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项目式训练在电子设计竞赛的实践

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【摘要】本文论述电子设计竞赛的能力需求,将电子设计竞赛需要的专业技能进行剖解,针对所需求的专业技能设立对应的项目式训练,依据合理制订训练方案、选定合适实现器材、设计步骤等来实施,并以AD采集项目式训练为例进行探讨,使教师对电子设计竞赛的指导以及学生的训练更加具有有针对性。

【关键词】电子设计竞赛;项目式训练;专业技能

目前参加大学生电子设计竞赛的高校和学生人数多,涵盖的专业面广,涉及的知识很专业,如果不对所需求的专业技能设立对应的项目式训练,那么学生的训练将更加难以推进和行之有效。大学生电子设计竞赛是将实际的问题提出,并提出具体参数及要求,学生要在规定的时间将问题解决并实物化,对提升大学生实际解决问题的能力和创新能力有着巨大的帮助。本文探索项目式训练在大学生电子设计竞赛中的实践。

一、基本思路

第一,对竞赛的命题方向和要求进行认真研读,结合以往的竞赛题目及往届的元件清单,找出技能竞赛所需求的专业技能和需掌握的理论知识,根据这些技能需求设立对应的项目式训练。这些项目式训练内容可以实际的电路制作,也可以是教师的理论讲授等,形式可以多样但最终的目的是要学生掌握这个知识点或技能。在对学生进行项目训练时可以分三步进行:技术能力基础培养(熟悉和掌握所需技能基础能力)、技术能力提高训练(在掌握基本所需技能基础之上,开展一些有针对性的训练)、技术能力实战提升(以实际的竞赛题目要求,进行实战演练和总结提升)。第二,参赛学生根据指导教师提出的训练要求,自己根据设立的项目式训练按时保质完成对应的项目式训练。学生可以根据自身的情况,对照项目式训练项目,从中挑选一些项目进行训练提高,在训练之中存在的知识盲区和没有掌握的知识要自觉记录训练当中存在的不足,之后与队友和老师一起完成项目反思。

二、实施过程

第一步,在训练之初,由指导团队(指导教师)根据竞赛的规程和要求,结合以往的竞赛题目和涉及的其他知识,分析每一年的出题意向,制定一系列对应的项目式训练,参赛学生结合自己的实际,对自己目前技能掌握的情况有针对性选择相关的项目式训练,对每一个项目式训练要进行实践,在实践中反思自己的存在的不足。针对这些不足进行改进和加强训练。第二步,指导团队(指导教师)要引导学生根据自身的实际情况分析、明确所要掌握的技能要求,进行针对性的项目式训练;对学生自己不能掌握的重点难点要进行指导以及对学生的训练结果进行检查并及时反馈训练结果。同时,指导团队(指导教师)也要根据学生的训练结果对项目式训练内容进行改进,训练内容要难易结合,知识点的衔接要层层递进,能让学生在训练之后明白所需要掌握的知识点及认识到自身的不足。第三步,学生根据设立的项目式训练,自主完成训练任务。

1.认真分析,合理制订训练方案。对于每一个训练项目,都可能存在多条思路、多种方案。教材中或老师关于某个训练项目的训练方案和技术实现,也只是众多方案中的一种,而且不一定是最好的一种,而只是较可行的一种,这一点一定要与学生明确,不能够不明所以地照搬照抄他人方案。对于硬件技术方案的每一个实现电路和采用的器件都要根据题目的技术参数来进行论证确定,因为硬件一旦确定和实物化后续基本没有提升的可能性,那么在众多技术实现的方案中,我们应如何选择呢?首先要使学生明确,选择技术实现方案要遵循以下原则:(1)简便性原则。即要求所选方案原理算法简单、电路实现简单,操作实现简便、结果易量易测。应尽量避免实施那些原理复杂、操作烦琐和被测量不易的技术方案。(2)可行性原则。设计方案的实施要安全可靠,不会对人身和器材设备造成危害;所需装置和器材要易于置备,不能脱离实际,不能超出规程规定现有条件。在大学生电子设计竞赛中,有一个特别的情况要注意,竞赛只有四天三夜的时间,元器件清单一般在开赛前一个星期公布,元器件公布之后要马上进行购买,正式的竞赛题目出来之后,经过我们的方案论证,也会发现某些器件并没有,所以在学生平时训练的时候就要考虑到可行性原则。(3)精确性原则。不同的技术设计方案,其设计原理、所用仪器以及实验重复性等方面所引入的误差是不同的。在选择方案时,应对各种可能的方案进行初步的误差分析,尽可能选用精确度高的技术实现方案。方案的设计中要结合题目要求考虑题目内容的技术指标,不应选用不能实现相关技术指标的方案和器件,这一点对于硬件方案论证及器件选择尤为重要,如果在硬件电路设计和器件选型中没有考虑精确度高的技术实现方案,就达不到技术要求,甚至是需要重新设计论证。

