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時(shí)間:2023-03-21 17:09:37
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培養(yǎng)計(jì)劃修訂要遵循高等教育要重視培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的要求,堅(jiān)持全員性與社會(huì)性、科學(xué)性與規(guī)范性、基礎(chǔ)性與實(shí)踐性、個(gè)性化與自主性、特色化與國(guó)際化五大原則,建立一個(gè)符合電子信息類專業(yè)特點(diǎn)的“通識(shí)教育+專業(yè)教育”的人才培養(yǎng)體系及學(xué)科平臺(tái)課程體系。
1.1課程內(nèi)容
在知識(shí)結(jié)構(gòu)方面,要求學(xué)生有良好的思想素養(yǎng)與專業(yè)知識(shí)。專業(yè)知識(shí)主要有學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課程、高校學(xué)生電子設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的探討樓然苗(浙江海洋學(xué)院,浙江舟山316022)專業(yè)方向課、專業(yè)選修課。課程設(shè)置一定要有針對(duì)性,象模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)技術(shù)、EDA技術(shù)、電路原理圖與PCB設(shè)計(jì)、電子綜合設(shè)計(jì)等課程一定要重點(diǎn)把握。一些針對(duì)性不強(qiáng)的課程如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、集成電路設(shè)計(jì)可作為輔修或選修課程。
1.2課程學(xué)時(shí)
以“精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容、壓縮課堂教學(xué)學(xué)時(shí),加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的有效性”為原則,合理分配課堂學(xué)時(shí)與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的比例,對(duì)于與學(xué)生電子設(shè)計(jì)能力關(guān)系密切的課程需適當(dāng)增加一些學(xué)時(shí)。如電子信息類專業(yè)方向課中的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化、電子綜合設(shè)計(jì)輔導(dǎo)等課程可適當(dāng)提高實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù);專業(yè)核心課中的單片機(jī)原理及應(yīng)用課程可按2:1.5設(shè)定理論學(xué)時(shí)與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)比(32學(xué)時(shí)+24學(xué)時(shí))。
1.3集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
去消一些效果不好、由學(xué)生自主聯(lián)系、分散實(shí)習(xí)的課程或減少學(xué)分,減少一些效果不好的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)或改為完成設(shè)計(jì)作品學(xué)分制。為了讓學(xué)生擁有對(duì)一個(gè)電子產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、開發(fā)到成品的全過程能力,除一般的實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)外,可重點(diǎn)開設(shè)電路圖與PCB制作、C語(yǔ)言編程、單片機(jī)設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)等綜合技能訓(xùn)練項(xiàng)目。
1.4形成系統(tǒng)教學(xué)
將大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽的培訓(xùn)與輔導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容納入課程學(xué)分系統(tǒng)中,形成系統(tǒng)的教學(xué)計(jì)劃,為提高學(xué)生電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力及參加全國(guó)全省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽奠定基礎(chǔ)。
1.5學(xué)分的替代制度
建立學(xué)分免修、替代制度,將學(xué)生專利、學(xué)術(shù)論文、競(jìng)賽獲獎(jiǎng)等納入學(xué)分免修、替代等制度中,促進(jìn)學(xué)生參與創(chuàng)新研究的積極性。
2.教材改革與建設(shè)
要鼓勵(lì)教師選用國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教材,鼓勵(lì)教師編寫有校本專業(yè)特色的教材,體現(xiàn)專業(yè)特色、行業(yè)特色和學(xué)校特色。對(duì)電子信息類專業(yè)來說,出版編寫一些實(shí)用性強(qiáng)、有工程項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)例的實(shí)踐教材是非常有必要的,如電子綜合設(shè)計(jì)實(shí)例與輔導(dǎo)、電路原理圖與PCB設(shè)計(jì)實(shí)例、單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例輔導(dǎo)等等。
3.課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
在課堂教學(xué)中要積極推動(dòng)課程教學(xué)范式的根本性轉(zhuǎn)變,在基礎(chǔ)課程中可探索包班制、分級(jí)制、分層制、掛牌上課等基礎(chǔ)課程綜合改革,逐步實(shí)行教考分離。在學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)課中實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)、基于問題、合作學(xué)習(xí)、案例教學(xué)等研究性教學(xué)方法,積極探索各種理論與實(shí)踐互動(dòng)的教學(xué)方式,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、研究能力、合作能力。對(duì)一些與電子設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)關(guān)系密切的課程的課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)可作以下一些償試。
3.1將與計(jì)算機(jī)操作關(guān)系密切的如“單片機(jī)原理及應(yīng)用”、“電路原理圖與PCB設(shè)計(jì)”等理論課放在電子交互教室(機(jī)房)上課,在教學(xué)中將理論教學(xué)與上機(jī)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容交替進(jìn)行,強(qiáng)化教學(xué)效果。
3.2探索慕課等網(wǎng)絡(luò)助學(xué)平臺(tái)教學(xué)方式。分清教師講與學(xué)生學(xué)的內(nèi)容,在網(wǎng)上可布置課外學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)內(nèi)容、探究式學(xué)習(xí)內(nèi)容、拓展性學(xué)習(xí)內(nèi)容,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。一些選修課、方向課可借助網(wǎng)絡(luò)課堂等形式開設(shè)。
3.3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目盡量與實(shí)際電子設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目結(jié)合起來,真題真做,促進(jìn)“教、學(xué)、做”相結(jié)合的“理論實(shí)際一體化”教學(xué)模式。
3.4實(shí)施教考分離,以機(jī)考替代紙質(zhì)考試,或?qū)嵤┮栽O(shè)計(jì)作品為主的課程成績(jī)?cè)u(píng)分制度,促進(jìn)實(shí)踐動(dòng)手能力的提高。
4.實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革
