电子设计大赛论文合集12篇

时间:2023-03-23 15:23:50

电子设计大赛论文

电子设计大赛论文篇1

(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完全达到要求,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。现以一款数字显示倒计时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;如果需要实现倒计时定时报警功能,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最优化,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。

电子设计大赛论文篇2

 

0.引言

作为全国最高规格的学生电子类竞赛,全国大学生电子设计竞赛一直引导高校在实验教学中注重培养大学生创新能力、协作精神和理论联系实际的学风。[1]每一届的竞赛都涌现出许多优秀的、动手能力强的电子人才,但另一方面,也暴露了现今高校电子类本科教学的许多不足之处。

在全国大学生电子设计竞赛中,参赛的大多是每所高校最具动手能力的学生。但从交作品的情况看,即便是优秀学生,某些学生的电子设计水平还是明显不足:有的学生拿不出一点成果,既没有硬件电路,也没有软件程序,甚至没有设计论文;有的参赛学生虽然把一些硬件电路板做出来了,却因为程序调试不通过,即使设计论文写得再好,也没有达到题目的基本要求。而从这些学生的参赛过程,可以分析其在电子设计方面存在的主要问题。

1.知识面窄

面对竞赛题目,方案选型、实际产品制作,学生表现出知识面非常狭窄,思维不够活跃,不能够提出多种设计方案来选择。根本原因在于学生甚至个别教师,在教与学过程中都过于注重教科书的个别经典案例,而对实际应用、设计思路却知之甚少,导致面对设计题目时不知所措。论文大全。

因此,电子专业教学中就要加入大量的关于电子设计、应用的内容。应该在保证基础知识的前提下,适当剔除对实际应用意义不大而偏重理论研究的内容,将这些内容留给考研学生或研究生学习。另外,集成技术和芯片封装飞速发展,要求我们在教学过程中强调基本原理、基本分析方法的同时,增加新器件和专用集成电路内容,使基本原理和实际应用有机结合,进而着重分析由功能单元构成的通用集成电路的应用。因此,应该根据社会的需求和电子设计竞赛的内容增加介绍一些新集成电路和可编程器件等教学内容。同时,还可以组织开展一些跟电子设计有关的选修课、讲座以及技能训练活动,以提高学生的专业水平、开拓学生的专业视野。

2.实践动手能力较弱

部分学生虽然做过相关课程的实验、实习,但制作实际产品时却不知从何做起,基本的电子制作技能较差,不能做到布线规范、焊接牢固、懂得排除故障等等。若一个电子设计者不掌握这些技能,那么他不可能把自己的设计成果做成实物来调试,也就不能验证其设计的合理性。论文大全。因此,这些都是把电子产品付诸实际的基础技能。而部分学生缺乏技能锻炼,能力亟待提高。

要解决这个问题,建议压缩纯理论的教学内容,把时间留给学生多做实验、多做实习、多做电子产品的设计,而且学生要有足够的时间把这些实践练习仔细做、重复做。譬如电子工艺实习时,制作电子产品的每一步骤都应该让学生操作:从电子元器件(包括贴片元件)的识别与检测,到印制电路板的设计、制作,再到电子元器件的安装、焊接(包括拆焊),整机调试、测试,最后写出总结报告。整个过程缺一不可,而且应该在实习中安排若干件电子产品,让学生通过这几件产品把每个步骤都重复几遍。只有这样,学生才会练就制作电子产品的功底,在真正设计电路的时候,就会减少因为制作上的失误而导致调试失败、产品完成不了的机会。

3.综合运用知识能力差

一个电子产品的开发,包括方案论证、器件选取、单元电路调试、电路图的设计、电路板的制作、程序编写、调试及系统测试等内容。这一方面要求设计者有很强的系统概念,对整个方案的选取有宏观的把握;另一方面,又要求设计者对每个单元电路有相当的把握。在电子系统的设计中,部分学生会因一个很小的细节问题而导致整个系统最终失败或开发停滞不前。而另外一些学生,虽然对每个知识点都熟悉,但是多个知识点结合起来,关系错综复杂,多个模块组合成一个系统的时候,驾驭能力明显力不从心,综合应用所学知识的能力不强。论文大全。

学生出现此问题,归根结底是因为他们缺乏电子设计的锻炼。所以,可以改变以理论带动教学的传统思维,尝试以典型产品来带动电子技术理论课程的教学,能使理论与实践结合,提高教学效果。譬如以电子时钟作为主题,当学生学习数字电子技术时,教师引导学生利用数字集成电路芯片设计一款电子时钟;当学生学习单片机技术时,教师引导学生采用软件和硬件相结合的思想重新设计一款电子时钟,用与之前完全不同的电路结构实现同样的功能;随着课程的继续,在基本的电子时钟的基础上逐步加入闹钟、整点报时、语音报时等等功能。用这种方法推广到以多个典型产品来带动教学,学生就既能掌握到理论知识,又能掌握到设计技术,更对基本的电子产品烂熟于胸,这不止对其比赛,对其以后的工作或深造也是极为有利的。

4.眼高手低

全国大学生电子设计竞赛极能检测学生的电子设计功底。若学生在课外不花大量时间浸淫在电子设计的世界中,很难锻炼出设计实际产品的能力。很多学生在校学习过程中,老师布置的作业、实验、实习、小设计等都能很好地完成,考试也能高分通过,就觉得自己能自如地参与竞赛。但实际上,在有限的四天三夜的竞赛时间里,真正能踏踏实实做出实物,调试成功的却凤毛麟角。这反映出学生缺乏对自身能力的审视,眼高手低。

针对此情况,可以开展校内电子设计大赛,这样既可形成学习气氛,提高学生的实际动手能力,让学生有审视自身能力的机会,也可为学生提供施展才能的空间,为更多的优秀学生脱颖而出创造条件,更能为全国大学生电子设计竞赛选拔优秀学生。其次,建立电子设计竞赛训练中心,定时开展课外活动,让学生在教师的指导下根据自己的兴趣,自己或组队选题、设计,进行电子制作,培养学生自主学习和合作能力。

5.结束语

“重理论轻实践”一直是高等教育中的问题。[2]大学生电子设计竞赛再一次证实了问题的存在,也正在促进各大高校的教学改革。而教学改革又会提高竞赛的水平。竞赛与教改,必将互相要求、互相促进,共同为培养优秀的电子人才而持续发展。

【参考文献】

[1]侯蕊,刘国通.电子设计竞赛对高职实践教学改革的启发[J].中国电力教育,2009,(147:145-146

电子设计大赛论文篇3

中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1671-489X(2013)12-0018-03

教育部有关“办出特色、争创一流”的指示中提到:“各高校要以需求为导向,推动新一轮高等教育改革。各类院校都要合理定位,努力形成自己的办学理念和风格,在不同层次、不同领域办出特色、争创一流。各地教育部门要大力开展就业实习实训,建立稳定的、能满足教学和就业需要的实习实训基地。”

为了贯彻落实教育部指示精神和具体实施华中科技大学文华学院“2012版本科专业人才培养方案”,以培养学生实践能力、创新能力和提高教学质量为宗旨,以实践教学改革为核心,以实验资源开放共享为基础,以高素质实验教学队伍和完备的实验条件为保障,创新管理机制,全面提高实验教学水平和实验室使用效益,改革人才培养模式,成立“电工电子创新人才培训中心”。

“电工电子创新人才培训中心”的培养模式是:实施“2012版本科专业人才培养方案”,在学生自愿的基础上利用课余时间(安排在相应学期第3~16周的周六和周日,以及部分暑假时间)补充实施“创新人才培养方案”,实施个性化特色教育。“创新人才培养方案”是以提高学生的综合素质和社会实践能力、以提高学生就业技能和就业竞争力为目的,采用先进的教育理念、实践教学观念和管理体制;构建先进的实践教学体系、内容和方法、先进的创新型实践教学团队,配置先进的仪器设备;以参加全国性和省级“电子设计大赛”和“IT创新设计大赛”等各类学科竞赛的成果作为对实践教学效果的检验,以“电工电子创新人才培训中心”毕业学生的创新能力和就业能力的提高作为实践教学的特色。

1 “中心”设立的目的、意义及指导思想原则

“电工电子创新人才培训中心”培养学生在机电一体化、电气自动化、自动控制、电子科学、电子信息、光电信息、通信、仪器仪表与数字控制等1~2个领域内具备硬件、软件的理论基础及专业知识和技能。“中心”着重实践能力、学习能力和综合素质的培养,以适应21世纪信息科学与技术的发展需要,能在相应领域内从事各种元器件、部件的制造和应用,能从事系统设计和系统集成等工作,以及对新产品、新技术、新工艺的研究、开发和管理的工作。培养“合格+特色”的一线工程技术专业人才,提高学生的工程系统创新能力,拓展学生就业领域,同时提升学院在同类院校中的竞争力,打响学院品牌。

“中心”设立的指导思想原则是以全国大学生电子设计大赛为主线,以常态化运行为管理方式;以提高学生的实践技能为目标,以“理论、设计、实验、技能”四位一体的教学方法为手段,旨在提升学院在各级电子设计大赛中的竞争力和影响力。

2 “中心”的运作模式

2.1 稳定队伍,固定场地,规范管理

变突击集训为常态培养,改变原带队教师临时召集,场地临时借用的松散型管理方式,建立有着稳定的师资队伍、固定的培养场所、明确的培养目标、系统的培养计划、优质的参赛梯队的规范化运作机构。

从目前已有的师资力量来看,总体满足“中心”的运作要求,但在师资队伍的稳定性、年龄结构的合理性、专业的匹配性等问题上难以满足“中心”中长期发展目标;从场所来看,开出理论课程的场所已解决,而系统培训,开出设计、实验、技能等课程的场所不足;从管理来看,规范师资、安排教学计划、配备场地、调用实验器材、控制参赛队的数量和质量等,已有相应的管理办法和考核标准。

目前采取的实施方法为:1)对师资的培养建立“传帮带”的机制,通过搭班子,以老带新、中带青、强帮弱,提高师资的水平;做好“中心”教师资源规划,以年龄、职称、专业方向、协作能力作为依据,解决师资长远发展问题;2)“中心”理论培训纳入日常教学安排,教务统筹排课,解决理论课教室的问题;落实学部实验中心统筹管理职能,协调实验室安排,提高实验室利用效率,解决实验、专题训练、强化训练场地不足的问题;3)以2013年湖北省电子设计竞赛为切入点,在实践中摸索,逐步完善各项管理制度,最终达到创建“电工电子创新人才培训中心”管理体系的目标。

2.2 建立阶梯式淘汰机制,不断优化参赛队伍

改变以前精英强化训练方式,建立大一、大二、大三阶梯式的逐级淘汰机制,不断优化参赛队伍,保证参赛队伍的相对稳定性。总结3年以来的电子设计大赛培训经验,多方听取学院领导的意见,根据学生自身的兴趣和条件,结合学院实行“潜能导师”个性化教育理念,初步计划只在信息学部和机电学部各专业招收电子设计竞赛培训生源,大一招收120人,大二招收80人,大三招收45人。而实际报名人数达到702人之多,其中大一(2012级)384人、大二(2011级)203人、大三(2010级)115人。考虑到学部的师资、场地、经费等诸多因素,学院做出决定:对大一(2012级)的384人进行选拔赛,最终录取138人,编成4个班,保证两学部各专业都有人参加。

综合计划招生和实际招生情况,按3:2:1的比例控制,以创新学分、潜能兴趣方向及晋级考试等方式,建立大一、大二、大三阶梯式的逐级淘汰机制,保证稳定培训生源,优化参赛队伍。