2.依据训练方案,选定合适实现器材。训练方案选定之后,学生要考虑该方案需要哪些装置,哪些材料、被测量与哪些物理量有直接的定量关系,这些物理量分别需用什么仪器来测定,从而确定整个设计项目需要哪些器材,及时向对应指导教师提出申请,由指导团队(指导老师)论证方案的可行性后,对涉及的材料向学校申请采购。

3.设计步骤,做到合理有序,按计划、有步骤地进行。训练之前,学生要做到心中有数,先做什么,后做什么,什么时间必须完成哪些任务,训练之后要到达一个什么效果。应从正确操作和提高效率的角度拟订一个合理而有序的训练步骤。对训练结果进行记录,做好训练结果分析,这就要求学生掌握常用的数据结果处理和误差分析的方法。通过对误差分析和数据处理,学生要明白这些误差是否可以消除的,误差是由于器件精度不够还有电路里面各种“漂移”等因素造成的。这可以为在下一次设计时积累经验,提高硬件的可塑性。第四步,教师点评。学生设计过程中,教师要善于发现学生的闪光点,树立学生的信心,也要善于发现学生的典型错误,加以讲解和指导。项目式训练一结束,要及时讲评,讲评要有针对性。对学生设计的各种方案都要加以点评,也要以实际的例子对学生进行讲解,从一开始的读题、方案论证及选择、实际电路制作软件编写、电路调试这些方面的注意事项都要告诉学生,鼓励学生大胆探索、大胆创新。同时,教师要根据学生设计,对设计任务书中不规范的内容和不符合学生实际的内容要及时修订。

三、实际例程介绍

以AD采集项目式训练为例,AD采集在历年的大学生电子设计竞赛中都会有涉及,那么在项目式的训练当中可以以AD采集0-5V电压并显示,精度±0.01℃。那么在这个项目式训练当中有许多的知识点是需要学生去掌握的,比如AD的性能指标分辨率,转换速率,还有就是数据的显示技术等,这些都是竞赛时要涉及的知识,通过这种项目式训练就已经把竞赛中出现的知识点和需掌握的技能提前实战了一遍。在实际训练中,首先认真研读题目,明白题目的技术指标,是在做一个什么样的系统,这些技术指标有涉及哪些知识点,做完这个题目之后自己要掌握哪些知识点。其次,针对要实现的功能和技术指标,第一步,进行技术实现方案的论证选择,方案论证上要综合考虑各种情况,可以多设想几种方案,以便于选择最优方案,技术实现方案要遵循上文提到过的三原则;第二步,技术实现方案确定下来以后,就是具体的硬件制作和软件编写,硬件和软件应该也要有一个具体的设计说明,尤其是涉及高频高速电路。第三步,软硬件的联合调试,记录测试数据,做好数据的误差分析。第四步,针对联调的结果进行系统的改进和完善。最后,学生要记录好此次训练遇到的问题和涉及的专业知识点,在做项目训练总结的时候及时反馈,指导老师要对这次的项目式训练及时点评,尤其是学生还没掌握的和出现问题的地方可以和他们讨论。

【参考文献】

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[2]郝利华,薛英娟.大学生电子设计竞赛的实践与探索[J].中国电子教育,2016(2)

[3]黄丽.以电子设计竞赛推进嵌入式系统实践教学改革[J].科教导刊,2017(1X)

[4]聂磊,丁善婷,翟中生.以竞赛为导向的创新团队实践育人机制研究[J].教育现代化,2016(32)

[5]戈田一,摆银龙.基于电子竞赛的职业院校电子类课程实践教学改革[J].中国冶金教育,2014(4)

[6]徐明娜,寇志伟,李文军.基于电工电子竞赛的开放式实习教学研究[J].现代商贸工业,2016(3)

作者:肖振兴 单位:柳州铁道职业技术学院电子技术学院

项目式训练在电子设计竞赛的实践责任编辑:张雨    阅读:人次