,也可以由简单的门电路产生,还可以由运放电路产生,此处简要地用矩形波信号源表示计数脉冲输入信号。减法计数与数字显示电路主要由可预置4位二进制可逆计数器U1(74HC193)、U2(译码/驱动CD4511)、U3共阴极七段数码管组成。R2与C1组成预置数电路,在通电瞬间对U1(74HC193)进行预置数9。之后,U1的4脚每接收到一个负脉冲,U1计数一次并减一,数码显示由9变成8,当定时时间一到,显示器显示0,并且U1的13脚TCD输出一负脉冲,由该信号驱动各种执行元件,如晶体管、晶闸管、继电器、光耦合器等。本电路作为一款通用基本电路,只需稍作改动就可实现多种功能,例如需要进行两位数显示,只需改用两片74HC193分别对个位和十位进行计数,再用两片CD4511驱动两位数字显示即可;如果需要实现定时报警功能,只需利用U1(74HC193)的13脚TCD作为触发信号连接驱动蜂鸣器的执行电路即可。采用Proteus硬件仿真技术,在原理图设计阶段就可以进行评估,验证所设计的电路是否达到要求的技术指标,还可以通过改变元器件参数使整个电路的性能化,大大节省了设计时间与经费,提高了设计效果和质量。
四、Proteus硬件仿真技术在电子设计大赛中实施的效果评价
1.Proteus为电子设计大赛提供了多媒体教学平台
Proteus软件为理论教学提供了先进的实验、演示和电路分析。教师可以在多媒体教室中深入浅出地分析各种电路的特性,讲解各种参数改变对电路的影响,帮助学生突破抽象的难点知识的理解,形成扎实系统的知识体系。
2.Proteus为电子设计大赛提供了虚拟实训平台
Proteus软件所提供的一系列元件库,既能实现实验箱固定模块的验证功能,还能根据教学内容进行调整,整个过程不受时间、空间限制,突破了传统实训室的局限性,克服了学校经费不足和仪器设备不足对教学指导的困扰。
3.Proteus为电子设计大赛提供了创新平台
Proteus软件提供的硬件仿真功能,为电子设计大赛注入了活力,培养了学生科学的电子设计方法,有效地提高了学生针对实际问题进行电子设计制作的能力以及创新发挥的能力。
五、结语
Proteus以其强大的互动硬件仿真功能,给电子设计大赛提供了一个电子设计的教学平台、实训平台和创新平台,提高了电子设计大赛指导的效率,为当今电子类专业的教学改革提供了强有力的手段,但在教学实施过程中仍需明确:坚持Proteus虚拟演示为手段,深层理解电子理论为目的;坚持Pro-teus硬件仿真技术为手段,实际制作为目的。
作者:谢富珍单位:新余学院机械工程学院
电子设计大赛论文:电子设计大赛电子信息
一、引言
全国大学生电子设计竞赛参赛学生的人数从1994年及时届600余名增加到今年第11届14200余名。获全国一等奖的学生队从1994年的11个队,增加到今年的127个队。人数翻了24倍,获奖的队数也翻了11余倍。我们学校参赛的情况也是如此。大赛之所以受到越来越多的学校重视,吸引越来越多的学生参加,规模越来越大,关键在于:大赛开创了一个让全国大学生都能参加的“展示电子设计能力”的巨大舞台。也为高校提供了一个交流“教学改革研究与实践”经验的平台。因此,大赛促进了高校的教学改革,调动了学生自主学习的积极性,让一批人才脱颖而出。
由此可见,学生参加电子设计大赛,既要熟练地掌握电子电路的基本理论和方法,还要具有选用新器件的能力。在电子设计大赛的促进下,课内教学与课外活动应进行有机的结合。我们在这方面做了一些探索性的工作。
二、实验课教学模式的改革
我们将低频、高频、数字逻辑电路等实验课的内容进行整合和优化,成为“电子线路设计与测试”课程,面向信息学院开课。该课程分为三个层次:基础性实验-综合设计性实验-设计研究性实验”。各个层次的教学内容和教学方法是:(1)基础性实验:开设一定数量的验证性实验,包括模拟电路、数字电路以及高频电路三门课程的基础实验。运用EDA进行仿真、比较实验与仿真的结果。(2)综合设计性实验:以集成电路和可编程器件为主,由学生自行设计、装调电子电路,培养学生工程设计能力,启发学生创新设计思维。(3)设计研究性实验:打破多门课程界线,进行综合性、研究性课题设计,如电子系统的设计,CPLD/FPGA的数字应用系统设计,嵌入式系统设计,电子系统自动化设计与仿真。
采用“三开放”的教学方法,即(1)时间开放:学生可以通过上网预约实验时间和实验室,实验仪器1人1组。(2)内容开放:学生完成基本的实验后,可以扩展实验内容。(3)元器件开放:与实验相关的所有元器件发给学生,由学生保管。学生每做完一个实验课题,教师收集学生实验中的问题,组织同学课堂讨论,还可以在课堂上提问,师生共同讨论。理论与实践相结合,学生以自学为主,实验为主,教师现场指导的方法进行教学,同时还用多媒体课件给学生讲授20学时的理论课,介绍电子线路的设计方案、设计思路,新器件和EDA技术的应用以及实验测试方法等问题。
三、实践到理论再到实践的教学方法
1.先理论后实践的缺点
电子类课程理论较难掌握,相当一部分学生成绩较差,分析其原因,课程理论知识比较难只是一方面,最重要的是学生学习兴趣不高,觉得理论知识没有用处。而参加电子设计大赛的同学学习却非常轻松。由于比赛的题目多数都是和实际应用相结合,甚至要求设计一种全新的产品,学生在制作过程中会深刻体会到理论知识在实际应用中的作用,实际问题的解决要靠理论知识来支撑。教师无数次地强调理论知识的重要性也没有学生一次实际经历给他们的印象深刻。
2.实践到理论再到实践的作用及效果
低年级的同学参赛前没有学习电子类课程,相关的知识也只是中学阶段和课外自学获得的,并没有系统性地学习。因此在实际制作过程中,会遇到很多问题无法解决,使他们带着问题学习理论课程,问题解决后,也已掌握大部分的理论内容。因此,在电子课程的教学中,我们采用实践到理论再到实践的教学方法。具体实施如下:
教师在先实践后理论的教学中要起主导作用。主要是调动学生的积极性和学习兴趣。在指导实践过程中,教师对电路原理只做简单的讲解,告知学生如何应用相关组件,并强调在后续的理论课程学习中会学习相关的理论知识。在理论课程教学中,以学生制作过的电路等为实例,结合课程内容详细讲解其工作原理,让学生懂得电路为什么能实现相应的功能。在开始的实践引导下掌握好理论知识,再将理论知识应用到实际中去,是我们的教学目的。理论后的实践是学生自主应用理论知识的过程,这时我们给学生提供的只是场所,由他们自由发挥自己的想象力和创造力,目的明确地设计和制作小产品。
3.与项目教学法相结合
我们在先实践后理论的教学中紧密联系项目教学方法,以实现一定功能的机器人设计和组装作为主要项目,结合电源设计、功放设计和收音机组装等纯电子线路设计,对学生进行基本的电子实践训练。教师全程参与到教学过程中去,从纯粹的知识传授者转变为教学过程的组织者和指导者。
在初始阶段,教师是学生学习的指导者,根据教学目标由教师或师生共同确定教学项目。教师要帮助学生完成信息的收集、计划的制定与论证。由于我们是机电专业,强调机械电子相结合,我们给学生推荐的项目是机器人设计和组装,机器人是典型的机械电子产品,既有机械设计部分,又有电子控制部分,能让学生对机械电子结合有很深的感性认识,能够很好地满足教学要求。
设计制作过程中,教师对学生遇到的问题进行引导解决,对于部分自主学习能力较强的学生,可以鼓励他们自主学习,自行解决问题。解决一个问题学习到的知识远比纯粹的理论讲授印象深得多。
设计制作结束后的评价,以制作结果的性能性作为主要的评价依据,还参考制作过程中对遇到问题的主动解决能力。这种实践主要以激发学生兴趣和学习主动性为目的,因此并不作为成绩记录,让学生无须担心的成绩,可以尽情发挥自己的想象力,在教师总的要求下,做出有自己特色的产品来。
四、结语
在实际教学中采用实践到理论再到实践的方法,极大地提高了学生的学习兴趣,开拓了学生视野,激发了学生的思维,使得理论教学变得比较容易,学生的成绩有了显著的提高。但是我们的教学目的不是仅仅为了掌握理论知识,先实践后理论是为了提高学生学习效率,教学的最终目的还是为了实践,因为学生工作后面对的就是对知识的实际应用。
电子设计大赛论文:电子设计大赛课程教学应用
【摘要】以全国大学生电子设计竞赛为出发点,尝试在电子类课程教学中实行实践到理论再到实践的教学方法,并对教学内容重新进行了组织,取得良好的教学效果。
【关键词】电子设计大赛电子信息教学
一、引言
全国大学生电子设计竞赛参赛学生的人数从1994年及时届600余名增加到今年第11届14200余名。获全国一等奖的学生队从1994年的11个队,增加到今年的127个队。人数翻了24倍,获奖的队数也翻了11余倍。我们学校参赛的情况也是如此。大赛之所以受到越来越多的学校重视,吸引越来越多的学生参加,规模越来越大,关键在于:大赛开创了一个让全国大学生都能参加的“展示电子设计能力”的巨大舞台。也为高校提供了一个交流“教学改革研究与实践”经验的平台。因此,大赛促进了高校的教学改革,调动了学生自主学习的积极性,让一批人才脱颖而出。
由此可见,学生参加电子设计大赛,既要熟练地掌握电子电路的基本理论和方法,还要具有选用新器件的能力。在电子设计大赛的促进下,课内教学与课外活动应进行有机的结合。我们在这方面做了一些探索性的工作。
二、实验课教学模式的改革
我们将低频、高频、数字逻辑电路等实验课的内容进行整合和优化,成为“电子线路设计与测试”课程,面向信息学院开课。该课程分为三个层次:基础性实验-综合设计性实验-设计研究性实验”。各个层次的教学内容和教学方法是:(1)基础性实验:开设一定数量的验证性实验,包括模拟电路、数字电路以及高频电路三门课程的基础实验。运用EDA进行仿真、比较实验与仿真的结果。(2)综合设计性实验:以集成电路和可编程器件为主,由学生自行设计、装调电子电路,培养学生工程设计能力,启发学生创新设计思维。(3)设计研究性实验:打破多门课程界线,进行综合性、研究性课题设计,如电子系统的设计,CPLD/FPGA的数字应用系统设计,嵌入式系统设计,电子系统自动化设计与仿真。
采用“三开放”的教学方法,即(1)时间开放:学生可以通过上网预约实验时间和实验室,实验仪器1人1组。(2)内容开放:学生完成基本的实验后,可以扩展实验内容。(3)元器件开放:与实验相关的所有元器件发给学生,由学生保管。学生每做完一个实验课题,教师收集学生实验中的问题,组织同学课堂讨论,还可以在课堂上提问,师生共同讨论。理论与实践相结合,学生以自学为主,实验为主,教师现场指导的方法进行教学,同时还用多媒体课件给学生讲授20学时的理论课,介绍电子线路的设计方案、设计思路,新器件和EDA技术的应用以及实验测试方法等问题。
三、实践到理论再到实践的教学方法
1.先理论后实践的缺点
电子类课程理论较难掌握,相当一部分学生成绩较差,分析其原因,课程理论知识比较难只是一方面,最重要的是学生学习兴趣不高,觉得理论知识没有用处。而参加电子设计大赛的同学学习却非常轻松。由于比赛的题目多数都是和实际应用相结合,甚至要求设计一种全新的产品,学生在制作过程中会深刻体会到理论知识在实际应用中的作用,实际问题的解决要靠理论知识来支撑。教师无数次地强调理论知识的重要性也没有学生一次实际经历给他们的印象深刻。
2.实践到理论再到实践的作用及效果
低年级的同学参赛前没有学习电子类课程,相关的知识也只是中学阶段和课外自学获得的,并没有系统性地学习。因此在实际制作过程中,会遇到很多问题无法解决,使他们带着问题学习理论课程,问题解决后,也已掌握大部分的理论内容。因此,在电子课程的教学中,我们采用实践到理论再到实践的教学方法。具体实施如下:
教师在先实践后理论的教学中要起主导作用。主要是调动学生的积极性和学习兴趣。在指导实践过程中,教师对电路原理只做简单的讲解,告知学生如何应用相关组件,并强调在后续的理论课程学习中会学习相关的理论知识。在理论课程教学中,以学生制作过的电路等为实例,结合课程内容详细讲解其工作原理,让学生懂得电路为什么能实现相应的功能。在开始的实践引导下掌握好理论知识,再将理论知识应用到实际中去,是我们的教学目的。理论后的实践是学生自主应用理论知识的过程,这时我们给学生提供的只是场所,由他们自由发挥自己的想象力和创造力,目的明确地设计和制作小产品。新晨
3.与项目教学法相结合
我们在先实践后理论的教学中紧密联系项目教学方法,以实现一定功能的机器人设计和组装作为主要项目,结合电源设计、功放设计和收音机组装等纯电子线路设计,对学生进行基本的电子实践训练。教师全程参与到教学过程中去,从纯粹的知识传授者转变为教学过程的组织者和指导者。
在初始阶段,教师是学生学习的指导者,根据教学目标由教师或师生共同确定教学项目。教师要帮助学生完成信息的收集、计划的制定与论证。由于我们是机电专业,强调机械电子相结合,我们给学生推荐的项目是机器人设计和组装,机器人是典型的机械电子产品,既有机械设计部分,又有电子控制部分,能让学生对机械电子结合有很深的感性认识,能够很好地满足教学要求。
设计制作过程中,教师对学生遇到的问题进行引导解决,对于部分自主学习能力较强的学生,可以鼓励他们自主学习,自行解决问题。解决一个问题学习到的知识远比纯粹的理论讲授印象深得多。
设计制作结束后的评价,以制作结果的性能性作为主要的评价依据,还参考制作过程中对遇到问题的主动解决能力。这种实践主要以激发学生兴趣和学习主动性为目的,因此并不作为成绩记录,让学生无须担心的成绩,可以尽情发挥自己的想象力,在教师总的要求下,做出有自己特色的产品来。
四、结语
在实际教学中采用实践到理论再到实践的方法,极大地提高了学生的学习兴趣,开拓了学生视野,激发了学生的思维,使得理论教学变得比较容易,学生的成绩有了显著的提高。但是我们的教学目的不是仅仅为了掌握理论知识,先实践后理论是为了提高学生学习效率,教学的最终目的还是为了实践,因为学生工作后面对的就是对知识的实际应用。
电子设计大赛论文:电子设计大赛对人才培养的影响
十几年来的实践证明,全国大学生电子设计竞赛已经成为覆盖全国并能有效推动教育教学改革和人才培养事业的实践平台,也由于自身特色成为被社会认可的品牌。海南省在2007年首次参加,几年来,我们从实践中积极探索,逐渐积累和及时总结经验,在学生的实际动手能力和创新思维能力的培养上有了很大的进步,我校学生也取得了很好的成绩,荣获2007年全国大学生电子设计竞赛海南赛区高职高专组一等奖二项,二等奖一项;荣获2009年全国大学生电子设计竞赛高职高专组全国一等奖一项,海南赛区一、二、三等奖各一项,实现海南省高校参赛以来国家奖项零的突破。荣获2011年全国大学生电子设计竞赛海南赛区高职高专组二等奖一项,本科组二等奖一项,三等奖两项;在海南省所举办的电子设计竞赛中也取得了优异的成绩,获得20多个奖项。
1.学校重视,为参赛创造良好条件
为了使竞赛的各项工作高效率进行,我校在每次竞赛前都成立领导小组。其职责是对竞赛活动进行整体协调以及制定相关政策,组建教师指导组,选拔参赛队员,制定并实施竞赛培训计划等。在组织竞赛方面,从学校领导到各部门领导都十分重视大学生电子设计竞赛。每次都会拨出专款用于电子设计竞赛,同时还制定了相应鼓励政策,以调动师生的参与积极性。各职能部门都积极配合电子设计竞赛工作,为学生提供一切可能的条件。
2.电子设计竞赛促进实践能力的培养