2.3 以常规学科教育为主,在优中选优,锻造实践人才

常规的学科教育是正常按专业教学计划进行的培养,而“人才创新培训中心”是按个性化教育理念,以电子设计竞赛为主线,对有潜能的电工电子人才的强化培训。在师资安排、学生课程安排上,以常规学科教育为主,以培训中心为辅;在满足正常教学的前提下,兼顾中心的教学;如果正常上课时间与培训课程时间冲突,以正常上课为主。

在此,有一点除外:大三的暑期正是电子设计竞赛强化训练时间,部分专业的暑期生产实习和电子设计竞赛开赛时间冲突。这时考虑学生意愿,是选择生产实习还是电子设计竞赛,若选择电子设计竞赛,则可以用电子设计竞赛的培训替代生产实习的学分,与此同时,“创新人才培训中心”出具相应的证明材料。这样,一方面作为学生替代生产实习学分的依据,另一方面为实际参赛队伍的稳定提供有力的保障。以上这些措施是锻造实践人才的基石,也是培训中心健康发展的保障。

2.4 个性化培养模式,强化大赛技能技巧

为了落实个性化的教育理念和学院人才潜能的挖掘,成立“电工电子创新人才培训中心”,有组织、有计划地推动个性化的培养模式。

1)科研创新培养模式:在培训中心的运作模式下,在大一、大二和大三的学生中,若发现有科研潜质的学生,则单列出来,进行一对一的指导,另外通过申请“大学生创新设计”专项经费予以资助;若发现有理论和工程素养的学生,则提前进行指导,指导学生发表科研论文,或者引导学生进行发明创造。

2)课题培养模式:在学院的组织与管理下,有课题的教师把课题放到“中心”,组织“中心”师生进行课题的开发,特别是学院立项的课题纳入“中心”平台中来,一方面让“中心”优秀学生得到锻炼,另一方面让课题得以完成,最终为学院发展科研打下基础。

3)引进“企业+中心”共同培养模式:通过学院引进校外企业,按照企业用人单位的要求进行培养,简称订单式的培养,这是高职院校一贯的成功做法。另外可以设法把公司的岗前培训、生产培训、技能培训和高级技能资格证等都嵌入到“培训中心”来。

2.5 在大赛中锻炼队伍,向着以赛养赛的目标不断发展

通过不断的培养、在大赛实践中的磨练,形成科学的、个性化的创新人才培养模式和强大的师资力量,创造品牌效益和经济效益的双丰收。以大赛为主线的培训模式,如果运作取得实效,可以考虑以赛养赛的想法,一些大赛配有奖金,获得的奖金可以按比例反哺到“中心”日常运营中来,还可以通过和外单位的科研协作、校外企业的资助等方法来维持“中心”的运作。

3 培训安排

“中心”为成功参加2013年全国电子设计竞赛,特将培训课程分为3个阶段,即电子设计竞赛基础培训课程阶段、专题训练阶段和强化培训阶段。

3.1 建立较完善的电子设计竞赛培训课程教学体系,为培养创新人才端出丰富的知识套餐

为了巩固和加深理论和实验环节,基本解决“四位一体”综合教学中的“两位一面”的问题,研究推出具有培养、选拔功能的三段式集训课程教学体系,即电子实用技能、电子技术应用、实用电子系统设计与创新。共有8门课程,分别是电工电子工程基础、单片机原理及应用、电力电子技术、集成电路应用、高频技术及通信系统设计、CPLD与仪器仪表设计、数字控制系统设计、电子系统案例设计(理论与实践并重,实践学时远多于理论课时),加上一个强化训练(根据各人兴趣不同,可做多个自选课题,包括独立设计的创新性课题)。

由于集训课程在设计上具有很强的知识集成性与旨在应用的工程实践特性,它是相关课内教学通向应用的桥梁,因此,并不主张用它来替换相关课程的课内教学,只有这样,才能保证培养的创新型人才具有更厚实的理论基础和更强的创新能力。

3.2 专题训练阶段

专题训练主要是针对历年全真试题进行培训,共分成4个专题:交直流稳压、稳流电源设计;通信系统设计;仪器仪表设计;数控系统设计。每个专题初步定为32学时,共计128学时,主要针对大三的学生进行培训,通过全真题认真剖析,让学生对电子设计竞赛有一个全面的了解,让学生掌握全部单元电路的设计,熟练掌握基本软件的使用技能以及培养快速编程的能力,完成基本单元电路和基本程序模块的储备,为开赛时增添自信心。

3.3 强化训练阶段

1)强化训练重要性。电子设计竞赛基础课程培训第一阶段形成“理论”和“实验”一个面,构成参加电子设计竞赛学生的基础知识平面,有了这知识的平面,使其构成知识体成为可能;再通过第二阶段的专题训练,能让电子设计竞赛学生的电路“设计”和编程“技能”形成另外一个新的知识平面。

若这两个知识平面是平行的,则电子设计竞赛学生没有经过第三个阶段,这样掌握的知识是相对独立的知识平面,只有经过第三阶段的强化训练,才能让两个独立的知识平面相交,就构成电子设计竞赛学生一个完整的知识体。以“理论、设计、实验、技能”四位一体的综合教学方法才能让个性化教学理念更进一步得到升化。

2)强化训练的计划。强化训练历时超2个月,共计64天,所有16位参加电子设计竞赛的指导教师要轮班指导,完成64×16=1024学时的指导任务。竞赛前两周,明确带队教师及参赛队员,形成参赛组队。每一个参赛选手、每位指导教师要全面备课,有目的地去解决每一位学生的具体问题,让每位学生都要完成1~2个功能完整的设计作品,至少掌握2个方向的竞赛内容,以一个方向为主,另一方向为辅,以不变应万变。

4 创新人才培养模式探索总结

毋庸讳言,独立学院的办学条件与学生实力和一般本科院校相比,有一定差距,而且对“大三下”的学生而言,面临考研压力,对参加电子设计竞赛既抱有希望,又有顾虑,怕得不偿失。然而,文华学院以培养应用型本科人才为主,从2006年开始进行电子设计竞赛方面的教学改革,容太平老师的“依托电子通信实训基地建设充分发展学生潜能的实践性教学环节的研究”从2006年开始进行教学改革,推进素质教育的理念,鼓舞学生参与电子设计竞赛竞争。

到目前为止,文华学院的电子设计大赛参赛经验已经有6年了,取得优异成绩:2008年共有6人获得湖北省二等奖;2009年共有3人获湖北省三等奖,3人获“天华杯”全国电子专业人才设计与技能大赛二等奖等;2012年3人获毕RIGOL杯全国电子创新设计大赛全国一等奖等。学生通过电子设计竞赛,获得了宝贵的人生历练的勇气和信心,知道了从集训中获取知识、历练意志,将知识转化为自身能力才是关键中的关键,也才是对电子设计竞赛宗旨的本意回归。

所以,把电子设计竞赛和教学改革统一起来,也是领导和教师激励学生参赛的重要指导思想和提高电子设计竞赛集训质量的一种有效办法。电子设计竞赛作为一个契机,推动了课程体系、教学内容、实验模式的改革,这些教学改革的深入又必将把竞赛推向更广泛的参与和更高的层次。

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一、引言

全国大学生电子设计竞赛由教育部高教司和信息产业部人事司共同主办[1],从1994年到现在,先后举办了近十届全国竞赛和四届专题竞赛。大赛从一开始就确立了“推进教育教学改革,为人才培养服务”的宗旨,不断推进高校教育教学的改革与发展[1][2]。我校从1997年开始面向全校召集优秀学生参加全国大学生电子设计竞赛,成绩斐然,先后获得国家一等奖三项,国家二等将五项,山东省一、二等奖励多项。这些成绩对学生的鼓舞很大,要求参赛的学生逐年增多,参与的专业范围也不断扩大。参加过电子设计竞赛的学生在系统设计、方案论证、整机调试、选用新器件及创新能力与合作精神等方面得到了全面提高,也增强了他们的自信心。他们在毕业设计和以后的科研工作中,独立工作的能力较强,受到了教师和用人单位的欢迎和好评。我们从以下几个方面,谈谈通过组织大学生电子设计竞赛期刊网,对程体系改革与创新能力培养的促进作用。

二、大学生电子设计竞赛促进了电子技术相关课程教学体系的改革与完善

通过组织参加全国大学生电子设计竞赛及赛前选拔与培训,发现我校本科生存在理论基础较好而动手能力较差、参与意识较强而工程素养不足等缺点。这反映出教学过程重理论轻实践、重软件轻硬件,也说明现有的教学内容和课程体系急需改革,如:在平时实验课中,验证性实验多而自主设计的实验少,单科性实验多而综合性实验少,采用传统的方法多而应用最新的技术少,反映电子技术应用的前沿课程少。针对这些问题,我们对电子类课程体系进行了一些调整和改革。

首先在教学内容上,由于新技术、新器件应用范围越来越广和电子技术的飞速发展,我们开出了“可编程逻辑器件及其应用”、“电子设计自动化”、“现代电子系统设计”、“条形码与IC卡技术”等新课程,编写了教学大纲,经过多年实践,效果良好,丰富和完善了电子技术课程体系。配合课程体系和电子技术竞赛编写了新的理论教材“电子设计自动化”和实验教材“电子技术测量与实验”。在新教材中,舍弃了过时陈旧的内容,引入新的内容,增加了电子线路软件仿真的内容,使硬件软件相结合,丰富了实验手段。新教材还增加了大量的设计性和综合设计性实验内容,满足不同程度学生的需要。实验教学环节已由单纯的“验证”实验向“单元验证、分析设计、系统综合”实验相结合的方向转变。根据新教材构建了模块化的EDA实验教学内容体系,具体框图如下图1所示:

其次从教学目的和教学摘要求学生按照已知的方法和步骤进行操作即可,这种实验方式在基础训练阶段是必不可少的,但因为其本身在时间、空间和内容上的局限性,不利于学生自由发挥,也不利于学生创新能力的培养。而非验证性实验因可让学生自主设计和拓展实验,从而提高了其挑战性,也极大地激发了学生的创新欲望,对培养学生的实际动手能力和创新精神是非常有利的。

图1 模块化的EDA实验教学内容体系

同时对教学方法也进行了改革。教学方法改革是与教学内容的改革相辅相成的[1][3],竞赛促进教学内容的更新期刊网,新的内容迫使有相应的教学方法与之适应,以达到理想的教学效果。我们的新课程体系和教材给学生更多独立学习、独立思考的空间,教学方法上也应留给学生更多时间,因此,我们将原来的集中实验教学方法,改为集中实验与开放实验、虚拟实验、分布实验等多种实验教学模式相结合的方式,实验模式由过去的单一模式向多元化的实验教学模式转变。我们的开放式教学包含两方面的含义,即时间开放和内容开放。时间上的开放即在规定了学生的实验内容以后,学生可以在相当大范围内选择完成实验的时间,这样学生可以在时间上有较大的灵活性,提高学生学习的主动性。内容上的开放是指学生在实验中除了可以进行规定的实验内容,还可以根据自己的专业和爱好,选择规定以外的实验内容,这样有助于学生创新能力的培养和提高。

通过教学体系、方法的改革与不断完善,在平时的学习中就能给有兴趣有能力的学生提供实践实习的条件和空间,逐步培养他们的实际动手能力和创新能力。同时,通过实际动手设计可以让学生更好的消化课本上的知识,理论联系实际,激发大学生的学习积极性和主动性。

