探析大学生电子设计竞赛培训方法

2011-02-18刘中才李捷济南大学山东济南250022

中国科技信息 2011年6期

刘中才李前李捷济南大学，山东济南250022

探析大学生电子设计竞赛培训方法

刘中才李前李捷济南大学，山东济南250022

目前，各个高校的大学生参加电子设计竞赛，缺乏系统化的培训，缺乏有经验教师的有效指导，部分大学生和指导老师对电子设计竞赛培训方式有不同的认识。系统培训方式不仅仅能提高同学竞赛的能力，而且也切实提高了大学生动手实践能力。系统培训的模式应该有：兴趣引导、理论培训、动手操作、强化训练等环节。

大学生；电子设计竞赛；培训方法；系统培训

At present, Undergraduate Electronic Design Contest Training the is a lack of unified planning organizations,is the lack of teachers effective guidance.Undergraduate Electronic Design Contest systems training not only increases the ability of students to competitions, but also effectively improve the ability of college students hands-on practice.System training include: interest guiding, theoretical training and hands-on training and strengthening Key words

Undergraduate;Electronic Design Contest;Training Model;Systematic Training

电子设计竞赛是大学生科技制作竞赛的四大赛事之一，赛题也是运用电子专业知识去解决特定的实际问题，比赛的时间也是只有4天3夜的时间，同学要在短暂时间内完成项目方案、电子电路的设计与制作、软件硬件调试及其论文编写等工作。要想取得好的成绩，大学生必须进行系统化的培训，只有进行系统培训各个环节，才能提高同学动手动脑的能力，从而提高大学生动手实践的能力，有效地激发他们对竞赛热情。如何提高大学生的科技竞赛水平，采取什么样的培训方法，是提高大学生竞赛成绩的当务之急。

目前各个高校的大学生都在积极参加电子设计竞赛，但被培训的方式是多种多样的，有的甚至是零散杂乱的，没有培训的教学计划，大学生根本得不到系统化培训，老师的责任心也不强。据统计，23%的同学（一般是参加校内选拔比赛）根本就没有指导老师；22%的同学有指导老师但得不到有效指导；30%的同学得到老师的简单指导；只有10%左右的同学得到老师的系统指导。所谓系统指导也就是采取让同学自学，然后讲解历年竞赛题目，然后押题、猜题的方式，不注重同学实践能力培养，形成了为比赛而比赛、急功近利的局面。从参加比赛的结构上看，大部分是三年级的同学，基础课程都学过了，大部分专业的课程还没有完成，就是进行了，而面对实际问题时，也因为缺少解决问题的办法和方法。比如2007年全国电子竞赛的题目，看似是小车平衡问题，其实是小车角度测量控制，大部分同学虽然对该题目控制方法熟悉，但动手实践的能力有欠缺，特别是动手机械制作和电子制作方面，而做不出好作品。虽然同学都尽了最大努力，但因培训环节缺失或不当，比赛就不能取得理想的成绩。

笔者认为电子设计竞赛培训是一个系统的工程，整个的培训时间大概需要经历大学生的大二、大三2年的时间，当然不是同学全天候的在培训，主要是通过节假日、课余时间进行培训。培训按五个阶段进行：兴趣引导阶段、理论培训阶段、动手操作培训阶段、赛前强化训练阶段、比赛减压阶段。

一、兴趣引导阶段

在大学阶段，大一、大二的同学对科技制作的兴趣和主动性最高，面对这样的对象，尤其是参加了科技社团的同学，应采取以下多种方式激发同学参加电子设计竞赛的兴趣：

1.以开设通识教育选修课的形式，比如《科技制作简介》、《电子设计竞赛简介》《生活中的创新小制作简介》等选修课。

2.观看录像的形式，介绍一些本校大学生科技制作的作品和制作过程录像，最好是校友或者同学的制作录像，让他们感觉到电子设计竞赛既不神秘又不特别难。

3.通过讲座或者座谈会的形式，介绍电子设计竞赛培训方式。让同学了解整个培训的过程。让同学知道，参加培训是提高动手实践的有效途径，对学习专业课、考研、将来找工作也是有益的。