电子设计竞赛是对学生的创新实践能力的一次综合测试。它不同于学校传统的课程考试,不是单凭一张考卷来评定一个人的综合素质。对参赛学生来说,他们是电子设计竞赛最直接的考验者,从对题目的分析到选题、方案设计、元器件的确定、设计装配制作、调试、完成作品并写出论文。这对学生的理论联系实际能力、实践动手能力、软硬件综合应用能力、论文书写能力是一个很好的考验。参加比赛的学生都有这样的感慨,通过这样的比赛,自己的动手能力得到了很大的提高,对原来书本上的知识点有了更深入的理解,也发现自己的知识还远远不够,需要大面积的充电。
竞赛同时也提高了学生解决、分析问题的能力。学生事先的设计方案并非是的,也并非正确,在实践的检验中,大部分学生都会碰到这样那样的问题,器件的参数选择不对、连错一个管脚、一根导线走错,都会影响整个电路。这就要求学生在竞赛中必须有耐心,时刻保持清醒的头脑,对故障原因加以分析,找出故障点,有的学生方案设计不合理,要经过多次的改动,在反复的实践中,他们取得了的成功,积累了宝贵的经验。通过竞赛,每一位参赛队员都从中学到了许多知识,受益匪浅。
3.电子设计竞赛培养学生市场及工程意识
3.1注重团队精神的培养
团队精神对于企业而言具有相当重要的作用,可以说,在一定程度上,它决定了企业的前途,因此,企业在招人时也很注重人员的团队意识。在电子设计竞赛的培训过程中,我们很注重培养学生的团队精神,在比赛中,三人一组,分工明确,一人负责硬件的搭建,一人负责软件程序的编写,一人负责整理和书写设计报告,对全局要有所把握,三个人需要紧密团结、相互合作、齐心协力,这是获得成功的重要因素,任何的不协调都将导致功败垂成。
学校采取自愿搭配的原则。由于培训学生来自不同专业,不同班级,每个学生的知识结构、学业特长、个性特征差别较大,不宜盲目地强行组合;而大学生往往具有独立意识,所以采取让他们自愿搭配,自由组合的办法,并在培训过程中注意观察、适时调整,最终确定小组成员。
3.2借鉴公司项目开发的管理模式组织培训,采用工程概念进行设计制作在学习了一定的基础知识的前提下,采用项目导向的培训模式。这需要指导教师根据历年电子设计竞赛的出题类型,结合本学校的实际情况,为学生选择合适的项目,在规定的时间内让学生完成规定的任务。让学生从分析题目,去图书馆、上网查找资料,确定几套方案,到实践解决问题有一个的认识。
引入模块化的概念,硬件模块化、软件模块化等,比如,电源模块、单片机最小系统、显示模块、A/D、D/A模块等等,事先都可以做好备用。在培训过程中关注新器件的使用,申请一些样片尝试其使用情况。
4.给学生带来积极的“副作用”
全国大学生电子设计竞赛极大地激发了参赛学生的积极性和主动性,无论成绩如何,参赛者都感触颇多,收获很大。学生普遍认为工程实践能力得到了极大的提高,对电子制作的兴趣更浓,自愿从虚拟的网络游戏中回到了实验室,针对参赛的学生,实验室是开放的,只要是没课时间,学生们都愿意在实验室里,从被动学习变成了主动寻求方法解决实际问题。因此,我们在选拔参赛人员时也从原来的主要是大三的学生扩展到大一、大二的学生也可参加比赛,或与大三的学生进行组合成队,激发他们的学习热情,为以后的比赛培养好的苗子。参加过竞赛的同学在后续的课程中都表现出特有的专注和投入,也有了很多想法,开始认真思考今后的人生打算。这也正是竞赛精神的延续与扩展,笔者觉得也是最有意义的一点。
电子设计竞赛的参与有利于学生的就业,很多用人单位提出将参加过电子设计竞赛作为选择条件之一,对参加电子设计竞赛并获奖的学生优先录用。我校参赛的学生目前在上海、厦门、深圳等地都有非常好的工作及丰厚的薪水,比有些本科学校的学生体现出更强的动手能力。
5.结语
实践证明,大学生电子设计竞赛是对高校创新实践教育的一种有效检验手段,竞赛的成功举办推动和深化了高校创新实践教育的发展。同时,电子设计竞赛可以推动教学改革及课程建设,将电子设计培训列入大学生培养计划和科研训练计划之中,可以培养大学生的创新能力、协作精神和理论联系实际的学风。我们应当以电子设计竞赛为契机,不断总结、改进和推广这些经验,从而使我们的创新实践教育更上一个台阶,为社会培养更多的创新应用型人才。
电子设计大赛论文:电子设计大赛视域下信息类教程优化
全国大学生电子竞赛对学生素质的具体要求
全国大学生电子设计竞赛作为面向大学生的群众性科技活动,推动着我国高等学校大信息类学科课程体系和课程内容的改革,促进了我国高等学校大信息类专业实施素质教育。参加竞赛,要求大学生具有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,具有工程实践素质、针对实际问题进行电子设计制作的能力。全国大学生电子设计竞赛采用全国统一命题、分赛区组织的方式,赛题一般是围绕新的理论与技术,内容一般是系统的、综合的和跨学科的,竞赛采用“半封闭、相对集中”的组织方式进行。
竞赛期间学生可以查阅有关纸质文档或网络技术资料,队内学生可以集体讨论设计思想,分工负责、团结协作,以队为基本单位独立完成竞赛任务,确定设计方案,并且通过具体的软件、硬件电路实现题目要求,制作成一个实现设定功能的电子作品,要提交相应的设计报告。从全国大学生电子设计竞赛的实施过程可以清晰的看出,大赛是对大学生专业素质和实践应用能力考察的有效的手段,是对大信息类专业课程体系和教学内容的改革成效特别是实践教学中综合性、设计性、创新性实验成效的检验,是对学生创新意识和实践能力的考察,它也是对应用型人才培养途径的探索与实践。
大信息类课程体系和教学内容改革及其途径
通过参与全国大学生电子设计竞赛,我校选手现场还是表现出来许多问题,集中体现在专业知识理论联系实际的能力较差,知识的灵活运用能力欠佳,独立分析、解决问题的能力不足。针对这些问题和全国大学生电子设计竞赛对学生专业素质的具体要求,笔者对我校大信息类课程体系和教学内容进行着改革尝试,重点做到:坚持能力为重,优化知识结构,丰富课外实践,强化能力培养;精讲理论课,增加实践课,加强课外实践;培养目标与市场企业需要对接、培养方案与培养目标对接、课程设置与培养方案对接、实践技能与课程设置对接;课外实践课程要科学安排、设计合理的实践教学环节,采取分散和集中相结合的办法进行,正常教学和开放式教学相结合等四个方面的内容。
高等教育包括理论教学和实验教学两个重要的组成部分。学生从课堂教学过程中获取理论知识,在这里知识的模写较多,学生的主动性和解决实际问题的方法研究考虑不够,而实验教学正是为弥补课堂教学的不足而设置的。实验教学对于大学生,特别是工科大学生培养实际动手能力至关重要。但是,现行的实验教学内容相对陈旧,方法较单一,实验安排过多过细,演示性、验证性实验太多,而综合性、设计性、创新性实验却偏少。这样的实验教学模式,会误导学生学习的目的性,削弱学生学习的主动性,阻碍学生创新思维的发挥和实践能力的提高。而大学生电子设计竞赛的举办,则为课程体系改革和教学内容更新提供了契机。九江学院每次参加国大学生电子设计竞赛后,都会认真总结参加竞赛的经验,对课程体系进行一定的调整,比如在教学计划中将电路类、单片机等专业基础课程提前安排;将单一验证性实验逐步转向科学验证、分析设计、系统综合相结合;对传统的实验课进行整合,开设了《电子线路综合实训》《中级职业技能训练》《高级职业技能训练》等课程。
由于竞赛的需要,也促使实验教学内容不断更新,我院已经将一些新的硬件平台和新技术引入实验教学中,从而丰富了实验内容和手段,保持了实验课程知识内容的先进性。同时我院还投入巨资建立专门的电子综合设计开放实验室,为热爱电子科学的学生提供训练、实践的场地,同时也面向全校学生,创造自主学习、独立思考的开放平台,提供发挥创新思维、展示聪明才智的舞台。此外,电子设计竞赛课题所涉及知识的深度和广度,不仅能对参赛学生的知识和能力进行检验,同时也对指导教师提出了更高的要求。现行课程体系下的教师,如果不继续学习、更新知识,是难以从容面对指导任务的。因此,竞赛对教师教学水平的促进作用也是不言而喻的。九江学院在以上各个方面都进行了尝试和努力,其中最突出的是以下两个方面:
1创立开放实验室
开放实验室定位为是面向于全校师生开放的实践学习平台,对广大电子设计爱好者开放。学生在完成设计性实验和综合性实验的过程中,首先填写申请表,获同意后,在教师指导下,经查阅大量文献资料后,提出实验方案-开放实验室创新项目申请书,制作实物,撰写项目报告,直至完成课题。获优良的学生授予“创新学分”,计算同等的课外学分并且可记入其档案,并将“创新学分”作为评定奖学金和评优评先的条件之一。
这些实验的开设使学生尽早进入了电子专业科研领域,尽早在专业导师指导下进行科学研究,接触学科前沿,明晰本学科发展动态,学习科研的思维和方法,培养他们的创新思维、能力及合作精神。九江学院电子工程学院开放实验室即电子线路综合设计开放实验室,位于实训楼二楼电子实训中心。最初应全国大学生电子设计竞赛的需求,为了提高实验教学质量,加强学生动手实践能力,建于2003年。成立至今,一直面向全校学生开放,并安排专门老师进行指导。开放实验室实行全天候式开放,只要是对电子感兴趣的同学都可以利用课余时间(包括晚上、双休日、法定假期等)到开放实验室进行学习。每年承担了全校学生课余时间电子设计制作、毕业设计、课外学分、大学生资助项目及各类电子设计大赛等的工作。
自从我院成立开放实验室以来,有不少对电子感兴趣的学生纷纷投入到实验室进行学习。他们在老师的指导下从最基本的电路板焊接开始练习,然后学习PCB板设计制作、基本电路设计、单片机编程、EDA、DSP开发等,通过系统学习和锻炼,大大提高了他们的工程实践能力和电子产品设计开发能力。有些同学为了更多的锻炼自己,他们在晚上,双休日甚至包括暑假都呆在实验室,用他们的话来说,在实验室多学习一点,自己的专业就更精一点,出去就业胜算就更大一点,为社会做贡献的可能就多一点。正因为有了开放实验室这样一个好的环境,很多学生的动手能力得到了很大的提高,在每学期电子学院举行的电子设计或电子制作大赛中,这些同学往往能够脱颖而出,并在每年一届的全省、每两年一届的全国的电子设计大赛中屡获佳绩。
2实施课外学分
课外学分,顾名思义,计划之外或者是传统的理论实践课堂之外的学生研修的学分。学校历年来多次进行教学改革,其中很突出的一点是压缩课时量,即减少正常教学计划的课时和学分,以便给学生更多的时间和更大的空间,来适应当前社会转型时期对人才的需求,激发学生学习的积极性和主动性,切实提高学生的自学能力和课外实践能力,培养学生的创新能力和创新精神,让提高学生综合素质,促进学生发展,促进良好校风、学风的形成,不再是一句口号,真正落到实处。正常教学课时的压缩,必然会使得学生有更多的课余时间,那么,这个课余时间怎么用,做什么等问题就需要学校来引导学生,因此学校鼓励和倡导学生积极参与科技、文化、学科竞赛及社会实践活动,逐步把第二课堂活动内容纳入人才培养计划。我院是九江学院实行课外学分最早也是实行课外学分效果好的院系之一。为了保障学生很好的利用课堂之外的时间,培养学生理论联系实际,独立分析问题、解决问题,激发学生创新能力,提高学生综合素质,促进学生发展,我院倡导和鼓励学生在课外积极参与以科技、学科竞赛及社会服务等形式的课外实践活动,并把这些指导意见写进了教学培养方案,并且针对各种活动制定了量化的学分标准。
自06级学生开始试点,试推行课外学分的尝试下,直至08级学生,学院正式把课外学分写入学生培养方案,其主要形式就是规定需要达到的课外学分总量和课外学分学习的大体方向,在教师的指导下,学生利用课余时间,根据个人兴趣爱好和发展方向,以自主实验、电子设计、参加各类电子竞赛和各种电子类社会实践活动等多种形式,展开课外学分实践活动。在总结了我院实行课外学分运行经验的基础上,经过前期准备和多次外出调研,结合开放式实验教学的理论和实践经验,编写了各专业《课外学分》大纲、学生《课外学分》管理办法和《课外学分电子元器件耗材管理办法》等实践教学文件及配套的保障制度,以规范《课外学分》的实施。学生每学期通过完成各种形式的《课外学分》项目,获得相应的学分,累计达到一定数量的课外学分,方能达到毕业的标准。
结论
全国大学生电子设计竞赛为各个高校的学生提供了一个难得的平台,同时也促进各个高校大信息类专业的人才培养。通过全国大学生电子设计大赛,即促进了大信息类专业的课程体系改革,进而有利于培养学生重视理论联系实际,重视实践动手能力和踏实严谨的学习的风气,培养出理论与实际真正相结合的应用型人才。
作者:陈朝峰郭书超查代奉单位:九江学院电子工程学院
电子设计大赛论文:院校电子设计大赛绩效提升方式
加强开放实验室和电子协会的作用
(1)加强开放性实验室的作用
为了提高学生对电子设计的兴趣,方便进行各门与电子设计相关课程的实践学习及课外电子设计活动的开展,成立开放性实验室是必要的。在开放性实验室中,应配备万用表、信号源、示波器、烙铁焊台、常规元器件、单片机开发板、EDA开发装置、计算机等工具和设备,这样学生可以方便地到开放性实验室进行自己的实践学习和兴趣小设计,不仅会对课堂的理论学习有一个很强的巩固作用,还能为正式的电子设计大赛做一些铺垫作用。
(2)强化电子协会的带动作用
高校的电子协会在培养学生电子设计兴趣,提高学生电子竞技能力有不可忽视的作用,常常也是电子设计大赛的主要力量。利用电子协会的号召作用,每年招纳新人,扩充电子协会的规模,展示电子协会的成果和作品,提高刚入学的新生对电子设计大赛的兴趣。在电子协会中老成员带动新成员,产生一种潜移默化的传承作用。
强化与电子设计相关的课程设计
与电子设计紧密相关的几门基础课程是模拟电路、数字电路、单片机、EDA技术等。这些课程的学习效果直接关系参加电子设计大赛的学生的理论基础和实践功底。这些课程的任课老师除了应该在理论课上采取一些特殊手段让理论的分析和讲解详细而透彻,还应该在实验教学和对应的课程设计做到严格把关,使学生在每门课程设计之后实践操作能力都有进一步提高。
设立合理的奖励制度
为了激发教师和学生对电子设计大赛的积极性,学校应该设立一些合理的奖励制度。在教师方面,应该给以适当的工作量以及评优评先的一些优惠条件,如果设计大赛获得奖,应该给予一定的物质奖励;在学生方面,除了分析电子设计大赛对实践能力的培养作用,对毕业就业的促进作用外,适当的奖励激励机制同样是必要的。这样学生在电子设计大赛的过程中不但提高了实践动手能力,同时得到了物质上和精神上的奖励。
完善的电子设计大赛的培训思路
1赛前动员
比赛前,大概在暑假刚开始,开赛前动员大会,可以激发同学们对电子设计的兴趣和热情,吸引更多的学生参与进来。大一的可以来感受电子设计的氛围,帮助查阅资料,学习实战经验,为下届比赛积累了人才。大二大三的同学是电子设计大赛的中坚力量,尽量多的激发参与,参赛人数越多,挑选的机会多,就越能出现的团队。
2基础培训
为了提高队员的动手能力,针对电子设计竞赛赛题所涉及的一些内容,在实践课程培训阶段的初期,应设计和制作运算放大器电路、信号产生电路、传感器及其应用电路、电机驱动电路、A/D电路、D/A电路及键盘显示电路等。在这过程中,要求参赛队员完成电路原理图的设计和制作,通过电路设计、实际制作、调试和总结报告,可以掌握各电路的工作原理和电子电路的设计、制作及调试技巧。
3赛前集中的阶段性综合项目培训
