时间:2023-03-21 17:09:37
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇电子设计论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
培养计划修订要遵循高等教育要重视培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的要求,坚持全员性与社会性、科学性与规范性、基础性与实践性、个性化与自主性、特色化与国际化五大原则,建立一个符合电子信息类专业特点的“通识教育+专业教育”的人才培养体系及学科平台课程体系。
1.1课程内容
在知识结构方面,要求学生有良好的思想素养与专业知识。专业知识主要有学科基础课、专业核心课程、高校学生电子设计能力培养的探讨楼然苗(浙江海洋学院,浙江舟山316022)专业方向课、专业选修课。课程设置一定要有针对性,象模拟电路、数字电路、单片机技术、EDA技术、电路原理图与PCB设计、电子综合设计等课程一定要重点把握。一些针对性不强的课程如计算机辅助设计、集成电路设计可作为辅修或选修课程。
1.2课程学时
以“精简教学内容、压缩课堂教学学时,加强实践教学环节的有效性”为原则,合理分配课堂学时与实验学时的比例,对于与学生电子设计能力关系密切的课程需适当增加一些学时。如电子信息类专业方向课中的电子设计自动化、电子综合设计辅导等课程可适当提高实验学时数;专业核心课中的单片机原理及应用课程可按2:1.5设定理论学时与实验学时比(32学时+24学时)。
1.3集中实践教学环节
去消一些效果不好、由学生自主联系、分散实习的课程或减少学分,减少一些效果不好的课程设计、毕业设计学时或改为完成设计作品学分制。为了让学生拥有对一个电子产品从设计、开发到成品的全过程能力,除一般的实验、课程设计、毕业设计外,可重点开设电路图与PCB制作、C语言编程、单片机设计、电子设计等综合技能训练项目。
1.4形成系统教学
将大学生学科竞赛的培训与辅导教学内容纳入课程学分系统中,形成系统的教学计划,为提高学生电子设计创新能力及参加全国全省大学生电子设计竞赛奠定基础。
1.5学分的替代制度
建立学分免修、替代制度,将学生专利、学术论文、竞赛获奖等纳入学分免修、替代等制度中,促进学生参与创新研究的积极性。
2.教材改革与建设
要鼓励教师选用国内外优秀教材,鼓励教师编写有校本专业特色的教材,体现专业特色、行业特色和学校特色。对电子信息类专业来说,出版编写一些实用性强、有工程项目应用实例的实践教材是非常有必要的,如电子综合设计实例与辅导、电路原理图与PCB设计实例、单片机设计实例辅导等等。
3.课堂与实验教学改革
在课堂教学中要积极推动课程教学范式的根本性转变,在基础课程中可探索包班制、分级制、分层制、挂牌上课等基础课程综合改革,逐步实行教考分离。在学科基础课、专业课中实施任务驱动、基于问题、合作学习、案例教学等研究性教学方法,积极探索各种理论与实践互动的教学方式,培养学生的自学能力、研究能力、合作能力。对一些与电子设计能力培养关系密切的课程的课堂与实验教学可作以下一些偿试。
3.1将与计算机操作关系密切的如“单片机原理及应用”、“电路原理图与PCB设计”等理论课放在电子交互教室(机房)上课,在教学中将理论教学与上机实训内容交替进行,强化教学效果。
3.2探索慕课等网络助学平台教学方式。分清教师讲与学生学的内容,在网上可布置课外学生个人学习内容、探究式学习内容、拓展性学习内容,提高学生自主学习能力。一些选修课、方向课可借助网络课堂等形式开设。
3.3实验项目尽量与实际电子设计工程项目结合起来,真题真做,促进“教、学、做”相结合的“理论实际一体化”教学模式。
