大学生电子竞赛的组织和培训

黄 磊

南京林业大学机电学院自动化系 江苏南京 210037

大学生电子竞赛的组织和培训

黄 磊

南京林业大学机电学院自动化系 江苏南京 210037

在多次指导学生参加全国大学生电子竞赛的基础上，总结出全面系统的组织和培训方法。包括理论、实验、选拔、文档撰写、心理考评等多个方面，应用于实践取得了良好效果。

大学生电子竞赛；竞赛培训；教学改革

近年来在国家教育部的大力推动下,各类全国大学生电子竞赛得到了迅猛发展。如“全国大学生电子设计大赛”“天华杯全国电子专业人才设计与技能大赛”“TI杯模拟电子竞赛”“飞思卡尔杯智能车大赛”等。我校自2007年以来一直积极参加这些比赛,多次取得过全国二等奖、省级一二等奖的好成绩。这些成绩的取得,首先得益于学校各级领导的大力支持,更与参赛同学的刻苦钻研,指导教师的辛勤劳动分不开。通过几年的参赛,我校逐渐摸索出了一套科学的电子竞赛组织和培训方法,应用于实践取得了良好的效果。

1 科学的组织和培训方法

“飞思卡尔杯智能车大赛”的初赛一般在每年7月中旬举行,其余各种电子竞赛一般都在每年的8月底到9月初举行,报名参加这些比赛的大部分选手是大三学生,他们普遍存在理论基础不足、动手能力不强和文档撰写经验欠缺等问题，需要1～2个月的集中培训与选拔,才有可能在竞赛中获得好成绩。培训一般分3个阶段进行,分别是：理论培训、实验动手、模拟比赛和选拔。

1.1 理论培训

主要针对电子竞赛涉及的几门骨干课程,如模拟电子基础、数字电子基础、单片机原理、EDA技术等进行集中的理论教学。但它并不是简单的二次上课,而是结合以往的电子竞赛实例,有针对性地分析和提高。

模拟电路中的电压跟随器电路应用广泛,但在过去比赛中曾出现过输出不跟随输入的问题。在理论培训时我们给学生详细分析了问题产生的原因和解决方法,包括自激振荡、信号带宽的考虑和不同厂家的芯片对电路性能的影响等。

在单片机原理的培训中,过去教学一直局限在8051系列单片机。现在根据竞赛的不同需要,我们着重对非51系列单片机的应用进行传授。如在“TI杯模拟电子竞赛”的培训中,我们主讲TI公司的MSP430单片机和TMS320F2812 DSP。

1.2 实验动手

实验动手是整个培训的最重要环节。它不是普通教学里常见的那种呆板、机械式的验证性实验，而是集资料搜集、电子元件焊接、电路调试和文档撰写在一起的综合设计性实验,一般按照工程研发的形式组织。具体过程是：教师借鉴以往电子竞赛的题目,编制出涵盖电路、单片机等内容,并具备一定应用功能的设计性题目。给学生讲解其中的大致原理和重点,告诉学生常用的文献资料检索方法。学生自己根据需要查找参考资料,设计出实现方案。经指导教师审阅和修改后,再领取实验设备和器材,开展设计和调试工作,最后撰写出实验报告。

1.2.1 参考资料的查找

除百度、谷歌这些常用的搜索方法之外,更重要的是教学生利用图书馆的资源,如各种藏书和期刊论文数据库等,还有各种电子网站提供的芯片数据手册和应用笔记。例如大多数电子竞赛都会事先告知比赛用到的主要芯片以方便准备,这些芯片相应的数据手册和开发资料一般可以从生产厂家的网站上获得。我们提供这些方法,并给出实验题目可能用到的芯片,让同学自己查找相关资料。

1.2.2 模块的焊接

电子竞赛的时间一般不超过1周,一般来不及去厂家定做正规的PCB板。基本都是靠同学在实验板上手工焊接而成。同样的电路,不同的焊接得到的效果大不一样。可以说焊接水平的高低一定程度上决定了比赛的结果，这种现象在偏重模拟电路设计的比赛中尤为突出。我们在实验动手环节中,特意强调了学生焊接水平的培训,并对每个学生的焊接水平有专门的评估。

1.2.3 电路调试排故

在电子线路和嵌入式系统中,调试和排故是一项难度很高的工作。在很大程度上,最能体现工程师水平的不是电路设计能力,而是对电路故障的分析和解决能力。在实验开始阶段,我们通过集中讲解电路调试中常见的故障和解决方法,传授给学生分析解决电路故障原因的思路。在学生遇到不能解决的问题时,指导教师会引导学生分析问题产生的原因,提出改进建议。但并不具体包办,而是让学生自己动手解决。