三、全国大学生电子设计竞赛促进了实验室硬件水平和综合适应能力的不断提高

电子设计竞赛的场地是由参赛学校自己提供的。能否适应电子设计竞赛各种题目的要求,体现了该实验室的应变能力和综合适应能力。长期以来,由于电子技术各类实验室的装置基本上是老三样(电压表、信号源、示波器),学生在实验中接触不到先进的实验手段和先进的仪器设备,这个缺陷在常规实验中的表现并不明显,但在电子设计竞赛惜时如金的场合下就显得非常突出。谁采用的仪器工具先进、自动化程度高,谁就会在其它条件相同的情况下赢得更多的时间,从而取得更好的成绩。比如我们在竞赛中使用的先进的数模混合型示波器以及数字示波器,受到学生的一致认可,通过多年的竞赛,在学校的大力支持下,电工电子学教学中心的实验室建设起点高期刊网,设备先进,为电子竞赛提供了一个良好的环境。

四、全国大学生电子设计竞赛推动了电子技术课程设计内容和体系的不断发展

课程设计是学生相对集中,实践功能较强,比较能真实反映一个学生实践动手能力的一项教育教学内容[4]。因此,为了不断适应电子技术发展的要求,同时也为初步选拔电子设计竞赛学生做一个基本参考,整个课程设计体系也要不断发展与完善。

首先从设计内容上,设计的内容不断更新,难度也不断增加;其次从软件设计工具上,随着电子设计开发工具的不断发展,通过各种渠道将ispExpert、ispLever、ModelSim、Synplicity等各种流行的仿真软件及开发工具逐一介绍给广大学生使用;再次从软件编程语言上,Able、VHDL、Verilog等多种流行的硬件编程语言都被广大学生所逐渐熟悉;最后从硬件设计和测试工具上,自主设计制作了小型的“SZD-III型PLD实验开发系统”、大型PLD课程设计演示仪器、电子竞赛系统开发板等。

五、全国大学生电子设计竞赛使优秀学生脱颖而出,促进了教师业务水平的提高

电子设计竞赛使那些具有良好的理论基础、实践动手能力强,特别是具有创新意识和协作精神的学生有了施展自己才能的空间。他们不循规蹈矩,不死读书本,而是积极进取,学以致用,理论密切联系实际,通过赛前的培训以及大赛的洗礼,使他们在各方面更加成熟。参赛的学生报考研究生时也受到硕士生导师的青睐,而没有上研究生的同学在联系工作时也极受欢迎,不少公司在招聘时深有感触的说:“像这样的学生有多少我们要多少”。这些学生的成才,也在低年级学生中产生了良好的辐射作用。

对于教师而言,由于我们的课程是面向全校学生的专业基础课,教学任务比较重,为提高效率,施行的是模拟、数字、电工电子学三门课程教学人员相对固定的方法。每位老师基本上只负责其中一门课程。这样一来,虽然教师能够对所负责的这一门课程内容比较熟练,但时间长了对其它两方面的知识期刊网,缺乏必要的联系,从长远看,不利于教师业务水平的提高,不利于学生的培养,因为学生将来面对实际的电路系统,所需要考虑的问题是综合性的,如果教师在教学过程中不能帮助学生树立一个综合考虑问题的思想,这是教学上的一个遗憾。而通过组织教师参加电子设计竞赛的培训工作,一定程度上改善了这一状况。教师们在辅导参赛学生训练的过程中,不但提高了业务素质,而且认识到在教学中贯穿综合考虑解决问题的思想对学生能力培养的重要性。

六、创立了一种实践中较为成功的大学生学科竞赛的培训内容体系和组织运行模式

经过多届全国、山东省、学校竞赛,根据历届电子设计竞赛所涉及到的领域,目前已经形成较为合理的培训体系,培训内容涉及电子系统设计、EDA、单片机、制作与安装工艺、功率电子、软件设计等内容,经过多年实践,效果良好。同时也创立了一种实践中较为成功的大学生学科竞赛的组织运行模式。

(1)平时积累。通过电子技术相关课程体系的改革与完善,使得有兴趣和能力的学生在平时的学习中就能够获得一定的经验积累和实践机会,使得动手能力、创新能力、设计水平得到一定程度的提高。

(2)择优选拔。在电子设计竞赛开赛前,通过报名、笔试、实物制作、面试、推荐等方式择优选出30-50名学生参加培训和比赛。

(3)强化训练。培训开始时,根据历届电子设计竞赛所涉及到的领域邀请相关教师为学生进行授课,让学生在短时间内能够对相关领域知识有较深入的理解,打好设计基础,然后由负责老师带领参赛学生在现有硬件条件下对学生的软件、硬件综合设计能力进行强化训练。

(4)模拟竞赛。根据现有的硬件设备和条件,尽量节约开销,选择合适的可以完成的设计题目,把培训学生进行分组,让学生在限定的时间内利用现有的器件和设备完成一次设计,强化锻炼并检验参赛学生的设计水平和动手能力,并让学生对真正的竞赛有初步的认识和体验。

(5)合理组合。在培训和模拟竞赛期间,不同的学生在不同的方面可能会有各自突出的表现期刊网,比如有的学生硬件水平很好,有的学生软件水平很高,有的学生综合设计能力很强,教师要善于发现学生的特点,并把突出的学生有机的组合成一个整体,保证参赛队伍的质量和水平。

七、总结

竞赛是对学生综合能力的全方位考核,既有理论分析,又有实践动手,是全面素质的培养[1][2][5]。在专题竞赛中既培养了学生面对众多社会需求选择最佳实施方案的能力,又使学生经历了由策划、设计、制造、调试、试用全研制的开发过程,很多学生反映这段特殊学习经历终生难忘。“通过前期培训和选拔以及四天竞赛,胜读四年书本”,有不少学生这样评价电子设计竞赛,这种说法不免夸大,但也从侧面反映了在学生眼里竞赛对于学生综合素质提高的巨大作用。

在该项竞赛的引导下,电子技术相关课程已经和正在经历着一系列调整和改革—优化传统基础知识、大胆引进前沿技术、不断拓宽学生专业口径、加强工程实践能力培养、重视创新教育的探索和实践。

参考文献

[1]姚建永、吴贻文.参加电子设计竞赛,促进教学改革.高校教育研究,2008(17):31-33.

[2]陈立章、宋学瑞、彭红.组织电子设计竞赛培养大学生创新能力总结和体会.湖南医科大学学报,2008(4):95-97.

[3]林寿英.以电子设计大赛促进电子技术课程本科教学改革.福建农林大学学报,2008(11):103-105.

[4]许利霞、赵文锋、彭孝东等.电子技术课程设计教学探索与实践.中国现代教育装备,2008(9):57-58.

电子设计大赛论文篇5

2高校电子设计竞赛的组织

全国大学生电子设计竞赛由教育部高等教育司和信息产业部人事司共同主办,负责领导全国范围内的竞赛工作.各地竞赛事宜由地方教委(厅、局)统一领导.为保证竞赛顺利开展,组建全国及各赛区竞赛组织委员会和专家组.以高等学校为基本参赛单位,参赛学校应成立电子竞赛工作领导小组,负责本校学生的参赛事宜,包括组队、报名、赛前准备、赛期管理和赛后总结等.高校在组建成立电子竞赛工作领导小组时,如果学校电类专业单一,可设常设机构,由具体电类专业所在院系负责、教务处、学生处、团委、后勤集团等单位参与;若学校电类专业较多,可由电类专业相关院系轮流担任理事,按届组织,其它院系积极参与,教务处、学生处、团委、后勤集团等单位参加,适当引入竞争机制.在参赛小组的选拔中,首先由学生自由组队报名,要求组队后的3个队员各自具有较强的能力且队员之间能配合默契,在单片机系统设计与应用,模拟和数字电路的应用,硬件焊接与调试,计算机编程以及撰写设计报告论文等方面要有所分工;然后组织报名参赛队进行选拔考试,内容包括模拟电路、数字电路、单片机、传感器等方面的基本知识及应用,典型测量系统的设计方案,对电子竞赛的了解,参加竞赛的优势自述等;最后指导教师根据各参赛队成员选拔考试的结果、面试表现以及综合考虑各参赛队在团队合作、硬件制作、软件编程、报告撰写能力等方面的实力,确定参加竞赛的组数和各组成员.电子设计竞赛的命题范围广,涉及到电子技术(模拟电路、数字电路)、高频电子线路、通信原理、单片机技术、可编程器件等多门课程,并鼓励新技术的应用.这就要求赛前指导老师要有更宽的知识面和更丰富的实践经验.年青教师对新技术、新软件上手快,但实践经验缺乏,老教师经验丰富但计算机应用和新技术的掌握上又有不足.为了发挥特长,实现互补,在赛前指导上成立赛前指导小组,在小组中注意年龄和特长的结合,注意学科的结合.教师在指导学生的过程中相互学习,共同提高.知识和经验的相互渗透和补充促进指导老师的业务素质的提高,这使教师能够在日常的教学和科研中发挥更大的作用,推动师资队伍建设.

3参赛学生的培训

3.1参赛学生的现状

参加电子设计竞赛的学生一般是大学二、三年级的学生,已学习了很多相关课程的理论知识,也具有一定的实践能力,特别是在外语能力、计算机能力、单片机编程能力、查阅文献能力方面.但是在模拟电路,单片机硬件,电路安装工艺,如何根据系统性能指标设计电路方案和确定单元电路的性能指标,单元电路调试排错能力,系统的联调方面却存在着一定的不足.学生在此前的课程中,虽然学习过一些电子设计制作中常用的软件,如Protel电子原理图的设计,印刷电路板设计绘制,以及电子逻辑分析仿真等,但是缺乏一定的深度,其熟练程度需加强.常规电子仪器(如示波器、信号发生器、仿真器、扫频仪、万用表等)的使用不够熟练.虽然学生在电工电子、电子线路等实验课中使用过常规电子仪器,但是往往更换型号后就不能很快地熟练使用,影响电路的调试速度.另外学生的“单片机原理与技术”课程实验通常采用普通的51单片机,而电子竞赛往往会使用一些功能强大的单片机,因此在开发工具和仿真器方面存在差异.学生在培训期间,要加强理论与实践的结合,使学生在电子竞赛中涉及的知识点的深度和实践动手能力方面能得到很快的提升,这样才能确保在电子竞赛期间顺利完成竞赛的设计任务.为了鼓励电类大学生积极参加电子设计竞赛培训全部过程(包括前期课程与后期竞赛培训),可在完成竞赛训练作品设计与设计报告后,由指导教师给出相应成绩,可替代相应一门课程或实践环节的成绩,如“电子系统设计”、“认识实习”、“电子技术课程设计”等.

3.2培训内容选择、方案讨论及实际制作

如何在一个相对短的时间内尽快地提高参赛学生的设计开发和实践动手能力是培训阶段要解决的关键问题,在辅导中采用实战训练的方法,即模拟进行一次次的竞赛过程.包括给各组布置不同的设计题目、限时提交设计方案、全体队员集中由各组分别介绍设计方案并进行交流讨论、指导教师点评、各组分别实际制作、撰写设计总结报告,最后进行实物演示和总结答辩,这样尽管每个组只具体设计制作了一个系统,但是通过互相交流,对其它组所涉及的技术也有较系统的了解,在以后类似技术的实际设计制作过程中能起到事半功倍的效果.在培训开始时,向参赛学生详细介绍大学生电子竞赛的竞赛规则、竞赛命题、评审和评奖等方面的情况,邀请已参加过电子竞赛的高年级学生介绍参赛期间的注意事项及参赛体会;对历年的大学生电子竞赛题目、实现的方案、获奖小组的总结报告等进行深入的破析和讨论;让参赛学生对竞赛及要求有一个全面的了解.引导学生既要重视困难又不能畏惧困难,在充分认识本小组的优势与弱势的情况下,心理上充分地做好艰苦训练的准备.组织责任心强、具有相当专业技术水平和经验丰富的老师,针对电子竞赛的特点,在模拟电路、数字电路、单片机应用技术方面进行讲解,讲解中对基本电路的原理,实现的方法,相关电路的主要性能指标及测试方法、设计及调试中需要注意的事项作简明的介绍,对涉及的电子元件进行实物展示,对一些辅助设计软件、查阅科技论文的方法及常用的电子元器件及应用的网站作一些推荐性的介绍.

