基于电子竞赛的应用创新能力培养研究

谢四莲，苏芙华

(湖南人文科技学院 信息科学与工程系，湖南 娄底417000)

近年来，各式各样的科技竞赛出现，影响比较大的包括全国大学生电子设计竞赛、大学生挑战杯、国家大学生创新性实验计划等国家性竞赛。在这些竞赛中，每种竞赛的目的和内容又不完全一样，例如两年一届的全国大学生电子设计竞赛是教育部和信息产业部共同举办的，面向全日制在校学生，是真正意义上的竞赛活动，是与教学改革实践紧密结合的大型学科竞赛。比赛的题目和时间均由比赛组织单位——教育部和信息产业部严格规定和统一。大学生挑战杯，国家大学生创新性实验计划主要是考察学生的创意和创新精神的培养［1-5］，题目和平台都是自己进行比较和选择。“飞思卡尔”杯智能汽车、“Actel 杯”FPGA 竞赛、“ZLG 杯”ARM 竞赛、“凌阳杯”全国百校大学生电子竞赛等比赛则是利用厂家提供的开发平台实现某些具体功能，主要培养学生的动手能力和学习能力。

目前，用人单位对毕业生的要求越来越高，学生就业问题关系到学校的生死存亡，要与重点高校竞争，一个重要的途径就是培养学生的动手能力与创新能力［6-12］，加强学生的工程实践和工程训练，增强学生的竞争意识，使他们在毕业后以最短的时间内适应工作岗位。电子设计竞赛作为面向大学生的群众性科技活动，他能够有效地引导高校加强电子信息相关专业课程和实验室的建设，促进教学及实验教学改革，在教学实践中注重培养大学生的创新能力，动手能力和团结协作精神，提高学生解决实际问题的能力。

一 从电子竞赛中发现的问题

从参加电子设计竞赛选手现场表现来看，集中暴露出以下问题:

(一)信息与电子类课程设置不够合理

参赛选手大多是二、三年级学生，由于课程体系的问题［5］，控制类课程(如单片机原理及应用、ARM 嵌入式系统等)大多开设在第六个学期，对于二年级的学生来说，专业知识缺乏，对于竞赛题目不能准确理解，难以设计出合理的方案，而是将查阅的参考电路东拼西凑，基本上不能完成题目所要求的功能。

(二)理论知识应用于实际能力较差

很多学生不能运用所学知识分析问题、解决问题。不能对系统电路进行周密分析，在样机调试中出现问题时，很难准确地判断故障点，不能独立解决问题。

(三)动手能力、实践技能不扎实

有些学生对仪器设备的使用不熟练、焊接技术差，在整体电路设计时，布局不规范，电路走线随意，考虑问题不全面。以至在作品调试过程中出现问题时，找不到故障点。

(四)综合能力较差

表现在参赛学生在比赛过程中已将各个模块都调试成功，但在组合联调时出现各种故障，学生不能解决。另外在他们所写的设计报告中，不能对所设计的内容进行较好的阐述(如对系统设计方案不能很好地论证，对单元电路论证缺少系统分析，软件设计流程不清等)。报告的格式、文档编辑、图表不规范，计算机应用能力显得不足。

我们将针对上述问题提出合理的解决方法，重构实验教学体系，加大创新实验室开放，采用循序渐进的项目训练和建立多元化的考核体系等措施逐步提高学生的创新与动手能力，获得良好的竞赛成绩，并以点带面，促进全系实践教学水平的提高。

二 结合电子竞赛，培养学生应用创新能力

(一)重构实践课程体系，优化实验教学内容

根据近几年电子设计竞赛所涉及的内容，以及参赛学生所必备的知识结构和实践技能，我们将对电子类的课程进行了梳理和整合，围绕培养学生的实际动手操作能力、综合能力和创新研究能力，构建“三类四层”的实验教学体系。三类为:实验室、实习与实训基地、创新研究3 类实践教学平台。四层为:基础实验、专业实验、工程训练和应用创新4 个层次(如图1 所示)。目前实践中心可开设各层次的实验项目(验证性、实训性、综合性、设计性、创新性和研究性)200 多个。

