大学生电子设计竞赛对促进应用型人才培养的探索

2016-03-15张淑玲

湖北经济学院学报·人文社科版 2016年6期

关键词：电子设计单片机竞赛

张淑玲

（湖北经济学院，湖北武汉 430205）

大学生电子设计竞赛对促进应用型人才培养的探索

张淑玲

（湖北经济学院，湖北武汉 430205）

经济学院电子信息类专业实践教学是人才培养中的薄弱环节，全国大学生电子设计竞赛是公认的有利于创新人才培养和提高教师实践育人能力的平台，因此有针对性的竞赛指导方案与实训模式，对提高学生工程实践的综合能力与教师的工程素质发挥了积极作用，最终促进了应用型人才培养质量的提升。

大学生电子设计竞赛；竞赛方案与实训模式；应用型人才培养

全国大学生电子设计竞赛是面向大学生的群众性科技活动，目的在于按照紧密结合教学实际，着重基础、注重前沿的原则，促进电子信息类专业和课程的建设，引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新能力、协作精神；加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生针对实际问题进行电子设计、制作的综合能力；吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才脱颖而出创造条件。

湖北经济学院在学校教务处领导下，信息工程学院承担了2015年全国大学生电子设计竞赛的组织、培训及指导工作。我校的赛前工作分为基础训练、分方向训练、暑假强化训练、赛前准备和赛后测试五个阶段。从组织管理、赛前指导、正式竞赛、赛后测试与总结等方面做了大量的工作，取得了一个湖北省二等奖，三个湖北省三等奖的成绩，开展的工作如下：

一、完善大学生电子设计竞赛组织管理机制

信息工程学院是湖北经济学院新成立的二级学院，融合了电子和计算机两个院系的师资力量，学院主管领导和教师相应做了很大调整，因此2015年全国大学生电子设计竞赛的组织、培训及指导工作也等于重新开始，信息工程学院电子信息工程系的教师集中开会讨论，充分认识到大学生电子设计竞赛不仅是提高学生实践能力的平台，也是锻炼教师工程素质的平台，因此希望电子信息工程系的每位教师参加电子竞赛指导小组，并推选了张淑玲老师任竞赛指导小组负责人。

竞赛指导小组在信息工程学院副院长孔德永的直接领导下，建立了长效的组织管理和指导机制，鼓励有兴趣的大一到大三的学生积极参加全国大学生电子设计竞赛活动，构成高年级学生带动并指导低年级学生实训的学习氛围；电子信息工程系的教师在熟悉竞赛题目类型的基础上，根据自己的专业方向确定指导方向，并针对不同年级制定了合理的培训与指导方案；指导教师从2014年12月份开始在指导学生的同时，积极拓展知识面并提高项目设计能力，李俊、沈田和杨蕊三位老师参加了华中科技大学举办的“2015年湖北省大学生电子设计竞赛指导教师赛前培训班”，通过模块和真题培训提高了教师的能力，也把先进的教学方法用到对学生指导中。2015年新进的张帅、唐晓庆老师，是武汉大学刚刚毕业的博士研究生，他们曾经荣获全国大学生电子设计竞赛全国一等奖，他们为我校学科竞赛增添了新鲜血液。

在竞赛指导小组负责人的组织下，根据大一到大三三个年级学生的不同情况，编写了“湖北经济学院2015年全国大学生电子设计竞赛培训方案”，最终目的不仅锻炼了教师，而且使参加竞赛的学生在不同学习阶段，能够通过学科竞赛平台并结合专业课程的学习不断提高电子技术设计能力、创新能力。

二、制定合理的大学生电子设计竞赛指导方案

（一）培训与指导内容

全国大学生电子设计竞赛涉及的项目包括：测量类、高频及通信类、控制类、电力电子四个方向，其中涉及的基础知识以电子技术为主，辅以一定的专业知识。电子技术包括模拟电子技术（含射频技术）、数字电子技术（含可编程器件）和计算机最小系统（单片机、嵌入式系统、DSP之一），相关的专业知识包括基本电路设计、通信、电子测量与仪器、控制类和电力电子技术等。我校今年参加培训的学生有八十几人，但大三学生只有三人，在课程学习上很多学生只有部分电子技术的基础知识，计算机最小系统以及可编程器件尚未涉及，更不用说专业知识，为相关培训带来一定困难，结合学生实际情况培训题目方向基于测量类、电子类，高年级学生兼顾通信类或综合类题目，计算机最小系统选择单片机小系统。培训具体内容为：

1.基础训练

理论基础培训：单片机、模拟电路、EDA技术、高频电子线路、通信原理

基本技能培训：常用仪器的使用、仿真软件及开发平台使用、印制板制作及焊接训练、线路板最优电路设计

基础设计训练：MSP430单片机最小系统，掌握键盘、显示、A/D、D/A和自检程序的设计；可编程器件FPGA小系统的应用，掌握键盘、显示、A/D、D/A和自检程序的设计；有源滤波器与功率放大电路。

2.电子小系统训练

模拟路灯系统设计：采用MSP430单片机最小系统，重点训练编程能力与硬件电路调试能力。

基于高速DDS(AD9854ASQ)多功能信号发生器设计：采用MSP430单片机最小系统或FPGA小系统，重点掌握AD9854器件的使用、检测，为“电赛真题训练”题目提供信号源。

程控滤波器设计：采用LTC1062设计低通、高通和带通滤波器。

3.典型的电赛真题训练

红外光通信装置、宽带直流放大器、、频率特性测试仪和音频信号分析仪。

（二）培训步骤

培训步骤按照从易到难的原则分为基础训练、分方向训练、暑假强化训练和赛前准备阶段、赛后测试阶段五个步骤，培训过程着重于基础性、群众性的需求，期望参赛的学生都有较大的收获。