从历年的竞赛题目中确定各参赛小组的第一次训练题目,尽量做到各参赛小组选择不同的训练题目,按照电子竞赛的要求,规定在一个适当的时间内完成实物的制作、性能指标的测试、总结报告的撰写.然后由各小组对训练情况进行详细的介绍,各小组之间展开广泛的讨论,商讨是否有更好的实现方案,设计的电路及测试的结果是否合理,撰写的报告是否严谨,尽可能地发现训练中的不足之处,辅导老师根据各组的完成情况进行讲评.要求各小组根据讨论情况在1~2天时间内完善制作的实物及报告,同时要求各小组对另外小组的实物进行测试,通过相互交流在相对短的时间内能掌握更多的知识.在第一个实际系统设计后,协商电子设计竞赛第二次训练题目,要求尽可能多地涉及未曾接触的知识点,在规定的时间内完成设计任务,然后各小组演示实物的功能,测试电子系统的各项指标,注重测试方法是否正确,测试性能指标是否符合设计要求,对于差异较大的需要认真分析其原因,找出合理的解决方案并实施.最后,要求各参赛小组认真整理前一阶段培训完成的实物,单元电路要求注明电源要求、详细且清楚的输入输出接口信息,达到的性能指标并形成文字,软件要求有整体的说明,需要占用的资源说明、语句有详细的注释.辅导老师对培训中出现的问题向学生做详细的介绍,对竞赛中容易出现的问题也需要提醒学生.在参赛的前一天不安排具体的工作,保证学生能休息好,以极佳的状态参加电子设计竞赛.

4竞赛过程中的注意事项

4.1注意竞赛纪律

全国电子设计竞赛采用全国统一命题、分赛区,“半封闭、相对集中”的组织方式.竞赛题目在竞赛开始时打开(如2009年全国大学生电子设计竞赛是9月2日8:00正式开始).每支参赛队限定在提供的A、B、C、D、E、F等题中任选一题;要求认真填写《登记表》内容,填写好的《登记表》由赛场巡视员暂时保存.参赛者必须是有正式学籍的全日制在校大学生,应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件(如学生证)供随时备查.每队严格限制3人,开赛后不得中途更换队员.竞赛期间,可使用各种图书资料和网络资源,但不得在学校指定竞赛场地以外进行设计制作,不得以任何方式与他人交流,包括教师在内的非参赛队员必须回避,对违纪参赛队取消评审资格.竞赛开始后,为保证竞赛工作顺利进行,参赛学校应组织专人负责提供竞赛所需设备、元器件、后勤保障等工作.竞赛结束后(如2009年全国大学生电子设计竞赛是9月5日20:00竞赛结束),上交设计报告、制作实物及《登记表》,由专人封存,并在指定时间前送到指定地点.

4.2竞赛题目分析及方案设计

参赛队员应仔细阅读所有竞赛题目,根据自己组3个队员的训练情况,选择相应的题目进行参赛制作.选择题目应注意题目中不应该有知识盲点,即要能够看懂题目要求.如果不能看懂题目要求,原则上该题目是不可选择的.设计制作分基本要求和发挥部分,一般各占50分,设计总结报告30-50分(2009年30分,以前50分).应注意的是基本要求的各项分值题目中没有给出,但在发挥部分给出了各小项的分值,选择题目时应仔细分析各项要求.确定竞赛题目的时间原则上不要超过两小时,题目一旦选定,中途不要随意更改.确定竞赛题目后,参赛小组的3个队员应认真讨论设计方案,设计方案应考虑制作的可行性,包括元器件是否能够采购到都必须考虑.设计方案可以提出一到两个,或者确定一个方案,对有些部分作出两个或者两个以上方案.同时应尽快提出元器件清单,确定元器件库中没有的元器件,提出采购清单.元器件采购清单应提供元器件名称、型号、规格、数量、替代型号及规格.确定方案的时间应不超过6小时.

4.3元器件的采购和设计装配制作

电子设计大赛论文篇6

(一)赛前的宣传动员。

从大一学生进校开始,学校利用专业教育、历届电子设计竞赛参赛概况、历届学生获奖情况、举办专题讲座、参观实验室、结合第二课堂活动等机会,做好大赛宣传动员工作,培养竞赛氛围,提高学生参加电子设计竞赛的意识和兴趣。同时也可以通过已参赛学生介绍学习经验、获奖情况、个人发展等,着力渲染参加电子设计竞赛对提高个人创新意识、强化动手能力、提升就业竞争力的帮助,以激发学生的兴趣和激情,踊跃参加训练和竞赛。同时通过校内的无线电协会、电子协会等学生社团组织,吸引一部分对电子竞赛类感兴趣的学生;通过举办“科技节”等日常科技类活动,使其中的骨干成为日后大学生电子设计竞赛的主力军。

(二)人员选拔及组队。

电子设计竞赛的参赛队员一般以三、四年级学生为主力,一、二年级优秀学生作为后备力量参与团队集训。在选拔方式上,立足于早发现、早培养,尤其是学生技术骨干队伍的储备。从现有的在各级各类科技创新活动中获奖的学生和其他主动要求热情参与科技创新活动的学生中进行选拔,建立“学生科技创新技术骨干储备库”,将那些“有兴趣,基础强,肯吃苦,善钻研”的学生作为大学生科技创新活动的主要培养对象,在日常的科技创新活动中给予场地和设备的支持,积极为这些学生提供参与学校各种科技创新活动的机会,有针对性地推荐各个层次的学生进行相应层次的科技创新活动。同时,积极鼓励科技创新能力较强的学生传帮带刚刚加入团队的学生,保持队伍的连续性和稳定性。参赛队伍可根据学生自身特点,综合理论水平、动手能力、实践能力等各方面因素按照梯队原则、合理搭配组队,每队所配的一、二年级学生可作为将来竞赛主力队员进行锻炼和培养。

二、竞赛前的筹备与训练

结合多年组织和参赛经验,我们发现参赛初期学生大都存在以下不足:知识面不够广和宽,自学及查阅资料的能力不足;电子技术、微机原理等理论基础不够牢固;分析问题,解决问题及创新能力欠缺,知识的综合运用能力不强,科研技能的掌握不够牢固,缺乏从事科学研究的综合能力。主要表现为:在设计方案的论证中,抓不住重点,不能从不同层次进行方案的对比论证,总体设计思路混乱;相关知识与技能的掌握很死板,相关仪器仪表的熟悉程度与应用意义的概念不够。因此,在组织培训阶段对学生基本知识技能的培训显得尤为重要,需要指导教师精心设计,整合培训内容,从知识的整体性、系统性出发,对培训内容进行整合设计。

一般赛前训练应从基础理论,技能训练,综合训练三个阶段对学生进行培训,以提升参赛学生的工程能力和科技创新能力,培养论文的写作技能、团结协作精神、良好的竞赛心理和严谨的科学作风等为目标,提高学生的应赛能力。

(一)基础理论培训阶段。

该阶段安排在大二下学期,培训目标为:巩固学生的电子技术理论基础,锻炼基本的电子制作技能。选拔一批基础好、自学能力强、上进心强、潜力大的学生。培训内容主要有模拟电子技术、数字电子技术、单片机系统等;常用计算机应用软件及EDA软件的熟悉及焊接技能的初步培养等。

(二)技能培训阶段。

安排在大三上学期,培训内容为:电子设计综述,科技论文写作,软件工程技术,无线电技术;常用EDA软件使用技巧,VHDL语言及编程,单片机系统设计;常用仪器仪表使用,以及相应的实验和设计。培训目标:使学生熟练掌握常用EDA软件与单片机编程环境、各类仿真编程设备和常用仪器仪表的使用。采取设计方案写作、模块电路制作、设计与制作报告相结合进行考核和选拔,决出略多于参赛人数的学生进级下一阶段。

(三)综合训练阶段。

安排在大三下学期暑假期间,这阶段将确定重点培养对象即最终参加比赛的学生,每个参赛队由3名队员组成,确定核心队员,确定主攻方向。要求队员既能独立工作,又有较强的团队协作能力。对于重点培养对象,竞赛领导小组要制定个性化培养方案和辅导计划。该阶段以系统综合训练和竞赛实战模拟训练为主,并开始在导师指导下分组设计、制作、调试,完成实物。提升学生的竞赛能力。该阶段培训目标为:让学生通过一到三个完整的实际设计课题的综合训练(包括系统及软硬件设计与调试、资料查找与论文写作、答辩),将模块综合成某种功能的系统,以系统综合训练和竞赛实战模拟训练为主,提升学生的竞赛能力。

三、制定并完善有效的组织与过程管理办法

对参赛进行有效的组织与管理,是保障电子设计竞赛有序开展的必要环节,通常包括建立健全组织机构、建立激励机制、宣传、引导与动员及日常管理等内容。尤其是建立灵活、富有弹性、特色鲜明的组织管理制度,大力培养学生的“三自”能力,可以激发学生的个性,让学生成为“主动竞赛”的主力军,营造更为宽松的科技创新人才成长的环境和空间。

为确保竞赛组织各项工作有序进行,必须建立相应的组织管理机构,对参赛进行统筹管理。一般应以竞赛领导小组为首,下设日常管理组、导师组、器件组、加工组、资料组、外联组。由其是由学院领导牵头成立竞赛领导小组对整个备赛进行统一协调管理。负责审定电子设计竞赛的培养计划和集训方案;审定电子设计竞赛经费预算方案,并负责筹集和管理工作;听取各专业小组的汇报,并解决实际问题;聘请和考核专业导师;负责联系竞赛所需环境条件及资料建设;有关电子设计竞赛的工作安排及其他信息;负责竞赛的联络和组织工作;负责制定竞赛经费的具体管理办法和花费项目的审查工作。在参赛期间,更是要动员校内各方面力量全力做好后勤服务保障工作。

四、加强指导教师队伍建设

大学生科技创新活动的开展,离不开教师的引导和带动,只有提高指导教师的水平和能力,学生的科技活动才能得以顺利开展。教师的科技水平在很大程度上制约着学生的科技活动水平,要使学生的科技水平上档次,必须建立一支高水平的指导教师队伍。结合我校参赛经验,在培训中根据指导教师的情况,成立博士导师团,老年经验团,年轻创新团,按照不同的分工对学生进行有效的培训,使得培训效果更加明显。

(一)赛前教师的准备工作。

指导教师要尽快根据学生的技术准备情况确定题目,并及时与学生进行交流和沟通,主要内容有:所选题目的关键技术与指标分析;确定竞赛完成目标;提出总体设计方案和关键技术解决思路与实现路线;提出软硬件实现界面关系,进行任务分工和人员协调。