3.4实施教考分离,以机考替代纸质考试,或实施以设计作品为主的课程成绩评分制度,促进实践动手能力的提高。
4.实践环节的改革
通过对电子信息类大学生就业岗位能力要求的调研,合理制定学生的专业技能标准,明确职业技能考证要求,优化实践教学环节,提高实践学分,从基本素质、基础技能、专业技能、综合训练四个步骤及素质拓展、基础技能、专业技能、专业综合能力、综合实习和创新实践六个模块构建实践教学体系。对一些效果不好的课程设计报告、毕业设计论文学分评定制,可改成以课程设计实物作品、毕业设计实物作品、发表的科技论文、获得的知识产权(专利)证书、学科竞赛获奖证书等为主的成果学分评定制;一些分散的学生自主生产实习、毕业实习可改为教师带队制的集中实习;有条件的高校可建设校内电子焊接加工生产线,使之成为具备电子路线设计、加工、生产、测试全过程功能的电子设备校内生产实习基地。
5.课外学科竞赛教学
大学生学科竞赛是促进提高创新实践能力的重要载体,要建立一套与教学培养计划相辅助的学科竞赛教学体系,适当开设一些电子设计类知识的公选课、必修课,成立学生电子设计兴趣小组(社团),提供开放的活动场地,在教师指导下开展日常的电子设计活动,鼓励并辅导学生进行科技、知识产权申请等学术研究活动,活跃校园学术研究气氛,也为大学生电子设计竞赛打下基础。
6.职业证书考证教学
职业技能证书是为了适应用人单位工作的客观需求。在教学上一定要强化与职业考证相关的实践性教学环节。可将职业技能考证培训内容整合到相关教学课程及实验内容中,减少课外考证辅导的教学学时。建立校内电子工程师考证、电工考证、电子CAD考证点并设立网上辅导平台,开放考证训练的实训场地,提高电子工程师、板级工程师、电工等考证学生的持证率。
7.小结
(一)暑期赛前培训阶段经过中期培训以后,按照比赛要求让学生自愿组队。在队内,队员按负责单片机和EDA程序设计、硬件设计和报告撰写进行分工。指导教师根据我校在竞赛中擅长仪器仪表和通信两个方向,对学生进行系统电路设计培训。在培训的过程中着重培养学生检索资料的能力、系统设计能力、分析排除故障能力、设计报告撰写能力等。赛前培训每个题目一般安排8天左右时间,分资料查找、方案认证、单元电路设计、系统电路调试和测试这几个阶段。为了让学生适应比赛现场氛围,赛前半月进行模拟比赛演练,严格按照比赛时间和规则要求学生完成规定的任务。在竞赛组委会下达了竞赛所需仪器设备和器件后,准备好相关的仪器和器件,并让学生进行有针对性的准备。
(二)赛后工作在学生完成参赛作品测试后,召集指导老师和参赛学生召开专门会议,对本届比赛的作赛后总结,总结本次比赛题目涉及的知识点,完成项目时的不足之处,以及今后努力的方向。最后,并把所有训练时和竞赛的技术资料归档保存,传承给下一届的学生作为参考。
二、大学生电子设计竞赛促进了我校电子信息类专业课程体系和教学内容的改革
通过组织学生参加大学生电子设计竞赛,发现我校电子信息类学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现象。这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。针对这些问题,我们对现有的电子信息类课程体系进行了一些调整和改革。