通過對(duì)電子信息類大學(xué)生就業(yè)崗位能力要求的調(diào)研,合理制定學(xué)生的專業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn),明確職業(yè)技能考證要求,優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),提高實(shí)踐學(xué)分,從基本素質(zhì)、基礎(chǔ)技能、專業(yè)技能、綜合訓(xùn)練四個(gè)步驟及素質(zhì)拓展、基礎(chǔ)技能、專業(yè)技能、專業(yè)綜合能力、綜合實(shí)習(xí)和創(chuàng)新實(shí)踐六個(gè)模塊構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系。對(duì)一些效果不好的課程設(shè)計(jì)報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文學(xué)分評(píng)定制,可改成以課程設(shè)計(jì)實(shí)物作品、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)物作品、發(fā)表的科技論文、獲得的知識(shí)產(chǎn)權(quán)(專利)證書、學(xué)科競(jìng)賽獲獎(jiǎng)證書等為主的成果學(xué)分評(píng)定制;一些分散的學(xué)生自主生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)可改為教師帶隊(duì)制的集中實(shí)習(xí);有條件的高校可建設(shè)校內(nèi)電子焊接加工生產(chǎn)線,使之成為具備電子路線設(shè)計(jì)、加工、生產(chǎn)、測(cè)試全過程功能的電子設(shè)備校內(nèi)生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地。
5.課外學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)
大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽是促進(jìn)提高創(chuàng)新實(shí)踐能力的重要載體,要建立一套與教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃相輔助的學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)體系,適當(dāng)開設(shè)一些電子設(shè)計(jì)類知識(shí)的公選課、必修課,成立學(xué)生電子設(shè)計(jì)興趣小組(社團(tuán)),提供開放的活動(dòng)場(chǎng)地,在教師指導(dǎo)下開展日常的電子設(shè)計(jì)活動(dòng),鼓勵(lì)并輔導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科技、知識(shí)產(chǎn)權(quán)申請(qǐng)等學(xué)術(shù)研究活動(dòng),活躍校園學(xué)術(shù)研究氣氛,也為大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽打下基礎(chǔ)。
6.職業(yè)證書考證教學(xué)
職業(yè)技能證書是為了適應(yīng)用人單位工作的客觀需求。在教學(xué)上一定要強(qiáng)化與職業(yè)考證相關(guān)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。可將職業(yè)技能考證培訓(xùn)內(nèi)容整合到相關(guān)教學(xué)課程及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中,減少課外考證輔導(dǎo)的教學(xué)學(xué)時(shí)。建立校內(nèi)電子工程師考證、電工考證、電子CAD考證點(diǎn)并設(shè)立網(wǎng)上輔導(dǎo)平臺(tái),開放考證訓(xùn)練的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地,提高電子工程師、板級(jí)工程師、電工等考證學(xué)生的持證率。
7.小結(jié)
(一)暑期賽前培訓(xùn)階段經(jīng)過中期培訓(xùn)以后,按照比賽要求讓學(xué)生自愿組隊(duì)。在隊(duì)內(nèi),隊(duì)員按負(fù)責(zé)單片機(jī)和EDA程序設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)和報(bào)告撰寫進(jìn)行分工。指導(dǎo)教師根據(jù)我校在競(jìng)賽中擅長(zhǎng)儀器儀表和通信兩個(gè)方向,對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)培訓(xùn)。在培訓(xùn)的過程中著重培養(yǎng)學(xué)生檢索資料的能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、分析排除故障能力、設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫能力等。賽前培訓(xùn)每個(gè)題目一般安排8天左右時(shí)間,分資料查找、方案認(rèn)證、單元電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)電路調(diào)試和測(cè)試這幾個(gè)階段。為了讓學(xué)生適應(yīng)比賽現(xiàn)場(chǎng)氛圍,賽前半月進(jìn)行模擬比賽演練,嚴(yán)格按照比賽時(shí)間和規(guī)則要求學(xué)生完成規(guī)定的任務(wù)。在競(jìng)賽組委會(huì)下達(dá)了競(jìng)賽所需儀器設(shè)備和器件后,準(zhǔn)備好相關(guān)的儀器和器件,并讓學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的準(zhǔn)備。
(二)賽后工作在學(xué)生完成參賽作品測(cè)試后,召集指導(dǎo)老師和參賽學(xué)生召開專門會(huì)議,對(duì)本屆比賽的作賽后總結(jié),總結(jié)本次比賽題目涉及的知識(shí)點(diǎn),完成項(xiàng)目時(shí)的不足之處,以及今后努力的方向。最后,并把所有訓(xùn)練時(shí)和競(jìng)賽的技術(shù)資料歸檔保存,傳承給下一屆的學(xué)生作為參考。
二、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽促進(jìn)了我校電子信息類專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革
通過組織學(xué)生參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,發(fā)現(xiàn)我校電子信息類學(xué)生存在理論基礎(chǔ)較好而動(dòng)手能力較差、參與意識(shí)較強(qiáng)而工程素養(yǎng)不足等現(xiàn)象。這說明現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容和課程體系急需改革,如:在平時(shí)實(shí)驗(yàn)課中,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多而自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)少,單科性實(shí)驗(yàn)多而綜合性實(shí)驗(yàn)少,采用傳統(tǒng)的方法多而應(yīng)用最新的技術(shù)少。針對(duì)這些問題,我們對(duì)現(xiàn)有的電子信息類課程體系進(jìn)行了一些調(diào)整和改革。
(一)理論和實(shí)踐并重,不斷完善課程體系和教學(xué)內(nèi)容根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽內(nèi)容,我們對(duì)課程體系和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整,調(diào)整主要內(nèi)容有三個(gè)方面,第一,理順各門課之間的銜接關(guān)系,做到教學(xué)內(nèi)容知識(shí)寬但不重復(fù)。些外,為了讓學(xué)生了解電子信息領(lǐng)域的新知識(shí)和新技術(shù),我們?cè)谶x修課中開設(shè)了《前沿技術(shù)講座》課程,分別講述各自研究方向的新知識(shí)、新技術(shù)和新應(yīng)用。第二,在重視理論教學(xué)的同時(shí),加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)。除了增加了實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和綜合實(shí)驗(yàn)課程外,還在選修課中增加了《電子線路設(shè)計(jì)制作》、《電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)》等兩門綜合設(shè)計(jì)性選修課,在實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)增加了《綜合設(shè)計(jì)》實(shí)踐環(huán)節(jié),讓學(xué)生有更多的時(shí)間參與實(shí)踐,提高了他們的實(shí)踐動(dòng)手能力和工程應(yīng)用能力。第三,由于可編程器件的不斷發(fā)展和應(yīng)用,對(duì)電子信息類的程序設(shè)計(jì)能力提出了更高的要求。在課程體系中,我們?cè)黾印稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》等程序設(shè)計(jì)類課程,以加強(qiáng)對(duì)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。