(二)对学生的训练过程进行阶段性评估。

电子设计大赛论文篇7

实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用。中国民航飞行学院航空工程学院主要培养民航飞机与发动机维修、航空电子电气设备维修等方向的应用型高级机务工程技术人才。结合机务维护行业需要和自身实际,提出了“学历+技能+英语”的培养模式,明确我院学生培养的目标,从中可以看出学生动手能力的重要性。随着我国“大飞机”项目的实施,可以预见,更多的高新科学技术将会用到“大飞机”的研发、试飞、运行和维护中,这也对未来的机务维护工作者提出了更高的要求,不但要求其具有很强的动手能力,而且还要求其具有很高的创新能力。

二、竞赛对机务专业学生动手能力的培养

电子设计竞赛对学生实践能力提出了高要求,全国大学生电子设计竞赛的形式是半开放模式。要求学生在四天三夜的时间里,根据题目给出的要求设计出方案,更重要的是该方案要切实可行,即理论上可行和实验室现有的条件能够实际制作出来,最后还要制作完成实物作品。这个过程对学生的实践动手能力提出了极高的要求,要求学生能够理论联系实际,并在电路设计、制作、调试等方面要积累相当的经验,这对传统的教学(理论教学和实验教学)提出了很高的挑战。针对电子设计竞赛的内容和特点,需要对学生进行以下训练,努力提高学生的动手能力以及理论联系实际的能力。

(一)基础知识训练

基础知识训练的目标是达到“六会一牢固”,即基本知识牢固,会看图,会画PCB板,会焊接安装,会测量,会查资料,会写文档。对于我院来讲,参赛队员主要是大三的学生,竞赛涉及的一些课程如模拟电子技术、数字电路、单片机、传感器与检测技术等已经修过。因此在暑假集中培训阶段,要求他们牢固巩固已学过的知识,同时注意与应用密切相关的基础知识。例如:对于模拟电路,要求学生在懂得基本的半导体知识后着重掌握各种基本放大器的工作机理及应用,运算放大器、比较器的原理及应用,各种振荡器的应用,电源等;对于数字电路,则要求学生切实巩固各种组合逻辑电路和时序逻辑电路的应用与基本的设计思想等。重视对参赛队员焊接知识的培训,学会使用常见的各种测量仪器,学会使用互联网进行查阅资料,学会写设计总结报告。设计总结报告是竞赛作品的一个重要组成部分,其内容体现参赛队员的设计思想、实现手段以及测试结果等方面。设计总结报告质量的高低反映参赛队员的写作能力优秀与否,同时也关系作品成功与否,因此要重视对文档写作的培训。

(二)实践模块训练

实践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,优秀作品及时整理归档,达到建立相关硬件、软件、资料的“共享资源库”。结合电子设计竞赛常用到的模块,进行相应基本单元电路的设计与制作,其内容包含有单片机最小系统、A/D与D/A电路、集成直流稳压电源电路、信号放大电路、信号产生电路、信号处理电路、声音报警电路、压力、光电等传感器应用电路、功率驱动电路、显示电路等。

(三)综合强化训练

综合强化训练的目标是模拟实际竞赛,以往年的竞赛题目为模板,适当进行一些调整,尽量接近实际竞赛的难度,以达到模拟实战的目的,培养学生电子设计的综合实践能力。参赛队员存在的主要弱点是理论与实践结合不够,不具备综合运用所学知识进行设计的能力,创新及独立工作的能力较差,新器件、新技术应用能力差,因此在选手的赛前训练中紧密结合各个模块功能设置训练题目进行实训。对于同一个制作题目让两组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,最后集中讨论总结经验,加深他们对不同器件、不同模块特性的认识。

三、电子设计竞赛对机务专业学生创新能力的培养

大学生电子设计竞赛题目涉及的内容涵盖了电子信息类大学本科的大部分课程,竞赛主要考察学生的创新意识。竞赛的每一道选题都经过千挑万选,题目的解决方法往往具有多样性,既能采用常规方法达到目的,又可用新方法新手段来实现,这为学生提供了足够的发挥空间。竞赛中,对于同一题目的多件作品,一种好的项目解决方案或一种比较新颖的解决思路往往更易吸引专家、评委的注意。竞赛题目的这种特点,无形中促使学生充分发挥主观能动性,广开思路,促进了学生创新意识和创新能力的形成。

(一)创新意识的形成

大学生电子设计竞赛在一个开放或半开放的环境中进行,学生根据自己的需要形成策划来满足社会上某一需求。根据策划进行设计制造,对某产品进行调试并参加全国或全省评比。评判组成员包括国内外的专家和提供开发环境的专家,学生要与评审专家进行交流、探讨、汇报。很多学生能用英语来报告,涉及的题目、环境也很具有前沿性。由策划到设计、制造、调试,到答辩、交流,通过介入当今电子技术领域的前沿,与国内外一些专家的交流,使竞赛成为一个互相交流、互相促进、互相学习的过程,实际上都是培养国际意识的过程,竞赛对学生自己今后在工作中的创新意识的培养是一个很大的提高。

(二)创新能力的提高

大学生电子设计竞赛的操作性很强,通过参加竞赛,学生的创新实践能力大幅度提高,一批优秀人才脱颖而出。竞赛使那些具有良好的理论基础、实践动手能力强,特别是具有创新意识和协作精神的学生有了施展才能的空间。他们通过赛前的培训以及竞赛的锻炼,在综合素质上有很大提高。王越院士说:“比赛既有理论分析,又有实践的动手能力,是全面素质的培养。在专题竞赛中既培养了学生面对众多社会需求发挥创新能力,自由选择满足需求的实施方案,又使学生经历了由策划、设计、制造、调试、试用全研制开发过程,很多学生反映这段特殊学习经历终生难忘。”四、电子设计竞赛有助于机务专业学生查阅利用文献能力、写作能力和英语水平的提高电子设计竞赛题目所涉及的内容很可能是参赛者从未接触过的全新领域,在短短的参赛时间内要查阅大量文献资料,利用有用信息。但竞赛时间有限,这就要求参赛者要有较强的分析判断力,能在较短时间内迅速准确地找到自己所需的信息。通过培训和竞赛,学生查阅资料、获取信息的自主学习能力将会得到有效提高。

电子设计大赛论文篇8

[中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2016)11-0064-03

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,而且是一项需要参赛选手在规定时间内制作出实物的竞赛。北京邮电大学世纪学院自建院以来,组织学院学生参加了四届全国大学生电子设计竞赛(2009年、2011年、2013年、2015年)、四届北京市电子设计竞赛(2008年、2010年、2012年、2014年),共有49队参赛,其中有23支队伍曾分获北京赛区一、二、三等奖,26支队伍获成功参赛奖,学院还获得了北京市赛区优秀组织奖,在北京市独立院校中名列前茅。回首八年的参赛之路,很多不足之处需要我们思考,很多经验也要进一步总结和探讨。

一、电子设计竞赛的特点

(一)内容多、知识广、要求高

电子设计大赛与课程优化、课程内容改革紧密结合,竞赛内容不仅包含理论方案设计,还包括实际制作与作品调试两部分。完善理论方案设计时需要涉及多学科知识,而实际制作与作品调试部分对学生的要求则更高:在4天(北京赛为1天)的竞赛时间里,参赛学生需要将前期理论设计方案的内容转化成能够实际操作的作品。从竞赛内容的角度来看,电子设计就是考查学生是否具备综合运用日常所学得的理论知识,并顺利将其转为实际可用作品的能力,这不但要求学生要深入理解理论知识,知道知识怎么用、怎么恰当用、怎么更好用,还要求学生在制作实际电子工艺作品时,要踏实耐心、有条不紊。

最终的竞赛成绩由三方面评定,分别是理论部分、实践部分以及发挥部分,成绩总分为100分,理论部分和实践部分各半,附加分数最高为50分,根据作品发挥部分情况进行评定。理论部分主要从设计思路是否清晰,所应用的理论知识是否准确无误,参赛作品是否有新技术的应用,方案验证是否严密,设计报告、测试报告及总结报告是否完整几个方面进行评分;实践部分则依照参赛团队是否按设计要求制作出样机,工艺要求是否完美、结构是否合理、是否有完整的调试改进报告几点来进行评分;发挥部分为附加部分,该部分得分为附加分,即在完成基本要求后进行扩展。发挥部分的设定可以充分调动参赛学生的积极性和创造性。由于难度大、时间紧,发挥部分并不易得分。从成绩评定的角度来看,该竞赛对参赛队员提出了很高的要求,既要从不同的院系和专业中选拔具备相应能力的学生,又要让每个参赛学生在备赛的过程中熟悉相关学科的知识、掌握相关技术,从而确保参赛团队在完成理论部分和实践部分的基本要求后,尽量完善作品,争取更多附加分。[1]

(二)时间短、工作量大、竞争激烈

根据竞赛内容特点,参赛学生的专业主要有电子信息类专业、电气及自动化专业和一般工程专业。按电子设计竞赛组委会的规定,竞赛必须在4天(北京赛为1天)内完成方案设计、电路制作、软件编程和设计报告(北京赛不用)各项工作。这就要求参赛学生必须熟练掌握电子技术和计算机等课程的基本知识、基本电路、基本分析和设计方法,而且对指标、误差、系统等工程概念非常熟悉,还要求学生有很强的实践动手能力和创新能力,熟练使用仪器、仪表及迅速判断故障和调试电路的能力。[2]参赛团队不仅需要在短时间内完成大量的工作,同时还要和来自北京赛区30多所高校派出的约500多支队伍进行比拼,竞争极其激烈,不可掉以轻心。

二、电子设计竞赛的筹备和组织

学生是电子设计竞赛的主要参与者,一直采用固定的选拔方法以及不变的培养方式不再适用于新时代的学生,整体素质的变化决定了参赛学生的选拔和培养过程的动态化和更替化。结合八年的参赛经验,竞赛的筹备和组织工作可分为以下几个阶段:

(一)组织和动员阶段

电子设计竞赛得以顺利开展,组织和动员阶段的工作至关重要。学院应成立教师竞赛指导小组,组织学生工作教师积极宣传及通过微信公众平台宣传,采取教师推荐以及学生自愿报名两种方式。不过,需要注意的是,第一次参与竞赛的学生热情虽高,但他们对比赛的性质、内容、规则以及必备知识等方面都还有所欠缺,因此在报名结束后,要由教师竞赛指导小组统一对报名参赛的学生进行系统性的宣讲和培训,并在培训结束后安排理论考试,并通过本次考试完成第一轮选拔工作。

竞赛的组织和宣传将竞赛精神普及到学生中,让更多学生意识到自己所学究竟如何应用,知道所学专业知识的实际意义,不仅如此,竞赛精神的普及能进一步改善学院学风,并对学院原本枯燥的理论课堂教学起到改进作用,让更多学生逐渐理解并喜欢自己选择的专业。

(二)面试及实践能力测试阶段

第一轮的选拔工作主要以理论考试的方式进行,从而选拔出理论基础较好的学生,但是电子设计竞赛对参赛学生的综合素质有极高的要求,基于此,我们在第二轮的选拔中选择面试的方式来考查参赛学生的综合素质。[3]面试问题由竞赛指导小组来确定,主要围绕学生特点,以语言表达能力、是非的判断能力以及心理承受能力为考查方向。

通过第二轮选拔的学生还必须通过最后一轮选拔,也是最重要的一轮,即实践能力测试。本轮测试主要以考查学生对电路的设计与焊接能力、电路的调试能力以及解决实际问题的能力为目的。设置本轮测试,一方面是帮助竞赛指导小组确定适合参赛的队员,一方面也给报名参赛的学生一个提前感受竞赛的机会,帮助他们审视自身能力。我们认为,只有通过上述三轮测试的学生才具备成为正式队员的基础条件。