基础性培训后,参赛队员在硬件制作、调试,软件编写和调试方面都有了一定提高,但要在较短的时间做出功能满足要求的作品还有一定难度,为了进一步巩固与提高,以往年竞赛题目或难度相当的题目作为阶段性培训的题目,让及时阶段的题目较简单,给队员们一些适应空间,第二阶段的题目难易度接近实际竞赛题目难度。
(1)及时阶段
首先,布置题目分析题目。带队老师应该指导学生如何从题目入手,解剖题目,分析思路,找出合适的方案。在这个时候关键是教会队员们如何根据题目,查找资料,分析资料。然后根据所学知识、先前培训的积累以及队员们自身的优势设计出更好的技术方案。其次,合理的分工,全心投入软硬件的制作和调试。在一个只有3人的参赛队伍中,合理分工,较强的团队合作意识将直接影响到比赛的成绩。分工明确,才会让每个参赛队员不会感到盲目,有事请干;分工合理,才能让各位参赛队员的长处发挥到,参赛队伍的综合实力得到提高。
也就是说,硬件电路设计制作强的队员进行电路板的设计、制作和调试,软件编程能力强的队员做系统的代码编写,资料收集能力强的队员给队伍收集资料、分析资料。再次,系统集成联调以及性能指标的测试、完善及优化。将各个成功调试好的单元电路组合成系统,按照题目要求,参考历届电子设计大赛竞赛获奖作品的格式测试系统的各项指标参数,对测试结果与要求存在一定出入和还没完成的各项指标应在剩下不多的时间里争分夺秒,争取有所突破,做得更好。,完成设计报告,并做及时阶段的总结。
比赛时间的阶段的其中一项任务就是撰写电子竞赛的设计报告,它反应了参赛队伍对竞赛题目的评析、方案论证比较、系统硬件设计细节、系统软件的设计流程、系统组装集成及调试结果等,在满分为150分的前提下,技术报告就占50分,所以参赛队员必须按照技术报告提出的内容、格式、版面、字体字号等相关要求进行撰写。
(2)第二阶段
第二阶段的基本过程与及时阶段大体一致,区别在于该阶段的布置的几个题目难度更接近正式比赛的难易度。如果说及时阶段旨在建议队员信心,掌握比赛的大体流程,熟悉资料的收集方法,增进团队的合作意识,那么第二阶段就是展现各团队的综合实力,进一步提高队伍的分析题目、软硬件制作调试、报告制作等各方面能力综合体现。
4赛前准备
(1)赛前模块准备
由于电子设计大赛时间的短暂性,赛前的模块准备就显得更加重要。如果能过有效的准备好单元模块,并在电子竞赛中用到,无疑会节省更多时间来提高系统性能指标,为获得更好的成绩提供保障。首先是根据前面各阶段的积累,准备一些常用的模块,如单片机最小系统、可编程器件最小系统板、A/D、D/A、电源模块、功放模块、电机驱动模块、信号发生模块、程控衰减及放大模块、传感器检测电路等。其次,根据邻近比赛时,公布的元器件清单有针对性准备一些模块,
(2)赛前其他准备
常用的仪器设备,如信号发生器,示波器,万用表,毫伏表、直流电源、频谱特性仪等必须准备齐全,并能熟练的使用。根据公布的元器件清单准备其数据手册资源、应用电路及元器件封装等,同时应该根据推测做必要的元器件补充,并将各类元件有序放置,方便比赛中快速找到。另外应根据自己选择题目方向准备好各类图书资料及网络资源,并有序归类,提高查找效率。
5比赛中注意事项
比赛过程需要有强大的实力,但更需要一些科学合理的方法。为了顺利而高效得结束短暂的比赛,比赛的注意事项应该引起足够重视。首先应该严格遵守竞赛纪律,携带好能证明学生身份的有效证件随时备查。其次合理的安排竞赛的时间,注意防暑、防过度疲劳、过度紧张等现象。
结论
电子设计大赛不仅能提高学生的实践动手能力、收集资料分析资料的能力、团队合作能力,为学生顺利找到理想工作提供有利条件,毕业走上工作岗位提供铺垫,同时也是参赛学校综合实力的一方面体现。本文根据自己的参赛辅导经验,对改善电子大赛成绩的一些思路和措施进行了探讨。
作者:刘衍平唐春菊单位:攀枝花学院电气信息工程学院
电子设计大赛论文:电子设计大赛看研究生的创新能力
中国研究生电子设计竞赛(简称研电赛)发起于1996年,是教育部倡导的“全国研究生创新实践系列活动”主题赛事之一,有着广泛的社会影响力,对提升研究生工程设计能力和推动研究生培养模式的改革发挥了重要作用[1]。研电赛的目的是推动高等院校及科研院所电子信息类研究生培养模式改革与创新,竞赛始终坚持“激励创新,鼓励创业,提高素质,强化实践”的宗旨[2]。竞赛采取题目自拟、时间宽松的竞赛方式,作品覆盖了信号处理、测量与控制、电力电子和通信等电子信息相关领域。研电赛受到了全国各高校的高度重视,电子行业企业也非常看重学生的电子设计竞赛经历,学生参赛踊跃。尽管研电赛呈现出了逐年上升的发展势头,但评审过程中仍暴露出了一系列亟待解决的共性问题:学生们的作品创新不足、缺少创意,对作品的应用定位欠考虑。笔者参加了2014年东北赛区初赛和全国决赛的评审工作,发现在众多的作品中能够吸引人、富于创意的作品极其少见,多数参赛作品是指导教师的科研项目,作品完整性较好,但缺乏想象力和创造力。透过这些现象,可以发现在研究生培养模式方面仍存在一定问题,还有很多急需的工作要做,还有较长的路要走。
1变被动为主动走自由发展之路
传统培养过程中,研究生主要是辅助指导教师做科研项目、撰写学术论文,指导教师采取布置科研作业的方式开展教学工作。在这个过程中,所做的课题由指导教师来指定,所采用的研究方法也由指导教师来规划,研究生处于被动学习的状态,其想象力和创造力很难得到激发。这一点从研电赛的部分作品中清晰可见:有许多参赛作品就是一个普通的开发项目,其完整性较好,不否认其工作量,但从创新创意的角度看,甚为平常,当问及作品的创新之处时,参赛队员们的回答很难令人满意,更难留下深刻印象。这里暴露出的一个问题就是,研究生在培养过程中缺少主动、自由的土壤,自然无法将其创新潜能发挥到。创新需要激情,需要思维发散,需要以兴趣为导向。应该给研究生留有大量的时间去思考、去钻研、去探究。在研究生的培养过程中,应该努力为学生潜能的充分开发创造宽松的环境与氛围,坚持以发展人的主体性和创造性为各项培养工作的核心,鼓励研究生自己提出具有潜在创造性但有一定风险性的课题,鼓励研究生去做有创意的科研课题。在这一过程中指导教师角色也应转变,改变在学生心目中的“老板”形象,变成研究生的科研顾问。当学生遇到难以攻克的问题时,指导教师只需给出大致的解决方向以供参考,而具体的尝试由研究生自己来规划和执行,这样既可以发挥学生的积极性又可以锻炼他们的解决问题能力,同时在创新的道路上锤炼了他们勇于克服困难的顽强意志。
2加强交流走共同进步之路
参赛作品中,有些作品的不足之处,在其它作品中能够找到解决方案,试想如果两个参赛队赛前能交流一下,那么他们都将获得较好的成绩。一个人的认识是有限的,与他人交流有时会得到意想不到的收获。从这一点可以看出交流对于研究生培养起着不可低估的作用。研电赛的一个重要目标是提升参赛学生的电子设计创新能力,提高电子信息类研究生培养质量。但是由于学校层次、学生能力的不同,以及地方经济发展的不平衡,全国范围内研电赛参赛者能力方面目前差异较大,有必要以研电赛为契机,加强学术交流,促进各学校共同进步,具体实施方法可以从以下三个方面入手:(1)以赛区为单位,参赛成绩好的院校通过交流活动,把设计中的经验和独到的思想分享给赛区范围内的其它院校。比如,东北赛区的研电赛历年来获奖层次高、获奖数多的高校是哈尔滨工业大学,东北赛区组委会可以组织哈工大的获奖同学,到其他高校开展系列经验分享活动,谈经验讲体会,交流技术难点,分享创新创意,这样在锻炼学生的同时,可以互通有无,提高整个赛区的电子设计水平。(2)每一届全国研电赛决赛中都会涌现出一定量的作品,可以将这些作品汇编成书,出版一本参赛作品论文集精选,发放给所有本届参赛学校和参赛队员,通过学生阅读和自由交流将作品在各个院校内部传播。这样既宣传了竞赛,同时对研究生也是一种鞭策和激励,更重要的是研究生可以从中获取大量宝贵的设计经验。(3)各赛区可以不定期的召开有关研电赛的研讨会,进行专题技术讲座,探讨电子信息类研究生培养模式的改革方法,交流各学校的竞赛组织及竞赛指导经验,最终达到共同进步的目的。
3校企合作谋求真正产学研结合
评审中发现,有些参赛作品创意不错,但对应用的定位不明确。这里凸显出来的问题是,研究生的培养与企业实际需求相脱节。学生具备了一定的创新设计能力,但所做的工作未从实际应用出发,为了研究而研究,为了创新而创新。针对这一问题,在选题等方面应采取“从企业中来到企业中去”的方式,加强校企合作,探索一种研究生培养的新出路。“从企业中来”是指研究的课题应来源于企业的实际需要,由企业提出;“到企业中去”是指所形成的成果要接受企业的实际检验,同时取得成果的人最终也要进入到企业中去。当学校和企业密切联系、充分合作之后,既可以监督和修正研究生的培养过程,同时研究生还可能从企业争取到一定量的奖学金作为培养经费,为研究工作奠定经济基础。一旦产学研有机结合起来,研究生培养过程将走向良性循环:所培养的研究生正是企业所需要的,企业招聘时愿意接收;学生就业率高,学校声誉好,生源质量自然会提高,进一步正面影响研究生的培养效果。这样下去,研究生的培养质量会得到质的提高。
4师生共同分类精准定位培养类型
当前研究生入学时就已经区分成“学术型”和“专业型”两种,但培养过程却难以按学生意愿实施。实际培养中,研究生是“学术型”还是“专业型”大多取决于指导教师。若指导教师本人主要做学术研究,那么所带的研究生通常会按学术型培养,给学生分配的课题任务主要集中在理论研究方面。若指导教师主要做工程项目,那么所带的研究生通常会按专业型培养,给学生分配的课题任务主要集中在技术开发方面。面对这种问题,研究生培养单位应该一方面听取研究生本人的意愿,另一方面指导教师也应按照“学术型”和“应用型”做出分类,使学生的意愿和教师的类型精准对接,使高校研究生培养模式真正从单一模式走向双元模式。
5结语
中国研究生电子设计竞赛当前正处于蓬勃发展阶段,对研究生培养模式改革的探索发挥了重要作用。本文从参赛作品中存在的问题和不足出发,分析了作品折射出的研究生培养问题,对研究生培养模式进行了探讨。针对研究生创新能力不足问题提出改变传统的被动培养模式,转变指导教师的角色,给研究生提供自由发挥空间;针对缺乏交流问题,提出指导教师、获奖学生互相交流以及出版作品论文集等建议;针对应用定位不明确问题,提出从企业中来,到企业中去的校企合作培养方案;针对培养过程中学术型与专业型定位不问题,提出将指导教师分类,结合学生意愿的培养类型确定方法。
作者:盖建新 童子权 于佳 单位:哈尔滨理工大学 测控技术与通信工程学院
电子设计大赛论文:大学生电子设计大赛赛前培训研究
摘要:
大学生电子设计大赛是目前大学生关注的比赛之一,如何提高学生比赛成绩,是每个指导教师、参赛学生一直共同关注的重点。本文根据电子大赛期间,学生在完成电路时候经常出现的问题,指出赛前培训的重要性,提出赛前需要通过对学生进行理论培训,电路设计、电子器件认识、电路焊接工艺,来提高学生设计电路、实现电路的能力,以使学生在比赛中获得更好的成绩。
关键词:
电子大赛;理论培养;焊接工艺
一、导论
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,是主要面向全国电子类学科大学生赛事,目的在于推动教学改革、培养实用型人才,同时也有助于培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作、提高学生电子设计制作的能力,为选拔人才也创造了条件。比赛自从开办以来,一直备受全国高等院校和学生的重视,被认为国内“含金量”较高的比赛之一,比赛成绩在某种程度上已经成为标志着学校教学水平的高低。而参加比赛获奖的学生在求职过程中,也经常受到用人单位的青睐。全国大学生电子大赛是一种半开放的比赛,比赛时间为4天3夜。比赛期间[1],同一个队伍的队员之间可以商讨设计思想,确定设计方案,进行分工协作,以队为基本单位独立完成比赛任务。指导教师不允许对参赛学生进行指导,参赛队员也不可以与其他人员探讨任何问题,队员可以查询相关资料设计电路并完成作品。比赛内容涉及范围比较广,包含高频、低频电子线路设计、单片机等控制电路,几乎包含了电子类专业所有的专业课程,没有深厚的理论基础和对电子元器件扎实的认识,很难在短短的4天中完成比赛,赛前培训则成为完成比赛内容提高比赛成绩的关键。如何进行赛前培训、提高比赛成绩,已经成为指导教师及参赛学生讨论的重点问题。本文根据电子大赛和教学内容,对学生的培训可以从几个方面进行考虑,主要包括是理论培养、电路设计训练、电子元器件认识、焊接工艺练习等。
二、理论培养
良好的比赛成绩与对电路理论知识的掌握情况是分不开[2,3]。首先需要熟练掌握基础知识。电子设计大赛的电路设计与参加考试不同,对知识的认知不能停留在仅仅会做习题的层面上,需要深刻理解教材中每一个电路设计的原理,如三极管、电阻、电容、电感等元器件在电路中发挥的作用,其数值变化对电路的影响等。例如,三极管的三个工作状态饱和、截止、放大,如何设计参数,使其工作在不同的工作状态,实现所需要的功能,这些都需要学生对电路知识有深刻的认识才能够设计出相关的电路。然而,电子大赛比赛时间一般为9月初,大四的学生已经学习了电路与电工基础、模拟电子线路、单片机、高频电子线路等课程等相关的电子技术专业课,从所学习的课程上可以看出,具有独立完成电子大赛题目的电路设计的能力。但是由于时间的关系,大四的学生对以前所掌握的部分知识存在遗忘的现象,这些都需要学生利用业余或者假期时间重新复习以前学习过的相关知识,以便在比赛的时候能灵活运用理论去设计电路。由于电子大赛与电子线路等课程相关的内容比较多,单靠学生自己很难在业余时间复习学会相关的知识,并且,学生习惯于考试的方法学习,对于电路的设计,几乎没有任何经验,很难把握住理论学习的重点。为了提高学生的理论水平,学校应该组织在电路设计上有经验的教师,对参赛学生进行辅导,以加深对理论知识的认识与理解。
三、电路设计训练
普通高等学校课程体系建设上[4],受到高等学校师资、投入等各方面的影响,电子类的教学还是以理论授课为主,同时开放对应的实验、课程设计等实践教学环节,学生对电路的认识还停留在实验上,很少能够形成电路设计的概念。面对一个电路设计,不知道如何从何处入,这就需要从简单的电路设计入手,培养学生设计电路的能力。如何贯穿所学电路知识设计电路,是参赛的关键。电子大赛的电路设计是不是靠一门课程可以设计出理想的电路完成比赛任务的,它是需要依靠多门课程知识内容的集中体现。电子大赛的电路设计通常需要由多个小单元电路组成。如遇到显示温度、采集信号等内容则需要使用单片机等器件来实现、如果采集的信号幅度过小则需要对其进行放大达到下一级电路的输入要求。因此将电路知识融合贯穿起来才能完成整个电路的设计。总所周知,无论多么复杂的电路,都是由简单的单元电路组合起来,实现复杂的电路功能,因此,根据学生所掌握的本科知识,先给出若干单元电路题目进行设计,如加法器、振荡器、乘法器等电路设计,让学生自行设计。随着软件技术的发展,已经存在一些电路仿真软件,如EWB、Proteus等,学生可以依据这些软件将自己设计的电路进行仿真实现,验证自己的设想是否正确。采用这些软件实现电路仿真,不仅可以使学生的设计电路时候的一些想法得到实现,也可以降低成本,同时学生也可以很容易修改参数,观察每个单个电子元件在电路中发挥的作用,这在实物电路中是很难实现的。