(二)實(shí)踐教學(xué)體系改革根據(jù)大學(xué)生電子競(jìng)賽對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的要求。通過研究與探索,我們優(yōu)化了實(shí)踐教學(xué)體系,按照學(xué)生認(rèn)識(shí)———訓(xùn)練———?jiǎng)?chuàng)新能力形成規(guī)律,整合實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建由專業(yè)認(rèn)知、專業(yè)技能訓(xùn)練、課程實(shí)驗(yàn)、開放式實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)、中期實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、科技競(jìng)賽組成的實(shí)踐教學(xué)體系,實(shí)踐教學(xué)的比例占總學(xué)時(shí)的27%左右。實(shí)踐教學(xué)體系整合課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,按照基本實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)四個(gè)層次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)方面,對(duì)于基礎(chǔ)性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),我們規(guī)定了必做內(nèi)容和選做內(nèi)容;對(duì)綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),我規(guī)定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求和擴(kuò)展要求。這樣,對(duì)學(xué)生即達(dá)到某一實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡墓残杂?xùn)練,又實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)。
(三)不斷豐富教學(xué)方法和教學(xué)手段,提高了教學(xué)的質(zhì)量和效率除了采用傳統(tǒng)的板書和多媒體技術(shù)教學(xué)手段之外,我們盡可能將各種EDA仿真軟件應(yīng)用到理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。讓學(xué)生很直觀地認(rèn)識(shí)到各種理論知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用及應(yīng)用效果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,對(duì)于安裝電路和焊接電路等一些技能性工作,我們要求學(xué)生在課外學(xué)時(shí)完成。采用這些教學(xué)方法和手段,不僅提高了教學(xué)質(zhì)量和效率,而且節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本和實(shí)驗(yàn)室的有效利用率。
三、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽促進(jìn)了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)
大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的功能、性能、類型及實(shí)驗(yàn)室的管理模式提出了更高的要求,原來實(shí)驗(yàn)室常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器和管理模式不能滿足大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、工程應(yīng)用型人才以及創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。為了給學(xué)生創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和教師的科研創(chuàng)造一個(gè)良好的平臺(tái),我們建成了電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以建設(shè)先進(jìn)、實(shí)用、開放的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室為目標(biāo),建成了7個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái):高頻電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、EDA實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、電子測(cè)量、綜合電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、DSP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和通信工程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室能滿足綜合課程設(shè)計(jì)、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、教師科研和創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的需要。電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室以開放性建設(shè)模式為基礎(chǔ)建立了較為完善的開放制度,為最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的效能,除實(shí)驗(yàn)教學(xué)所安排的時(shí)間段外,其他時(shí)間段面向所有學(xué)生開放,這種管理方式,保障了多元化實(shí)踐教學(xué)模式的正常運(yùn)行。
四、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽促進(jìn)師資隊(duì)伍的建設(shè)
大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目有類型較多,涉及的知識(shí)幾乎涵蓋到電子信息類專業(yè)的專業(yè)必修課和專業(yè)選修課的所有知識(shí)。在指導(dǎo)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的過程中,教師會(huì)接觸到各種各樣的知識(shí)和技術(shù),在指導(dǎo)競(jìng)賽過程中,教師和教師、教師和學(xué)生之間的交流會(huì)更加拓寬教師的學(xué)術(shù)和專業(yè)視野,每一屆比賽結(jié)束之后留下的技術(shù)資料更是教師最寶貴的資料。經(jīng)過歷屆指導(dǎo),教師在參與實(shí)踐的過程中,不斷積累經(jīng)驗(yàn),吸收前沿知識(shí)和技術(shù)。這不僅對(duì)他們提高教學(xué)水平有很大幫助,而且也會(huì)慢慢找到自己的研究方向,并充分運(yùn)用以往的研究經(jīng)驗(yàn),形成清晰的學(xué)術(shù)觀念,逐漸地提高自己的科研能力。因此,競(jìng)賽的指導(dǎo)過程也是中青年教師提高教學(xué)能力和增強(qiáng)科研能力的過程。
五、結(jié)語(yǔ)
(一)成立電子設(shè)計(jì)興趣小組階段
成立電子設(shè)計(jì)興趣小組的目的是為那些學(xué)有余力的同學(xué)提供一個(gè)拓展課程和專業(yè)知識(shí)場(chǎng)所,創(chuàng)造一個(gè)同學(xué)們進(jìn)行電子設(shè)計(jì)交流的機(jī)會(huì)。興趣小組活動(dòng)以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,在老師的指導(dǎo)下采用高年級(jí)學(xué)生帶低年級(jí)學(xué)生的方式,常年開展活動(dòng)。對(duì)于一年級(jí)的同學(xué),主要是提高他們程序設(shè)計(jì)能力;對(duì)于二年級(jí)同學(xué),提高他們單元電路的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試以及單片機(jī)開發(fā)和應(yīng)用的能力;對(duì)于三年級(jí)同學(xué),主要提高他們系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試能力。電子設(shè)計(jì)興趣小組對(duì)隊(duì)員的進(jìn)入和退出要求不作嚴(yán)格規(guī)定,有興趣有毅力的學(xué)生會(huì)堅(jiān)持下來并認(rèn)真完成任務(wù),跟不上的學(xué)生就會(huì)自動(dòng)退出。
(二)中期培訓(xùn)階段
在每年的3月初,正式啟動(dòng)參加全國(guó)或全省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽相關(guān)工作。因成立電子設(shè)計(jì)興趣小組的目的之一是為電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)后備力量,所以參賽學(xué)生主要在電子設(shè)計(jì)興趣小組中產(chǎn)生。這個(gè)階段培訓(xùn)的主要內(nèi)容是在電子設(shè)計(jì)興趣小組活動(dòng)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,對(duì)單元電路、單片機(jī)小系統(tǒng)和EDA小系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試。培訓(xùn)時(shí)間在每周的周末,每周培訓(xùn)結(jié)束后,指導(dǎo)教師會(huì)布置一些項(xiàng)目讓學(xué)生做,并在下一次課前檢查學(xué)生的完成情況。在6月底,教師根據(jù)每次任務(wù)的完成情況進(jìn)行篩選,并最終確定暑期培訓(xùn)隊(duì)員。