(三)基本技能练习阶段

经过前三轮的选拔,入选学生的数量少但质量精,因此在接下来的训练环节中,将针对学生现有的知识掌握情况进行基本技能练习(电路焊接、基础电路的设计、应用电路仿真软件进行仿真、编写基础单片机程序等),同时学生可根据自身特长,选择合适的队友进行组队。

(四)集中培训阶段

集训的时间一般会安排在暑假,但也会根据正式比赛时间进行调整,集训内容基本为历年竞赛试题。参赛团队经过集训后就会逐渐确定自己团队的队长,队长是整个团队的核心,决定着团队的设计方向和整体规划。参赛学生在集训中可以加深对专业知识的理解,也能加强对理论知识的应用,更重要的是通过这段时间的磨合,团队协作能力有了很大提升,这种长时间的集训学习是参赛团队学生大学四年中不可多得的锻炼经历。

(五)临战准备阶段

赛前主要进行临战前的准备工作。在临战准备期间,学院领导深入到学生中进行赛前动员,为参赛学生鼓劲打气。而竞赛指导小组会要求参赛团队汇总各类资料并和其他团队进行资源共享。需要注意的是,比赛期间所使用的电子元器件需要自己准备,为避免出现准备不足的情况,指导小组也会要求各团队在这个阶段准备充足的电子元器件。除此之外,指导小组将为所有参赛团队准备参赛实验室,其中配备参赛所需的各种仪器设备,如打印机、电源、示波器、信号发生器等。

最后根据电子设计竞赛的要求,竞赛指导小组给各参赛团队进行具体分工:一人负责程序设计;一人负责硬件设计、制作与调试;一人负责绘制电路图和书写理论报告,并制订“先保基本,再求发挥”的战术要求。各参赛团队可以根据指导小组的建议结合团队实际情况进行合理安排,力求在场上发挥到最好。

(六)竞赛阶段

正式比赛期间,参赛团队在电子设计竞赛委员会的要求下接受半封闭管理,监督竞赛也指定专人进行,带队教师在比赛期间不可以对参赛团队进行竞赛指导。各参赛团队根据竞赛要求和赛前集训学习到的经验,进行选题并尽快设计正确的实现方案。在这个过程中,整个团队要明确分工,稳扎稳打,有条不紊,互相鼓励,不要因为一时的困惑而气馁。参赛团队需要在规定的时间内完成设计构思、方案论证、绘制电路、选择器件、实际制作、测试调整、改进性能、写出测试报告等系列工作,并争取在满足试题规定的内容后思考是否可以进一步优化团队方案,并进行可行性实施,这样一来团队除抓住基本得分外,还可以在发挥部分得分。前面已经提到过,电子设计竞赛时间短、任务重,所以比赛期间学生都尽量不出实验室,而且基本上每天仅有四到五个小时的休息时间,即便如此,最后一天他们依旧会通宵苦战,所以比赛期间团队协作至关重要。

(七)测试答辩阶段

准备测试和正式测试答辩是测试答辩阶段的两个组成部分。竞赛要求参赛团队不仅会理论设计、实践焊接,更要求团队制作的作品在实际中能够可靠运行,并且具有更高的性能指标,同时要求参赛团队掌握适合本队所选题目的全套测试方法。

(八)总结阶段

在全国电子设计竞赛北京赛区的结果公示后的时间里,学院竞赛领导小组需尽快根据取得的成绩进行竞赛总结,整理竞赛成果,记录竞赛体会并讨论下一届竞赛筹备与培训的改进方向。

三、独立学院在学科竞赛方面的问题

独立学院目前在开展学科竞赛中遇到的主要问题有:

(一)训练经费不足

我们认为,如果学院仅将学科竞赛视为学生的课外科技活动,会直接导致学校经费投入的不足。然而,在独立学院中开展学科竞赛是证明学生培养质量的一种有效途径,如果学生通过培训不断获得较好的电子设计竞赛成绩,这可以成为考量独立学院学生培养质量的依据。另外,据我院的最终考研数据分析,假如学生曾在大学期间参加过电子设计竞赛,那么其不论是在备考时的坚韧毅力,还是最终的考研成绩都会强于未参加过竞赛的学生,而且拥有出众的实践动手能力会更容易获得导师的青睐。[4]

(二)训练系统性不强

电子设计竞赛开展的时间在独立学院中并不长,有科研经历的教师数量也并不多,因此学院的技术积累不强,对团队的综合训练也存在系统性不强、涉及面不广的问题。若想提高电子设计竞赛的质量和竞争力,需要由有经验的教师牵头,坚持开展持续性的电子设计竞赛,不断积累参赛经验,不断改进培训方案,增强综合训练的系统性,扩展综合训练的涉及面,不断积累,不断创新,保证独立学院在电子设计竞赛上不是昙花一现。[5]

四、结语

北京邮电大学世纪学院的电子设计竞赛综合实力并不输北京市其他独立院校,这和学校领导对电子设计竞赛等实践环节的极大重视和支持是分不开的。在领导的重视和支持下,竞赛指导小组和参赛学生共同努力,在过去的八年中,参赛学生不但在电子设计竞赛中取得了不错的成绩,还得到了很好的培养和锻炼,同时为学风建设打下夯实基础。不过,在电子设计竞赛的征程中,独立学院起点低,参与时间不长,相比于其他高校仍有相当大的差距,在未来的参赛路上仍需把握好形势,坚持不懈地开展电子设计竞赛的组织和管理工作。长此以往,独立学院必会在电子设计竞赛领域取得更好的成绩。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 高吉祥主编.全国大学生电子设计竞赛培训系列教程――基本技能训练与单元电路设计[M].北京:电子工业出版社,2007:2-5.

[2] 向夕品,别其璋.试析全国大学生电子设计竞赛[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2004(4).

电子设计大赛论文篇9

课程体系和教学内容改革

依托电子设计竞赛平台,推进课程体系和教学内容的改革。从历届电子设计竞赛的试题来看,可以归纳成5类,即电源类;信号源类;无线电类;仪器类和数据采集与控制类。试题的特点是:实用性强、综合性强、技术水平发挥余地大。所涉及的电子信息类专业的课程有:低频电路、高频电路、数字电路、单片机原理、电子测量等;实践性教学环节有:电子电路实验课、单片机原理实验课、课程实训等;可选用的器件有:晶体管、集成电路、大规模集成电路、可编程逻辑器件等;设计手段可以采用传统的,也可以采用现代电子设计工具,如mutisum辅助分析和ISP在系统可编程等。不难看出,电子设计竞赛的试题既反映了电子技术的先进水平,又引导高校在教学改革中,应注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力。高职的课程体系和教学内容的改革思路也应反映这些特点,使学生的知识和能力达到电子设计竞赛的水平。为此,结合我校实际情况,在课程体系、教学内容的改革方面需进行以下几方面工作:

(1)以电子信息学科为依托,进行机构调整与课程的整合与优化

将电子信息工程系通信技术专业、电子信息工程技术专业和电气自动化技术专业的管理进行合并划分,成立基础课程教学研究室和专业课程教学研究室。基础课程教研室主要负责系部:电路分析、模拟电子电路、高频电子电路、数字电路等课程的理论和实验教学。专业课程教研室根据课程相近性主要负责系部:电力电子、单片机原理机应用、FPGA、传感器与测试技术等课程的理论和实验教学。

从参赛同学的情况看,参加竞赛的同学大多数已系统完成基础理论课和实验课的学习,并学习了部分专业课程的知识,有一定的理论知识基础和动手能力。但是,由于所学各门课比较独立,同学们普遍缺乏面对实际工程问题,设计制作较大规模应用电路的工作经验。因此,我们在大学二年级的下学期为学生开设“电路综合设计应用”选修课,为同学们提供了进一步锻炼提高的机会。在这门课程中,为同学们介绍当今最先进的电子器件的应用、各类电路的设计方法和最新电路设计手段,开阔同学们的视野,强化同学们的工程概念,并给出多种设计制作的题目供同学们练习。

受电子设计竞赛的启发,我们在课程的实际设计制作环节中,仿照竞赛的要求将同学分组,从较简单的应用电路开始,要求每组学生完成数个难度递增的实验电路设计、制作与调试,并写出详细总结报告。在制作每个电路的训练过程中,鼓励学生用不同的方案实现,以锻炼学生的思维的广阔性,培养其创新能力。

(2)调整与合并电子技术实验系列课程,建立现代电子技术实验课程教学体系

可以通过专业课程的相关性把专业课结合起来,像传感器与测试技术这门课程和单片机课程都安排有实训,如果把两门课程结合起来进行实训,不仅内容丰富而且学生也很容易将各专业课结合起来。

(3)改善实验室硬件水平

电子设计竞赛的场地是由参赛学校自己提供的。能否适应电子设计竞赛各种题目的要求,体现了该实验室的应变能力和综合适应能力。长期以来,由于学生电子技术的各类实验室装置基本上是老三样(电压表、信号源、示波器),学生在实验中接触不到先进的实验手段和先进的仪器设备,这个缺陷在常规实验中的表现并不明显,但在电子设计竞赛惜时如金的场合下就的非常突出。谁采用的仪器工具先进、自动化程度高,谁就会在其它条件相同的情况下赢得更多的时间,从而取得更好的成绩。因此我们在新实验室建设中应配备一些较先进的设备,比如10年广西区电子设计竞赛测量电源的指标是三位半,需要用四位或以上的万用表来矫正,当时实验室没有高精度万用表以至于影响了比赛成绩,通过比赛的教训现在实验室升级了硬件配备了多台高精度万用表,同时也让学生能接触到精度较高的设备。

(4)建立四个层次的实验教学模式

现代电子技术实验课程的教学模式[3]为:基础实验->综合设计性实验->综合设计性实验->设计研究性实验。

① 基础实验目的是加深学生对电子技术基本理论的理解,提高学生对基础实验的兴趣。

② 设计性实验培养学生理论联系实际的能力与书写设计性实验报告的能力。

③ 综合设计性实验培养学生进行低频、高频和数字电路综合设计、装调与测试的能力,强调各种设计方案的实现与创造性思维能力的发挥,鼓励创新与突破。要求书写综合性实验报告。

④ 设计研究性实验培养学生创新设计能力,科学研究能力与新技术、新器件应用的能力,并要求学生发表研究论文。

教学方式的改革

传统的电子信息类专业教学内容,重理论、轻实践;重分析、轻综合;重个体、轻协作。按传统方法培养的学生,在参加电子设计竞赛时,就会发生诸多的问题。如:理论设计正确却无法在工程上实现;单元电路正确却无法实现系统联调;个人能力很强却各自为政,不能实现强强联合等等。这是因为电子竞赛既不是单纯的理论设计竞赛也不仅仅是实验竞赛,而是由一个参赛队共同设计、制作完成一个有特定工程背景的题目的优劣与快慢的竞赛。它既强调理论设计,更强调系统实现。它考核了学生综合运用基础知识的能力,更注重考察学生的创新意识。题目涉及的内容是一个课程群而非单一的一门课程。因此竞赛的形式与内容基本上符合面向21世纪人才培养的目标和需求,是对传统教学方法的一个挑战,如不改革传统的教学内容和教学方法,建立一个新的教学课程体系,就无法适应现代高职教育的需要。