四、电子元器件的认识与焊接工艺
电路设计采用仿真软件实现,可以对学生起到一个锻炼作用,但是这些仿真电路毕竟与实际电路的设计毕竟存在一定的距离,我们必须把仿真电路转换成实物电路,才能提高学生对真正电路的认识。对于很少接触实际应用的本科生来说,首先培养学生对电子元器件的认识,如电阻、电容、电感等型号、阻值、电容数值等的认识,如何分清三极管、二极管的管脚;认识常用的运放芯片,比如OP07等,对于比较不熟悉的芯片,学会如何查找芯片的参数,芯片输入的电压范围等,以便用于在设计电路的时候可以依据参数,选择性能比较合适的芯片用于电路中。其次,电路焊接问题一直是困扰学生电路成功参赛的主要原因,经过了2~3天的电路设计及仿真实现,学生基本上完成电路设计,在实现作品的时候,学生焊接完的电路板,经常会出现电路不能正常工作、或者输出信号与设计初衷不一样的情况,甚至无任何信号输出,电路的焊接往往是出现问题的主要原因,虚焊、焊点过大、电子元器件被烧坏等问题都严重影响电路正常工作,即使比赛结束前可以正常工作的电路,到了比赛现场测试的时候,也经常会出现电路无法正常工作,或者是电子元器件被烧的情况。当然电路无法正常工作的原因有很多,焊接技术不过关是常见的原因,由此,需要加强对学生平时对焊接工艺的训练,提高作品成功由于焊接问题导致的比赛失败。另外,熟练的掌握示波器、万用表、直流稳压电源、信号源等基本仪器也是需要对学生进行培训的重要环节。比赛赛场通常不是在本校进行,而常用的仪器种类有分为很多种,国内的仪器面板也几乎都是专业英文标识,在紧张的比赛环境中,顺利操作这些仪器仪表进行测量也不是很容易的事情,因此需要训练学生熟练掌握常用仪器的使用方法,掌握仪器面板每一个按钮的英文含义,熟练掌握仪器的操作和按钮含义以后,即使遇到不熟悉的仪器,也可以很快学会使用方法。
五、赛前模拟练习
实战模拟训练是赛前不可缺少的一个重要环节。由于电子大赛需要面向电子、通信、自动化等专业学生参赛,因此,每年电子大赛的题目大致包括几个方面:电源、放大器相关的内容、通信、控制等几个大方面的设计。指导教师可以依据自己所带学生的专业方向设计一些相关题目进行模拟训练。经过理论、电路设计等方面系统的培训,参赛学生已经基本掌握了电路设计的相关知识。在这种情况下,参赛学生也需要参与几次模拟训练以达到组员之间相互配合的目的。每组参赛队员为3人,比赛中也通常涉及基础电路设计、单片机设计、电路焊接、完成比赛报告。合理的分工合作能够数顺利完成电路设计,如果在比赛配合出现问题,则有可能导致在规定时间内无法完成比赛,指导教师可依据学生掌握知识的情况,对学生进行分工。如将基础知识掌握比较的学生作为组长,负责电路整体设计、单片机编程比较好学生的负责单片机控制、文笔比较好的同学负责论文报告的写作。这种赛前实战模拟训练还有一个重要的目的,学会排查问题电路。在电路的设计和焊接过程中,会出现各种问题,一般来说,即使是指导教师在短时间内发现问题也是很困难的事情,这些问题出现在赛场上,只能依靠学生自己解决问题,对于对电路的初学者来说,这种问题也是经常发生,焊接的电路也很难一次成功,学会排查电路故障时参赛学生必须掌握的基本内容。针对存在问题的电路,当某一部分电路出现问题的时候,首先需要要做的是需要是检查电路设计的是否正确,确信电路设计正确后,再依照电路图检查电路连线问题,如果都没有问题,则需要依照电路从前往后每一个焊点都需要采用万用表或者示波器测量电压或者波形。这也需要对电路的原理极为熟悉,清楚了解电路中每一处的电压的大小、每一处电压波形形状等相关参数,以判断电路出现的问题所在。
六、结论
本文仅仅是从以上几个方面来讨论如何在赛前对学生进行培训,以提高学生参加比赛的成绩。但是,毕竟比赛各种意外都会发生,在短时间内完成电路的设计、购买元器件、完成电路作品,即使参加培训的学生也会由于经验不足,参数设计等问题等会有很多意外发生,影响比赛成绩。加强平时对学生的训练、增加电路设计经验是靠平时一点一滴积累起来的,只有打下深厚扎实的基础,才能在比赛中取得良好的成绩。
电子设计大赛论文:电子设计大赛对大学生创新能力的培养
电子实验大赛对于学生创新能力的培养具有重要的意义,并且由于这种意义的存在,对于高校中实验教学的改革以及教学模式的改变也是具有很重要的战略性指导的意义。本文主要是对电子设计大赛的组织与策略,以及教学的改革的指导做简要介绍。
一、大学生电子设计大赛的组织与策略
对于高校的电子设计大赛来讲,其存在的意义就是不断的培养学生的能力,其中包括学生的自主创新能力以及团队协作能力,所以高校应该对此加以重视,对这项工作能够有组织,有纪律的进行。首先,要成立团队,成立设计以及制作的兴趣小组的目的有三个:首先就是能够提升学生关于创新能力以及实践动手能力的兴趣;其二就是能够给学生一个动手实践的平台,其三就是为大学生电子设计大赛提供一个人才的基础。其次,就是对于参见大学生电子设计大赛的人员进行选拔,参赛人员选拔的范围是在学校组织的设计小组的基础上,或者是从电气自动化系来进行选择,选择的标准不仅仅是要求其理论知识过硬,还要有比较强的动手能力。选拔的方式主要包括两个方面:其一就是对于积极性比较高,动手能力的学生予以保留,对于兴趣不高,态度不认真的劝退团队;其二就是从电子设计与制造兴趣小组中的尖子生重来组建参赛团队。所以,对于学校来讲,应该给参赛人员提供足够好的练习平台以及系统的培训。,就是引导与指导学生开展创新性与研究性项目的设计与研究,这项工作的开展主要从两个方面来进行,其一就是为了培养学生的实际动手能力以及创新能力,学校应该鼓励学生参与研究型的以及创新性的项目;其二就是鼓励学生根据社会的需求自主的研发新产品。
二、电子设计竞赛对课程体系与教学内容
改革的促进作用对于大学生电子设计大赛看来,涉及的内容主要包括以下几个方面,电源,无线电,信号源,简易无线电遥控控制系统仪器,数据的采集与控制,这些竞赛方面所涉及的课程主要有:电路(包括低频与高频两类),数字点的路,单片机,微机,嵌入式等等,对于教学体系以及教学内容的改革思路也需要考虑这方面的因素,是学生的知识积累能够达到电子设计大赛的水平。
(一)进行机构调整与课程整合与优化在实际的教学过程中,需要将电子信息工程教研室,电子科学与技术教研室等这些实验室进行合并,成立电子教学基地,这个基地的教学课程包括电子技术,电路,微机原理,单片机,嵌入式等等这些电子设计大赛所涉及的必备课程。
(二)建立四个层次的实验教学模式对于实验教学模式主要包括以下四个层次:
1.基础实验对于基础实验的教学,主要是一些比如说是电阻,电容以及二极管等等这样一些基本电子器件的应用性实验,基础实验的目的就是通过一些简单的,学生可以自主进行的一些实验来提高学生学习的兴趣。
2.设计性实验对于设计性的实验,主要的教学任务是对低频,高频,数字电路中各单元电路的设计及小系统设计。为了能够完成电路设计的任务,需要采用积木式,模块化的结构,将设计的单元电路组合成小系统电路。设计性实验教学的目的就是为了培养学生进行各种电路的设计以及装调,测试的能力,培养学生理论联系实际应用的能力。
3.综合性设计实验综合性实验教学的任务是包括电子信息类专业的信号检测,控制,传输和处理等应用性比较强的综合性设计的实验。这样的实验目的就是为了能够更好的锻炼学生对于电路的设计,调试等等的能力,培养学生的创新性思维,鼓励创新与突破。
4.设计研究性实验设计研究性实验的教学内容包括与电子信息学科相关的科研或者是学生自己设计的课题,鼓励学生有新思维,新想法。目的是为了培养学生的科研能力与自主创新能力。
三、改进与思考
(一)建立现代电子创新设计实验室
为了能够给学生创造一个良好的学习环境,给学生的创新性思维提供一个展示的平台,需要建立现代型电子创新设计实验室。该实验中可以提供各种单片机的开发系统,万用表,现场可编程门阵列等等这些设备,对于创新设计实验室的开放面对人群主要是的本科毕业生以及研究生。
(二)因材施教
对于每个大学生来讲,动手能力以及知识储备量是不一样的,所以在进行创新能力的培养过程中也需要注意培养方案的区别。在进行电子技术,单片机等这些实践教学的环节中对于一些学习成绩好,动手能力强,以及有自己想法的学生来讲可以免做一些验证性的实验,可以让他们进行一些自主拟题的实验,实验室可以为学生提供一些特别的仪器。小结本文主要是探讨电子设计大赛对大学生创新能力培养进行简单的介绍,希望读者对其有基本的了解。
电子设计大赛论文:运用电子设计大赛推动教学创新
大学生电子设计大赛起源于1994年,是由教育部、信息产业部组织的面向大学生的学科竞赛,每两年举行一次。其目的在于培养学生的工程实践素质,提高学生的创新能力和团队协作意识。除国赛外,吉林省教育厅也组织举办了省内电子设计大赛,与国赛隔年举行。电子大赛给学生提供了一个展示自己才能的平台,同时也是对各个学校教学成果的检验。近年来,电子大赛的规模在逐年扩大,参赛队伍也越来越多。通过大赛,参赛学生的创新能力、实践能力都得到了提高,但在大赛中也暴露了许多问题,需要我们在教学中予以改进,因此我们借着电子大赛这个契机,来促进实践教学改革,从而提高学生的综合素质,以适应大赛需要和社会的需求。
1、实验教学环节的改革
1.1调整实验内容的设置。在传统的实验教学环节中,验证性实验比较多,学生大多数实验是照着实验指导书上的步骤来做,忽视了学生的主体作用,无法锻炼学生的独立思考能力和实际动手能力。为此我们根据课程的需要重新构建了实验教学体系,合理安排实验内容,加强了设计性实验、应用性实验和综合性实验的设置。基础课可以安排较多的验证性实验,专业基础课的设计性实验比例要占到一半左右,而在专业课中,要以设计性实验和综合性实验为主。另外,回顾历年的电子大赛,内容涉及数字电路、模拟电路、单片机、传感器等多门课程的知识,题目综合性很强。而原来的实验内容设置相对比较独立,课程之间的衔接不好,因此我们在制定实验教学大纲时,各科老师坐在一起讨论,做到课程体系的连贯性,前导课和后续课之间能紧密衔接。
1.2改革实验教学手段。传统的实验教学手段基本是老师讲解,学生照做,实验设备也大都是实验箱和实验开发板,大部分电路已经搭建好,学生只需要按实验指导书做简单的连线,教学手段单一刻板,培养出来的学生缺乏创新精神和设计能力。我们在实验教学中引入了计算机和EDA技术,将传统的实验教学和Proteus仿真结合起来,让学生先用Proteus仿真来设计电路,仿真探索规律,再自己搭建电路去实现,培养学生的独立思考能力,提高了学生的实践动手能力。另外一些因为某些资金、设备等条件限制而无法开设的实验也可以通过仿真来实现,拓宽了学生的知识面。
2、课程设计环节的改革
课程设计是非常重要的实践教学环节,以往的课程设计往往是全班统一的题目、统一的评分标准,结果往往是全班一套方案,同样的结论,好多同学浑水摸鱼,没有达到课程设计的目的。为改变这种弊端,我们在课程设计中应用了项目教学法。把全班同学分成若干个小组,每个小组人数控制在三、四人,每组的题目不同,促使每个同学都参与到设计中。题目的选择也要因材施教,难易不同,既有符合大多数同学能力题目,也有针对学生设定的有难度和挑战性的题目。在项目的设计过程中,要发挥学生的主体作用,从资料查询、方案论证、软件仿真、系统调试到的提交报告,整个过程都由学生自主完成,教师是只是起指导作用。在团队中每个成员分工不同,又要团结合作,因此在整个项目的完成的过程中,既锻炼了学生的创新能力,又培养了相互之间的团结协作能力,为毕业后走上工作岗位打下了良好的基础。
3、开展第二课堂活动
为培养学生对电子设计的兴趣,调动学生的学习积极性,在学生中大力开展了第二课堂活动。引导学生成立电子科技小组,聘请专家学者来校做专题知识讲座等,开阔了学生的视野,也促进了学生之间的相互交流和学习。同时,我们在每年的5、6月份举办校内的电子设计大赛,有兴趣的同学都可参加。校内大赛参照国赛和省赛的模式,要求学生完成从设计、仿真、制板到调试直致形成成品,到提交设计报告,让学生熟悉作品设计的整个流程,提前感受全国大赛的氛围。校内电子竞赛为全国和省内的电子大赛积累了实战经验和选拔了储备人才,同时也促进了教师之间的相互交流和水平的提高。
4、考核方式的改革
课程考核是评价学生学习效果和教师教学质量的一个重要手段,它对学生的学习起着导向的作用。电子大赛中学生暴露出了动手能力差的缺点,因此我们要改变重理论、轻实践的教学现状,就要从考核内容上进行改革。改变传统的单一卷面考试模式,增加实践技能的考试部分,并针对不同课程的特点,设置不同的考核方式。考试成绩由理论成绩和实践成绩综合评定。通过多元化的考核方式,提高学生的综合实践能力,促进学生的发展。
5、结束语
通过几年来的实践教学改革,我们积累了一定的经验,也取得了比较满意的效果。近几年来我们的学生在省内竞赛中多次取得二等奖、三等奖,并且在今年的大赛中取得吉林省一等奖、国家二等奖的好成绩。参赛成绩也激发了学生专业学习的热情,特别是对低年级学生起到了很好的示范作用,使他们增强了信心,学习更积极主动,形成了一个良好的学习氛围。
电子设计大赛论文:电子设计大赛与电工电子设计实训课程改革
摘要:目前高等院校电工电子设计实训课程普遍存在学生积极性不高,教学课时较少和教学效果不理想的问题。通过对教学内容和实训考核评价方法的改革,提高了电工电子设计实训课的教学质量。
关键词:演示实验;虚拟实验;Multisim;自制套件;面试考核
全国大学生电子设计竞赛是具有22年历史的科技活动,从1994年及时届开始至今已经举行了12届。教育部和工信部共同发起的这项活动极大的促进了普通高等院校信息与电子类学科课程体系的改革。推动了课程建设和实验室建设工作。参与的学生在实践方面获得了很大的锻炼,将来在工作中的竞争力也得到了提高。指导教师的付出也得到了教育部和高校的认可,承认并计算其工作量。电工电子设计是面向高校理工科专业的学生开设的实训课。主要面向大一大二新生,介绍常用电子元器件的封装结构,不同元器件的选用及常见故障的识别;熟悉常用电子仪器仪表的使用;掌握电子元器件的焊接技术。着重训练学生的实践动手能力,作为电子设计竞赛的前期基础教学环节,承担发现选拔人才的任务。
1 目前教学中存在的问题
学生学习积极性不高。通过对学生上课精神状态的掌握和课下与老师同学之间的交流可以发现一个普遍共识,随着时间的增长,大学生的学习积极性逐年下降。主要表现在实践能力不足,眼高手低的问题比较突出。大一新生对大学充满好奇,相对来说情况还算较好,但是也存在上课玩手机,实训不按照操作规程执行,组织性差纪律散漫的问题。这一方面是现在社会知识爆炸以及知识碎片化造成的,另一方面也反映新时代下教学的改革迫在眉睫。
学校对实践教学重视度不够,课时较少。随着学校实践教学课程数量的增加,而总学时并没有增加多少,这就造成留给每一个课程的实践教学课时非常有限。电工电子设计的实训教学是非常花时间的,一次教学单元应该在4个课时左右,否则很难有效展开教学工作。因为教学课时受到压缩,原来的教学内容就需要进行改进,以适应新形势的要求。目前存在实践教学和理论教学方面的衔接没有处理好的问题。
2 教学内容的改革