(三)暑期賽前培訓(xùn)階段
經(jīng)過中期培訓(xùn)以后,按照比賽要求讓學(xué)生自愿組隊(duì)。在隊(duì)內(nèi),隊(duì)員按負(fù)責(zé)單片機(jī)和EDA程序設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)和報(bào)告撰寫進(jìn)行分工。指導(dǎo)教師根據(jù)我校在競(jìng)賽中擅長(zhǎng)儀器儀表和通信兩個(gè)方向,對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)培訓(xùn)。在培訓(xùn)的過程中著重培養(yǎng)學(xué)生檢索資料的能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、分析排除故障能力、設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫能力等。賽前培訓(xùn)每個(gè)題目一般安排8天左右時(shí)間,分資料查找、方案認(rèn)證、單元電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)電路調(diào)試和測(cè)試這幾個(gè)階段。為了讓學(xué)生適應(yīng)比賽現(xiàn)場(chǎng)氛圍,賽前半月進(jìn)行模擬比賽演練,嚴(yán)格按照比賽時(shí)間和規(guī)則要求學(xué)生完成規(guī)定的任務(wù)。在競(jìng)賽組委會(huì)下達(dá)了競(jìng)賽所需儀器設(shè)備和器件后,準(zhǔn)備好相關(guān)的儀器和器件,并讓學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的準(zhǔn)備。
(四)賽后工作
在學(xué)生完成參賽作品測(cè)試后,召集指導(dǎo)老師和參賽學(xué)生召開專門會(huì)議,對(duì)本屆比賽的作賽后總結(jié),總結(jié)本次比賽題目涉及的知識(shí)點(diǎn),完成項(xiàng)目時(shí)的不足之處,以及今后努力的方向。最后,并把所有訓(xùn)練時(shí)和競(jìng)賽的技術(shù)資料歸檔保存,傳承給下一屆的學(xué)生作為參考。
二、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽促進(jìn)了我校電子信息類專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革
通過組織學(xué)生參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,發(fā)現(xiàn)我校電子信息類學(xué)生存在理論基礎(chǔ)較好而動(dòng)手能力較差、參與意識(shí)較強(qiáng)而工程素養(yǎng)不足等現(xiàn)象。這說明現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容和課程體系急需改革,如:在平時(shí)實(shí)驗(yàn)課中,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多而自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)少,單科性實(shí)驗(yàn)多而綜合性實(shí)驗(yàn)少,采用傳統(tǒng)的方法多而應(yīng)用最新的技術(shù)少。針對(duì)這些問題,我們對(duì)現(xiàn)有的電子信息類課程體系進(jìn)行了一些調(diào)整和改革。
(一)理論和實(shí)踐并重,不斷完善課程體系和教學(xué)內(nèi)容
根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽內(nèi)容,我們對(duì)課程體系和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整,調(diào)整主要內(nèi)容有三個(gè)方面,第一,理順各門課之間的銜接關(guān)系,做到教學(xué)內(nèi)容知識(shí)寬但不重復(fù)。些外,為了讓學(xué)生了解電子信息領(lǐng)域的新知識(shí)和新技術(shù),我們?cè)谶x修課中開設(shè)了《前沿技術(shù)講座》課程,分別講述各自研究方向的新知識(shí)、新技術(shù)和新應(yīng)用。第二,在重視理論教學(xué)的同時(shí),加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)。除了增加了實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和綜合實(shí)驗(yàn)課程外,還在選修課中增加了《電子線路設(shè)計(jì)制作》、《電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)》等兩門綜合設(shè)計(jì)性選修課,在實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)增加了《綜合設(shè)計(jì)》實(shí)踐環(huán)節(jié),讓學(xué)生有更多的時(shí)間參與實(shí)踐,提高了他們的實(shí)踐動(dòng)手能力和工程應(yīng)用能力。第三,由于可編程器件的不斷發(fā)展和應(yīng)用,對(duì)電子信息類的程序設(shè)計(jì)能力提出了更高的要求。在課程體系中,我們?cè)黾印稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》等程序設(shè)計(jì)類課程,以加強(qiáng)對(duì)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。
(二)實(shí)踐教學(xué)體系改革
根據(jù)大學(xué)生電子競(jìng)賽對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的要求。通過研究與探索,我們優(yōu)化了實(shí)踐教學(xué)體系,按照學(xué)生認(rèn)識(shí)———訓(xùn)練———?jiǎng)?chuàng)新能力形成規(guī)律,整合實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建由專業(yè)認(rèn)知、專業(yè)技能訓(xùn)練、課程實(shí)驗(yàn)、開放式實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)、中期實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、科技競(jìng)賽組成的實(shí)踐教學(xué)體系,實(shí)踐教學(xué)的比例占總學(xué)時(shí)的27%左右。實(shí)踐教學(xué)體系整合課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,按照基本實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)四個(gè)層次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)方面,對(duì)于基礎(chǔ)性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),我們規(guī)定了必做內(nèi)容和選做內(nèi)容;對(duì)綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),我規(guī)定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求和擴(kuò)展要求。這樣,對(duì)學(xué)生即達(dá)到某一實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡墓残杂?xùn)練,又實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)。
(三)不斷豐富教學(xué)方法和教學(xué)手段,提高了教學(xué)的質(zhì)量和效率
除了采用傳統(tǒng)的板書和多媒體技術(shù)教學(xué)手段之外,我們盡可能將各種EDA仿真軟件應(yīng)用到理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。讓學(xué)生很直觀地認(rèn)識(shí)到各種理論知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用及應(yīng)用效果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,對(duì)于安裝電路和焊接電路等一些技能性工作,我們要求學(xué)生在課外學(xué)時(shí)完成。采用這些教學(xué)方法和手段,不僅提高了教學(xué)質(zhì)量和效率,而且節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本和實(shí)驗(yàn)室的有效利用率。
三、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽促進(jìn)了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)
