借电子大赛东风 促学生技能培训

陈吹信

[摘 要]:笔者从全国电子大赛入手,分析了竞赛的性能特点以及所带来的益处,通过阐述自己以往的竞赛项目,提出了比较详细的技能培养内容,这对于理论和实践教学都有一定的

参考价值。

[关键词]:全国电子大赛 技能培养 实践教学

2009年9月初,即将举行全国大学生电子设计大赛,我院电气工程系经过前两届国家和广东省电子大赛试运行后,获得较好的结果。通过这些大赛,有利于提高对实践环节的重视程度,对于促进学生的技能培养提供了重要途径。

一、组织常规培训,建立良好系风

1.全国电子大赛是在群众性的电子科技活动的基础上进行的,这一活动的目的是提高学生的电子技术方面的实践动手能力。活动中可以培养学生理论联系实际的能力、创新能力;选择线路时,要有较深厚的电子线路理论基础;初步决定方案时,要对课题有深入了解、要有工程能力,或者说这是一个小型的模拟科研团队,在集体工作时可以进行团队精神的培养,而且可以在工作认识自己,哪些是自己的强项及不足,在团队中自己应居于何种位置才能更好地完成任务,对自己团队的能力有准确的判断,用何种方法可以完成任务,因此可以培养职业的综合判断能力。在比赛中还可以培养科技写作能力,以及在竞赛中承受压力的能力,这些都是在课堂学习中不可能得到的,在应用型本科中急需培养的重要的职业能力。

2.任何竞技项目必需有广泛的群众基础,有大量的积极参与者,形成一种氛围,一种奋发向上的精神,在比、学、赶、帮、超的良性竞争的环境中,才能不断培养出对理论孜孜不倦的求索,对技术精益求精的钻研,逐渐形成一种文化积淀,形成我们要提倡和培养的良好的学风和校风。如果只是培养几个尖子生,获得几个奖状,对于提高学生学习热情也会有一些激励作用,但由于因人成事,将没有发展的后劲,难于长期维持。

3.通过全国性的电子大赛,可以了解电子技术发展的动向,了解教学内容和教学手段的改革方向,以提高教学质量。

4.可以提高教师的实践动手能力,提高教师的技能,培养“双师型”素质的教师。因此,我们认为,对学生的培训过程要重于名次的获得,今后希望通过常规化的培训,提高学生的综合职业技术能力,建立良好的系风。

二、回顾参赛过程,温故才能知新

2007年,我院首次参加全国大学生电子设计大赛,只有一个队参加高职高专组,本次大赛分有本科组及高职高专组,二者题目有所区别;高职高专组可选本科题目,而本科不可选高职组题目。

我系参赛学生选取的课题是信号发生器的制作,经过四天三夜的努力奋斗,圆满完成了下面的工作流程。

1.设计方案

这是整个过程中最主要的环节,根据题目要求,学生设计了五个方案:

方案1 LC振荡器,实现比较容易,但L制作困难,数据难以测试,调试困难。

方案2 RC振荡器,实现比较容易,但信号产生的频率低,满足不了题目的要求。

方案3 单片机控制产生,参赛队员对单片机不熟悉,编程不熟悉。

方案4 DDS数字锁相频率技术,但参赛队员不会编程。

方案5 选择ICL8038为主芯片的电路,能满足题目的基本要求部分。

以上几种方案,需要判断自身能力,根据学生本身的实际情况,决定采用方案5进行实施操作。

2.制作过程

(1)设计出电路;

(2)画出电路原理图;

(3)把原理图转化成PCB图;

(4)用激光打印机把PCB图打印在硫酸纸上;

(5)曝光(太阳光照射8分钟或小太阳灯照射13分钟);

(6)显影,把PCB图显示在感光板上;

(7)腐蚀,去掉多余的铜皮,只剩下电路图;

(8)钻孔,手工钻孔,便于插元件;

(9)插元件;

(10)焊接元件,在制作过程中不能出现错误,否则会给调试带来很大麻烦,且很难更改。

3.调试过程

使用示波器、稳压电源、晶体管毫伏表、万用表等进行检测,

4.设计报告写作

(1)设计思路(为什么要选择这样的电路);

(2)系统的工作原理。要求原理图和文字完美结合;

(3)调试过程和结果。最后作品顺利完成,获得广东省赛区二等奖。我们总结经验,对教学计划进行了修定,增加了“单片机技术”的课程学时,在2008年广东省电子大赛中使用单片机制作的作品获三等奖。