(一)理论和实践并重,不断完善课程体系和教学内容根据专业人才培养目标和大学生电子设计竞赛内容,我们对课程体系和教学内容进行了调整,调整主要内容有三个方面,第一,理顺各门课之间的衔接关系,做到教学内容知识宽但不重复。些外,为了让学生了解电子信息领域的新知识和新技术,我们在选修课中开设了《前沿技术讲座》课程,分别讲述各自研究方向的新知识、新技术和新应用。第二,在重视理论教学的同时,加强了实践教学。除了增加了实验学时和综合实验课程外,还在选修课中增加了《电子线路设计制作》、《电子系统综合设计》等两门综合设计性选修课,在实习环节增加了《综合设计》实践环节,让学生有更多的时间参与实践,提高了他们的实践动手能力和工程应用能力。第三,由于可编程器件的不断发展和应用,对电子信息类的程序设计能力提出了更高的要求。在课程体系中,我们增加《数据结构》等程序设计类课程,以加强对学生程序设计能力的培养。
(二)实践教学体系改革根据大学生电子竞赛对学生实践能力、创新能力的要求。通过研究与探索,我们优化了实践教学体系,按照学生认识———训练———创新能力形成规律,整合实践教学内容,构建由专业认知、专业技能训练、课程实验、开放式实验、课程设计、电子系统综合设计、中期实验、毕业实习、毕业设计、科技竞赛组成的实践教学体系,实践教学的比例占总学时的27%左右。实践教学体系整合课程实验内容,按照基本实验、设计性实验、综合性实验创新性实验四个层次设计实验内容。在实验教学内容设计方面,对于基础性和设计性实验,我们规定了必做内容和选做内容;对综合性和创新性实验,我规定了系统设计的基本要求和扩展要求。这样,对学生即达到某一实验目的的共性训练,又实现了对学生的个性化培养。
(三)不断丰富教学方法和教学手段,提高了教学的质量和效率除了采用传统的板书和多媒体技术教学手段之外,我们尽可能将各种EDA仿真软件应用到理论教学和实验教学中。让学生很直观地认识到各种理论知识在实际中的应用及应用效果。在实验教学中,对于安装电路和焊接电路等一些技能性工作,我们要求学生在课外学时完成。采用这些教学方法和手段,不仅提高了教学质量和效率,而且节约实验成本和实验室的有效利用率。
三、电子设计竞赛促进了创新实验室的建设
大学生电子设计竞赛对实验仪器的功能、性能、类型及实验室的管理模式提出了更高的要求,原来实验室常规实验教学仪器和管理模式不能满足大学生电子设计竞赛、工程应用型人才以及创新型人才培养的要求。为了给学生创新型的实验项目和教师的科研创造一个良好的平台,我们建成了电子创新实验室。实验室建设以建设先进、实用、开放的现代化实验室为目标,建成了7个实验平台:高频电路实验平台、EDA实验平台、单片机实验平台、电子测量、综合电路实验平台、DSP实验平台和通信工程实验平台。电子创新实验室能满足综合课程设计、学生毕业设计、电子设计竞赛、教师科研和创新实践活动的需要。电子创新实验室以开放性建设模式为基础建立了较为完善的开放制度,为最大限度地发挥实验室的效能,除实验教学所安排的时间段外,其他时间段面向所有学生开放,这种管理方式,保障了多元化实践教学模式的正常运行。
四、大学生电子设计竞赛促进师资队伍的建设
大学生电子设计竞赛题目有类型较多,涉及的知识几乎涵盖到电子信息类专业的专业必修课和专业选修课的所有知识。在指导大学生电子设计竞赛的过程中,教师会接触到各种各样的知识和技术,在指导竞赛过程中,教师和教师、教师和学生之间的交流会更加拓宽教师的学术和专业视野,每一届比赛结束之后留下的技术资料更是教师最宝贵的资料。经过历届指导,教师在参与实践的过程中,不断积累经验,吸收前沿知识和技术。这不仅对他们提高教学水平有很大帮助,而且也会慢慢找到自己的研究方向,并充分运用以往的研究经验,形成清晰的学术观念,逐渐地提高自己的科研能力。因此,竞赛的指导过程也是中青年教师提高教学能力和增强科研能力的过程。
五、结语
我校引进慧鱼创意组合模型10套,每套模型中包括9个组合包。机器人电子设计认识实习分班级开展,4个学生为一个实习小组。整个实习过程分为五个阶段进行:项目资料收集阶段、基本知识准备阶段、操作练习阶段、项目产品装配、编程、调试阶段、项目验收阶段。