目前高等院校学生普遍反映课程设置负担过重,而教学效果并不明显。造成的原因是多方面的,其中之一是课程内容陈旧,已不适应新形势的需要。针对电工电子设计实训课程的特点,需要增加实训套件的选择性和趣味性。传统的实训套件主要是六管收音机,尽管成本低廉但是教学效果并不好。应该允许学生根据自己的专业特点和兴趣爱好自由选择实训套件内容,这就要求实训套件的研制要与时俱进,每年都需要增加一些创新性的实训套件,并将其引入实训教学中。这对实训指导教师和实验室元器件库的建设都提出了新的要求。
重视演示实验,增加虚拟仿真实验。有些实验趣味性很强,但是成本较高不适合作为电工电子基础实训内容。可以将这类实验制作成演示性的,如四旋翼飞行器和脑波控制轨道车等等。这些演示性的实验可以增加学生的学习乐趣,开阔专业知识的视野。在教学开始的时候进行演示,可以吸引学生的注意力,在接下来的学习中更加积极主动。同时在教学过程中将虚拟仿真实验引入电工电子设计实训教学中,采用Multisim仿真软件,增加学生对电路的直观认识,为后续专业课程的学习奠定很好的基础。这很好地解决了课时少和课程综合性、实践性强的矛盾,同时也降低了材料的耗损,减少了经费的支出。采用虚实结合的方式,弥补了现场实验中的不足。
以滤波器实训为例,最简单的形式是一阶无源低通滤波器。对于没有学习过专业课的学生来说一阶无源滤波器截止频率的概念,显得很难理解。可以通过仿真让学生理解频域、波特图的概念,学会使用示波器和信号源等仪器。通过虚拟仪器的使用学生可以掌握常用仪器仪表的使用,并进行电路的直流工作点分析、交流分析、瞬态分析等常用分析方法。在对无源滤波器理解的基础上,再进行二阶有源带通滤波器的实训。通过采用仿真软件,在教学过程中随时提供演示电路和定性定量分析。教师可以在多媒体教学的过程中分析电路的特性,灵活的更改电路参数,进行接近于实际电路的调试分析,有利于对电路进行故障识别,并加深对理论的理解。
3 考核方式的改革
实践教学的考核一直是个难题,实践教学质量监控一直没有较好的量化标准。电工电子设计实训课程的考核不仅作为评价学生学习质量和教师教学效果的手段,同时也肩负为电子竞赛选拔人才的任务。通过近十年的实践摸索,采用面试的方式进行考核,收到了良好的效果。学生在课程结束时不仅掌握了基础知识而且语言表达能力得到了有效提高。可以在公共场合,自信地描述自己的实训作品。在面试的过程中教师需要根据学生的专业和兴趣爱好来提问,学生的回答反映其思维方式、应变能力和对专业知识的掌握程度。最终课程的成绩是根据面试成绩和实训套件制作效果综合打分。通过这种考核方式可以更加真实地反映学生的专业素养。这种考核方式增加了指导教师的工作强度,但是提高了学生的语言表达能力并且锻炼了其面试技巧和应变能力。
4 结论
以全国大学生电子设计大赛为契机,进行了电工电子设计课程的实训教学改革。不仅给学生以有用的专业知识,更重要的是通过这些教学环节和知识载体,使学生了解电工电子设计的思想、方法和精神,学会使用这种方式理性的观察和分析生活中的电子产品。为后续专业课程的学习和工作中的实践打下了坚实的基础。
电子设计大赛论文:大学生电子设计大赛赛前培训的研究与探索
摘要:大学生电子设计大赛是目前大学生关注的比赛之一,如何提高学生比赛成绩,是每个指导教师、参赛学生一直共同关注的重点。本文根据电子大赛期间,学生在完成电路时候经常出现的问题,指出赛前培训的重要性,提出赛前需要通过对学生进行理论培训,电路设计、电子器件认识、电路焊接工艺,来提高学生设计电路、实现电路的能力,以使学生在比赛中获得更好的成绩。
关键词:电子大赛;理论培养;焊接工艺
一、导论
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,是主要面向全国电子类学科大学生赛事,目的在于推动教学改革、培养实用型人才,同时也有助于培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作、提高学生电子设计制作的能力,为选拔人才也创造了条件。比赛自从开办以来,一直备受全国高等院校和学生的重视,被认为国内“含金量”较高的比赛之一,比赛成绩在某种程度上已经成为标志着学校教学水平的高低。而参加比赛获奖的学生在求职过程中,也经常受到用人单位的青睐。全国大学生电子大赛是一种半开放的比赛,比赛时间为4天3夜。比赛期间[1],同一个队伍的队员之间可以商讨设计思想,确定设计方案,进行分工协作,以队为基本单位独立完成比赛任务。指导教师不允许对参赛学生进行指导,参赛队员也不可以与其他人员探讨任何问题,队员可以查询相关资料设计电路并完成作品。比赛内容涉及范围比较广,包含高频、低频电子线路设计、单片机等控制电路,几乎包含了电子类专业所有的专业课程,没有深厚的理论基础和对电子元器件扎实的认识,很难在短短的4天中完成比赛,赛前培训则成为完成比赛内容提高比赛成绩的关键。如何进行赛前培训、提高比赛成绩,已经成为指导教师及参赛学生讨论的重点问题。本文根据电子大赛和教学内容,对学生的培训可以从几个方面进行考虑,主要包括是理论培养、电路设计训练、电子元器件认识、焊接工艺练习等。
二、理论培养
良好的比赛成绩与对电路理论知识的掌握情况是分不开[2,3]。首先需要熟练掌握基础知识。电子设计大赛的电路设计与参加考试不同,对知识的认知不能停留在仅仅会做习题的层面上,需要深刻理解教材中每一个电路设计的原理,如三极管、电阻、电容、电感等元器件在电路中发挥的作用,其数值变化对电路的影响等。例如,三极管的三个工作状态饱和、截止、放大,如何设计参数,使其工作在不同的工作状态,实现所需要的功能,这些都需要学生对电路知识有深刻的认识才能够设计出相关的电路。然而,电子大赛比赛时间一般为9月初,大四的学生已经学习了电路与电工基础、模拟电子线路、单片机、高频电子线路等课程等相关的电子技术专业课,从所学习的课程上可以看出,具有独立完成电子大赛题目的电路设计的能力。但是由于时间的关系,大四的学生对以前所掌握的部分知识存在遗忘的现象,这些都需要学生利用业余或者假期时间重新复习以前学习过的相关知识,以便在比赛的时候能灵活运用理论去设计电路。由于电子大赛与电子线路等课程相关的内容比较多,单靠学生自己很难在业余时间复习学会相关的知识,并且,学生习惯于考试的方法学习,对于电路的设计,几乎没有任何经验,很难把握住理论学习的重点。为了提高学生的理论水平,学校应该组织在电路设计上有经验的教师,对参赛学生进行辅导,以加深对理论知识的认识与理解。
三、电路设计训练
普通高等学校课程体系建设上[4],受到高等学校师资、投入等各方面的影响,电子类的教学还是以理论授课为主,同时开放对应的实验、课程设计等实践教学环节,学生对电路的认识还停留在实验上,很少能够形成电路设计的概念。面对一个电路设计,不知道如何从何处入,这就需要从简单的电路设计入手,培养学生设计电路的能力。如何贯穿所学电路知识设计电路,是参赛的关键。电子大赛的电路设计是不是靠一门课程可以设计出理想的电路完成比赛任务的,它是需要依靠多门课程知识内容的集中体现。电子大赛的电路设计通常需要由多个小单元电路组成。如遇到显示温度、采集信号等内容则需要使用单片机等器件来实现、如果采集的信号幅度过小则需要对其进行放大达到下一级电路的输入要求。因此将电路知识融合贯穿起来才能完成整个电路的设计。总所周知,无论多么复杂的电路,都是由简单的单元电路组合起来,实现复杂的电路功能,因此,根据学生所掌握的本科知识,先给出若干单元电路题目进行设计,如加法器、振荡器、乘法器等电路设计,让学生自行设计。随着软件技术的发展,已经存在一些电路仿真软件,如EWB、Proteus等,学生可以依据这些软件将自己设计的电路进行仿真实现,验证自己的设想是否正确。采用这些软件实现电路仿真,不仅可以使学生的设计电路时候的一些想法得到实现,也可以降低成本,同时学生也可以很容易修改参数,观察每个单个电子元件在电路中发挥的作用,这在实物电路中是很难实现的。
四、电子元器件的认识与焊接工艺
电路设计采用仿真软件实现,可以对学生起到一个锻炼作用,但是这些仿真电路毕竟与实际电路的设计毕竟存在一定的距离,我们必须把仿真电路转换成实物电路,才能提高学生对真正电路的认识。对于很少接触实际应用的本科生来说,首先培养学生对电子元器件的认识,如电阻、电容、电感等型号、阻值、电容数值等的认识,如何分清三极管、二极管的管脚;认识常用的运放芯片,比如OP07等,对于比较不熟悉的芯片,学会如何查找芯片的参数,芯片输入的电压范围等,以便用于在设计电路的时候可以依据参数,选择性能比较合适的芯片用于电路中。其次,电路焊接问题一直是困扰学生电路成功参赛的主要原因,经过了2~3天的电路设计及仿真实现,学生基本上完成电路设计,在实现作品的时候,学生焊接完的电路板,经常会出现电路不能正常工作、或者输出信号与设计初衷不一样的情况,甚至无任何信号输出,电路的焊接往往是出现问题的主要原因,虚焊、焊点过大、电子元器件被烧坏等问题都严重影响电路正常工作,即使比赛结束前可以正常工作的电路,到了比赛现场测试的时候,也经常会出现电路无法正常工作,或者是电子元器件被烧的情况。当然电路无法正常工作的原因有很多,焊接技术不过关是常见的原因,由此,需要加强对学生平时对焊接工艺的训练,提高作品成功由于焊接问题导致的比赛失败。另外,熟练的掌握示波器、万用表、直流稳压电源、信号源等基本仪器也是需要对学生进行培训的重要环节。比赛赛场通常不是在本校进行,而常用的仪器种类有分为很多种,国内的仪器面板也几乎都是专业英文标识,在紧张的比赛环境中,顺利操作这些仪器仪表进行测量也不是很容易的事情,因此需要训练学生熟练掌握常用仪器的使用方法,掌握仪器面板每一个按钮的英文含义,熟练掌握仪器的操作和按钮含义以后,即使遇到不熟悉的仪器,也可以很快学会使用方法。
五、赛前模拟练习
实战模拟训练是赛前不可缺少的一个重要环节。由于电子大赛需要面向电子、通信、自动化等专业学生参赛,因此,每年电子大赛的题目大致包括几个方面:电源、放大器相关的内容、通信、控制等几个大方面的设计。指导教师可以依据自己所带学生的专业方向设计一些相关题目进行模拟训练。经过理论、电路设计等方面系统的培训,参赛学生已经基本掌握了电路设计的相关知识。在这种情况下,参赛学生也需要参与几次模拟训练以达到组员之间相互配合的目的。每组参赛队员为3人,比赛中也通常涉及基础电路设计、单片机设计、电路焊接、完成比赛报告。合理的分工合作能够数顺利完成电路设计,如果在比赛配合出现问题,则有可能导致在规定时间内无法完成比赛,指导教师可依据学生掌握知识的情况,对学生进行分工。如将基础知识掌握比较的学生作为组长,负责电路整体设计、单片机编程比较好学生的负责单片机控制、文笔比较好的同学负责论文报告的写作。这种赛前实战模拟训练还有一个重要的目的,学会排查问题电路。在电路的设计和焊接过程中,会出现各种问题,一般来说,即使是指导教师在短时间内发现问题也是很困难的事情,这些问题出现在赛场上,只能依靠学生自己解决问题,对于对电路的初学者来说,这种问题也是经常发生,焊接的电路也很难一次成功,学会排查电路故障时参赛学生必须掌握的基本内容。针对存在问题的电路,当某一部分电路出现问题的时候,首先需要要做的是需要是检查电路设计的是否正确,确信电路设计正确后,再依照电路图检查电路连线问题,如果都没有问题,则需要依照电路从前往后每一个焊点都需要采用万用表或者示波器测量电压或者波形。这也需要对电路的原理极为熟悉,清楚了解电路中每一处的电压的大小、每一处电压波形形状等相关参数,以判断电路出现的问题所在。
六、结论
本文仅仅是从以上几个方面来讨论如何在赛前对学生进行培训,以提高学生参加比赛的成绩。但是,毕竟比赛各种意外都会发生,在短时间内完成电路的设计、购买元器件、完成电路作品,即使参加培训的学生也会由于经验不足,参数设计等问题等会有很多意外发生,影响比赛成绩。加强平时对学生的训练、增加电路设计经验是靠平时一点一滴积累起来的,只有打下深厚扎实的基础,才能在比赛中取得良好的成绩。
电子设计大赛论文:依托电子设计大赛培养大学生创新能力的研究
【摘要】从多方面入手,阐述电子设计大赛的开展与大学生创新能力培养的课题研究。
【关键词】电子设计大赛 大学生创新能力 培养
知识经济需要素质教育,实施素质教育的重点是培养学生的创新意识和创新能力。本文研究如何依托电子设计大赛培养大学生的创新能力。
一、电子设计大赛的开展与大学生创新能力培养研究课题的预期目标
一是以电子信息学科为依托,进行机构调整与课程的整合、优化。二是调整实训教学模式,创建的电子实训课程体系。三是建立四个层次的实训教学模式:基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练。四是组织课题成员和系部教师参加全国、全区大学生电子设计大赛,力争获得一等奖以检验课题的实战效果。
二、本研究课题主要解决的教学问题
我们走访了多家兄弟院校,听取了一些电子企业对大学毕业生的能力要求,查阅了大量的资料,并和广西电力职业技术学院教授、毕业生讨论与座谈,对当前教学中存在的问题进行深入分析。通过广泛调查研究,大家一致认为目前的教学模式和实训室管理模式已不适应培养21世纪所需的电子类具备创新能力人才的需要,主要表现在:一是教学模式过时。实训以验证性实验为主,缺乏创新能力培养的有效机制。教学中只考虑完成一种实训项目,没有按照学生的特点进行个性化、分层次教学。二是实训课效率低。实训内容陈旧,实训设备落后,尤其缺乏现代现代化水平的教材、仪器和相应软硬件设备。三是管理封闭。课程之间的联系、资源共享等方面存在障碍,设备利用率不高。四是陈旧的考核手段不利于大学生创造力的培养,不利于发掘学生的创造性。五是理论教学脱离实际。针对上述问题,我们提出以下解决方法:
及时,成立电子设计竞赛领导小组,从组织上、制度上保障这项工作的顺利进行。领导小组成员从组长到指导教师分工职责明确,管理规范。
第二,针对当前高职电子技术教育存在的问题,建立基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练四个梯度层次的实训教学模式,并由此形成一整套基于问题驱动的电子技能训练的方法与课程体系;建立现代电子创新设计实训室,模拟企业工作环境,配备现代化的电子仪器设备,制定开放的管理制度,提供自主命题、自主研究、自主讨论的空间;利用电子协会和电子课外科技活动中心,设立创新设计奖,吸引大批学生参加业余电子产品制作活动,形成广泛的群体基础,通过层层选拔,层层培训,培养拔尖人才;不定期邀请校内外电子专家、教授为大学生作专题报告,拓展学生视野;组织有经验的教师编写《电子实训》培训教材,增加以设计性、系统性为主的实训内容,将反映电子科学技术发展趋势的内容充实到实训教材和教学环节中。强化对学生创新能力的训练功能,提高他们应用新技术、新器件解决系统问题的能力。
三、实施过程
(一)现代电子技术实训教学模式改革思路。在分析电子技术实训教学存在的主要问题后,大家明确了项目的目标:通过改革,探索和建立适合现代电子技术实训的教学模式、管理模式;注重应用型人才的培养,强化实践环节的训练,使实训室成为学生动手能力和技术创新的主要基地之一,培养具有创新能力的学生;通过改革,编写与完善一些实训教学的新教材;培养和锻炼一支高素质的师资队伍。在此基础上,确定本项目对现代电子技术实训教学模式进行研究的思路:
1 修订本学科教学计划和实训教学大纲。根据教育部对电子信息科学技术专业教学的基本要求和广西电力职业技术学院电子与信息工程系对课程改革的思路,应对本学科教学计划和实训教学大纲进行修订。教学内容的更新也是一个与时俱进的过程,改革的基本目标是减轻学生负担;压缩必修课学时,增加选修课门数,给学生较大的自主选择空间。加强实践教学环节,突出综合应用能力的训练,培养学生的创新能力。
2 提出实训教学改革的整体思路。按基础、综合应用、提高创新三个层次的培养目标组织实训教学,将实训课分为基础实训、综合应用实训和创新实训三种类型。压缩原有大量验证性的基础实训的比例,增加以设计性、系统性为主的实训内容,将反映电子科学技术发展趋势的内容充实到实训教材和教学环节中。强化对学生创新能力的训练功能,提高他们应用新技术、新器件解决系统问题的能力。根据学生的不同类型,贯彻“基本要求、需求选择”两种不同的教学要求,即对大部分学生的教学执行基本教学大纲的要求,对部分学有余力、有进一步需求的学生,创造各种条件进行培养,以满足他们的创新要求。
3 改进教学模式。改革传统教学模式,分层次教学:基础实训以教为主导,强调学生掌握扎实的基础;综合应用实训教师与学生并重,教师着重指导;创新实训以学生为主。
4 改革实训考核体制。将实训从封闭模式向开放模式过渡,在项目实施期间将电子系现有十几个验室改建成实训中心,资源共享,并向全校相关院系师生开放。
(二)参赛队员选拔方式。我们面向全院学生发动宣传,正确引导学生根据自身条件自由报名。由于场地可容纳人数有限,一般参加培训的竞赛学生组数计划为32组,每组3人,同时为了保障参赛选手的可持续性,我们规定每年都有部分一年级的新生加入,采用“以老带新”的方式持续培养。参赛队员一般有如下选拔方式:
1 在学院统一报名,经过笔试、面试两个环节选拔。
2 任课教师、辅导员推荐部分的学生,工作小组三名以上成员考核通过。
3 学生提交个人作品自荐,工作小组三名以上成员考核通过。
通过以上方式的筛选,学生中的创新型人才有了展现的机会。
(三)阶段性的电子设计大赛培训内容与课时实施计划。根据大赛的要求、学生的学习特点、创新能力培养的规律要求,培训内容采用基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练四个梯度层次的实训教学模式,以训练学生的电子设计与制作能力和创新能力、产品开发能力。
及时阶段是基础性学习。由全体指导教师在课余时间对选拔的参赛队员进行集中辅导授课,强化智能电子产品设计相关的基础知识和技能。
第二阶段是设计性实训。由全体指导教师在课余时间对参赛学生进行分方向类别的专项训练,大致分为电源电路类、功放类、可控放大与滤波器类、仪器类、智能小车和其他运动控制类,使每组学生初步掌握两个方向类别的电子设计与制作的知识和技能。
第三阶段是综合性实训。主要是用历年的竞赛真题来训练参赛学生,并按照相同的要求在三夜四天的时间内完成,以此来激发学生的潜力和检验训练的成果,并找出进一步努力的方向。
第四阶段是产品开发训练。主要是让学生设计和制作一个在现实生活中具有一定实用价值的产品,以此检验学生的技术思维路线、创新思维方法、专利策略意识等在新产品开发中的应用能力。培训的项目安排和课时安排见表1。
经过以上训练,学生的个人能力有了长足的进步,参加大赛时能够从容面对并且取得非常好的成绩。
(四)制定考核评价方法与奖励方法。考核评价方法分为训练过程的考核评价和竞赛过程的考核评价两部分。训练过程的考核评价由广西电力职业技术学院大学生电子竞赛组委会的工作小组制定标准和执行,包括日常工作考核、理论知识考核和项目作品考核三部分内容,其考核结果相当于一门专业课程的成绩,有相应的学分,具体见相关专业的人才培养方案。竞赛过程的考核评价按大学生电子设计竞赛组委会规定的办法和标准执行。奖励方法按广西电力职业技术学院对学生学科竞赛获奖奖励的相关文件执行。
四、电子设计大赛开展以来取得的成果
及时,开展大学生电子设计大赛促进了电子专业教学模式的改革和课程体系的整合与优化,推动了以项目为载体、以任务为驱动的教学方式的改革,培养了学生科学创新、理论联系实际、团队合作、吃苦耐劳的精神,极大地提高了广西电力职业技术学院电子类专业学生解决实际问题的能力。
第二,电子设计大赛所采用的基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练四个梯度层次的基于任务驱动的电子技能训练的方法,已经推广应用到广西电力职业技术学院电子与信息工程系计算机控制技术、计算机应用等专业,收到了良好的效果。
第三,为了更好地适应课程体系改革的需要,课题组组织编写了《电子技术基础》、《电子技术基础实训教程》、《电子工艺实训教程》、《汽车车身电子控制维修技术》、《自动检测技术》电子类系列规划教材,由北京理工大学出版社出版发行。课题组努力将电子教学做一体化的思想融入教材中,使学生在学习中获得职业过程的训练。该系列教材在国内高职院校使用了三年,发行量超过3万套,使用效果明显,学生受益匪浅。
第四,课题的研究成果带动了广西电力职业技术学院电子与信息工程系专业建设、精品课程建设和教学团队建设。2010年,应用电子技术专业团队被确定为自治区教学团队;智能电子产品设计与制作被评为学院精品课程;2011年,应用电子技术专业被评为自治区优势专业。
第五,课题的研究成果对学生参加学科技能竞赛起到了巨大的推动作用。广西电力职业技术学院电子与信息工程系参加的六届电子设计大赛中,有3人获得部级一等奖,24人获得省级一等奖,获二等奖24人次、三等奖达198人次,这些学生正在国民经济建设中发挥重要作用。项目成员发表相关论文6篇,出版相关教材6部,获自治区电子大赛指导教师2人。获自治区级组织奖2次,取得了非常好的成绩。
大学生电子设计大赛的实践证明:在全国大学生中开展的电子设计大赛对提高教育质量、培养学生团结协作意识和创新能力、创新意识及综合素质方面有举足轻重的作用。大学生电子设计大赛实质上是一种特殊形式的教学改革实践载体,其目的在于推动实践教学改革,有助于逐步改革实践教学中存在的弊病。大赛使大学生得以自主地学习,其锻炼的广度和强度是任何教学环节都无法比拟的。因此,本研究从某些侧面触动原有的课程教学体系,尤其促进了实践教学体系、内容、方式改革以及实训室建设工作。
(责编 苏洋)
电子设计大赛论文:依托电子设计大赛 促进实践教学改革
[摘 要]2011年全国大学生电子设计大赛广东赛区取得了历年来好的成绩。本文探讨了我校以参赛并承办广东赛区赛事为契机,激发学生对实践教学的学习兴趣,完善实验室软硬件条件,深化实践教学内容改革,达到了培养学生创新实践能力的目的。
[关键词]电子设计大赛 实践教学 教学改革
一、引言
全国大学生电子设计竞赛是面向大学生的群众性科技活动,目的在于按照紧密结合教学实际,着重基础、注重前沿的原则,促进电子信息类专业和课程的建设,引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新能力、协作精神;加强学生动手能力的培养和工程实践的训练,提高学生针对实际问题进行电子设计、制作的综合能力;吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,为人才脱颖而出创造条件。目前,全国大学生电子设计竞赛已经成为教育部主办的最有影响力的在校大学生竞赛活动之一。
2011年全国大学生电子设计竞赛广东赛区的组织工作由华南农业大学承办。实验室作为学生开展创新实践活动的主要场所,在培养学生创新实践能力方面发挥着不可替代的重要作用。通过大赛的组织与承办,进一步促进了我校电子类实践教学的建设与发展。
二、2011年电子设计大赛广东赛区赛事回顾
全国大学生电子设计竞赛的性受到全国各高校和企业的高度认可与赞同。2011年是广东省赛区参加该赛事的第10周年,也是华南农业大学参加该竞赛的第10周年。为了进一步推动这项赛事的健康有序进展,激发学生参赛的热情和积极性,华南农业大学十分重视大赛的参赛工作和本次承办工作。
截至2011年6月28日,广东赛区共收到来自广东省的80所高校(39所本科院校,41所高职院校)的报名参赛信息,共有593支参赛队伍、1779名学生报名参加比赛。比上届增加了11所高校,增加了62支参赛队伍,为历届参赛人数最多的一次赛事。为了使参赛学校和参赛队伍及时了解赛事的信息和通知,组委会于2011年6月28日及时开通了2011全国大学生电子设计竞赛广东赛区的官方网站(http:///),并陆续在此网站上了相关信息。
2011年全国大学生电子设计竞赛广东省赛区测评工作于9月9日-9月11日在华南农业大学进行。本次竞赛共有593支参赛队伍报名,573支参赛队伍参加测评,经过专家组测评、讨论决定,共评比出广东省一等奖57项,二等奖93项,三等奖123项,其他参加测评的参赛队伍为成功参赛奖,如表1所示。全国一等奖共6队,其中深圳职业技术学院的DG4810队伍(队员:满兴震,詹一挥,田宇,指导教师:熊建平)获“瑞萨杯”奖,全国二等奖共39队。
表1 广东赛区获奖情况统计表
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为保障本次电子设计竞赛测评工作的公平性和评测质量,根据全国组委会的《全国大学生电子设计竞赛(2009-2012)专家工作守则》要求,本次竞赛对评审专家的组成采取了各校推荐和组委会遴选相结合的原则。各高校推选的专家必须具备副高级以上职称,在电子工程相关教学科研领域具有丰富的经验和一定的影响力。组委会确定了43位来自省内本科和高职高专院校的专家对学生的参赛作品进行评审,其中女性专家10名,专家合影如图1所示。
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三、电子设计大赛促进实践教学改革
(一)激发学生对实践教学环节的学习主动性
高等教育由于受传统教育观念的影响,特别是受“重理论轻实践”观念影响,学生对实践教学环节往往并不十分重视。电子设计大赛命题往往是一个或几个学生就能够完成的、规模不太大的电子系统,没有现成的实验步骤,需要自己设计并完成,而且学生还要能够自行检验系统是否合理,是否达到要求,这就对学生的理论知识和实践技能都提出了较高的要求。在竞赛的促动下,学生对实践技能训练产生了很大的热情,使被动学习变为主动学习,激活了学生的创新思维。
(二)完善实践教学的软硬件条件
为了方便参赛学生开展实践技能训练和科研活动,学校建立了全天候实验室开放制度,设立了创新实验室,并自主开发了开放实验室管理软件专门用于南楼408创新实验室的管理。对参赛队员和测评专家来说,配备齐全的各级各类的实验设备,是保障学生顺利完成设计和专家顺利完成测评工作的前提条件。为此学校以承办电子设计大赛为契机,加大对实验设备的投入,更新设备,保障了我校学生参赛期间和为期4天的广东省竞赛作品测评以及综合测评期间的设备需求。本次广东赛区的现场测评均设在华南农业大学工程南楼电子工程系与自动化系实验室,共13个实验分室。共使用测评仪器251台套。测评仪器使用情况如表2所示。
表2 测评工作使用的设备台套
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(三)发现不足进而深化实践教学内容改革
高校实践教学过于薄弱,实践教学内容过于教条,在一定程度上制约了学生创新实践能力的提高。中国工程院院士罗锡文教授在本次赛事总结会议中表示,非常支持这样的学术性比赛,并建议今后应当把实际科研与大型科技类比赛结合起来,把学生的积极性和创新思维充分调动起来,让学生在比赛中赛出更好的成绩。
电子竞赛选题的内容充分体现了实践能力和创新精神的培养。依托电子设计大赛,我校拓宽实践教学的思路,深化实践教学内容的改革;加强综合性实践教学,减少验证性实验;注意实践教学内容的更新,不断将新理论、新技术介绍给学生;注重考核方式的多样化,鼓励学生阅读相关电子刊物,并以论文、读书笔记、小产品设计等形式作为作业或考试的一部分。
(四)培养了学生的创新实践能力
电子设计大赛需要的理论知识涉及电子信息技术的各个方面。电子设计竞赛实质是学生专业综合素质技能的竞赛,是实际科研活动和实际生产过程的缩影。在知识考查方面具有广泛性和深入性,在综合设计能力考察方面也具有一定难度。这不仅要求学生要有扎实的理论功底,同时需具有熟练的实践技能,并且能够熟练查阅资料,充分利用网络资源,发扬团队精神,互相取长补短。在大赛的促动下,学生自发地进行技能训练,到实验室的次数和频率都大大增加。参加过大赛的学生普遍反映,在后续的学习中,解决问题的动手能力和解决问题的信心明显增强。目前,不少知名的企业如合众达电子、深圳华为、深圳中兴、金信通信等来学校招收毕业生时,都表示愿意对参加过电子大赛并获奖的学生以优惠条件优先录用。
四、结束语
全国大学生电子设计竞赛,其规模正在不断扩大,其作用、意义也得到了广泛的肯定。通过参与并承办2011年广东赛区的赛事,激发了学生的学习热情,加强了创新实践能力的培养,同时有效地检验了我校电子类实践教学的水平和质量,促进了实践教学内容的改革与发展。
电子设计大赛论文:关于提高电子设计大赛指导实效性的思考
【摘 要】分析学生在电子设计大赛过程中存在的问题,阐述提高电子设计大赛指导实效性的做法。
【关键词】电子设计大赛 指导 实效性
电子设计大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,为在校大学生提供一个相互学习、相互促进和检验自身能力的大平台。近年来,电子设计大赛开展得红红火火,参赛规模和人数逐年增大,成为各高校和全社会广泛关注的一件大事。基于此,本文对如何提高电子设计大赛指导实效性进行思考。
一、学生在电子设计大赛过程中存在的问题
笔者发现学生在电子设计大赛过程中存在以下问题。一是基础知识不扎实,知识面不够宽。电子设计大赛涉及的知识面包括模拟电子、数字电子、单片机等方面的知识。学生在确定选题后,提出的设计方案不尽理想,方案的论证不充分,导致完成得不太理想。很多的方案也是课本固定的、死板的,没有创新性,缺乏综合性、设计性。二是对新技术的掌握不到位。学生对新器件、新技术的应用能力比较差,比如FPGA技术应用、模拟电路芯片应用、新的开发工具、典型的专用的集成电路等。三是对计算机和仪器的使用不熟练。每年的比赛都要求学生通过计算机完成原理图的绘制,并使用打印机打印相关的文档。笔者在指导过程中发现,学生都具备计算机、EWB、PROTEL的使用能力,但是都不够熟练,导致浪费太多的时间,影响了比赛的进度。还有部分学生对比较先进的子仪器,比如新示波器的使用,明显存在不足。四是主动学习意识不强。在培训或指导的过程中,如果指导教师不在场,学生经常会分散精力。此外,学生自主学习能力不足,在设计方案、程序的实现上都存在依靠教师的现象。学生没有认真思考、没有主动学习,处于被动状态,应付培训。五是动手能力欠缺。大部分学生在培训或比赛中都过多地倾向软件仿真。因此,每次比赛,都会遇到仿真都实现了,但产品实现不了的现象。这是因为仿真和实际的产品制作存在很大的区别。六是应变能力不足。很多学生在接到项目题目时,就埋头去实施,按照比赛的要求逐一去实现,当故障或意外出现时,不知所措。七是团队意识不强。同组中的两个同学,有时各自设计各自的,不交流也不讨论;或者一个同学独自忙,另外一个同学不参与进来,两个人未能一起总结经验。八是技术文档质量不高。从设计内容到格式都存在不足,电路设计缺少理论支撑,缺少必要的公式推导,甚至存在逻辑问题。学生对数据的记录、分析、总结、归纳不够重视。
