关于提高电子设计大赛指导实效性的

【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

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）09C-

0024-02

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,完全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,这样才能保证比赛的顺利进行.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,还要保证竞赛场地有足够的测试空间.竞赛期间需保证水电的供应,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,最后得出实物.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,以确保比赛的最好成绩.

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【基金项目】2010新世纪广西高等教育教改工程项目重点项目（2010JGZ084）

【作者简介】黄莺（1980-）,男（壮族）,广西武宣人,硕士,柳州铁道职业技术学院副教授,研究方向：智能检测与控制技术.

（责编苏洋）