大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的功能、性能、類型及實(shí)驗(yàn)室的管理模式提出了更高的要求,原來實(shí)驗(yàn)室常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器和管理模式不能滿足大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、工程應(yīng)用型人才以及創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。為了給學(xué)生創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和教師的科研創(chuàng)造一個(gè)良好的平臺(tái),我們建成了電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以建設(shè)先進(jìn)、實(shí)用、開放的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室為目標(biāo),建成了7個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái):高頻電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、EDA實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、電子測(cè)量、綜合電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、DSP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和通信工程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室能滿足綜合課程設(shè)計(jì)、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、教師科研和創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的需要。電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室以開放性建設(shè)模式為基礎(chǔ)建立了較為完善的開放制度,為最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的效能,除實(shí)驗(yàn)教學(xué)所安排的時(shí)間段外,其他時(shí)間段面向所有學(xué)生開放,這種管理方式,保障了多元化實(shí)踐教學(xué)模式的正常運(yùn)行。
四、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽促進(jìn)師資隊(duì)伍的建設(shè)
大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目有類型較多,涉及的知識(shí)幾乎涵蓋到電子信息類專業(yè)的專業(yè)必修課和專業(yè)選修課的所有知識(shí)。在指導(dǎo)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的過程中,教師會(huì)接觸到各種各樣的知識(shí)和技術(shù),在指導(dǎo)競(jìng)賽過程中,教師和教師、教師和學(xué)生之間的交流會(huì)更加拓寬教師的學(xué)術(shù)和專業(yè)視野,每一屆比賽結(jié)束之后留下的技術(shù)資料更是教師最寶貴的資料。經(jīng)過歷屆指導(dǎo),教師在參與實(shí)踐的過程中,不斷積累經(jīng)驗(yàn),吸收前沿知識(shí)和技術(shù)。這不僅對(duì)他們提高教學(xué)水平有很大幫助,而且也會(huì)慢慢找到自己的研究方向,并充分運(yùn)用以往的研究經(jīng)驗(yàn),形成清晰的學(xué)術(shù)觀念,逐漸地提高自己的科研能力。因此,競(jìng)賽的指導(dǎo)過程也是中青年教師提高教學(xué)能力和增強(qiáng)科研能力的過程。
五、結(jié)語(yǔ)
(1)學(xué)生掌握的專業(yè)知識(shí)參差不齊,而電子設(shè)計(jì)所用的集成芯片種類型號(hào)繁多,學(xué)生必須學(xué)會(huì)自己查閱資料,尤其要會(huì)查閱英文資料。
(2)學(xué)生雖有一定的動(dòng)手能力,但容易僅憑經(jīng)驗(yàn)?zāi)玫皆骷苯釉陔娐钒迳线M(jìn)行焊接,往往導(dǎo)致功能測(cè)試時(shí)糾錯(cuò)困難。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,學(xué)生利用計(jì)算機(jī)仿真軟件進(jìn)行硬件原理圖的設(shè)計(jì)是發(fā)展的必然趨勢(shì)。
(3)學(xué)生制作出的電子作品外觀布局多樣,如何將設(shè)計(jì)好的電路進(jìn)行科學(xué)PCB制板能力制板,才能方便焊接,且減少相互干擾,是設(shè)計(jì)最終成功的關(guān)鍵。
(4)學(xué)生在焊接技術(shù)不夠嫻熟,使得電子作品調(diào)試不能完全達(dá)到要求,焊接的好壞,直接關(guān)系到電子產(chǎn)品或制作的質(zhì)量。為了取得好的賽績(jī),必須著力培養(yǎng)學(xué)生電子設(shè)計(jì)制作的綜合能力,即查閱資料、硬件原理圖的設(shè)計(jì)、電路板的布線與制作、焊接功能測(cè)試能力。其中硬件原理圖的設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)是教學(xué)中的突出難點(diǎn)。
二、Proteus硬件仿真技術(shù)改革電子設(shè)計(jì)大賽教學(xué)內(nèi)容
電子設(shè)計(jì)大賽采取理論教學(xué)與制作訓(xùn)練結(jié)合的集訓(xùn)思路對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。理論部分進(jìn)行模塊化分解包括:基本元件;傳感器;集成芯片部分。教師按此分類進(jìn)行模塊化理論教學(xué),學(xué)生通過模塊來構(gòu)建自己的知識(shí)結(jié)構(gòu),形成個(gè)體獨(dú)特的知識(shí)體系。制作訓(xùn)練部分包括:電子儀器和Proteus仿真軟件的使用;常用的基本單元模塊的設(shè)計(jì)和制作;綜合電子制作訓(xùn)練。理論教學(xué)和制作訓(xùn)練在時(shí)間安排上遵循交替進(jìn)行原則,并增加了Proteus硬件仿真技術(shù)的應(yīng)用。Proteus是英國(guó)Lab-centerelectronics公司于1989年開發(fā)的一款電路仿真軟件,擁有豐富的元器件、各種虛擬儀器、圖形化的分析功能,現(xiàn)已在全球50多個(gè)國(guó)家得到應(yīng)用,廣泛應(yīng)用于高校的大學(xué)生或研究生電子學(xué)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)以及公司實(shí)際電路設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。Proteus主要由兩部分組成:ISIS原理圖設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng);ARES印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)。硬件原理圖的設(shè)計(jì)能力是困擾學(xué)生的突出難題,也是保障電子設(shè)計(jì)制作成功的重要前提。因此,在電子設(shè)計(jì)大賽中將主要應(yīng)用Proteus軟件的ISIS原理圖設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)輔助教學(xué)。Proteus軟件硬件原理圖設(shè)計(jì)及仿真的具體步驟為:新建設(shè)計(jì)文件并設(shè)置圖紙參數(shù)和相關(guān)信息;放置元器件;對(duì)原理圖進(jìn)行布線;利用ISIS提供的電氣規(guī)則檢查命令檢查原理圖,調(diào)整原理圖布局;電路運(yùn)行調(diào)試。
三、Proteus硬件仿真技術(shù)在電子設(shè)計(jì)大賽中的教學(xué)實(shí)施
Proteus硬件仿真技術(shù)作為一種先進(jìn)的教學(xué)手段,貫穿應(yīng)用于電子設(shè)計(jì)大賽的理論教學(xué)和制作訓(xùn)練教學(xué)全過程。
1.Proteus硬件仿真技術(shù)在理論教學(xué)中應(yīng)用Proteus軟件提供了很多種類的虛擬仿真工具,包括探針、虛擬儀器、信號(hào)發(fā)生器、仿真圖表等。Proteus軟件的虛擬仿真模式包括交互式動(dòng)態(tài)仿真和基于圖表的靜態(tài)仿真。采用虛擬演示實(shí)驗(yàn)的方法,將Proteus仿真技術(shù)引入電子設(shè)計(jì)大賽理論教學(xué)環(huán)節(jié),教師可以通過多媒體展示電路的仿真情況,形象地講解電路理論及原理,使學(xué)生清晰觀察到電路運(yùn)行的現(xiàn)象、信號(hào)波形以及各種參數(shù)曲線,從感性上加深對(duì)電路原理與性能的理解,直觀地掌握教學(xué)內(nèi)容,提高教學(xué)的效果與效率。以非門電路組成非對(duì)稱型振蕩電路為例,電路的基本工作原理是利用電容器的充放電。當(dāng)輸入電壓達(dá)到非門的閥值電壓Vth時(shí),非門的輸出狀態(tài)發(fā)生變化。因此,電路輸出地脈沖波形參數(shù)直接取決于電路中阻容元件的數(shù)值。通過Proteus軟件的交互式動(dòng)態(tài)仿真方式,采用虛擬示波器輸出電路中的四處節(jié)點(diǎn)波形,從波形結(jié)果發(fā)現(xiàn):非對(duì)稱型多諧振蕩器的輸出波形是不對(duì)稱的,輸出脈沖寬度tw1=RC,tw2=1.2RC,T=2.2RC。通過調(diào)節(jié)R和C值,可改變輸出信號(hào)的振蕩頻率,改變C實(shí)現(xiàn)輸出頻率的粗調(diào),改變R實(shí)現(xiàn)輸出頻率的細(xì)調(diào)。