二、提高电子设计大赛指导实效性的做法
为了提高电子设计大赛指导的实效性,笔者结合自身的实际情况,总结出一些做法。
(一)赛前“三备”。一是“备”学生和教师。先讨论“备”学生。开展一系列的学院技能节,主要针对大一的学生,比赛题目由相关专业的任课教师统一讨论确定,然后下发给学生,学生根据选题任务进行选题,或者根据自己的兴趣爱好自拟题目,报给教师备案,每组学生配有1~2名指导教师,比赛时间为2~3个月。在这段时间内,教师指导学生完成作品设计与制作。比赛结束后,聘请相关专业的教师、专家对作品进行验收。选拔出一批初步具备电路设计能力、编程能力的学生,为后续的比赛提供保障。接着,对这部分学生进行强化训练,并明确各自的分工。接下来讨论“备”教师。比赛是一件又累又苦的差事,选出甘为比赛奉献的教师很重要,这样才能保障比赛的顺利进行。可针对往年的赛题,借鉴他人的经验,有批判地采用成熟设计,从自动控制、智能仪器、数据采集、通信装置、常用典型电子线路五个方向有针对性地选拔教师,明确分工,制订预案。
二是“备”仪器设备和元器件。仪器设备和元器件的准备是否充分关系到比赛能否成功。在比赛前,根据往年的比赛购置一部分仪器和元器件,在平时就加强对这些仪器和元器件的使用。尤其在比赛前几天,根据组委会在网上公布的所需仪器、电子元件清单和参考的选题,准备好相关材料,对公布的仪器设备进行操作和培训、使用;查找相关资料熟悉所需元器件技术参数、引脚、结构、使用注意事项等。参赛队员应知道元器件库中已有的元器件。这一部分应“早”字当头,力争主动。在前期准备工作中,早研究、早动手。
三是“备”场地和后勤。学校应将参赛学生相对集中在一个或者几个实验室内进行竞赛,便于组织人员巡查。此外,还要保障竞赛场地有足够的测试空间。竞赛期间需保障水电的供应,注意防暑降温的条件,同时要求在竞赛场地附近有临时休息的场所等。同时,还需要拨相应的比赛经费,用于比赛过程中的开支。
(二)赛前“四培”。根据电子设计大赛的内容和特点,需要对学生进行强化训练。在训练过程中,可实施“四培”培训方案,即培训基础知识、培训模块、培训综合设计、培训心理素质和应变能力。
一是培训基础知识。竞赛对学生最基础的知识要求包括:电路、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与接口技术、C语言编程(面向硬件)。基础知识训练的目标是达到基本知识牢固,会看电路原理图,会设计PCB板,会焊接安装,会测试,会查找资料,会撰写文档。加强和巩固竞赛涉及的一些课程如模拟电子技术、数字电路、单片机、可编程逻辑器件、传感器与检测技术等,尤其是模拟电子技术,同时注意与应用密切相关的基础知识,如各种放大器的工作原理及计算、应用,运放工作原理及计算、比较器的原理及应用,各种振荡器的应用,电源等;此外,还有基本组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计思想和应用。
此外,还应加强对学生进行焊接水平的培训,加强学生对常见的各测量仪器的使用,培养学生使用互联网查阅资料的能力,以及培训学生对技术报告的撰写等。技术报告是竞赛作品不可缺少的部分,其撰写的水平直接反映参赛学生的能力,也关系作品成功与否,同时,更体现参赛学生的设计思想、实现手段以及测试结果等方面。
这一部分主要培养学生的13项技能,主要包括:资料收集整理和英语资料阅读的能力;自学能力;文档组织与撰写能力;PCB制版能力;焊接与装配能力;电子仪器的使用能力;系统调试与故障排除能力;基本模拟单元电路的设计能力;电子系统设计与集成能力;处理器设计与应用能力(51单片机、TI的DSP、ARM);EDA开发与应用能力(FPGA、CPLD、PAC、SOPC);编程能力(C语言、VHDL、汇编);新器件学习与使用能力。
二是培训模块。培训模块是赛前训练的主要内容,也是为比赛所做的直接物质准备。在训练中要求学生分组设计接口规范、功能独立、资源共享、易于组合的模块。硬件模块主要有:单片机最小系统、可编程逻辑器件最小系统、A/D与D/A电路、信号放大电路、信号发生和处理电路、声音报警电路、压力、光电等传感器应用电路、功率驱动电路、显示电路、键盘电路以及多路电源。软件模块应包含如下部分:键盘和显示处理、数据采集与处理、控制算法、通信、定时、波形产生及脉冲宽度调制、输入输出控制等。
模块训练的内容和目标是由浅入深,循序渐进,有计划地进行培训,独立完成电子电路模块设计与制作,组织各种形式的学习讨论会,促进信息交流,及时整理归档,建立相关硬件、软件、资料的“共享资源库”。模块训练分几个阶段进行,每个阶段都要举行学生作品展示,以参赛小组为单位让学生讲解作品的实现原理、方法和手段,以及在调试过程中遇到的问题等,学校组织专家进行点评,学生对点评后的作品进行性能改进。
三是培训综合设计。综合设计体现学生的综合能力,可以检验学生对所学知识掌握的程度,是培养学生设计综合能力的重要手段。这一项目的培训主要采用模拟比赛或实战的方式进行,严格按照比赛的要求进行。采用模拟比赛的方式与正式比赛的环境大致相同,可以真实地反映学生的能力和水平,体现学生解决实际问题的能力。根据比赛的评分材料,并结合实际工作的要求,查阅资料,方案设计及论证,电路图绘制、PCB板设计、产品制作和调试,得出实物。建议在综合设计培训时,同一个制作题目让两组或两组以上参赛队员采用不同的设计方案实现,然后比较制作实物的性能参数,加深学生对不同器件、不同模块特性的认识。尤其是在比赛过程中,一个学校所选的题目不要过多,否则会分心。通过实战训练,可以找出学生实际制作过程中出现的问题,这样可以避免在实际比赛中出现问题后无法解决的困境,让比赛更顺利。培训完成后应立即分析和总结,对出现的问题在下一次要注意,不要重复发生。
四是培训心理素质和应变能力。学生的心理素质和应变能力直接影响比赛的质量,因此,应对学生进行心理素质和应变能力的培训。学生在比赛过程中,遇到问题要沉着冷静、不慌张、不自乱阵脚,能分析问题所在,并迅速采取相应的措施加以解决。此外,遇到问题时要相互鼓励。另外,为了比赛成绩,应明智地做出取舍,能争取一分是一分,以确保比赛的好成绩。
电子设计大赛论文:电子设计大赛指导中的精益思想研究
摘要:提出了基于精益思想的电子设计大赛的培训与指导。首先从精益思想入手,探讨了精益思想的内涵及其在电子设计大赛培训与指导中的应用;其次,提出了精益电子设计大赛指导,给出了其精益的观念、对象及过程;再次,提出了电子设计大赛精益指导中的层次;,给出了实施精益电子设计大赛指导的具体方法。
关键词:电子设计大赛;培训;指导;精益思想
全国大学生电子设计大赛是提高大学生和研究生的综合素质、培养创新意识和合作精神、促进学校教学建设和教学改革的重要平台,也是当代大学生素质教育的具体形式之一,涉及到参赛者的德、智、体等各方面的水平。[1-3]电子设计大赛内容与电子类专业基础课程及专业课程紧密相连,包括模拟电路、数字电路、单片机原理与接口技术、传感器技术和测量仪器仪表、电力电子等,不仅可以巩固和扩大学生在课内所学的知识,拓宽思路,而且能充分考验大学生的洞察能力、综合应用分析能力、联想能力、创造能力、使用当代科技近期成果的能力,而且可以培养其团队精神和协调组织能力。如何科学地培训和指导大学生参与电子设计大赛是一个很值得研究的课题。笔者结合近年来对电子设计大赛培训及指导的体会,探寻将“精益”思想融入电子设计大赛的培训及指导中,以期对其培训及指导提供参考。
一、精益思想概述
精益思想(Lean Thinking)来源于日本丰田的精益生产(Lean production)方式。20世纪80年代,为了应对市场竞争,出现了丰田的精益生产,它以整体优化的观点合理地配置和利用生产要素,消除生产全过程一切不产生附加价值的劳动和资源,追求“尽善尽美”,达到增强企业适应市场多元需求的应变能力,获得更高的经济效益。[4,5]从生产角度来看,“精”体现在质量上,追求“尽善尽美”、“精益求精”;“益”体现在成本上,只有低成本的企业才能获得竞争优势。进入21世纪,“精益思想”跨越了制造业,在各个行业得以应用,例如精益物流等,成为新一轮的管理思想。电子设计大赛的培训及参赛的指导也是管理思想应用的过程,因此笔者结合自己近年来电子设计大赛的培训及指导的实践,将精益思想应用于电子设计的大赛的培训及指导实践中,提出基于精益思想的电子设计大赛培训及指导方法,即电子设计大赛的精益培训及指导。
二、电子设计大赛培训及指导中精益思想的运用
大学生电子设计大赛的培训和指导是一个系统工程,其中包括学生、教师及组织者等多个参与主体,而且包括多个学科及课程的教学及培训,同时又是提高大学生动手能力及综合创新能力的重要手段。因此,笔者认为,电子设计大赛中精益思想的运用不仅仅要关注竞赛指导环节的精益化,还必须注重竞赛培训的改善,必须注重其中的管理环节、组织环节和执行环节的精益化,以确保电子设计大赛培训及指导的永续经营,从而获得竞赛的良好成绩及创新能力的培养。因此,充分理解精益思想的哲学方法,移植和引入管理科学的理论和方法就显得非常重要。下面针对电子设计竞赛中的精益培训及指导,从精益的观念、对象及过程几个方面进行探讨。
1.精益的观念
在电子设计大赛的培训和指导中运用精益思想,首先应该树立精益的观念,把追求持续改善、追求尽善尽美和追求零失误作为电子设计大赛培训和指导中的基本理念和价值观。为此,可以从以下方面进行加强。
首先,必须认识到,电子设计随着时代的发展而发展,在时间和空间上具有动态性,没有任何一种培训方法和指导策略是一成不变的,能够适应所有的设计和竞赛过程,因此,任何的培训模式和指导策略只能是一种参考,需要随着电子设计的发展而不断改进。只有这样电子设计的水平才能不断提高,大学生的动手能力、创新能力和综合素质才能不断提高。
其次,电子设计培训和指导的改进也是一个渐进的过程,不能一味地追求革命性的创新,而出现混乱和失误。
,在电子设计的培训和指导中要坚持尽善尽美的价值观,探究现有的培训方法和指导中的点滴不足,并通过持续改善以确保电子设计大赛中的“零失误”。只有在观念上树立了精益培训和精益指导,才能确保在方法和策略上的精益。
2.精益的对象
在电子设计大赛的培训和指导中运用精益思想,还需要所涉及的人员追求精益,其中不仅包括培训教师的精益授课、学生的精益学习,还包括指导教师的精益指导,以及参赛学生的精益求精。
首先,电子设计不是无源之水,电子设计能力的提升不是一蹴而就的,需要在课程讲授及培训中不断深化和提高。因此,需要基础课程教师及培训教师的精益授课。授课的内容除了为学生奠定电子设计的基础知识,还需要联系电子设计的发展而不断改进,与实际问题相结合,与科技和社会发展相结合。只有这样,我们的电子设计培训水平才能不断提高。
其次,电子设计的培训需要学生的积极参与,需要学生在学习过程中精益求精。电子设计培训的对象是学生,他们也是电子设计的参与主体,学生只有能够精益求精地学习好电子设计中的基本原理和基本工具,才能根据实际问题完成相应的电子设计。例如,在模拟电子这些基础课程的学习中,学生在学习时不仅应该知道模拟电子电路的原理和设计方法,更应该了解这些电路具体的应用环境,懂得相关芯片的性能参数以及使用,这样,在面对竞赛问题(例如电子设计大赛测试类问题)时,才能够应用好模拟电子电路,解决实际问题。精益的学习是电子设计水平提升和良好成绩获得的基础。
再次,在电子设计大赛中,指导教师的精益指导对于竞赛的结果也具有重要的影响。在为期四天的竞赛中,参赛学生不仅需要耗费大量的脑力,而且还需要消耗大量的体力,很多学生为了争取时间,经常通宵熬夜。在这种情况下,许多培训中的准备工作也许都被忽略,这时需要指导教师不断的精益指导。例如,大学生电子设计大赛测试题中,基本要求一般容易实现,很多问题在发挥、提升部分就会随之而来,如果我们不精益求精,很多问题就无法实现。如果我们采取精益的思路,自然会考虑到更多更仔细的问题,那么电路的稳定性以及可扩展性自然不在话下,也不会出现有时候测试可以、有时候不能实现的问题了,对问题的解答就越来越,当然,参赛的成绩也就更好了。
,在电子设计大赛中,需要参赛学生的精益求精。虽然电子设计大赛是耗时耗力的事,但参赛的学生应该精益求精对待每一个问题,这样才能获得良好的成绩。如果只是为了解决问题或者完成任务,那么必然忽略了熟悉电子设计中的细节问题,从而影响了竞赛的成绩,这也是“细节决定成败”的道理。
3.精益的过程
全国大学生电子设计大赛是一个培养大学生创新能力的极好载体,它可以巩固和扩大学生在课内所学的知识,拓宽解题思路,而且能充分考验洞察能力、创造能力、数学语言翻译能力、文字表达能力、综合应用分析能力、联想能力、使用当代科技近期成果的能力,可以培养大学生同舟共济的团队精神和协调组织能力。笔者一直认为,竞赛的结果只是一个方面,对于学生来说,更重要的是获得一种动手能力,在今后的学习和工作中,电子设计的方法还会直接或者间接地发挥着重要的作用。因此,我们追求电子设计大赛成绩的同时,不应该忽略电子设计培训中的精益问题。
首先,从电子设计相关的基础课程开始,从一些基础课程(例如“电路”、“模拟电子”、“数字电子”等)入手,精益求精,打好电子设计的基础。其次,当进入培训阶段时,则应该从实际问题的分析入手,多问几个为什么,逐步培养起学生分析问题及解决问题的能力,注重问题的细节,获得的分析问题,解决问题的能力。再次,为学生提供实践平台,在通过了基础课程和培训课程的授课后,学生已经掌握了基本的设计方法,但缺乏实际的应用,因此,需要为学生提供实践的平台,可以通过往年题目训练,也可以自拟题目,锻炼学生的动手能力,以深化知识的学习和应用。,在电子设计竞赛中进行实战。在电子设计的培训和竞赛过程中,需要教师和学生在各个阶段的密切配合和精益求精,才能最终提高学生的创新能力和知识的应用能力,提升综合能力。
三、精益培训及指导的层次
笔者认为电子设计大赛的精益培训及指导应该包括精益管理基础、精益职能、精益方法、精益目标[6]等四个层次,其层次结构如图1所示。
1.精益基础
精益基础是电子设计中精益实施首先必须具备的前提,包括精益思想和精益意识两个方面,没有正确的精益思想和良好的精益意识作支撑,电子设计的培训及指导中就无法实现最终的目标,也会丧失了前进的动力。
电子设计培训和指导中的精益思想是把追求持续改善、追求尽善尽美和追求零失误作为基本理念和价值观。在电子设计培训和指导中不断运用精益的思想来改进其流程,反对一切形式的浪费、波动与僵化,持续追求高效,这也是电子设计大赛取得良好效果的保障。
所谓的精益意识,是指培训及指导的组织者、参与教师以及参赛学生运用精益思想思考、观察的各项管理、教学过程以及参赛过程,将实际结果或可能结果与目标反复对照,从而优化管理和实际操作的思维过程或思维状态。精益意识也是精益管理的重要基础,没有精益意识,在实践中往往缺乏持久的动力。
2.精益职能
