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电子竞赛教学指导办法

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0引言

1993年,由教育部倡导在全国高校中组织开展大学生电子设计竞赛,1994年成功举办了第一届全国大学生电子设计竞赛,紧随其后的1995年至2009年间,由教育部、工业与信息化部联手举办了九届大学生电子设计赛。随着竞赛的知名度及其在我国高校创新型人才培养工作中产生的影响力的不断提升,已逐渐发展成为全国高等教育领域的四大学科竞赛之一,同时也为各高校之间的认识、了解提供了机会,并为各校间从政策措施、人才保有程度、实验设施及实验手段和财力等各个因素的融合后的实力展示,提供了一个综合性的竞技平台[1]。江苏技术师范学院电气信息工程学院在学校领导和相关职能部门的支持下,于2007年首次组队参加了第八届全国大学生电子设计竞赛,并取得了江苏省赛区一等奖1项和二等奖3项的不错成绩。随后又于2009年组队参加第九届全国大学业生电子设计竞赛,取得了国家二等奖2项、江苏省赛区一等奖4项的佳绩。两次参赛都有所斩获,赛事辅导教学团队的教师们结合辅导过程及参赛的实际情况进行总结分析,明确成功的主要亮点和工作过程中的不足之处,力争在以后的辅导过程中有针对性地开展辅导工作,以便在比赛中获得更好的成绩,同时也为在本科教学工作中培养大量的创新型高级技术应用人才奠定基础。

1简析电子设计竞赛,明确其辅导重点和难点

古人云:知己知彼,方能百战不殆。对于组队参加全国大学生电子设计竞赛,也同样需要对这一赛事的难点和重点有所了解。纵观前九届的赛事,全国大学生电子设计竞赛系统而全面地检验了学生的综合素质及协同工作的能力。通过对历届赛题的归纳大致可分为电源类、信号源类、放大器类、数据采集与处理类、无线电技术类、测量仪器仪表类和自动控制类等。既有以完成功能性设计内容为目的,又有以完成指标性设计内容为目的的题目。竞赛中的基本部分、发挥部分、设计与总结报告三部分内容是有机结合的,在注重考察学生的基础理论知识的情况下,大力推广新技术、新器件的应用,同时其涉及的领域越来越广,对学生解决工程实际的应用能力也越来越强,能全面考察学生的理论知识、实践能力及创新能力。竞赛既有一定的普遍性,同时还有其发挥部分的深度,能使最为优秀的学生脱颖而出。根据电子设计竞赛的命题及内容,可以看出电子设计竞赛的特点是任务重、时间短、要求高。根据组委会的规定,竞赛必须在四天三夜内完成从方案设计到电路制作,再到软件编程和最后的设计报告工作。这是对参赛学生能力的检验,要求学生必须熟练掌握计算机编程、电路分析、设计与开发等基础知识,同时还要非常熟悉误差、指标、系统等工程概念,熟练使用测试仪器、仪表,快速找出故障及调试电路的能力。在赛题完成过程中,问题解决的途径并不是单一的,在不断探索过程中激发了学生的思维能力,更提高了他们的创新能力。

2做好参赛选手的选拔工作,发现并引导优秀学生参与

通过对电子设计竞赛内容和比赛要求等的全面剖析,可以了解到竞赛对学生的知识面、动手能力以及个人品质等方面都提出了一定的要求:在能力方面要求学生具备基本的实践操作能力,如快速准确焊接电路、分析问题的能力、能够使用科学系统的方法排查故障的能力及文献及资料查问的能力。在品质方面要求学生要有吃苦耐劳及刻苦钻研的精神、要有团队意识、要勇于创新,敢于采用新方法,新思路,开拓进取,坚韧不拔[2]。