三、进行全面培训,促职业能力提高

根据前两次比赛试运行的经验,将上述课题分解,得出我们大赛培训的技能分别如下。

1.熟练使用各种工具及仪器仪表。这是作为电子或电气工程师最基本的技能,工具是我们的手,仪器仪表是我们的眼。

(1)仪器仪表类。万用表、示波器(模拟/数字)、信号发生器、毫伏表、电流表、电压表、扫频仪等,这是调试、寻找故障时必不可少的工具。

(2)工具类。电烙铁、螺丝刀、各种钳子、激光打印机、曝光、显影,腐蚀工具、手电钻等,是制作电路板及焊接的主要用具。

2.熟练使用和测量常见重要的元器件。晶体管(二极管、三极管、场效应管、可控硅)、光电耦合器、变压器、三端稳压块、继电器、晶体、数字电路常用的芯片(A/D、D/A、触发器、计数器、编码器、译码器)、单片机芯片(51/52系列)、常用的传感器,如霍尔传感器、温度传感器等。

我们的学生对上述元件有些比较熟悉,有些只是在实验中草草而过,并没有完全掌握,更不能活学活用,通过强化训练,将对这些元件有较深刻的了解,做到在相应的电路中想到它们的作用,并能比较其性能、价格方面的优、缺点。

3.熟练使用绘图软件(protel dxp 2004)。该软件用于画原理图和PCB图,而且能够根据实际需要对PCB图进行手工调整,以适应线路需要。另外,能至少使用一个仿真软件,用于检测电路的正确性。

4.熟练使用单片机,能编程,烧写、调试、仿真。目前单片机是使用最多的电子元件,其安装、编程、调试都十分重要,同样烧写、仿真,对于单片机也是必不可少的重要环节,这些过程是电子设计的一个重要的内容。

5.分析掌握重要的单元电路。必需对以下电路的组成、工作原理和构成线路的指导思想都应有所了解,以便扩展思路以组成其它的电路,或对这些单元电路进行组合,以构成完整的整机电路,具有工程能力,并形成创造性思维。

差分放大、宽带放大、功率放大、乘法器、数字电位器、调制和解调、传感器电路、测量电路、显示电路、电源电路、驱动电路、采集电路、A/D、D/A转换电路。

6.熟悉电路系统的设计。要根据课程理论或深于课程的理论进行单元线路设计,其中包括:电源系统设计、信号发生器设计、无线发射接收系统设计、放大器系统设计、仪器仪表系统设计、数据采集与处理系统设计、控制系统设计。

5、6两项是和课程理论联系最紧密的环节,电子设计、制作、调试都必需有相应的理论指导,没有理论的实践是盲目的实践,只根据实践经验进行电子设备维修尚可,而进行设计、制作、调试基本上是不可能的,所以鄙薄理论只重视实践也是不对的,但是没有实践的理论是空洞的理论,所以必需理论和实践相结合。

7.掌握制作电路板的全套过程。画原理图、把原理图转化成PCB、打印、曝光、显影、腐蚀、钻孔、焊接。这些技能要熟练掌握,不但要会做,而且要做的漂亮,才能在竞赛中取胜。

8.掌握调试方法和技巧。作品做出来以后,不一定能完全满足题目的要求,这就要求使用各种仪器仪表进行测量和调试,学会故障的排除方法。

9.熟练写出设计报告。包括设计方案,系统运行的基本原理,调试和测量的过程和结果。这部分内容是大赛的必须内容,但却是我们学生最薄弱的环节,因此,我们要给予重视。

10.应急处理。时间不够、元器件不够、经验不够怎么办?通过这次培训,我们将会从多个方面给予应急考虑。

总之,这类训练是对以前所学过的知识的全面复习和总结,在很大程度上是提高和加深,这种训练是理论和实践的有效结合,同时也是训练大家的心里素质和团队精神的一种有效途径,更重要的,这是大家继续深造的一次非常难得的机会。

参考文献:

[1]黄智伟.全国大学生电子设计竞赛技能训练.北京航空航天大学出版社.

[2]黄云鹏.强化实践教学与服务体系建设培养高素质技术应用型人才.中国林业教育,2008,(1).

[3]王奋前.提高学生综合素质,早就就业竞争力.甘肃高师学报,2003,(4).