采用基于工作过程的项目教学法,改变以往教师为主教授的方式,学生成为课堂的主体,教师在教学活动中起引导作用。学生具有更多的发挥空间,有利于提高学习的兴趣、加强主动性。项目计划已经在单片机课程教学中进行项目式教学,项目任务的教学过程分为以下环节:布置工作任务——选定设计方案——利用仿真软件完成硬件设计和软件设计——仿真系统功能——通用板焊接制作——调试——修改设计——设计文件归档。

教学方法改革是与教学内容的改革相辅相成的。竞赛促进教学内容的更新,新的内容迫使有相应的教学方法与之适应,达到理想的教学效果。为了给学生更多独立学习、独立思考的空间,教学方法上也应留给学生更多时间,因此,将原来的集中实验教学方法,改为开放式实验教学。

开放式教学[4]包含两方面的含义,即时间开放和内容开放。时间上的开放即在规定了学生的实验内容以后,学生可以在相当大范围内选择完成实验的时间,这样学生可以在时间上有较大的灵活性,提高学生学习的主动性。

内容上的开放是指学生们在实验里除了可以进行规定的实验内容,还可以根据自己的专业和爱好,选择规定以外的实验内容,这样有助于学生创新能力的培养和提高。

此外,还应设立了专门的开放实验室,在开放实验室除了配备信号源、示波器、万用表等常规实验设备外,还配备了单片机开发器、FPGA实验板、计算机等实验设备,为学生课外科技活动,进行设计性和综合性实验提供实验场地和仪器设备。

建立起高校科技创新平台,鼓励课外科技活动的开展

为了培养学生的创新设计能力,给优秀学生提供一个良好的学习与研究的环境,展现新思维、新设计的舞台,建立了现代电子创新设计实验室。实验室的建设与管理纳入全校实验室的建设中。可以共享教学基地的资源,提高资源利用率。

(1)因材施教,鼓励创新,培养拔尖人才

在电子电路实验课和课程设计等实践教学环节中,对有创新设计思想,能力较强的优秀学生,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,并给予较高的成绩。

(2)成立电子课外科技活动中心

电子课外科技活动中心主要由课外科技活动积极分子和优秀学生干部组成。活动中心的仪器设备由系实验室资助,由学生管理。他们利用课余时间和节假日到为学校职工和同学进行电子设备维修,运用所学的知识为社会服务。

(3)设立创新设计基金,制定奖励政策

学校出台政策,设立了校创新设计基金,制定了多项奖励政策。创新设计基金主要资助运用新思想,新技术,新器件的电子设计(电子类)与制作的课题,学生每年都可以申请。为调动师生的积极性,制定多项奖励政策,如:对获得(电子大赛)全国一等奖的学生免试升本。鼓励学生进行课外科技活动,将课外科技活动取得的成果纳入学分。设立主讲教授和主讲教师岗位,安排教学效果好的教师多讲课并提高课酬。设立校、系教学改革课题基金,计入工作量。教学改革成果、教学研究论文与科研成果、科研论文同等对待。

结 语

高职院校以电子设计竞赛为依托,进行技能竞赛与课程群建设之间良性互动机制的建立和运作,对于培养符合目前高职教育的发展需要专业综合素质人才,加强双师型队伍建设,推动专业教学的改革等方面发挥着不可代替的作用,可以实现课内第一课堂教学与课外第二课堂教学、实践教学基地建设与教学实施、学生与教师等方面的多赢。

参考文献:

[1] 范唯,吴爱华. 对高等职业教育发展的思考和建议[J].中国高等教育,2006年Z3期.

[2] 吴国辉,付丽苑,李彩云等. 推动高职电信类专业教改探讨[J].教育研究,2011(5),18:270-271.

电子设计大赛论文篇10

作为近年来组织与引导学生开展自主学习、科学研究与设计创新的第二课堂,大学生实践培训基地已逐渐引起国内各高校的关注,对于形成“课内外结合、全方位、立体化”的科技活动平台,提升学生工程实践能力起到了重要作用。近年来,桂林电子科技大学投资过百万创建了电子设计培训中心,该中心既是电子设计竞赛的学生培训基地,也是广西区电子设计竞赛的测评场所,更是桂林电子科技大学的电子信息科技活动平台。其建设思路定义为:以全国大学生电子设计竞赛为主线,整合电子信息类教学资源,以学生为中心,以创新思维和实践动手能力的训练为核心,以培养创新务实高素质的应用型人才为宗旨,以创新思维、基本科研技能及知识综合应用能力等多层次训练为目标的电子信息科技文化活动平台。中心根据学生科技活动特点及学科发展要求,除购置了电脑、示波器、信号发生器、稳压电源等常用仪器设备以外,还配置了EDA开发系统、DSP开发系统、单片机开发系统、德国“乐普科”自动制版系统等设备。中心网站定期公布一些题目,全校学生均可自愿参加制作,经培训中心指导教师验收合格后,即可进入中心学习。中心在时间、空间、资源、指导等方面对学生进行开放式管理,培养学生的自觉研究习惯。培训中心的主要功能包括:

1.1开展一系列分项目、分层次的讲座,包括有关电源、DDS信号源、扫频仪的原理,设计思路,高频电路,FPGA,单片机,控制理论,论文写作等专题以及电路调试中的实用方法和技巧。近三年来,电子设计培训中心在区内开出公开讲座2次,校内讲座10余次。

1.2编写《Protel设计与提高》、《FPGA实践与应用》等培训教材,面向电子设计爱好者组织经常性的培训,通过训练考核促进学生设计与制作能力的提高。同时,利用与电子行业相关企业建立的合作机制,由企业主动提供新产品、新设备,对师生开展进校集中培训,介绍行业的新知识、新理论、新技术。

1.3为有较强创新意识和实践动手能力的学生参与创新性实验项目、教师科研、毕业设计、课程设计等提供技术指导及设备支持。“小功率数控交直流电流源”、“基于FPGA的RFID实训平台”、“智能无线搜救系统”、“基于软件无线电的数字SSB无线收发机”等一批学生项目相继完成并通过测试。

1.4作为大学生电子设计竞赛广西赛区的测评基地,为整个广西赛区作品的测评提供全套设备和良好的测试环境。培训中心的管理采用教学改革项目模式,学校每年验收一次,根据中心当年的培训规模、参赛成果等划拨下一年度经费。电子信息类专业学生通过中心的活动扩大了知识面,同时学校也遴选出了一批参加区级和部级竞赛的种子选手。

2注重兴趣培养,夯实入门基础

在学生入校之初,就宣传“先实践、后理论、再实践”的学习方式,鼓励学生及早参与竞赛培训、体验实践创新。通过获奖学生经验介绍会等形式,使新生深刻意识到:具有大赛经历的学生,会带着大赛中的许多实践问题学习理论课,迅速渡过认知阶段,加深对理论知识的理解。因此,并非要课程都学完才能参加大赛,要提前介入,介入得越早越好[4]20-22。参与培训的学生以自愿为基础,采用三人组队形式。组队时,提倡专业搭配、学科交叉,具有电路制作、软件仿真、单片机编程、机械设计等专长的学生合理分工,优劣互补。组队形式从一开始便基本固定下来,经过长期的磨合、磋商后,一旦有了赛事,小组成员之间即可默契配合、各司其职,为获取佳绩奠定了基础。对于刚接触竞赛培训的学生,组织参观演示性强的往届学生获奖作品,提高学生的参与兴趣。分别从数字电路、模拟电路、单片机、DSP及EDA等几个方面介绍基础理论知识,然后开设一些简单的单元制作项目,具体内容包括:信源电路、抢答器、计时器、放大器、传感器、滤波器等。这些单元电路既是各种通用电路的基础,又都具有趣味性和可欣赏性,可以作为独立的成果进行展示,从而激发学生学习电子信息类知识的热情和自信心,初步体验电子设计制作的基本流程,迈出实践创新的第一步。

3研究竞赛选题,推行层次化训练

全国大学生电子设计竞赛的选题范围“以电子技术(包括模拟电路和数字电路)的应用设计为主,可以涉及单片机、可编程器件及微机(微机主要作开发用)。题目尽可能考虑到教学的基本要求,并兼顾新技术的发展。”历年竞赛题目主要分为:(1)无线收/发信机;(2)数据采集、测量、传输与控制系统;(3)高、低频信号源;(4)交、直流放大器。细化到实际课程中,则涵盖模拟电子电路、数字电子电路、高频电路、传感器技术及应用、微机原理、单片机接口技术、PLD可编程技术、自动控制原理等多门课程[5-7]131-148,415-420,130-132。根据大学生电子设计竞赛的题型和内容倾向,针对需要掌握的基本知识、技术及技能,结合电子信息类应用型人才培养方案要求,开展层次化训练。

3.1分项训练对于具备一定设计制作基础的学生,根据模拟电路、数字电路和单片机电路模块分别进行分项专题训练。模拟电路部分主要训练项目为:音频功放(包括音调、功率放大)、电源(稳压、稳流)、程控放大器;数字电路部分包括:常规器件实现数字钟、方波的展宽与变窄、常规器件实现的频率计;单片机电路部分包括:单片机配合A/D转换器实现数字电压表、单片机与D/A转换器实现的波形发生器、单片机对电机的控制。

3.2综合训练融合基础层次的多个模块给出设计题目和参数要求,启发性地讲解设计要点,使学生建立起系统的概念并自主设计、制作作品。

3.3跨学科集成训练集中进行涉及自动化、机械、光学等多方面、跨学科的综合训练,包括:直流稳压源、信号发生器、无线收/发信机、信号检测与控制系统、数据采集与控制等。指导教师给出参数要求和大致参考方案,具体的设计和实施则通过学生查阅资料、教师答疑和学生自己的实践来完成[8]154-156。

3.4赛前冲刺在开赛前期,参照电子设计竞赛模式,采用模拟试题,要求学生以2-3人组队的形式,在设定的时间限度内完成资料查阅、方案选择、电路制作、程序调试、问题排查、论文写作等一系列工作,体验竞赛氛围和工作模式。同时,邀请有丰富竞赛经验的指导教师或企业工程师开设专题讲座,讲评电子制作作品,补充竞赛方法和技巧,开拓学生的知识结构,使学生的实战能力得到快速提高[9]120-123。为了能更真实地反映出学生电子设计制作的实际水平,当前在区级赛和部级赛中,逐渐加设了全封闭式的制作类专项竞赛。由组委会提供仪器设备、电路元件、万能板等硬件设备,各参赛队只能携带参考书籍和未写入程序的单片机小系统板入场。参赛队员需自行查阅资料、设计电路方案、列出元件清单并领用元件、在万能板上布设元件、焊接电路、调试并测量数据。针对这一竞赛形式,反馈到赛前培训中,则更需要加强对学生基础知识、独立工作能力和拼搏精神的培养和锻炼。#p#分页标题#e#

4开展校级竞赛,提供练兵舞台

电子设计大赛论文篇11

大学生电子设计竞赛赛期为四天三夜,在竞赛期间参赛学生要完成:选题立项、理论设计、器件选择、方案比较、实际制作、调试、测试、技术报告写作等诸多工程环节,在为参赛学生提供了综合运用所学知识、充分发挥想象力和创造力的空间同时,尤其突出工程实践中的自主性和创新性特点,填补了工程实践教育的空白,使参赛学生的工程实践能力得到了切实的提高[5]。我校是应用型本科院校,人才培养目标定位在以应用型人才培养为主,注重培养学生的综合素质,在确保具备专业知识能力的同时,强调实践、创新。自2001年第一次参加全国大学生电子设计竞赛至今已10年了,学校和系里十分重视全国大学生电子设计竞赛工作,在上下共同努力下取得了较好的成绩,历届学生的工程实践能力、创新实践能力得到的很大的提高。而在电子设计竞赛的集训、参赛过程中对教学改革的促进,特别是CDIO教育模式的改革起到了积极的作用。