4.通过参观实验室、制作室的方式，让感兴趣的同学看看其他同学按系统模块培训的实际情况。

二、理论培训阶段

大二、大三的同学要参加电子设计竞赛，必须进行理论学习，比如《模拟电子基础》、《数字电子基础》、《单片机及其应用电路》、《电测技术》等，对低年级的同学或者非电类的同学，这些课程以认识了解为主，最好通过简单的制作例子进行学习，下面以“避障小车的设计”为例，谈一谈理论培训的步骤：

1. 通过讲解壁障小车的外形的设计讲解机械外形设计常识，比如怎样使用AUTOCAD进行画图，三维设计；通过小车的传动装置，讲解机械传动形式的转换，比如怎样从匀速转动转变成平动、摆动、间歇式引动，讲解微型电机的变速装置等；通过小车装配，讲解机械元件（如螺杆、螺母等）的作用。

2.通过讲解避障小车的避障功能，讲解光电传感器原理，使用方法，接口电路等，还可以介绍烟雾传感器、红外传感器、温度传感器等，让同学通过光电传感器一种功能，了解常用的几种传感器。

3. 通过讲解避障小车的电机驱动电路，讲解类似L298的驱动原理与接口电路设计，讲解单片机接口的驱动能力，了解步进电机的驱动方法等。

通过对避障小车的讲解，让同学对电子电路的设计及其应用有了一个浅入深出的印象，挑选与自愿相结合，让有兴趣且入门的同学进入操作培训阶段。

三、动手操作培训阶段

该阶段主要对大学生动手能力培养。通过理论培训对同学进行筛分组（每组3人），分组时，既要尊重同学意愿，又要引导大学生各个专业的交叉配对，并根据他们的特点进行分工，有分工侧重软件的，有分工侧重电子电路硬件制作的，有侧重论文报告的。动手操作培训阶段分为两部分：基础操作培训和模块制作培训。

1.基础操作培训，此阶段主要是让同学掌握仪器仪表的使用，如示波器的使用，数字万用表的使用，数字信号源的使用，信号频谱分析仪的使用，让同学动手，测量一些信号，像电阻，电压，电容等，整流电路中的波形等。另一方面电子焊接方面的培训，手枪钻、台钳等机械加工工具的使用培训。在安全保障的情况下，让同学熟练使用以上设备和工具。

2.基本模块制作培训，此阶段是根据电子竞赛的特点，对大学生进行单元模块制作培训。

(1)电源模块制作训练：稳压电路的制作，开关电源的制作，升压电路的制作，让同学了解整流电路，稳压模块，各种电子元件的选择。

(2)键盘模块：结合单片机的接口，培训同学做4×4或者1×8的键盘，使用单片机开发板测试键盘。

(3)显示模块：结合数码管和接口电路74LS164电路，让同学做一个显示电路，并利用51开发板让每位显示。

(4)输入输出模块：这些模块必须结合具体的项目，比如把温度传感器DS18B20作为AD输入，并在显示模块上显示温度；输出模块结合ULN2003大林顿管电路，驱动继电器的线圈。

3. 软件及其仿真工具培训：参加电子竞赛一般使用单片机作为控制核心，现在最常使用的就是MCS51单片机，但随着单片机功能的发展，比如AVR、凌阳61、MSP430等，常用的画图软件Protel99，常用的仿真软件有伟福仿真器，Proteus，Multisim等软件。这些课程和软件都不是指导老师全面讲解，主要是靠同学自学和应用学习。

以上这几个阶段的培训，由老师来引导，由高年级的同学带领，特别是参加过电子设计培训的同学来带领大二、大三的同学进行动手操作训练。

四、赛前强化训练阶段

完成动手操作培训的同学，掌握了电子设计竞赛常用的电子电路原理，掌握了机械、电子软硬件制作基本技能以后，大学生可以进行赛前的强化训练。根据同学的特点和兴趣，可以让同学有倾向的强化训练。强化训练主要内容是根据同学的特点，指导同学做往年的竞赛的项目（比如控制小车类，电源类，放大器类，数字测量类，无线通讯类等），时间为4天时间，比如对放大器感兴趣的同学，可以参考2009年数字控制放大器，自己动手做方案，写设计报告，根据题目的要求，动手去电子制作和机械制作。做完后老师要进行指导，比如同学的时间安排是否合理，方案是否有改进的地方，报告中是否有瑕疵等。每组的同学行总结，找出不足，然后进行下一组的模拟题训练，如此循环，做2～3道题，同学电子竞赛的水平就会有很大的高。