2.Proteus硬件仿真技術(shù)在制作訓(xùn)練中應(yīng)用
制作訓(xùn)練采用循序漸進(jìn)的方式進(jìn)行,制作訓(xùn)練初期主要是電子儀器和Proteus軟件的使用;從制作訓(xùn)練中期開始,需針對(duì)常用的基本單元模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作;制作訓(xùn)練后期,以往屆賽題和模擬賽題為訓(xùn)練內(nèi)容進(jìn)行綜合電子制作。通過分析往屆賽題發(fā)現(xiàn),計(jì)數(shù)顯示電路的設(shè)計(jì)訓(xùn)練是賽前培訓(xùn)的重點(diǎn)之一。現(xiàn)以一款數(shù)字顯示倒計(jì)時(shí)定時(shí)基本單元電路的設(shè)計(jì)為例,該電路適用于各種需要定時(shí)的場(chǎng)合,如電話定時(shí)、路燈定時(shí)、某一種狀態(tài)或過程控制定時(shí)等。按照Proteus硬件原理圖設(shè)計(jì)步驟,電路主要由計(jì)數(shù)脈沖產(chǎn)生電路、減法計(jì)數(shù)與數(shù)字顯示電路組成。其中計(jì)數(shù)脈沖產(chǎn)生電路可以由NE555芯片按照多諧振蕩電路進(jìn)行接線,也可以由簡(jiǎn)單的門電路產(chǎn)生,還可以由運(yùn)放電路產(chǎn)生,此處簡(jiǎn)要地用矩形波信號(hào)源表示計(jì)數(shù)脈沖輸入信號(hào)。減法計(jì)數(shù)與數(shù)字顯示電路主要由可預(yù)置4位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器U1(74HC193)、U2(譯碼/驅(qū)動(dòng)CD4511)、U3共陰極七段數(shù)碼管組成。R2與C1組成預(yù)置數(shù)電路,在通電瞬間對(duì)U1(74HC193)進(jìn)行預(yù)置數(shù)9。之后,U1的4腳每接收到一個(gè)負(fù)脈沖,U1計(jì)數(shù)一次并減一,數(shù)碼顯示由9變成8,當(dāng)定時(shí)時(shí)間一到,顯示器顯示0,并且U1的13腳TCD輸出一負(fù)脈沖,由該信號(hào)驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行元件,如晶體管、晶閘管、繼電器、光耦合器等。本電路作為一款通用基本電路,只需稍作改動(dòng)就可實(shí)現(xiàn)多種功能,例如需要進(jìn)行兩位數(shù)顯示,只需改用兩片74HC193分別對(duì)個(gè)位和十位進(jìn)行計(jì)數(shù),再用兩片CD4511驅(qū)動(dòng)兩位數(shù)字顯示即可;如果需要實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)定時(shí)報(bào)警功能,只需利用U1(74HC193)的13腳TCD作為觸發(fā)信號(hào)連接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的執(zhí)行電路即可。采用Proteus硬件仿真技術(shù),在原理圖設(shè)計(jì)階段就可以進(jìn)行評(píng)估,驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的電路是否達(dá)到要求的技術(shù)指標(biāo),還可以通過改變?cè)骷?shù)使整個(gè)電路的性能最優(yōu)化,大大節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間與經(jīng)費(fèi),提高了設(shè)計(jì)效果和質(zhì)量。
四、Proteus硬件仿真技術(shù)在電子設(shè)計(jì)大賽中實(shí)施的效果評(píng)價(jià)
1.Proteus為電子設(shè)計(jì)大賽提供了多媒體教學(xué)平臺(tái)
Proteus軟件為理論教學(xué)提供了先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)、演示和電路分析。教師可以在多媒體教室中深入淺出地分析各種電路的特性,講解各種參數(shù)改變對(duì)電路的影響,幫助學(xué)生突破抽象的難點(diǎn)知識(shí)的理解,形成扎實(shí)系統(tǒng)的知識(shí)體系。
2.Proteus為電子設(shè)計(jì)大賽提供了虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)
Proteus軟件所提供的一系列元件庫(kù),既能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)箱固定模塊的驗(yàn)證功能,還能根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整,整個(gè)過程不受時(shí)間、空間限制,突破了傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室的局限性,克服了學(xué)校經(jīng)費(fèi)不足和儀器設(shè)備不足對(duì)教學(xué)指導(dǎo)的困擾。
3.Proteus為電子設(shè)計(jì)大賽提供了創(chuàng)新平臺(tái)
Proteus軟件提供的硬件仿真功能,為電子設(shè)計(jì)大賽注入了活力,培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的電子設(shè)計(jì)方法,有效地提高了學(xué)生針對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行電子設(shè)計(jì)制作的能力以及創(chuàng)新發(fā)揮的能力。
五、結(jié)語(yǔ)
1培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力
中國(guó)研究生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽從預(yù)備通知到正式比賽有一年時(shí)間的跨度,學(xué)生在此期間通過自命題或?qū)熋}查閱文獻(xiàn)并收集資料,采用最新技術(shù)至最終完成設(shè)計(jì)。競(jìng)賽中三名學(xué)生組成一隊(duì)。中國(guó)研究生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽命題分筆試和實(shí)踐環(huán)節(jié)命題兩部分。筆試采取統(tǒng)一命題,實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)生自命題。學(xué)生的一些參賽作品命題具有獨(dú)特的創(chuàng)意,如清華大學(xué)的“可穿戴多媒體無線體域網(wǎng)”;北方工業(yè)大學(xué)的“基于NiosⅡ的商品防偽系統(tǒng)”;華南理工大學(xué)的“視覺跟蹤人機(jī)交互SOC設(shè)計(jì)”;臺(tái)灣亞東技術(shù)學(xué)院的“公車動(dòng)態(tài)資訊系統(tǒng)”;復(fù)旦大學(xué)的“超聲血流分析平臺(tái)”;東南大學(xué)的“基于微電子神經(jīng)橋的癱瘓病人肢體康復(fù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”等作品都具有非常高的科技含量。成都電子科技大學(xué)的作品“新型無創(chuàng)傷式顱內(nèi)壓檢測(cè)系統(tǒng)”項(xiàng)目以其極高的商業(yè)應(yīng)用前景,獲得了眾多企業(yè)的青睞。
2推動(dòng)了教學(xué)工作的開展
十幾年來,許多高校在競(jìng)賽的推動(dòng)下開設(shè)了“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”課程。一些教師將電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化最新技術(shù)融入研究生教學(xué)。每年的研究生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,帶隊(duì)教師通過學(xué)生的設(shè)計(jì)作品了解到其他院校最新教學(xué)及科研現(xiàn)狀,通過互相交流,然后融入各自的教學(xué)中。中國(guó)研究生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽從第六屆開始作品設(shè)計(jì)題目采用自由命題方式,從而使高校學(xué)生的設(shè)計(jì)作品和畢業(yè)設(shè)計(jì)及研究生所從事的科研課題緊密結(jié)合。學(xué)生在有限的競(jìng)賽時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì),可以說通過比賽進(jìn)一步提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的質(zhì)量。
二、研究生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽模式的探索