1.1收集项目资料教师根据学生的特点,给出若干项目题目,例如,移动机器人、叉车机器人、颜色识别机器人、抓取机械手、轨迹搜寻机器人等。并由学生自由分组,根据个人兴趣和能力进行项目选择。选定题目后,每组成员根据所选项目的任务要求,开始分头执行各自的任务。包括搜集所用数据资料,阅读交流。在此过程中,教师要指导学生如何搜集信息和处理信息,要让学生了解哪些是相关的信息,如项目产品的实际应用背景、工作过程、注意事项等。指导学生整理和储存信息。
1.2准备基本知识教师采用计算机辅助教学方法对慧鱼创意组合模型进行讲解。结合慧鱼创意组合模型及实习任务要求,通过课件介绍和上机演示对慧鱼组合模型、装配方法等、ROBOTX控制器的使用、ROBOPRO软件编程等内容进行讲解。ROBOPRO软件编程采用图形化的语言,通过接口板与PC机相连,大一学生能够很快掌握和上手。同时它的直观性也容易调动学生学习和创新的积极性。
1.3操作练习教师以一个典型模型为例,根据不同的功能要求,进行师范编程,实现提出的功能。学生分组操作,教师提出不同的功能要求,并进行现场指导。
1.4项目产品装配、编程、调试学生根据所选项目领取所需的实验器材,包括慧鱼创意组合模型包、慧鱼专用电源、慧鱼接口板等。根据项目任务要求,分析项目工作原理和步骤等。以叉车机器人为例,其工作步骤如下。(1)叉车从轨道端点A出发,此时叉车前叉升高(由限位开关控制其最高位置)。(2)按压起动按钮,叉车开始沿环形轨道运行。(3)在叉车运行过程中,根据轨迹传感器的检测信息实时调整叉车的运行方向(通过调整左右两侧车轮的运行速度实现运行方向的调整)。(4)叉车运行到轨道端点B后,叉车停止运行,并降低前叉(由限位开关控制其最低位置),然后向前运行到工件位置,前叉升高,叉起工件,掉头沿原路返回。(5)叉车运行到端点A后,放下前叉,将工件放置在指定位置(端点A处),后退一定距离,升起前叉,然后掉头,恢复到出发状态。至此叉车的一次工件搬运工作结束。小组成员理解了项目任务后,进行组内协商分工,开始模型装配、编程、调试等实际操作,这是项目完成的关键步骤。在进行模型装配之前,让学生认真阅读慧鱼公司提供的资料,从而获得大量的感性认识。之后,根据生产实践和生活经验进入动手创意阶段,大胆设想,进行设计组合和装配,构件项目中的结构模型,并搭接电路、气路连接线。然后根据项目工作原理和步骤进行图形化编程(如图2所示)。[4]在初步完成了软件编程后,先检查程序有无编写规范上的错误,通过仿真功能可以进一步检查错误。初步检查之后,将接口板连接到电脑,进行硬件测试,即可在线调试。如果调试程序无误,并且确保接口板与电脑的端口连接正确,即进行程序下载。下载完成系统将给予提示,此时即可断开电脑与接口板之间的连线,在下载模式下运行慧鱼模型。装配、调试完成的几个项目产品模型如图3所示,包括叉车机器人、抓取机械手等。这些产品模型使知识具体化、形象化,为学生感知、理解和记忆知识创造了条件。从而减少学生掌握抽象概念的困难,助其形成明确的概念,发展其观察能力和思维能力,提高学生的学习兴趣和积极性。
1.5项目验收最后进行实习项目验收答辩,检验实习成效。各小组在完成实习项目后,要写出实习报告,详细叙述实习项目的设计思路与实现方法、遇到的问题及解决方法、项目小组的体会。并进行现场答辩:陈述制作过程、展示产品运行过程、解释关键工作原理和采用的方法、回答教师的提问。
2结束语
(1)学生掌握的专业知识参差不齐,而电子设计所用的集成芯片种类型号繁多,学生必须学会自己查阅资料,尤其要会查阅英文资料。
(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。
