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电子设计竞赛促进教学改革与人才培养

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摘要:针对目前我院电气信息类专业教学及人才培养方面存在的不足,提出依托电子设计竞赛促进教学改革和高素质人才培养。通过“以赛促改”来转变教学理念,完善教学体系;通过“以赛促教”来提高教师教学水平,改善教学效果;通过“以赛促学”来增强学生学习兴趣,提高学习主动性;通过“以赛促练”来锻炼学生实践动手能力,提高学生的专业素质和创新能力。实践证明,依托电子设计竞赛平台,教学团队建设逐见成效,教研成果乐观,教学效果显著,学生综合创新能力得到增强,人才培养效果令人满意。

关键词:学科竞赛;创新能力;人才培养;教学改革

由教育部、协会、社会团体、政府等部门组织的各类学科竞赛,吸引了很多学生的参与,激发了学生学习兴趣,有效提高了学生分析问题、解决问题的能力,学生实践能力得到锻炼、创新意识得到增强,学科竞赛一定程度上促进了教学改革和教学质量提升。[1-4]全国大学生电子设计与制作竞赛(简称“电子设计竞赛”)是教育部主办的A级赛事,多年来作者作为指导教师就竞赛经验,结合电气信息类专业教学现有问题,以电子设计竞赛为基础,研究教学改革以及大学生实践与创新能力的培养问题。依托电子设计竞赛,促进教学理念转变、教学体系完善、教学内容与方法改革、增强学生学习兴趣,提高学习主动性,锻炼学生实践动手能力,提高学生的专业素质和创新能力。

1以电子设计竞赛促进教学改革

1.1以赛促改,转变教学理念,完善教学体系

现有专业课程设置与教学模式已不能适应当今社会对人才培养的要求,学科竞赛的参与,倒逼了学校进行教学模式与课程体系的改革。为此对我院电气信息类的课程体系进行了修订,将新技术、新知识加入到课程体系中来,引入前沿知识讲座、增加新教程;提高实践类的课程的课时与学分,增加实践内容与种类,以实验、实训、设计与调试课程来进行;除专业批选课外,加大专业任选课的开设,使学生有更多的机会来选择所感兴趣的课程。在改革课程体系的同时,还对教学模式与教学手段进行探索,形成了课堂理论教学——课堂软件仿真验证——课后实验实践——综合实训的教学模式,摒弃了以往单一的板书或多媒体教学方式,实现板书与多媒体结合、实验与仿真结合、课堂与课后结合、单个实验与项目综合结合的教学模式与教学手段。结合竞赛建立了一种分层次开放式创新教育模式,如图1所示。加强综合性、设计性实践教学,致力于学生创新精神和创新能力的培养。加强产、学、研合作,努力创建创新的教学平台。

1.2以赛促教,提高教师教学水平,改善教学效果

全国电子设计竞赛包含了电气、电子、自动化和通信专业诸多核心课程知识,包括电路基础知识、单片机及接口技术、控制原理、总线通信技术等,因此要求指导教师要具有扎实的本学科专业和交叉学科专业的知识,才能融会贯通,做到理论联系实际,在比赛中游刃有余。这对教师理论知识的把握程度以及实践能力的要求是一个较大挑战,倒逼教师要不断自我学习、实践练习,来提升能力迎接挑战。电子设计竞赛不仅要求提供设计报告,还要求制作出实物作品。通常情况下,竞赛需要准备单片机、DSP、ARM、FPGA等开发板,这些都是电子信息领域和控制行业常用的主控芯片。应用这些开发平台,针对电子设计竞赛的题目设置,既可以完成温度采集、人机接口、交通灯等常规项目,也可完成小车行走、倒立摆控制等比较复杂的项目。这些项目都具有很强的实效性,非常锻炼教师在实际项目中解决问题的能力,弥补了教师在企业实践少、缺乏实际经验的问题,对教师实践能力提升有非常大的促进作用。此外,通过技能竞赛的锻炼和洗礼,会促使教师思考教学实践任务中学生应该掌握哪些技能,实践课程的核心内容与理论教学中的重难点有哪些区别与联系,从而将电子设计竞赛内容分解重组,融合到理实一体项目中去,让学生去体会真实项目的设计和完成过程,无形中提升了教师的教学水平,改善了教学效果。