基础训练阶段：熟练掌握单片机最小系统。掌握可编程器件的应用技术。掌握基本的电子电路模块的设计与调试、印制板设计焊接等。

分方向训练阶段：围绕单片机最小系统和可编程器件开展相应的电子系统设计。每个学生最少掌握两个方向。

暑假强化训练阶段：典型的电赛真题练习，加大训练强度。根据实际情况，制定出更加精准的时间表。

赛前准备阶段：在以上训练的基础上，做好各类模块、文档及器件的准备。设计报告的准备。撰写的报告要严格按照相关要求进行。重要算法必须用软件实现形成文档。元器件进行归类与整理。

赛后测试阶段：指导学生注重电路的恢复、调试，把握竞赛题目指标与测试方法的关系。

三、引导和组织学生采用自主学习、自我管理的实训模式

我校往届参赛模式采用以教师为主导进行培训指导，学生是经过层层选拔品学兼优的优等生，其优点是好管理、学生成长较快，缺点是受益的学生较少，学生之间缺乏传承，老师也觉得压力较大。因此从2015年开始我们改进了培训与指导的方法，首先由班主任与辅导员做好宣传工作，鼓励感兴趣的大一到大三学生积极参加，三个年级报名人数有近百人，实际参加八十几人，参加实训的学生增加了一倍；指导老师根据每个年级学习情况制定了培训方案与培训计划，基础训练部分由老师集中讲解指导，后面的训练采用分年级按照项目管理的方法实施，老师给出项目的指标、具体要求，关键知识点和完成时间节点，其他的由学生自己完成，这样点燃了学生的自主学习热情，也极大地锻炼了他们的自学能力、动手能力和团队协作精神，老师负责对他们的设计方案点评、问题答疑，这样教师也得到很大地锻炼。在管理方面除了实验室的管理员是学生外，每个项目和每个方向都有学生具体负责，起到引领其他学生学习的带头作用，实践证明效果很好。

四、赛后总结收获与不足，放飞梦想与希望

此次竞赛我校取得了一个湖北省二等奖、三个湖北省三等奖的成绩，虽然成绩不够理想，但是因为今年大三参赛的学生只有三人，主力军是大二的学生，一部分是大一的学生，在全国大学生电子竞赛中大二的学生获得湖北省二等奖，大一的学生获得湖北省三等奖在我校还是第一次，这也极大的鼓舞了我院师生的士气。

赛后组织了经验交流会，并邀请新生参加了座谈会。很多学生分享了竞赛的感受、学习资料、学习网站以及成功与失败的经验。

黄艳丽同学目前是大四学生，讲述了应聘工作体会，笔试题目很多是大赛中学习的知识。分享了参考书籍、学习网站和电赛经验。最后的体会是“电赛，不仅仅让我们专业知识融会贯通、动手能力增强，更教会我们团队间如何更好的合作、交流！更重要的是我们会收获团队三人间的友情，一起为项目苦想方案、紧张奋斗、一起吃在实验室、奋斗在实验室的日子值得永远纪念。”

宋小兵同学目前是大三学生，讲述了大二开始接触电赛，从基础很差到掌握单片机小系统与编程，ARM小系统与编程，FPGA程序设计以及模拟电路的设计与应用，他们团队的成员十分和谐，分工明确又相互合作。宋小兵的梦想是能设计出四旋翼飞机，让同学们能航拍美丽的校园；能编出好玩的游戏，让学弟学妹们寓学于乐。电赛承载了他们的梦想，也是他们实现目标开始的地方。

许文俊同学目前是大三学生，在高频电路设计、调试与印制板设计方面他有较强的能力，讲述了自己的成长过程以及老师的是如何帮助他成长的，他乐于助人的精神感染了周围的同学也影响了同宿舍的学生积极学习专业知识。电赛是播种机，它传播的是进步与正能量。

徐慧慧同学目前是大二学生，讲述了大一开始接触电赛，从什么都不会到在老师一步一步指导下掌握了C语言与编程、单片机小系统与编程，模拟电路的设计与调试的过程，尤其是第一次用单片机小系统实现心形发光二极管图案按照既定规律闪烁时的激动心情，既激发了对电子专业的学习兴趣，也了解了学好专业课程的重要性。通过同学们一起学习一起进步的过程也领悟了成才先成人的道理。可以说电赛也是学生成长的平台。

对学生来说全国大学生电子竞赛是承载梦想的平台。同学们纷纷表示四天三夜的竞赛比高考更累、更能锻炼人，通过电子设计竞赛，使学生了解了电子技术设计与所学课程的关系，增加了学习的动力，提高了创新能力、实践动手能力，也培养了他们之间战友般深厚的感情。对刚入学的新生来说，高年级学生的言传身教是最好的入学教育。

对老师来说全国大学生电子竞赛是检验教学成果的平台。电子信息工程系的老师都参加了指导，尤其是张淑玲、张帅和唐晓庆三位指导老师暑期没有休息，参加了全程指导过程。在指导过程中老师收获也很多，一方面了解了学生的学习程度，另一方面通过全程指导也学习了很多新知识。老师们深深体会到学生的学习能力超乎想象，只要有正确的教学及引导方法，每位学生都有潜力可挖，而且学生的学习热情、学习态度让老师感动，这对我们后续的教学工作是值得借鉴和参考的。

在竞赛中也留下很多遗憾：受知识面限制选择竞赛的题目受限；新器件、新设备的更新不够快；在完成竞赛题目时由于平时积累不够，尤其是在高频题目上练习不够，花费在完成功能的时间太多而提高技术指标的时间又不够，这是在未来竞赛培训中要注重加强的训练环节。