五、结语
1培养了学生的实践创新能力
中国研究生电子设计竞赛从预备通知到正式比赛有一年时间的跨度,学生在此期间通过自命题或导师命题查阅文献并收集资料,采用最新技术至最终完成设计。竞赛中三名学生组成一队。中国研究生电子设计竞赛命题分笔试和实践环节命题两部分。笔试采取统一命题,实践环节学生自命题。学生的一些参赛作品命题具有独特的创意,如清华大学的“可穿戴多媒体无线体域网”;北方工业大学的“基于NiosⅡ的商品防伪系统”;华南理工大学的“视觉跟踪人机交互SOC设计”;台湾亚东技术学院的“公车动态资讯系统”;复旦大学的“超声血流分析平台”;东南大学的“基于微电子神经桥的瘫痪病人肢体康复系统设计”等作品都具有非常高的科技含量。成都电子科技大学的作品“新型无创伤式颅内压检测系统”项目以其极高的商业应用前景,获得了众多企业的青睐。
2推动了教学工作的开展
十几年来,许多高校在竞赛的推动下开设了“电子设计自动化”课程。一些教师将电子设计自动化最新技术融入研究生教学。每年的研究生电子设计竞赛,带队教师通过学生的设计作品了解到其他院校最新教学及科研现状,通过互相交流,然后融入各自的教学中。中国研究生电子设计竞赛从第六届开始作品设计题目采用自由命题方式,从而使高校学生的设计作品和毕业设计及研究生所从事的科研课题紧密结合。学生在有限的竞赛时间内完成设计,可以说通过比赛进一步提高毕业设计论文的质量。
二、研究生电子设计竞赛模式的探索
1与企业深层次的合作
中国研究生电子竞赛从诞生之日起,就确立了“以企业为主要推动力“”的发展思路。企业提供资金支持、参与题目设计与评审,为优秀参赛者提供创业就业机会等。前期参与的企业有中国华大集成电路设计中心、深圳华为技术有限公司、清华同方股份有限公司、Synopsys公司、Cadence公司、MenterGraphics公司、IEEE-SSCS北京分会、深港产学研基地、深圳市国微电子股份有限公司、深圳市亚科希资讯有限公司、中兴通讯股份有限公司、ALTERA公司等。
2严格科学可行的竞赛规则
中国研究生电子设计竞赛建立了一只由国内知名高校教授及研究所专家组成的组委会和命题委员会。委员会制定了严格科学可行的竞赛规则。包括报名和资格确认、竞赛程序、竞赛要求、报奖比例和评奖比例、评审制度、公示以及相关的时间节点等内容。竞赛程序包括竞赛的类型、笔试、预赛和决赛答辩等;竞赛要求包括报告的格式、主要内容、视频制作的格式和密封方法等;评审制度包括论文评审的要求、复审、答辩评审、评分标准和计分规则等;公示包括公示日期、投诉和对投诉的应答等。
1.学校重视,为参赛创造良好条件
为了使竞赛的各项工作高效率进行,我校在每次竞赛前都成立领导小组。其职责是对竞赛活动进行整体协调以及制定相关政策,组建教师指导组,选拔优秀参赛队员,制定并实施竞赛培训计划等。在组织竞赛方面,从学校领导到各部门领导都十分重视大学生电子设计竞赛。每次都会拨出专款用于电子设计竞赛,同时还制定了相应鼓励政策,以调动师生的参与积极性。各职能部门都积极配合电子设计竞赛工作,为学生提供一切可能的条件。
2.电子设计竞赛促进实践能力的培养
电子设计竞赛是对学生的创新实践能力的一次综合测试。它不同于学校传统的课程考试,不是单凭一张考卷来评定一个人的综合素质。对参赛学生来说,他们是电子设计竞赛最直接的考验者,从对题目的分析到选题、方案设计、元器件的确定、设计装配制作、调试、最后完成作品并写出论文。这对学生的理论联系实际能力、实践动手能力、软硬件综合应用能力、论文书写能力是一个很好的考验。参加比赛的学生都有这样的感慨,通过这样的比赛,自己的动手能力得到了很大的提高,对原来书本上的知识点有了更深入的理解,也发现自己的知识还远远不够,需要大面积的充电。