2以电子设计竞赛促进学生能力培养

2.1以赛促学,增强学生的学习兴趣,提高学习主动性

电子设计竞赛是一项锻炼学生智力的专项考试,考核内容远远超出了所学课程范围,这就要求学生需要更多思考、更快速的判断力、灵活性和熟练程度。通过竞赛可以锻炼学生的智力和培养创新意识,使学生接触到交叉学科知识,帮助学生学会独立思考,逐步提升独立解决问题的能力。电子设计竞赛有助于提高学生学习兴趣。在教学过程中,要培养学生的竞争意识,鼓励学生积极参加电子设计竞赛,激发学生的学习积极性,通过竞赛让学生感受到理论学习的重要性,提升学生学习兴趣和对课本知识的渴望。电子设计等学科竞赛的指导思想就是“立足培养,重在参与,鼓励探索,追求卓越”,目的在于促进高校素质教育质量,锻炼大学生综合运用知识的能力、设计能力和工程实践能力,培养大学生创新意识,激发大学生探索科学奥秘和开展科研工作的兴趣和潜能。

2.2以赛促练,锻炼学生动手能力,培养创新意识

电子设计竞赛强调设计、制作与调试一体化,不仅仅是理论设计竞赛、实验竞赛,更是考查学生综合素质、团队协作能力的竞赛,它既对学生综合运用所学知识能力的考查,又更加注重对学生创新意识和实际动手能力的考查。竞赛题目类型多样,涵盖电源类、放大器类、信号源类、数据采集与处理类、高频无线电类、仪器仪表类以及控制类等,一般都是电子信息、控制等领域许多实际问题的模拟,具有针对性、应用性和现实性,这就给学生有了施展自己才华的舞台,尤其是给了那些具有创新意识、团队合作精神、动手能力强、理论基础扎实的学生展示自己才能的机会,使他们的综合素质、能力得到锻炼和培养。与单一的实践教学相比,电子设计竞赛可以很好地能培养出训练有素、实践能力强的专业实践性人才,因为这些学生经历了从认识、设计、调试到测试等一系列专业培训过程,而且完成作品提交的时间有严格限制(为4天3夜),在有限的时间内完成有难度的实际作品,要求的不仅是学生扎实的理论基础和解决实际问题能力,还包括学生的团队合作和协作工作能力。

3实践成效

(1)教学体系得以完善,人才培养令人满意。我院电气信息类专业毕业生能力强,素质高,受到用人单位的好评,许多用人单位提前向学校预约毕业生,我院2016~2018连续三届电气工程及其自动化专业、自动化专业、电子信息工程专业以及通信工程专业的学生一次就业率平均分别为99%、98%、98%和97%。(2)学生综合创新能力增强,教学效果显著。在完善教学体系的基础上,学生的创新能力与创新意识得到了显著增强。近三年,共30个队伍参加电子设计竞赛,获奖队伍数近20个,获奖比例约70%,还有部分学生发表了学术论文、申请了国家专利。(3)教学团队建设逐见成效,教研成果乐观。借鉴竞赛经验,为改善实践教学效果,提高学生实践与创新能力的培养,教师自主研制了模拟电子技术实验装置,并编写了相应的实验指导书;编写了《电工与电子技术实践教程》实践教材。在开展成果研究过程中,教学团队积极开展教育教学研究和质量工程建设,进一步丰富实践教学内涵并取得的一定成果。

4结语

电子设计竞赛涵盖知识面广,不仅要求学生具有扎实的理论基础,而且还要求具备很强的实际动手能力。在理论教学和实践教学过程中引入电子设计竞赛的宝贵经验,促进教学改革,更新教学内容,改善教学方法、完善教学体系,有助于培养电气信息类专业人才的创新意识和创新能力,为高素质人才输出提供保障。

参考文献

[1]梁国栋,霍海涛,焦志勇,等.以学科竞赛为平台培养学生的工程素养和能力[J].大学教育,2019(5):148-150,154.

[2]刘恒,刘建成,孙冬娇,等.基于学科竞赛的电子信息类创新人才培养研究[J].中国现代教育装备,2018(11):74-77.

[3]李静,陈巍,郁汉琪.基于竞赛平台的大学生创新能力培养模式探索与实践[J].教育教学论坛,2018(12):155-156.

[4]王朗,潘再平.电子设计竞赛驱动的信息专业面向复杂工程问题能力培养[J].中国电子教育,2018(4):11-15.

作者:凌六一 韦颖 周孟然 邢丽坤 黄友锐 单位:安徽理工大学电气与信息工程学院

电子设计竞赛促进教学改革与人才培养责任编辑:张雨    阅读:人次