1.2.4 文档的撰写

所有的电子竞赛在比赛结束时都需要参赛选手提交一份比赛说明报告。该报告一般包含竞赛题目分析、设计方案、比赛结果和数据分析等内容。大多数同学之前对Office接触不多,缺乏的论文格式常识和排版技巧,因此在培训时也需要对这些内容做一定的传授。

1.3 模拟比赛和选拔

最后的选拔工作遵循公开公正的原则,分成理论考试和分组模拟比赛两个部分,按照综合成绩高低确定最后的参赛选手。理论考试是对理论培训阶段传授知识掌握情况的考查,占总评成绩的30%左右。分组模拟比赛是对竞赛的实战模拟,它占总评成绩的70%左右。方法是直接从以往电子竞赛试题中精选出合适的题目,让同学们在规定的时间内完成,期间教师的指导和干预要尽量少。通过分组模拟比赛,既准确地考察出学生的水平,合理地确定出最后的参赛人员,又给了学生(特别是最后参赛的学生)一次难得的实践锻炼机会,增强了他们独立解决问题的能力。

在整个选拔过程中,有以下几点需要注意：

1.3.1 按照特长确定分组

电子竞赛的题目往往涉及模电、数电、单片机、EDA等多个学科的内容。很少有学生每一项都能十分精通。因此在安排学生分组时,要注意每个学生的特点,尽量做到长短互补,最优组合。一般竞赛都要求每组学生为3人左右。我们一般按照擅长模电和数电的学生1人,单片机编程较突出的学生1人,EDA或文档撰写较突出的学生1人这种方式搭配。

1.3.2 注意选拔心理素质和团队精神良好的队伍

电子竞赛的比赛时间很紧张,在短短几天内选手们需要完成方案设计、硬件焊接调试、软件编程、撰写报告等诸多内容。要取得好成绩,除了过硬的专业知识和动手能力外,还有两点不可欠缺：

(1)参赛选手必须具备良好的心理素质。遇到困难时不气馁,时间越紧迫越要沉着镇定,这在比赛的最后关头是至关重要的。很多比赛,一直到截止前一天各参赛组的进度都差不多,但往往在最后一天有的组成功解决了困难,脱颖而出。这种现象不全归结于技术问题,更多体现的是选手们的心理素质。

(2)参赛队伍必须有良好的团队精神。电子竞赛是一项团体比赛,试题有一定难度。各组选手内部必须充分交流,集思广益,才有可能克服种种困难,取得佳绩。

2 其他注意事项

2.1 引导学生建立正确的参赛观

贯穿整个培训过程,要经常引导同学认识和树立正确的参赛观：通过参加电子竞赛巩固课堂所学知识,锻炼提高动手能力,为今后工作打下坚实的基础。而不是单纯为了获奖,增加毕业求职时的资本。同时,电子竞赛的结果也有一定偶然性,需要引导同学们以平常心看待最后的结果,特别是在失败时要能够坦然面对。

2.2 注意培育后备力量

因为各类电子竞赛的赛制现在都已经固定和连续,所以在参加比赛时,不妨为下一届的比赛做一些准备。例如,可以从二年级挑选个别优秀的学生参加当年的竞赛培训工作。虽然他们有很多课程没有学,但在1个多月的熏陶下,终究还是能有很多的收获,从而为来年的参赛打下基础。同时这样做还有助于在低年级中扩大电子竞赛的影响,使更多的学生以后加入到这些比赛中来。

[1] 周锋.电子设计竞赛与实践教学环节改革[J].科技信息,2010,15：10～11

[2] 贾玉凤.从电子设计竞赛探索创新平台的建设与大学生创新能力的培养[J].济南职业学院学报,2010,4(8)：54～56

[3] 郑友均.学生参加电子竞赛行为与技术辅导[J].中国新技术产品,2010,3：245～245

[4] 韩党群,邓北川.全国大学生电子设计竞赛辅导浅析[J].西安航空技术高等专科学校学报,2002,3：51～54

[5] 夏春华.大学生电子设计竞赛与电子类专业教学改革[J].武汉科技学院学报,2005,11：227～229

[6] 吴蔚.全国大学生电子设计竞赛对实验教学改革的启示[J].实验室研究与探索,2007,11：160～162

Organization and training of national undergraduate electronic design contest

Huang Lei
Nanjing forestry university, Nanjing, 210037, China

On the basis of instructing students to taken part in the national undergraduate electronic design contest, foresight and systemic conclusions were draw on how to organize and train students, concerning areas such as theory teaching, making experiments, writing document, psychology assessment etc, which have achieved good effects in practice.

national undergraduate electronic design contest; contest training; teaching reform

2011-02-22 稿件编号：1102058

黄磊，讲师。