竞赛同时也提高了学生解决、分析问题的能力。学生事先的设计方案并非是最优的,也并非完全正确,在实践的检验中,大部分学生都会碰到这样那样的问题,器件的参数选择不对、连错一个管脚、一根导线走错,都会影响整个电路。这就要求学生在竞赛中必须有耐心,时刻保持清醒的头脑,对故障原因加以分析,找出故障点,有的学生方案设计不合理,要经过多次的改动,在反复的实践中,他们取得了最后的成功,积累了宝贵的经验。通过竞赛,每一位参赛队员都从中学到了许多知识,受益匪浅。
3.电子设计竞赛培养学生市场及工程意识
3.1注重团队精神的培养
团队精神对于企业而言具有相当重要的作用,可以说,在一定程度上,它决定了企业的前途,因此,企业在招人时也很注重人员的团队意识。在电子设计竞赛的培训过程中,我们很注重培养学生的团队精神,在比赛中,三人一组,分工明确,一人负责硬件的搭建,一人负责软件程序的编写,一人负责整理和书写设计报告,对全局要有所把握,三个人需要紧密团结、相互合作、齐心协力,这是最后获得成功的重要因素,任何的不协调都将导致功败垂成。
学校采取自愿搭配的原则。由于培训学生来自不同专业,不同班级,每个学生的知识结构、学业特长、个性特征差别较大,不宜盲目地强行组合;而大学生往往具有独立意识,所以采取让他们自愿搭配,自由组合的办法,并在培训过程中注意观察、适时调整,最终确定小组成员。
3.2借鉴公司项目开发的管理模式组织培训,采用工程概念进行设计制作在学习了一定的基础知识的前提下,采用项目导向的培训模式。这需要指导教师根据历年电子设计竞赛的出题类型,结合本学校的实际情况,为学生选择合适的项目,在规定的时间内让学生完成规定的任务。让学生从分析题目,去图书馆、上网查找资料,确定几套方案,到实践解决问题有一个全面的认识。
引入模块化的概念,硬件模块化、软件模块化等,比如,电源模块、单片机最小系统、显示模块、A/D、D/A模块等等,事先都可以做好备用。在培训过程中关注新器件的使用,申请一些样片尝试其使用情况。
4.给学生带来积极的“副作用”
全国大学生电子设计竞赛极大地激发了参赛学生的积极性和主动性,无论成绩如何,参赛者都感触颇多,收获很大。学生普遍认为工程实践能力得到了极大的提高,对电子制作的兴趣更浓,自愿从虚拟的网络游戏中回到了实验室,针对参赛的学生,实验室是开放的,只要是没课时间,学生们都愿意在实验室里,从被动学习变成了主动寻求方法解决实际问题。因此,我们在选拔参赛人员时也从原来的主要是大三的学生扩展到大一、大二优秀的学生也可参加比赛,或与大三的学生进行组合成队,激发他们的学习热情,为以后的比赛培养好的苗子。参加过竞赛的同学在后续的课程中都表现出特有的专注和投入,也有了很多想法,开始认真思考今后的人生打算。这也正是竞赛精神的延续与扩展,笔者觉得也是最有意义的一点。
电子设计竞赛的参与有利于学生的就业,很多用人单位提出将参加过电子设计竞赛作为选择条件之一,对参加电子设计竞赛并获奖的学生优先录用。我校参赛的学生目前在上海、厦门、深圳等地都有非常好的工作及丰厚的薪水,比有些本科学校的学生体现出更强的动手能力。
1.创新实践教育必须把电子信息技术作为主导内容
理论上讲高校的创新实践教育内容应该涵盖该校的所有学科,但必须以高新技术为主导,这一点是必然的,否则就谈不上创新。而在高新科学技术中,电子信息学科则应是首当其冲的龙头学科,这也是毋庸置疑的,我校在开展创新实践教育中,无论是起步阶段,还是现已成立“大学生创新院”全面展开的今天,电子信息技术一直是创新实践教育的主导内容,以其为龙头学科带动其它相关学科,共同提高和发展。究其原因不外有两点:
第一,电子信息技术在诸多高新技术中是发展最快、最具活力、而且对自然科学的其它领域、对人类社会的发展乃至人们的日常生活影响最大的学科。作为在高校学习的大学生们,无论是电类的,还是非电类的,也无论理科的还是工科的,都必须对电子信息技术(包括模拟技术及数字技术、电子视听技术、电子测量技术、自动控制技术、近代通信技术、计算机科学及应用技术、光电技术等等)有一定程度的了解,都必须掌握和具有一定的电子信息技术方面的应用能力。我们所说的创新能力,当然而且必须包括电子信息方面的应用能力。
第二,21世纪既是电子信息时代,同时也是自然科学各个领域(学科)相互交叉渗透、相互融合的时代。这是当今科学技术发展最鲜明的特点之一。当前,电子信息学科已成学科相互交叉渗透的焦点,几乎找不到不采用电子信息技术为本学科服务的学科,这已是不争的事实和规律。很多非电学科都在大量采用电子信息技术来提高本学科的自动化程度,以电测技术来提高本学科的测量速度、范围和精度,从而促进本学科的发展。很多学科已把采不采用电子信息技术作为衡量其是否先进,是否接近现代化的尺度。因此,将其列为创新教育的主导内容也就是理所当然的事了。
经验证明,以电子信息技术为主导内容的创新实践教育对大学生有着强烈的吸引力,那些学有余力的非电专业学生大都渴望获取这方面的知识和能力。我校除各院系设有创新教育分中心外,还成立了面向全校的“大学生创新院”。在创新院下设的三个创新教育实践班中,其中两个属于电子信息学科,即“机电实践强化班”和“软件实践强化班”,而另一个“数模强化班”也以计算机为写作工具。而参加这三个中心活动的学生中,非电专业学生占65%,可见这些非电专业学生对学习电子信息技术的渴望程度。这些学生通过在中心的活动,创新实践能力显著提高。我院在2003年的全国大学生电子设计大赛中获得E题全国一等奖的三个学生,其中两个是校机械学院的学生。这些学生通过中心的培训,使本专业与电子信息技术紧密结合,从而显著地提高了创新实践能力。
2.全国电子设计竞赛活动为高校的创新实践教育活动提供了一个好平台
近年来,全国各地举办了很多大型的科技竞赛活动,如“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛和索尼杯全国电子设计大赛。我院的学生都积极参与了这些赛事。从效果看,确实起到了促进和深化创新教育实践活动的作用。笔者作为多次竞赛的指导教师,感受颇深。
(1)以竞赛为契机开展创新实践活动 自1994年始,全国电子设计竞赛已成功举办6届。从学生参赛就可看出电子设计大赛对创新实践教育的影响力,各高校均把参赛作为创新实践活动的重要内容。为参加竞赛,我校组成了多个技术专题组,围绕技术专题开展创新实践活动。学校主管部门则为这些活动提供各种条件,并举办校内的电子设计竞赛,参赛师生都显现出极大的热情,从而推动了创新实践教育活动。
(2)以竞赛来检验创新实践教育效果 开展创新实践教育,根本目的在于激发学生的创新实践意识并提高其创新实践能力。创新实践教育与学校传统的课内教育不同,不能通过一张考卷来评定其教学效果。但各种科技大赛,则是对学员创新实践能力的综合考评尺度。比如电子设计竞赛,从拿到考题后,选题、查阅资料、设计计算、备件、实际动手实施、调试、最后完成作品并写出论文,这些都要在短短的几天内完成,而且这期间可能还要不断修改方案,反复调试。这是对参赛者综合素质的全面检验和考核,是对学员的理论水平、理论联系实践能力、实际动手能力、软硬件综合应用能力、论文书写能力及品质意志、团结协作精神等的大测验。这些能力是实实在在的创新能力,来不得半点侥幸。这也是各高校为什么如此重视这个赛事的主要原因。
3.全国电子设计竞赛有力地促进了高校的电子信息类专业的教学改革和实验室建设