1與企業(yè)深層次的合作
中國(guó)研究生電子競(jìng)賽從誕生之日起,就確立了“以企業(yè)為主要推動(dòng)力“”的發(fā)展思路。企業(yè)提供資金支持、參與題目設(shè)計(jì)與評(píng)審,為優(yōu)秀參賽者提供創(chuàng)業(yè)就業(yè)機(jī)會(huì)等。前期參與的企業(yè)有中國(guó)華大集成電路設(shè)計(jì)中心、深圳華為技術(shù)有限公司、清華同方股份有限公司、Synopsys公司、Cadence公司、MenterGraphics公司、IEEE-SSCS北京分會(huì)、深港產(chǎn)學(xué)研基地、深圳市國(guó)微電子股份有限公司、深圳市亞科希資訊有限公司、中興通訊股份有限公司、ALTERA公司等。
2嚴(yán)格科學(xué)可行的競(jìng)賽規(guī)則
中國(guó)研究生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽建立了一只由國(guó)內(nèi)知名高校教授及研究所專家組成的組委會(huì)和命題委員會(huì)。委員會(huì)制定了嚴(yán)格科學(xué)可行的競(jìng)賽規(guī)則。包括報(bào)名和資格確認(rèn)、競(jìng)賽程序、競(jìng)賽要求、報(bào)獎(jiǎng)比例和評(píng)獎(jiǎng)比例、評(píng)審制度、公示以及相關(guān)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)等內(nèi)容。競(jìng)賽程序包括競(jìng)賽的類型、筆試、預(yù)賽和決賽答辯等;競(jìng)賽要求包括報(bào)告的格式、主要內(nèi)容、視頻制作的格式和密封方法等;評(píng)審制度包括論文評(píng)審的要求、復(fù)審、答辯評(píng)審、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)分規(guī)則等;公示包括公示日期、投訴和對(duì)投訴的應(yīng)答等。
1.學(xué)校重視,為參賽創(chuàng)造良好條件
為了使競(jìng)賽的各項(xiàng)工作高效率進(jìn)行,我校在每次競(jìng)賽前都成立領(lǐng)導(dǎo)小組。其職責(zé)是對(duì)競(jìng)賽活動(dòng)進(jìn)行整體協(xié)調(diào)以及制定相關(guān)政策,組建教師指導(dǎo)組,選拔優(yōu)秀參賽隊(duì)員,制定并實(shí)施競(jìng)賽培訓(xùn)計(jì)劃等。在組織競(jìng)賽方面,從學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)到各部門領(lǐng)導(dǎo)都十分重視大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽。每次都會(huì)撥出專款用于電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,同時(shí)還制定了相應(yīng)鼓勵(lì)政策,以調(diào)動(dòng)師生的參與積極性。各職能部門都積極配合電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽工作,為學(xué)生提供一切可能的條件。
2.電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽促進(jìn)實(shí)踐能力的培養(yǎng)
電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力的一次綜合測(cè)試。它不同于學(xué)校傳統(tǒng)的課程考試,不是單憑一張考卷來評(píng)定一個(gè)人的綜合素質(zhì)。對(duì)參賽學(xué)生來說,他們是電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽最直接的考驗(yàn)者,從對(duì)題目的分析到選題、方案設(shè)計(jì)、元器件的確定、設(shè)計(jì)裝配制作、調(diào)試、最后完成作品并寫出論文。這對(duì)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、軟硬件綜合應(yīng)用能力、論文書寫能力是一個(gè)很好的考驗(yàn)。參加比賽的學(xué)生都有這樣的感慨,通過這樣的比賽,自己的動(dòng)手能力得到了很大的提高,對(duì)原來書本上的知識(shí)點(diǎn)有了更深入的理解,也發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,需要大面積的充電。
競(jìng)賽同時(shí)也提高了學(xué)生解決、分析問題的能力。學(xué)生事先的設(shè)計(jì)方案并非是最優(yōu)的,也并非完全正確,在實(shí)踐的檢驗(yàn)中,大部分學(xué)生都會(huì)碰到這樣那樣的問題,器件的參數(shù)選擇不對(duì)、連錯(cuò)一個(gè)管腳、一根導(dǎo)線走錯(cuò),都會(huì)影響整個(gè)電路。這就要求學(xué)生在競(jìng)賽中必須有耐心,時(shí)刻保持清醒的頭腦,對(duì)故障原因加以分析,找出故障點(diǎn),有的學(xué)生方案設(shè)計(jì)不合理,要經(jīng)過多次的改動(dòng),在反復(fù)的實(shí)踐中,他們?nèi)〉昧俗詈蟮某晒Γe累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。通過競(jìng)賽,每一位參賽隊(duì)員都從中學(xué)到了許多知識(shí),受益匪淺。
3.電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培養(yǎng)學(xué)生市場(chǎng)及工程意識(shí)
3.1注重團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)
團(tuán)隊(duì)精神對(duì)于企業(yè)而言具有相當(dāng)重要的作用,可以說,在一定程度上,它決定了企業(yè)的前途,因此,企業(yè)在招人時(shí)也很注重人員的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的培訓(xùn)過程中,我們很注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神,在比賽中,三人一組,分工明確,一人負(fù)責(zé)硬件的搭建,一人負(fù)責(zé)軟件程序的編寫,一人負(fù)責(zé)整理和書寫設(shè)計(jì)報(bào)告,對(duì)全局要有所把握,三個(gè)人需要緊密團(tuán)結(jié)、相互合作、齊心協(xié)力,這是最后獲得成功的重要因素,任何的不協(xié)調(diào)都將導(dǎo)致功敗垂成。
學(xué)校采取自愿搭配的原則。由于培訓(xùn)學(xué)生來自不同專業(yè),不同班級(jí),每個(gè)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)業(yè)特長(zhǎng)、個(gè)性特征差別較大,不宜盲目地強(qiáng)行組合;而大學(xué)生往往具有獨(dú)立意識(shí),所以采取讓他們自愿搭配,自由組合的辦法,并在培訓(xùn)過程中注意觀察、適時(shí)調(diào)整,最終確定小組成員。
3.2借鑒公司項(xiàng)目開發(fā)的管理模式組織培訓(xùn),采用工程概念進(jìn)行設(shè)計(jì)制作在學(xué)習(xí)了一定的基礎(chǔ)知識(shí)的前提下,采用項(xiàng)目導(dǎo)向的培訓(xùn)模式。這需要指導(dǎo)教師根據(jù)歷年電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的出題類型,結(jié)合本學(xué)校的實(shí)際情況,為學(xué)生選擇合適的項(xiàng)目,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生完成規(guī)定的任務(wù)。讓學(xué)生從分析題目,去圖書館、上網(wǎng)查找資料,確定幾套方案,到實(shí)踐解決問題有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。
引入模塊化的概念,硬件模塊化、軟件模塊化等,比如,電源模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示模塊、A/D、D/A模塊等等,事先都可以做好備用。在培訓(xùn)過程中關(guān)注新器件的使用,申請(qǐng)一些樣片嘗試其使用情況。
4.給學(xué)生帶來積極的“副作用”
全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽極大地激發(fā)了參賽學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,無論成績(jī)?nèi)绾危瑓①愓叨几杏|頗多,收獲很大。學(xué)生普遍認(rèn)為工程實(shí)踐能力得到了極大的提高,對(duì)電子制作的興趣更濃,自愿從虛擬的網(wǎng)絡(luò)游戲中回到了實(shí)驗(yàn)室,針對(duì)參賽的學(xué)生,實(shí)驗(yàn)室是開放的,只要是沒課時(shí)間,學(xué)生們都愿意在實(shí)驗(yàn)室里,從被動(dòng)學(xué)習(xí)變成了主動(dòng)尋求方法解決實(shí)際問題。因此,我們?cè)谶x拔參賽人員時(shí)也從原來的主要是大三的學(xué)生擴(kuò)展到大一、大二優(yōu)秀的學(xué)生也可參加比賽,或與大三的學(xué)生進(jìn)行組合成隊(duì),激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情,為以后的比賽培養(yǎng)好的苗子。參加過競(jìng)賽的同學(xué)在后續(xù)的課程中都表現(xiàn)出特有的專注和投入,也有了很多想法,開始認(rèn)真思考今后的人生打算。這也正是競(jìng)賽精神的延續(xù)與擴(kuò)展,筆者覺得也是最有意義的一點(diǎn)。