2.1广泛开展竞赛宣传活动,引导学生积极报名参赛

对于高等学校来说,选拔优秀学生组队参加全国大学生电子设计竞赛是获取好成绩的前提。因此,参赛选手的选拔是整个训练与比赛过程中非常重要的一个环节,它是整项活动的基础,参赛选手选拔的成败直接影响到整个训练的质量与竞赛的成绩。江苏技术师范学院对这项工作给予了格外重视,于每年9月份新生入学后,电气信息工程学院通过学工办、分团委发动、组织赛事的宣传工作,让大学生们通过多种形式走进全国大学生设计电子竞赛,了解其性质、了解本校参赛人员以往的获奖情况以及获奖学生的个人发展等情况,明白参加全国大学生电子设计竞赛对提高个人创新意识、强化动手能力、提升就业竞争力等方面的帮助。通过全面的组织和宣传,可以让感兴趣和有潜质的大一新生在入学初始就有了明确的专业方向感及奋斗目标。

2.2选拔有潜质的学生参赛,提升选手的整体水平

通过对全国大学生电子设计竞赛的宣传与动员,在每年的秋季学期开始,就组织大二、大三的学生报名,通过各种形式进行选拔。首先对学生进行基础理论考试(电工、电子技术方面),以实现考查报名学生的电子基础知识、个人学习能力和理解能力,从中确定参加实际操作测试的学生人选。在实践操作测试中给出一个简单的电子产品(如温度测控系统)的线路图和元器件,要求学生在规定时间内完成产品的电路分析、安装与调试,考查学生的元器件识别、电路分析、焊接、安装、调试等方面的动手能力与分析能力。综合前两轮考核的成绩来确定参加面试学生的名单(优先考虑在高中阶段参加过科技竞赛,动手能力强,有创新意识的学生)。挑选出有扎实的电子类及计算机编程等基础知识、身体健康、实践动手能力强、具有团队意识的优秀学生参加赛前集训队,并在集训过程中执行严格的淘汰制度,最后确定参赛选手。经过如此的层层选拔才能使那些真正具有潜质的学生脱颖而出,这样的选手组成集训队可以提升参赛队伍的整体水平,为取得好成绩奠定基础[3]。

3系统科学的赛前辅导,提升学生解决实际问题的能力

有了好的队伍不等于就可以一劳永逸了,系统科学的赛前辅导才是成功的重要保证。赛前系统科学的辅导决定着整个竞赛的最终成败,所以需要组织好竞赛辅导教学团队全身心地投入到赛前的辅导工作中。竞赛辅导教学团队系统科学的赛前辅导注重知识与技能的统合梳理、理论与实践充分整合,实现全面提升参赛选手解决实际问题的能力[4]。在这一过程中可以实现对参赛的队员进行更为严格的甄选,推动选手与带队的辅导教师进行磨合,因材施教,以期在获奖的质量与数量上达到最优化。为使整个的赛前辅导工作有序有效进行,可以将赛前辅导分为春季学期主题式课程辅导和暑期集训两个阶段,同时在人力、财力、场地、设施等各方面都给予相应的支持与配套[5]。成立并开放创新实验室为参赛团队的师生提供良好的实践环境,建立并不断扩充电子元器件库,以解决师生在实践训练过程中元件难以配齐的问题。

3.1春季学期主题式课程辅导

春季学期课程辅导主要是以主题式课程辅导的方式进行,每周安排一个主题,围绕着基础知识培训、设计开发培训、综合系统训练三大类14个主题(见表1)展开辅导,历时十四周。大多在春季学期末结束,并在学期末对参训学生进行综合考核,再次选拔并确定进入暑期集训的参赛队员名单。从表1中可以看出,整个春季电子设计竞赛辅导课程主要分为基础知识与基本能力训练、设计开发能力训练和综合系统设计训练等3大类14个主题式训练课程。其基础知识与基本能力的训练类课程主要作用是培养学生电子电路设计方面的基本知识,让学生掌握常用的电子电路模块、传感器模块等设计与使用。通过7个主题式课程对学生进行训练,使其达到能熟练使用与运用常用的电源模块、键盘显示模块、传感器模块以及信号发生器模块等目的。在对学生进行基础知识与基本能力培训的基础上,为了进一步培养学生自主创新设计能力和动手能力,开设了设计开发能力训练类课程。在该类课程的训练中,教师给学生讲解系统架构与框图原理,学生根据教师讲解的系统组成原理,来进行相应课题的设计与测试。它主要是通过5个设计型开发课题对学生自主创新设计能力与动手能力进行培养与训练,主要培养学生对基本电子电路的设计思维。经过前两类课程12个主题式课程的训练,已培养了学生一定的独立分析问题能力,使其具备按课题任务要求设计电子电路的基本能力。最后在高速信号的采集与处理和高频频率计的设计这2个综合性主题式课程的系统训练中,教师只给出系统设计任务要求,学生根据任务来独立完成系统实现方案分析、完全自主电路硬件设计与焊接、软件程序编写、系统综合调试等训练科目。通过综合式系统设计训练,学生在电子技术电路设计方面形成自主创新设计能力。从整个辅导内容来看,在周期较长的春季学期课程辅导中,由辅导教师负责一个或若干主题的课程,主要是以打基础,进行初步的电路设计开发,以此来拓展学生的知识面和自主创新设计能力的培养。