图1 实践课程体系层次结构

(二)加大创新实验室开放，提供自主实训场地

以电子竞赛为契机，加大实验室的开放力度，通过校内的各种电子选拔赛，选出优秀的选手进入到创新实验室［10］，实验室完全由学生自主管理，采取高年级学生带低年级的学生的“连带”方式，严格出勤和签到制度，实行优胜劣汰，增加学生接触专业领域的机会，激发学习兴趣和创新意识，实验室各种先进的仪器设备配置齐全，派有经验的老师轮流辅导答疑，学生积极性很高。

(三)循序渐进的层次项目法，逐步提高学生的实践能力与创新能力

针对电子竞赛的选手，我们制定了专门的实验大纲和实验指导书，大纲采用了分级分层的方法，逐步提高学生的创新能力。实践内容从较简单的模拟电子电路设计到数字电路设计，控制类题目从单片机逐步到ARM，逐步加大题目的难度，提高学生的实践能力与创新能力(如图2 所示)。

图2 分层实验项目图

(四)建立多元化的考核体系

部分学生经过比赛培训和在创新实验室的“摸爬滚打”，专业技能得到了大幅度的提高，同时也将整个班级及整个系部的学习气氛带动起来，学生的实践能力与创新能力增长，我们必须改革实践考核体系，坚持以“过程体验、平时表现、创新意识、个性发展、团队合作、个人贡献”的多元化评价机制，引入奖励措施，激发学生的自主创新意识和内在的学习潜能，既要保证基本教学内容的完成，又要有利于鼓励学生积极创新。不同的实践环节采用不同的考核方法，基础阶段注重学生对工程概念和实践技能的掌握程度;综合应用阶段突显知识综合运用和创新意识的考核;创新实践环节偏重于创新能力、团队协作能力及个人贡献程度的综合考核。

经过几年的探索和实践，我们在创新人才培养方面取得了较好的成绩。一是学科竞赛成绩优异，在已参加的4 届国家或省级电子设计大赛中，共获得国家一等奖一项，二等奖2 项，省一等奖5项，省二、三等奖共10 项。挑战杯省级奖2 项，飞思卡尔智能小车华南赛区奖1 项。学生承担大学生研究性学习和创新性实验计划省级项目6 项，考取网络工程师、Protel 证、电工技术上岗操作证和等级证等资格证300 多个。二是参加竞赛的学生具有较强的实践能力和创新精神，就业层次明显高于其他同学。在取得教育成绩的同时，我们认为在以后的工作中还需进一步加大实验室的开放力度，多增加创新性实验项目，多组织学生参加比赛，进一步提高学生的动手能力与创新能力。

［1］宗静静，车仁信.电子设计竞赛与创新型人才的培养［J］.实验室科学，2009(1)：18-20.

［2］刘韵，余魅.开展电子设计竞赛，培养学生的创新能力［J］.实验科学与技术，2007，5(4)：121-122.

［3］周孟然，李良光，杨茂宇，等.大学生电子设计竞赛创新能力的培养研究［J］.科技资讯，2007(7)：103-104.

［4］姚有峰，张斌，聂丽.从电子设计竞赛谈实践教学改革与创新能力培养［J］.实验室研究与探索，2009，28(9)：140-142.

［5］刘兴华.从电子设计竞赛谈电子信息类课程体系改革与创新能力的培养［J］.攀枝花学院学报，2006，23(2)：105-107.

［6］王勇，叶敦范.依托大学生电子设计竞赛培养学生创新能力［J］.中国地质教育，2009(1)：145-148.

［7］赵峰，陈全.应用型创新人才培养模式探讨［J］.黄石理工学院学报，2009(5) ：55-57.

［8］李卫兵，杜玉杰，张成亮.基于电子竞赛的应用型创新人才培养模式［J］.实验科学与技术，2012，10(8)：168-170

［9］吴宜灿.学科交叉与创新型人才培养的实践与思考［J］.中国科学院院刊，2009，24(5)：511-517.

［10］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，2006，26(11)：160-163.

［11］韦文祥.由大学生电子设计竞赛引发对就业能力培养的思考［J］.实验室研究与探索，2009，28(10)：11-13.

［12］赵青云.基于电子设计竞赛的电子专业教学研究［J］.中国科技信息，2010(1)：279-280.