電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的參與有利于學(xué)生的就業(yè),很多用人單位提出將參加過電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽作為選擇條件之一,對(duì)參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽并獲獎(jiǎng)的學(xué)生優(yōu)先錄用。我校參賽的學(xué)生目前在上海、廈門、深圳等地都有非常好的工作及豐厚的薪水,比有些本科學(xué)校的學(xué)生體現(xiàn)出更強(qiáng)的動(dòng)手能力。
1.創(chuàng)新實(shí)踐教育必須把電子信息技術(shù)作為主導(dǎo)內(nèi)容
理論上講高校的創(chuàng)新實(shí)踐教育內(nèi)容應(yīng)該涵蓋該校的所有學(xué)科,但必須以高新技術(shù)為主導(dǎo),這一點(diǎn)是必然的,否則就談不上創(chuàng)新。而在高新科學(xué)技術(shù)中,電子信息學(xué)科則應(yīng)是首當(dāng)其沖的龍頭學(xué)科,這也是毋庸置疑的,我校在開展創(chuàng)新實(shí)踐教育中,無論是起步階段,還是現(xiàn)已成立“大學(xué)生創(chuàng)新院”全面展開的今天,電子信息技術(shù)一直是創(chuàng)新實(shí)踐教育的主導(dǎo)內(nèi)容,以其為龍頭學(xué)科帶動(dòng)其它相關(guān)學(xué)科,共同提高和發(fā)展。究其原因不外有兩點(diǎn):
第一,電子信息技術(shù)在諸多高新技術(shù)中是發(fā)展最快、最具活力、而且對(duì)自然科學(xué)的其它領(lǐng)域、對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展乃至人們的日常生活影響最大的學(xué)科。作為在高校學(xué)習(xí)的大學(xué)生們,無論是電類的,還是非電類的,也無論理科的還是工科的,都必須對(duì)電子信息技術(shù)(包括模擬技術(shù)及數(shù)字技術(shù)、電子視聽技術(shù)、電子測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、近代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)及應(yīng)用技術(shù)、光電技術(shù)等等)有一定程度的了解,都必須掌握和具有一定的電子信息技術(shù)方面的應(yīng)用能力。我們所說的創(chuàng)新能力,當(dāng)然而且必須包括電子信息方面的應(yīng)用能力。
第二,21世紀(jì)既是電子信息時(shí)代,同時(shí)也是自然科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域(學(xué)科)相互交叉滲透、相互融合的時(shí)代。這是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展最鮮明的特點(diǎn)之一。當(dāng)前,電子信息學(xué)科已成學(xué)科相互交叉滲透的焦點(diǎn),幾乎找不到不采用電子信息技術(shù)為本學(xué)科服務(wù)的學(xué)科,這已是不爭(zhēng)的事實(shí)和規(guī)律。很多非電學(xué)科都在大量采用電子信息技術(shù)來提高本學(xué)科的自動(dòng)化程度,以電測(cè)技術(shù)來提高本學(xué)科的測(cè)量速度、范圍和精度,從而促進(jìn)本學(xué)科的發(fā)展。很多學(xué)科已把采不采用電子信息技術(shù)作為衡量其是否先進(jìn),是否接近現(xiàn)代化的尺度。因此,將其列為創(chuàng)新教育的主導(dǎo)內(nèi)容也就是理所當(dāng)然的事了。
經(jīng)驗(yàn)證明,以電子信息技術(shù)為主導(dǎo)內(nèi)容的創(chuàng)新實(shí)踐教育對(duì)大學(xué)生有著強(qiáng)烈的吸引力,那些學(xué)有余力的非電專業(yè)學(xué)生大都渴望獲取這方面的知識(shí)和能力。我校除各院系設(shè)有創(chuàng)新教育分中心外,還成立了面向全校的“大學(xué)生創(chuàng)新院”。在創(chuàng)新院下設(shè)的三個(gè)創(chuàng)新教育實(shí)踐班中,其中兩個(gè)屬于電子信息學(xué)科,即“機(jī)電實(shí)踐強(qiáng)化班”和“軟件實(shí)踐強(qiáng)化班”,而另一個(gè)“數(shù)模強(qiáng)化班”也以計(jì)算機(jī)為寫作工具。而參加這三個(gè)中心活動(dòng)的學(xué)生中,非電專業(yè)學(xué)生占65%,可見這些非電專業(yè)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)電子信息技術(shù)的渴望程度。這些學(xué)生通過在中心的活動(dòng),創(chuàng)新實(shí)踐能力顯著提高。我院在2003年的全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽中獲得E題全國(guó)一等獎(jiǎng)的三個(gè)學(xué)生,其中兩個(gè)是校機(jī)械學(xué)院的學(xué)生。這些學(xué)生通過中心的培訓(xùn),使本專業(yè)與電子信息技術(shù)緊密結(jié)合,從而顯著地提高了創(chuàng)新實(shí)踐能力。
2.全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽活動(dòng)為高校的創(chuàng)新實(shí)踐教育活動(dòng)提供了一個(gè)好平臺(tái)
近年來,全國(guó)各地舉辦了很多大型的科技競(jìng)賽活動(dòng),如“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽和索尼杯全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽。我院的學(xué)生都積極參與了這些賽事。從效果看,確實(shí)起到了促進(jìn)和深化創(chuàng)新教育實(shí)踐活動(dòng)的作用。筆者作為多次競(jìng)賽的指導(dǎo)教師,感受頗深。
(1)以競(jìng)賽為契機(jī)開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng) 自1994年始,全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽已成功舉辦6屆。從學(xué)生參賽就可看出電子設(shè)計(jì)大賽對(duì)創(chuàng)新實(shí)踐教育的影響力,各高校均把參賽作為創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的重要內(nèi)容。為參加競(jìng)賽,我校組成了多個(gè)技術(shù)專題組,圍繞技術(shù)專題開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。學(xué)校主管部門則為這些活動(dòng)提供各種條件,并舉辦校內(nèi)的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,參賽師生都顯現(xiàn)出極大的熱情,從而推動(dòng)了創(chuàng)新實(shí)踐教育活動(dòng)。
(2)以競(jìng)賽來檢驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)踐教育效果 開展創(chuàng)新實(shí)踐教育,根本目的在于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐意識(shí)并提高其創(chuàng)新實(shí)踐能力。創(chuàng)新實(shí)踐教育與學(xué)校傳統(tǒng)的課內(nèi)教育不同,不能通過一張考卷來評(píng)定其教學(xué)效果。但各種科技大賽,則是對(duì)學(xué)員創(chuàng)新實(shí)踐能力的綜合考評(píng)尺度。比如電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,從拿到考題后,選題、查閱資料、設(shè)計(jì)計(jì)算、備件、實(shí)際動(dòng)手實(shí)施、調(diào)試、最后完成作品并寫出論文,這些都要在短短的幾天內(nèi)完成,而且這期間可能還要不斷修改方案,反復(fù)調(diào)試。這是對(duì)參賽者綜合素質(zhì)的全面檢驗(yàn)和考核,是對(duì)學(xué)員的理論水平、理論聯(lián)系實(shí)踐能力、實(shí)際動(dòng)手能力、軟硬件綜合應(yīng)用能力、論文書寫能力及品質(zhì)意志、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神等的大測(cè)驗(yàn)。這些能力是實(shí)實(shí)在在的創(chuàng)新能力,來不得半點(diǎn)僥幸。這也是各高校為什么如此重視這個(gè)賽事的主要原因。
3.全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽有力地促進(jìn)了高校的電子信息類專業(yè)的教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)