3.2暑期集训

暑期集训的终极目的是在提升个人技能的同时,训练小组成员之间的相互配合、协作的能力和意识,并对参赛选手进行适当的赛前适应性训练。由于全国大学生电子竞赛要求参赛学生以三人为一组,在四天三夜内,设计、制作、调试出一个电子控制系统,并完成报告书。而成绩也主要是由测试作品的结果和形成的报告式论文两部分组成,比重各占50%。所以针对竞赛时间紧、任务重、设计、开发、调试,文献阅读及撰写并重等特点,暑期集训过程中的辅导教学工作更注重对学生实践动手能力、团结协作等方面进行专门训练。

(1)模拟实际竞赛的进度,使其在规定时间内完成任务。将竞赛训练的任务进行分解;第一天,确定选题、提出至少一种以上解决方案,并对各方案进行论证、最后确定最优方案;第二天,必须完成与硬件相关的一切工作,包括制板、焊接、调试等;第三天要完成软件部分的工作,比如程序的编写与系统调试等;在最后一天,要完成作品的测试、装箱、论文报告的撰写等工作。

(2)在选定题目后,设计方案的提出是最关键的一步,也是起着方向性作用的一步,所以要求选择简洁新颖、正确可行的设计方案,为后续工作的开展奠定基础。

(3)为了确保竞赛的质量,在具体的辅导教学中,对单元电路的制作与调试这一过程给予充分的重视并开展针对性的训练。

(4)训练期间根据每位学生的特长做好分工。硬件、软件和文字三部分的工作各由一位同学主要负责。这就要求参赛选手在竞赛过程中既要完成好自己的工作,又要与小组其它成员相互配合,团结一致,在顺境时要相互提醒保持冷静,逆境时要相互鼓励共度难关以期取得最好的成绩。在学生参赛的辅导过程中,辅导教学团队教师互相配合,紧扣不同阶段训练的主题,进行两阶段系统而科学的赛前辅导,不仅使学生获得了实践创新意识、团队协作的人文精神和理论联系实际的良好学风,还培养了学生工程实践素质、提高学生针对实际问题进行电子系统设计与调试的能力。经过参赛师生的不懈努力,在第九届全国大学生电子设计竞赛中,由笔者所指导的程辉、郑强、陈杰同学团队取得了我校该赛事有史以来首次国家二等奖的好成绩。

4结语

实践证明,要想在全国大学生电子设计竞赛中取得优异成绩,既要注重赛前辅导又要积极对电子信息、电气工程类学科课程体系与课程内容进行改革。同时各级领导要给予高度重视,在软硬件环境上都给予相应的支持,除了出台一系列的带有激励性质的政策与文件肯定教师在辅导过程中的辛勤付出,在硬件上还需要加快引进先进设备及实验设施、提供开放的实验场所,加大经费的支持力度。总而言之,全国大学生电子设计竞赛这项面向大学生的群众性科技活动,为应用型本科院校提供了与名校同台竞技、交流的机会,为优秀人才的脱颖而出创造了条件。

电子竞赛教学指导办法责任编辑:陈老师    阅读:人次