1结合电子设计竞赛,制定符合CDIO教育模式的专业培养计划

大学生电子设计竞赛于每年的九月份举行,分为全国赛与省赛,其中奇数年是全国大学生电子设计竞赛,偶数年是福建省大学生电子设计竞赛,由于电子设计竞赛的时间安排在每学年的期初举行,使得参加竞赛的学生主体是刚进入大四的学生,过去的培养计划中四年级上学期才安排主要的专业方向课程,参加竞赛的学生往往还没有接受专业课程的学习和训练,若是刚进入三年级的学生参加竞赛,他们所学习的专业课程及受到的训练就更少了,这种按部就班的培养模式无法适应电子竞赛的要求,更不用说是以工程项目设计为导向的CDIO的教学模式了[7-8]。因此,针对电子设计竞赛及应用型人才培养的要求,我系从人才培养方案的变革上做了大胆的尝试,主要有以下几个方面:

(1)专业基础必修课中专业核心课程基本不变,只对部分课程中进行整合及增减,调整如下:①“电路”课程的授课内容进行整合,“电路(下)”中增加“复变函数与积分变换”的内容,课时由48学时增加到56学时,取消系级选修课“复变函数与积分变换”,增设针对电子设计竞赛的“电子系统设计与实现”系级选修课,分别在三、五、七学期的暑假进行。②增设“电机及应用技术”课程,该课程与电气专业的电机原理课程有很大的不同,电气专业的电机原理课程,课时较多,但内容以交、直流电机为主要对象,电子信息工程专业所开设的电机及应用技术,课时少,但介绍的电机种类较多,以电机基本原理学习为主,将其作为电子控制的元件来学习,以扩大学生的知识面,提高竞争力。③“PIC单片机技术”课程提前至第四学期,和“电路(下)”、“模拟电子技术”同步开设,确保暑期参加电子设计竞赛的二年级学生初步掌握单片机应用技术,为暑期集训打下基础,这门课程以CDIO模式进行教学,以工程项目设计为目的,引导学生自主学习相关知识,先建立工程概念,了解单片机的基本应用技术,边做边学。

(2)重视专项实践能力的培养,实践环节的设置做了如下调整:①原电子工艺与整机安装的项目内容改为PIC单片机工艺及安装,配合第4学期的PIC单片机技术课程,在PIC单片机技术课程中,可以直接使用学生自己安装的单片机开发板进行实验,通过自己安装调试的单片机开发板学习单片机技术,可以激发学生的学习兴趣,理论联系实际。②近年来,DSP技术的应用越来越广,具备DSP的应用能力是电子信息工程专业学生的必备能力之一,在实践教学中,增设2周的DSP应用技术的实践环节,希望通过实践课程的训练,提高学生应用该项技术的能力。

2以课题项目为基础的竞赛培训,培养学生的工程能力

每年暑期的竞赛培训阶段,根据历年来全国大学生电子设计竞赛的课题方向,如:电源类、电路类、无线电类、机电一体化类等,设计一些综合性项目供学生选择,要求学生自行组队,在规定的时间内完成软硬件设计,制作作品,并提交报告。在暑期培训过程中根据学生年级的高低采取不同的培养方法,一年级的学生以基本技能培训为主,指导教师提供基础技能的讲义,引导学生学习相关专业知识及技能,掌握手工印刷电路板的制作工艺,自主学习protel等EDA工具,要求学生在集训中掌握简单电子系统设计的硬件设计及制作能力。二、三年级的学生以项目培训为主,按照电子竞赛模式引导学生根据历届电子竞赛的课题方向,自主选项,完成立项、方案论证、电路设计与实现、安装调试、测试,到最终的总结报告等过程。在培训过程中,教师起指导作用,不直接参与项目设计,而是培养学生正确地查找资料、分析问题、解决问题的综合能力,鼓励学生小组独立讨论,互相交流,充分激发学生学习的主动性、积极性和创造性,同时在项目实践中逐渐掌握思考问题、解决问题的方法,提高其创新实践能力。

3电子设计竞赛为工程教育改革打下良好基础

(1)促进教师业务水平提高,为CDIO的项目管理积累经验在电子设计竞赛指导过程中需要指导教师具有扎实的理论知识和丰富的实践经验,通过指导竞赛,对教师业务水平的提高也有很大的促进作用。由于竞赛命题范围广,涉及多门课程内容,并且与新技术的应用紧密结合,要求指导教师要有很宽的知识面。刚走上工作岗位不久的青年教师往往只承担一两门课程教学,知识结构较单一,动手能力较薄弱,实践经验比较缺乏,但对新技术、前沿技术的接触较多;老教师经验丰富,但新技术的掌握上又略有不足。为发挥特长实现互补,指导教师队伍也进行整合,在指导小组中考虑学科互补,年龄和特长互补,教师在指导学生竞赛过程中相互学习,共同提高,知识和经验的相互渗透补充使指导教师的业务素质有了很大的提高。通过承担学生的电子设计竞赛培训任务,指导教师队伍特别是青年教师们在新技术新方法的应用上得到了很快的提高,动手能力得到了锻炼,知识结构和专业技术水平也更加全面[9]。另一方面,电子设计竞赛是一个系统工程,教师不仅仅要指导竞赛项目,四天三夜的竞赛时间中,还涉及到后勤保障、元器件采购、学生管理等方面工作,这些都为教师参与CDIO的项目管理积累了宝贵经验。

(2)促进实验室、实训中心硬件条件的改善为满足电子竞赛需要,实验室、实训中心设立了开放的电子设计竞赛专用实践基地,并提供相关仪器设备。近年来,陆续购置了PCB制版设备、频谱分析仪、数字扫频仪、数字电桥、功率开关电源、失真度测试仪等仪器,为拓宽学生的知识面,增强其动手能力和运用知识的能力提供了良好的条件。

电子设计大赛论文篇12

一、引言

自1994年开始举办的全国大学生电子设计竞赛已成为我国电子信息领域举办时间最长、规模最大、最具影响力的大学生学科竞赛活动,已成为教育发展和教学改革的一种良好的辅助和促进手段,通过竞赛培养了大批学生团队合作精神和克服困难的创新精神[1]。这项竞赛得到了绝大多数设有电子信息类专业学校的积极响应,通过大学生电子设计竞赛,旨在为更多的学生营造参与科技和创新活动的环境,培养和提高大学生的创新意识和创新能力。

在近几年来的电子设计竞赛培训过程中,在参赛学生选拔、培训内容选择、培训方式及具体措施等方面做了一些有益的尝试,总结其中的体会与大家共享。

二、参赛学生的选拔

在参赛小组的选拔中,首先由学生自由组队报名,要求组队后的3个队员各自具有较强的能力且队员之间能配合默契,在单片机系统设计与应用,模拟和数字电路的应用,硬件焊接与调试,计算机编程以及撰写设计报告论文等方面要有所分工;然后组织报名参赛队进行选拔考试,内容包括模拟电路、数字电路、单片机、传感器等方面的基本知识及应用,典型测量系统的设计方案,对电子竞赛的了解,参加竞赛的优势自述等;最后指导老师根据各参赛队成员选拔考试的结果、面试表现以及综合考虑各参赛队在团队合作、硬件制作、软件编程、报告撰写能力等方面的实力,确定参加竞赛的5个组和各组成员。

三、参赛学生的培训

从历年的竞赛题目中确定各参赛小组的第一次训练题目,尽量做到各参赛小组选择不同的训练题目,按照电子竞赛的要求,规定在一个适当的时间内完成实物的制作、性能指标的测试、总结报告的撰写。

在第一个实际系统设计后,协商电子设计竞赛第二次训练题目,要求尽可能多地涉及未曾接触的知识点,在规定的时间内完成设计任务,然后各小组演示实物的功能,测试电子系统的各项指标,注重测试方法是否正确,测试性能指标是否符合设计要求,对于差异较大的需要认真分析其原因,找出合理的解决方案并实施。

最后,要求各参赛小组认真整理前一阶段培训完成的实物,单元电路要求注明电源要求、详细且清楚的输入输出接口信息,达到的性能指标并形成文字,软件要求有整体的说明,需要占用的资源说明、语句有详细的注释。辅导老师对培训中出现的问题向学生做详细的介绍,对竞赛中容易出现的问题也需要提醒学生。在参赛的前一天不安排具体的工作,保证学生能休息好,以极佳的状态参加电子设计竞赛。

四、辅导中几点体会

作为指导过多届电子设计竞赛的教师,谈谈辅导电子竞赛的一些体会。

(一)充分发挥学生的主观能动性

培养具有创新能力的高素质人才是高校教学追求的目标,参加电子竞赛的主体是学生,因此学生的积极性至关重要。参加电子竞赛的目的要求学生在竞赛中能做得最好,能全身心地投入到训练和竞赛中去,参赛学生的理论知识和实践动手能力要能得到充分的结合,在电子竞赛中能创造性地完成命题的要求,往往能取得较好的竞赛成绩。参加电子设计竞赛培训的学生,通过电子设计竞赛后,个人的能力方面能得到很大的提高,与其他学生相比在毕业设计阶段能更好更快地进入课题的研究,因而深受教师的欢迎。

(二)注重创新思维及团队合作能力的培养

大学生电子竞赛为具有创新能力的学生提供了一个展示才能的舞台,教师在培训中应结合实际拟定电子系统设计题目,鼓励学生进行多个方案的设计,特别是对具有创新思维的设计方案应引起足够的重视,教师和学生共同分析讨论,比较其优缺点,对方案进行细化和优化,进行电路分析计算,有可能就要进行软件仿真,减少不必要的失误,在此基础上完成电路的制作。在培训中既要向学生传授知识,还要刻意培养学生的团队精神,鼓励大组合作,高低年级合作,充分调动每位学生的积极性,同时指导教师也应该具备必要的专业技能和奉献精神,并通过不断学习新知识来提高自己。

(三)培养学生系统能力

在大学生电子竞赛辅导中,不仅要培养单元电路的设计安装调试能力,更要培养学生根据某一设计任务的技术指标细化每一个单元电路的功能和技术指标,对任务在总体上有一个明确的认识。如温度控制系统:就应从温度传感器的选用(Pt电阻、Cu电阻、热电偶、半导体集成温度传感器等),小信号放大滤波、单片机数据采集显示、控制算法程序的编写、执行机构控制电路等方面来考虑各个部分的性能指标,只有各个部分设计合理,才能以较低的价格设计出整体性能达标具有实用价值的系统。

五、结束语

2009年9月参加由中华人民共和国教育部高等教育司和信息化部人教司主办的全国大学生电子设计竞赛,07级学生王辉、程伟、游俏俊组成的参赛队设计制作完成的“智能模拟恒流源路灯控制系统”一路过关斩将,最终荣获全国一等奖,学生代表王辉赴北京人民大会堂领奖。实践表明我们采取的参赛学生选拔方式,培训内容的选择,培训方式在大学生电子设计竞赛培训辅导过程中收到很好的成效,在较短的时间内学生的工程实践能力和创新意识得到了很大的提高。

参考文献

[1]王越,韩力,沈伯弘,赵显利,俞信,胡克旺.大学生电子设计竞赛的开展与学生创新能力的培养[J].中国大学教学,2005(10).

[2]全国大学生电子设计竞赛章程[EB/OL].http://.cn 2007.

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