以电子设计竞赛促进自动化实践教学改革研究

杨民生，伍宗富，任艳惠

摘要：对电子设计竞赛培训方法进行策略化的研究，可提升电子设计竞赛培训学生的受益面，合理地设计培训的环节及培训方法，可促进对自动化实践教学内容与教学手段的改革，提升学生的专业综合素质及动手创新能力，增强学生就业竞争力，构建电子设计竞赛与实践教学的良性循环。

关键词：电子设计；自动化；实践教学

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0123-02

全国大学生电子设计竞赛由教育部高教司和信息产业部人事司共同主办，大赛从一开始就确立了“推进教育教学改革，为人才培养服务”的宗旨，不断推进高校教育教学的改革与发展，通过竞赛推动高校对电子信息类专业的课程体系和课程内容的改革，促进高校实施素质教育，以此培养大学生的创断能力，协作精神和理论联系实际的能力。我院目前已经组织学生参与多次电子设计竞赛并多次获得了国家级及省级奖励。本文从电子设计竞赛的培训方法与培养学生的实践创新能力的关系入手，探索电子设计竞赛的培训策略与自动化专业实践教学改革的相互促进关系。

一、竞赛形式及对创新能力的要求

全国大学生电子设计竞赛以电子电路应用设计为主要内容，主要涉及电子技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术和传感技术、电气工程与信息技术等多个专业，涉及到电路理论、单片机、可编程器件、嵌入式系统、智能控制等多门课程及电子信息类仿真软件与工具的应用。竞赛时间为连续的四个白天和三个晚上，在半封闭状态下进行。参赛成员需要在规定时间内独立提出设计方案，完成系统的硬件制作及软件调试，并且完成制作设计报告的撰写。由于时间紧、任务重，该竞赛对学生创新能力、设计制作能力、心理素质、团队精神以及身体素质都是一个挑战，它将检验学生综合运用知识的能力和实践创新能力。

二、电子设计竞赛培训策略与方法

电子设计竞赛涉及到多个学科专业知识的应用及综合创新能力的培养，作者认为，电子设计竞赛培训应当作为一项系统性的工作来进行，在前期经过充分宣传的基础上，吸收部分学习积极性高、学习能力强的学生加入到竞赛培训队伍中来，利用周末、假期等课余时间进行集中学习培训，增强学生的创新能力与实践能力。整个培训过程可大致分成以下几个阶段。

1.发动宣传阶段。利用入学教育、参观学习、作品展示、视频学习等方式，从进入大学的起，在入学教育讲座中，有意识地培养学生的创新精神及宣传电子设计竞赛对创新能力培养的促进作用；充分发挥大一、大二学生对学习方面的积极性及主观能性，在培养学生学习兴趣的同时，强化对学校的支持性政策的宣传。促进学生对电子设计竞赛的参与兴趣的培养，吸收一批优秀的学生加入到大学生电子设计竞赛的培养队伍中，扩大培训的基数，充分发挥电子设计竞赛培训对学生创新能力培养的促进作用。

2.理论学习阶段。通过专业课程、选修课程、学术讲座等培养学生的专业理论知识，主要是《电路理论》、《电子技术》、《自动控制理论》、《EDA技术》、《单片机原理与应用技术》等。充分利用专业教育中的理论课教学环节，在《电路理论》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机原理与应用》、《检测与传感技术》等相关课程的知识传授作用，而对于低年级同学，则建议其提前了解相关的专业课程，并重点学习如《单片机原理与应用》等相关技能课程。

3.集中培训阶段。在集中培训阶段，主要完成专业工具软件的学习培训及硬件功能模块的设计、实验制作与应用调试。电子设计竞赛主要所涉及到的学科包括电气信息类、电子技术类及智能控制类等，相关的专业仿真及应用软件，如Multisim，Pspice，Simulink，Proteus+keil C，protel等。专业工具软件的应用培训分小组进行，参与设计培训的学生可根据本人兴趣在指导老师的统筹协调下参与不同组别的专业软件应用培训，以便在提升学生具体技能的同时在参与竞赛时能进行协调搭配，充分发挥团队的合作力量。在集中培训阶段，还需要完成常用功能模块电路的设计制作与调试工作。在电子设计竞赛中，不同的设计课题需要采用不同的设计控制方案，但是对于常见的设计任务而言，一般需要完成电能变换主电路，信息采集与转换电路，输出显示（指示）电路与控制电路等，此外还需要基本的控制器最小系统，因此，在平时的集中训练中，分专题地对相关的电子信息类的功能电路模块进行分析与设计，通过模块电路的实际制作与实验调试掌握其基本技术性能，通过模块电路的实验数据结合仿真软件的仿真结果数据来对相关电路模块的功能参数进行修正，对相关的功能电路进行模块化、标准化设计，为下一阶段及竞赛提供实物支持。

