電子設計大賽促進教學改革

尹　仕　謝自美

編者按：華中科技大學在今年的全國大學生電子設計競賽中取得不俗的戰績，這個成績的取得與他們平時扎實的基礎實驗是分不開的，本刊“校園電子”欄目特邀請華中科技大學電子與信息工程系的教師談談他們的經驗，以期使“校園電子”欄目成為電子設計大賽促進教學改革的窗口，成為電子設計大賽一個交流窗口，同時，在本刊的論壇上專門開辟了“校園電子”專欄，歡迎各位老師、同學到那里去交流。

全國大學生電子設計競賽參賽學生的人數從1994年第一屆600余名增加到今年第六屆9 600余名。獲全國一等獎的學生隊從1994年的11個隊，增加到今年的119個隊。人數翻了16倍，獲獎的隊數也翻了10余倍。我們學校參賽的情況也是如此。1995年的第二屆我校首次參加，獲全國一等獎1個隊，今年獲全國一等獎7個隊，并且喜捧SONY杯。我們為學生高興，我們再次祝賀全國大學生電子設計競賽的圓滿成功！大賽之所以受到越來越多的學校重視，吸引越來越多的學生參加，規模越來越大，關鍵在于：大賽開創了一個讓全國大學生都能參加的“展示電子設計能力”的巨大舞臺。也為高校提供了一個交流“教學改革研究與實踐”經驗的平臺。因此，大賽促進了高校的教學改革，調動了學生自主學習的積極性，讓一批優秀人才脫穎而出。

仔細分析大賽試題不難發現，每一屆試題的知識面在拓寬，難度在提高，而從學生完成的情況來看越來越好。例如：今年大賽的低頻數字相位測量儀（C題）和簡易邏輯分析儀（D題），如果作為上幾屆的試題，采用中規模數字邏輯器件實現，其難度是相當大的。而現在隨著教學改革的深入，EDA工具、數字可編程邏輯器件已經普遍地引入到教學中，學生實現這2道題，比以前要容易多了。再如寬帶放大器（B題）這道題的難度是比較大的，要求不僅熟練掌握電子電路的基本理論、基本方法、基本技術指標而且還要具有綜合設計能力。但是，學生選用了一個帶寬為90MHz具有AGC控制的集成電路芯片，使得前端電路實現起來就容易多了。而在寬帶放大器（B題）的輸出部分，學生巧妙地運用晶體管組成互補對稱功率放大器電路實現高頻功率放大。他們將所學的知識進行靈活應用，正是大賽所強調的創新設計能力。

由此可見，學生參加電子設計大賽，既要熟練地掌握電子電路的基本理論和方法，還要具有選用新器件的能力。在電子設計大賽的促進下，課內教學與課外活動應進行有機的結合。我們在這方面做了一些探索性的工作。

實驗課教學模式的改革

我們將低頻、高頻、數字邏輯電路等實驗課的內容進行整合和優化，成為“電子線路設計與測試”課程，面向信息學院開課。該課程分為三個層次：基礎性實驗－綜合設計性實驗－設計研究性實驗”。各個層次的教學內容和教學方法是：（1）基礎性實驗：開設一定數量的驗證性實驗，包括模擬電路、數字電路以及高頻電路三門課程的基礎實驗。運用EDA進行仿真、比較實驗與仿真的結果。（2）綜合設計性實驗：以集成電路和可編程器件為主，由學生自行設計、裝調電子電路，培養學生工程設計能力，啟發學生創新設計思維。（3）設計研究性實驗：打破多門課程界線，進行綜合性、研究性課題設計，如電子系統的設計，CPLD/FPGA的數字應用系統設計，嵌入式系統設計，電子系統自動化設計與仿真。

采用“三開放”的教學方法，即（1）時間開放：學生可以通過上網預約實驗時間和實驗室，實驗儀器1人1組。（2）內容開放：學生完成基本的實驗后，可以擴展實驗內容。（3）元器件開放：與實驗相關的所有元器件發給學生，由學生保管。學生每做完一個實驗課題，教師收集學生實驗中的問題，組織同學課堂討論，還可以在課堂上提問，師生共同討論。理論與實踐相結合，學生以自學為主，實驗為主，教師現場指導的方法進行教學，同時還用多媒體課件給學生講授20學時的理論課，介紹電子線路的設計方案、設計思路，新器件和EDA技術的應用以及實驗測試方法等問題。

課外科技活動模式的改革

成立電子課外科技活動中心，探索開展科技創新活動的模式，為學有余力的學生提供創新設計的舞臺，培養和提高學生的創新實踐能力，課外活動的成績計入學分。我們的做法是：

1.全校招聘、擇優錄取活動中心學生應是學校的精英，接受培訓的學生必須是品德好、實踐動手能力強、學有余力、具有團隊意識的優秀學生。培訓過程中嚴格實行淘汰制，并隨時吸收優秀的學生加入培訓。

2.培養電子設計綜合能力培養檢索資料的能力、電子系統設計能力、實際動手能力、分析排除故障能力、表達能力等。由淺入深，循序漸進，有計劃地進行培訓，獨立完成電子電路模塊設計與制作。

3.資源共享優秀作品及時整理歸檔，舉行優秀作品展示會，組織專家進行點評。組織各種形式的學習討論會，促進信息交流。建立網站，開展網上答疑，網上交流，實現資源共享。

4.培養團隊精神電子設計競賽要求三人組成一個隊，互相配合、分工合作、需要團隊精神。在順境時要相互提醒保持冷靜，逆境時要相互鼓勵共度難關，出現問題時不能相互埋怨，這與課堂教學強調獨立性是有明顯區別的。

5.鍛煉心理素質、提高應變能力電子設計競賽的結果會有很大的不確定性，一個偶然的失誤都會導致最終失敗，因此需要參賽者具備良好的心理素質，全心全意投入緊張激烈的比賽。遇到挫折不要放棄，堅持下去。

綜上所述：課內教學是通識教育，是面向每一個大學生的，課外活動也是一種教育，是精英教育。二者具有相互補充和促進的作用。在全國電子設計大賽的促進下，我們應該重視課內課外的教學，并且將二者進行有機結合。