电子设计大赛的培训及指导过程涉及到多个职能部门,也是一个多部门、多职能协作的过程。没有职能部门间的密切协作,也就不可能有良好的培训效果和竞赛成绩。在此过程中,涉及到了电子设计大赛培训及竞赛的组织、培训、选拔、指导以及对结果的控制。在整个过程中,需要各个部门及参与人都树立精益求精的思想和意识,减少不必要的流程和冗余的信息交互,时刻以精益目标为导向,完成各自的任务,奠定电子设计培训与指导中精益方法的应用以及效果保障的基础。
3.精益方法
精益方法是指为使精益职能达到精益目标的实践途径。在电子设计大赛的培训及指导中,精益方法包括PDCA、TQC以及流程精益等。这些方法是精益电子设计大赛培训与指导的技术支持,而且精益方法层出不穷。例如PDCA法来源于质量管理,是英语单词Plan(计划)、Do(执行)、Check(检查)和Action(行动)的及时个字母,在精益电子设计大赛的培训和指导中同样可以采用该方法,不断优化培训和指导的流程,改进教学质量。
4.精益目标
精益目标处在精益管理层次结构的顶端。精益的目标包括创新能力培养、团队精神培养、动手能力的培养以及良好的竞赛成绩等等。除此之外,学校可树立良好的学习和创新氛围。
在电子设计大赛的培训及指导中,精益基础、精益职能、精益方法、精益目标之间有密切关系。以精益思想、精益意识构成精益的基础,是开展精益职能优化的前提,是有效选择精益方法的基础,是确立、取得精益目标的思想先导。精益方法是精益思想的现实体现,连接精益职能优化实践与精益目标之间的途径与桥梁。精益目标是精益管理直接、具体的导向。
四、精益培训及指导的实施
在电子设计大赛的精益培训及指导的实施中,笔者认为应该加强下面几点的建设:
1.转变原有的思维模式,树立精益思想和意识
电子设计大赛的培训和指导是一个系统工程,需要从根本上树立精益的思想和意识,才能在实践中不断地精益求精,才能避免培训和指导中的失误,这也是精益培训及指导实施的关键因素,需要多方参与者的共同关注,改变思维模式,树立新的精益思想。
2.职能部门之间密切协作
在电子设计大赛的培训和指导中,多个职能部门密切协作,才能把实践中的问题及时解决,才能调动起参与者的积极性,才能保障良好的氛围及效果。职能之间的密切协作是电子设计培训及指导中的基础保障。
3.杜绝一切耗损培养质量的行为
在整个电子设计大赛的培训和指导过程中,由于涉及到不同的部门和人员,就会存在许多冗余的流程,这对于最终的精益目标而言,无疑是一种浪费。因此,需要优化过程中的流程,减少不必要的行政干预,把精益的目标放在首位,杜绝一切有损质量的行为。
4.注重过程
没有充分的准备,就不会有好的竞赛成绩。因此,应该注重竞赛前的培训以及每一个动手实践的机会,只有在学习的过程中不断地精益求精,才可能在的比赛中求精,才能取得良好的成绩。
5.以追求尽善尽美为目标,不断改进
任何过程都不会是的,都可以不断改进。因此,在电子设计大赛结束后,不管成绩如何,都应该对其进行经验总结,总结经验、汲取教训,在以后的培训和竞赛中不断完善,取得越来越好的成绩。
五、结束语
通过多年教学和实践,结合精益的思想,郑州航空工业管理学院电子设计大赛的教学水平和实践效果都有了明显的提高。新的思想和方法为学校大学生电子设计大赛培训及指导不断注入新的活力。在改革探索的过程中还存在很多问题和缺陷,这就需要我们继续努力,不断进取,勇于创新,使学生勇于挑战新高度,继续提高电子设计的教学及实践水平。
电子设计大赛论文:高职学生电子设计大赛平台构建研究
【摘要】本文提出提高大学生电子设计大赛能力需要构建良好的竞赛平台。利用改良的课程体系进行理论知识和写作能力的培养,用成熟的电路单元模块和案例进行竞赛技能的培养,从而提高学生的创新能力和竞赛水平。
【关键词】电子设计大赛;大赛平台;模拟竞赛
一、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,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。竞赛的特点是与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合,以推动其课程教学、教学改革和实验室建设工作。但是在竞赛的过程中总是发现很多高职院校的学生基本功较差,准备不充分,短时间难以发挥出潜能,设计的作品缺乏创新性,设计考虑不或未完成作品要求而错失获奖的机会。文章提出通过构建一个平台实现高职类学生能力提升,该平台主要包括课程体系的建设,电子电路模块和案例的建设。在平台的引导下巩固所学知识、提高创新能力、增强竞赛水平、发挥出较高的竞技能力、获得奖项和荣誉。
二、现状
大学生电子设计大赛主要考察学生理论联系实际和创新能力,需要学生合理综合应用所学的课程知识,合作协作能力及资料收集能力等。从94年至今大学生电子设计大赛已经成功举行11界,从第8界开始区分高职组和本科组,从历年的题目看,高职组题目主要包括即控制类、电源与信号源类、仪器仪表及放大器类、数据采集与处理类。所涉及的电子信息类专业的课程有:模拟电子技术、数字电子技术、单片机、电子CAD等。而高职的教育特色主要集中在职业技能的教育,更注重如何培养学生的动手实践能力,设计能力的培养的缺失导致学生的竞赛技能的匮乏。集中表现为学生更多在于实践上,电子电路的原理和设计思想的理解不透彻,只能阅读电路而无法举一反三,利用已知的知识去创造性的发展和设计。
三、对策
1.因材施教,鼓励创新,强化课程体系
由于高职院校的学生水平参差不齐,有高考生和单招生,理论基础差别较大,在教育资源日益丰富的今天,我们提倡差异化教育,对于在电子技术方面兴趣浓厚,表现突出的学生可以给与更高的要求并着重培养学生的设计动手能力。在数字电子技术、模拟电子技术、电子CAD、单片机等实践教学环节中对有创新设计思想、能力较强的学生可以免做普通实验的内容,安排难度较大的实验课题或学生自定课题,要求他们自拟设计方案,实验室提供所需的特殊器件。对实验课题完成较好的学生可以免考,并给予较好的成绩进行鼓励。
与此同时,课程体系、教学内容的改革方面进行加强。与电子设计紧密相关的几门基础课程是模拟电路,数字电路,单片机,电子CAD等。这些课程的学习效果直接关系参加电子设计大赛的学生的理论基础和实践功底。这些课程的任课老师除了应该在理论课上采取一些特殊手段让理论的分析和讲解详细而透彻,还应该在实验教学和对应的课程设计做到严格把关,使学生在每门课程设计之后实践操作能力都有进一步提高。同时在任课中任课老师有意识的把几门课程综合联系起来加强课程的联系纽带,让学生的综合应用能力得到加强。
2.鼓励个性化发展的同时培养团队协作能力
现代社会知识的更新日新月异,高新技术的发展突飞猛进。任何一个个人都不可能拥有足够的知识、时间和精力去完成一项复杂的系统性工作。
大学生电子设计大赛要求在四天三夜的时间内完成参赛作品的设计、制作、调试。如果大家都去做同一件任务是根本不可能完成作品的,这要求学生之间有明确的分工与合作。硬件设计,软件设计,印制板设计,文档撰写都要有明确的分工合作。这样学生的团队分工与协作能力自然得以提高,学生个性得到了充分的发展。
3.建立开放的现代电子创新设计实验室
为了培养学生的创新设计能力,给学生提供良好的学习与研究的环境,展现新思维、新设计的舞台,为了提高学生对电子设计的兴趣,方便进行各门与电子设计相关课程的实践学习及课外电子设计活动的开展,成立开放性实验室是必要的。在开放性实验室中,应配备万用表,信号源,示波器,烙铁焊台,常规元器件,单片机开发板,EDA开发装置,计算机等工具和设备,这样学生可以方便地到开放性实验室进行自己的实践学习和兴趣小设计,不仅会对课堂的理论学习有一个很强的巩固作用,还能为正式的电子设计大赛做一些铺垫作用。
4.以电路单元模块和历年的案例培训
由于电子设计大赛时间的短暂性,赛前的模块准备就显得更加重要。如果把元器件比做细胞,那么单元模块就是器官,任何复杂的电子线路,都是由一些基本单元模块组成的,单元模块是最基本的具有完整功能的电路[2]。如果通过有效的准备好单元模块,并在电子竞赛中用到,无疑会节省更多时间来提高系统性能指标,为获得更好的成绩提供保障。首先是根据前面各阶段的积累,准备一些常用的模块,如单片机最小系统,可编程器件最小系统板,A/D及D/A模块,电源模块,功放模块,电机驱动模块,信号发生模块,程控衰减及放大模块,传感器检测电路等。其次,根据邻近比赛时,公布的元器件清单有针对性准备一些模块。
单元模块的培训可以采用模块化的方式进行。通过对这些典型单元电路模块的逐一分析、设计、制作,使学生形成相对固定的规范;其次,将一些完整的实物作品进行分析,拆分成已知的模块,提高学生对整机剖析能力;,让学生利用前面介绍过的单元电路模块进行有机的组合,设计并制作成具有一定功能的作品。这种方式的培训使学生掌握了大量的典型单元电路,并能够灵活应用,保障了比赛中设计作品的质量和制作效率的提高。
历年的参赛题目,现在可以很容易在网络上寻找到,并有很多成功的案例。这些案例都是在高强度的竞赛中智慧火花的结晶。搜集到这些对应的资料,并以这些成功案例进行模拟竞赛进行学生的选拔。指导教师可以完成对应的题目以鼓励和提高学生的积极性,降低对试题难度的恐惧感。
大学生电子大赛的培训是一项特别能引起学生兴趣的好活动。在赛前的培训中,学生常常在老师的启发、引导和帮助下,通过一系列的理论培训和实践活动,围绕预定设计目标,通过电子元器件选择、设计电路图、制作电路板、调试与检测等一系列的工作制作成电子产品。经过多次训练,学生们会觉得电子产品设计与制作是他们通过努力能够完成的事情。原本感觉有点枯燥无味的专业的课业负担变成生动有趣、自觉主动的、积极高效的探究式的学习行为。参加大学生电子设计大赛的学生会将自己的学习经历与同学分享,也起来了良好的辐射作用[3]。
四、结论
电子设计大赛不仅提高了学生的实践动手能力、收集资料分析资料的能力、团队合作能力,从另一个方面看也是学校教学水平,教学综合能力的一个体现。只有建立一个良好的针对性的电子竞技大赛平台,才有助于获得更多的奖项。当然,获奖不是最终目的,通过平台的建设,持续提高学生创新能力,不断合理改善课程体系,让竞赛带动课程建设,以课程建设促进竞赛发展,这才是最终的目的,也是电子设计大赛的最终目的。
电子设计大赛论文:以电子设计大赛为依托的大学生科技创新基地建设的探索与实践
摘 要:本文结合学院多年来电子设计竞赛管理经验,探索建设以学生创新基地为中心,以大学生电子设计竞赛为依托的各类创新活动为主题的大学生创新能力培养模式,重点着眼于激发电子信息类本科生的创新思维、创新精神和创新创业能力,使之能创造性地运用所学的知识,分析问题、解决问题,并最终建立起培养厚基础、强能力、高素质创新人才的平台。
关键词:电子设计大赛;大学生;科技创新基地
“大学生电子设计竞赛”作为面向大学生的群众性科技创新活动,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,为人才的脱颖而出创造条件。随着我国教育科学“十二五”规划的实施,拔尖创新型人才的培养已经成为高校必须面临的重大课题。为适应社会发展形势的需要,越来越多的高校开始着眼于培养大学生的创新能力。目前,华中科技大学、电子科技大学等重点高校已着手大学生科技创新基地的建设并取得了良好的效果,但这些科技创新基地的建设大多依托于重点学科或综合实验室的建设,很少有以电子设计竞赛为依托而开展的建设实践。同时目前这类大赛的参赛培训体系往往重视的只是竞赛的本身,它的主要工作是为参加竞赛而进行的学员选拔、培训以及组织参赛等环节,所有的工作都是以竞赛成绩为目标的,忽略了对学生创新能力的后期培养,缺乏层次递进型的培养大学生科技创新基地的教学实践与经验。
将具有一定的创新能力和科研素质的电子设计竞赛参赛队员有效的组织起来,进一步结合专业进行科研能力的训练.积极开展包括参与指导教师科研项目在内的科研创新活动,是高校探索拔尖创新人才培养的一种新模式和新视角,科技创新基地是大学生开展科技创新活动的有力依托和平台,认真总结大学生科技创新基地建设的有益经验、挖掘不足和分析存在的问题,有针对性地研究基地建设新模式,采取有效措施推动大学生科技创新活动,对提升人才培养质量,增强高等教育的自主创新能力具有重要意义。
一、依托电子设计竞赛建设创新基地的目标
经过“大学生电子设计竞赛”脱颖而出的高年级学生在经过系统的培训和比赛后,已经具备了一定的创新思维、科研能力和协作精神。建设系统的大学生创新基地,充分发挥竞赛能够持续提供参赛队员的优势,建立科学系统的竞赛后期管理模式,有利于对大学生创新能力培养的持续性和实效性。
1.结合电子设计竞赛的参赛准备工作,研究构思大学生创新活动基地运作程式。学院的科技创新活动开展以基地建设为依托,以学年为周期,于每年九月召开动员大会的形式启动,组织和动员学生参与科技创新,以指导教师课题立项、学生自由搭配小组进行双项选择的方式展开,即教师选学生,学生选教师和课题项目。初期对立项课题进行审查,对通过者立项并给予资金支持;中期对科技创新活动进行跟踪检查,进行中期汇报;后期一般为每学年的六、七月份对相关立项课题进行成果验收,鉴定评价。
2.在充分调研的基础上,研究制定合理的相应的配套政策,给予配套硬件,支持基地的建设和发展。以电子设计竞赛为依托的大学生科技创新基地可以由学院与学校共建,以学院建设为主,面向全校学生组织、开展自然科学类和科技制作类科技创新活动。围绕基地建设搭建基地管理委员会,负责科技创新基地的管理、组织和协调工作;由各相关学科专家组成专家委员会,负责对创新课题进行综合评价、评审、指导和验收;由学院团委为主的竞赛办公室,负责科技创新活动日常管理和运作。对科技创新活动进行全程监控,做到立项有评审,过程有监督,活动有记录,成果有汇报。
3.建立科学的量化考核管理机制。学院(下转第105页)(上接第103页)将学生科技创新成果进行量化,纳入教师年终聘期考核,以及学生综合素质测评中,进一步提高学生和教师参与课外科技活动的积极性。形成以科技创新基地建设为依托,以科研立项和开放性实验室建设为基础,以科技人文讲座活动为补充,以社会实践活动为强化手段的大学生创新实践模式。
二、大学生科技创新基地建设面临的困境
1.基地的建设和发展受到诸多限制。目前大学生科技创新活动主要以第二课堂身份开展,这本身就使基地建设在资金、设备、场地和受众层面上受到一定的限制,影响了设发展的规模和综合效应。例如没有专门配套的经费投入、没有专门的配套设施和专门的实验室和场地,中青年教师在大赛指导方面存在经验不足、工程实践能力薄弱的状况等。
2.大学生科技创新团队建设缺乏梯度。由于缺乏长期稳定的基地环境以及受教学条件、学生自身情况以及学分制等诸多客观因素的限制,大学生参与科研活动的热情不同程度受到影响,学生参与科技创新活动的时间无法保障、局限性大。低年级学生虽有热情,但面对铺天盖地的社团招新难以抉择,高年级学生忙于考研和就业,难有大量精力从事科技创新活动;科技活动指导教师也没有稳定的团队和系统。这些因素造成学生科技创新活动出现断层,传帮带稳定的学生团队和教师团队少,参与大型竞赛利用业余时间突击的多,长期稳定研究的少,出大成果的少。
依托大学生电子设计竞赛建设大学生创新基地,有助于充分挖掘高效的竞赛培训机制与参赛队员的潜力,与单纯为比赛而比赛的培训模式相比,大学生创新基地意在持续培养大学生创新能力与合作精神,为培养创新型拔尖人才提供新的视角。