4.赛前综合培训。在参与竞赛之前的约一个月的时间内进入赛前综合培训，在前期理论与实践强化的基础之上，主要进行电子系统集成综合培训，即根据电子竞赛的要求及历年的试题情况，对竞赛试题进行总结归纳的基础之上，针对设计要求，将前期的功能模块进行系统集成，组成具有完整功能的电子系统。在赛前综合培训中，指导教师需要对系统的设计方向进行总体把握，提出相应的设计任务，要求学生在规定的时间内完成相关的硬件、软件设计，并对最后的设计制作成品进行性能等级评定，指出其优点及不足之处，以便快速地提升学生的综合创新能力。根据培训结果及学生个人的特点，对参赛小组的成员进行动态调整与优化组合，考虑到不同成员的具体特长及团队协作能力，充分发挥竞赛团队成员的团队协作能力，使小组成员之间的优势互补。

三、自动化实践教学改革电子设计竞赛的相互促进

自动化专业教育要适应经济发展对人才需要的要求，更新课程体系，提高教学质量，强化学生的动手创新能力与专业综合素质。自动化专业作为一个工科专业，社会对于自动化专业相关人员的需求时尤其注重学生的专业综合素质、手创新能力及在校期间是否参加过相关的专业实践活动。鉴于目前电气信息与电子技术的快速发展，自动化及电气信息类的相关专业的实践教学总是落后于技术的发展进度，一般性的本科院长，受到教学经费投入的制约，在教学模式尤其是实践教学上，实验教学仪器相对老化，实验项目的设立比较僵化，缺乏灵活性，与培养学生就业，进一步拓宽行业就业范围的要求相矛盾，电子竞赛要求改革实践教学环节的传统方法，把最新的开发工具和应用技术引入到实践教学中，如将新技术、新器件和先进的实验平台软件引入本科生的实践教学过程中，加强《单片机原理与应用》、《DSP技术及嵌入式系统》等方面课程教学，将Pspice、MAX-Plus、Protel和Proteus等专业仿真工具软件的应用与理论、实践的教学有机结合起来，将软件开发工具穿插应用于相关课程的实践教学环节中。电子竞赛可以提高参赛学生对新技术的掌握能力，通过大赛和相关学科竞赛的锻炼，学生对新知识的选择性和灵活能力得到加强，这种能力在今后的就业中有着很大的优越性。同时，通过电子设计竞赛及培训活动，可增强学生对创新性学习活动的兴趣，强化学习效果。培养学生适应社会发展和科技进步需要，具备较高的综合素质、坚实宽广的工程技术基础、系统的专业知识和较强的实践能力和创新精神，具有解决自动化类专业技术问题的能力，在建筑电气与智能化、工业自动化以及电子信息等领域从事与工程设计、系统分析与运行、研究与开发、决策管理等相关方面工作的高层次应用型人才。强化电子设计竞赛培训对教学内容扩充和补充，解决社会需求和学生就业之间的矛盾，增强自动化专业实践教学特色、更新培养模式、提高教学质量，以更好地满足社会对人才的需求。

电子设计竞赛及培训可以增强学生的专业综合素质及动手创新能力，有利于激发学生的创新思维，培养学生严谨的科学工作态度、理论联系实际的学风、脚踏实地的实践创造能力和团结合作精神。从培训方法及培训策略等方面进行创新，将电子设计竞赛培训与自动化专业的实践教学改革进行有机结合，解决电子设计竞赛培训受益学生人数少与自动化专业实践教学模式与手段相对落后的问题，促进实践教学手段与内容的改革，增强学生的就业竞争力。上述方法通过近年来我校自动化及相关专业的电子设计竞赛的实践检验，极大地提升了教学效果，增强了学生的就业竞争力。

参考文献：

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[3]冯明琴.自动化专业应用型创业人才培养方案研究与实践[J].攀枝花学院学报，2007，24（3）：113-115.

基金项目：论文得到湖南文理学院教研项目（WHSZ1209，JGZC1113，FRjg1105）的支持