關于高職高專學生參加全國電子設計競賽的思考

【摘要】本文對高職高專學生參加全國電子設計競賽進行思考，分析了高職高專學生參加電子設計競賽的意義，探討了參賽學生的選拔方法、條件以及所需的知識結構，并提出了競賽教學與實踐訓練方法。

【關鍵詞】電子競賽 培訓內容 方法 高職高專教育

目前，每兩年一屆的全國大學生電子設計大賽在全國各省市如火如荼地展開，并引起了高職高專院校領導決策者的重視。要想在激烈的競賽中脫穎而出，指導教師的水平、參賽學生的綜合素質和技能素質、院校的科研設備和科研氛圍，以及參賽前的訓練內容、方法等因素非常重要。本文對高職高專學生參加全國電子設計競賽進行思考，分析高職高專學生參加電子設計競賽的意義，探討參賽學生的選拔方法、條件以及所需的知識結構，并提出競賽教學與實踐訓練方法。

一、高職高專學生參加電子設計競賽的意義

高職高專學生參加電子設計競賽具有重要意義，表現在：

(一)可以提高高職高專學生的綜合素質

高職高專學生在參加電子設計競賽過程中，既參加了培訓又參加了競賽，培訓過程不但使他們已學過的基本知識得到鞏固，同時使他們學習了新知識，掌握了實用技術。競賽時通過諸多的途徑，如選題、分析、確定方案；查找資料、瀏覽文獻、選擇元器件；電路板設計加工、安裝、調試；論文撰寫、參加答辯等過程，等等，學生的能力與素質將得到綜合提升。更重要的是，在這短時間的培訓和競賽中，指導教師的實際專業(yè)水平也能得到很大的提高，教師自身綜合素質也能得到明顯的改善。

(二)可以增強學生的就業(yè)競爭力

參加競賽有助于培養(yǎng)高職高專學生的實踐動手能力，而競賽成績在學生的就業(yè)過程中也有一定助益。用人單位特別是產品設計單位在招聘畢業(yè)生時，往往會首選競賽獲獎的學生，其次是參加過競賽的學生。因此，可以說參加競賽一定意義上有助于增強學生的就業(yè)競力。

(三)可以促進學校人才培養(yǎng)機制的改革

學生參加電子設計競賽，不但可以為自己贏得榮譽，而且可以為學校贏得榮譽。這就促進了學校在教學計劃中設立創(chuàng)新能力的人才培養(yǎng)機制。例如，有些學院將獲獎學生的等次折算成一定的學分，代替專業(yè)必修課的學分，超出教學計劃規(guī)定的學分可以替代公共選修課學分。這表明學校的人才評價機制已經發(fā)生重大轉變，具有較強的科研能力和創(chuàng)新能力的人才，才是學校最終的培養(yǎng)目標。因此，應變革原有人才評價模式，以適應社會發(fā)展的需求。

二、參賽學生的選拔條件

在參賽學生的選拔上，應遵循以下選拔條件：

首先，學生思想應上進、有斗志、能吃苦耐勞、有極強的團隊精神。思想上進即是有想展示自我、超越他人的精神。有斗志就是不輕易認輸、不妥協(xié)、不到成功的彼岸不服氣的韌勁。能吃苦耐勞就是有能連續(xù)作戰(zhàn)的精神(因為一般競賽要連續(xù)持續(xù)3天4夜)。有極強的團隊精神就是隊員間要有真誠合作、相互包容，不能因小事、瑣事而相互刁難。

其次，應考察學生的素質。素質包括知識素質、能力素質兩方面。知識素質就是要有比較全面的理論知識，即從典型單元電路常用電子功能模塊、傳感技術及測量電路到單片機原理及編程、PLC原理及編程等方面都要有一定的了解，同時要能相互聯系、相互貫通且融為一體。因此，一般來說，最好從大二以上學生中挑選參賽隊員。

三、參賽學生所需的知識結構

縱觀這幾年大學生電子設計所競賽的參賽題目可知，競賽內容逐漸往基本知識的拓展應用及創(chuàng)新的方向發(fā)展，這對學生的參賽要求也越來越高。根據歷年來參賽題目的知識要求，參賽學生所必須掌握的知識大致如下。

需要掌握的光電技術電路有：光電開關電路、光電隔離電路、光電報警電路、光電接口電路、光電探頭電路、光電放大電路、光柵電路，光放大器、光電音樂電路、光電探測器電路、光電發(fā)射及調陽電路、光電檢測電路、光電溫度計電路、液晶顯示電路、CGD應用電路、光電控制電路、光電測量電路、光電閃光電路、光電時鐘及定時電路、光電接收電路、光電驅動電路、光電玩具電路、光電振蕩電路、光電照明電路、光電傳輸電路、光電池充電電路、光電頻率計電路、數顯表電路、光電觸摸電路、光電計數電路等。

需要掌握的信號產生實用電路有：振蕩電路、函數信號產生電路、文氏信號產生電路、高頻信號產生電路、壓控振蕩電路、可編程信號產生電路、頻率合成器、其他信號產生電路等。

需要掌握的555電路專集電路有：555-自動控制電路、555-照明、彩燈電路、555-電源變換電路、555-計量檢測電路、555-延時定時電路、555-時基電路、555-觸發(fā)開關電路、555-保護電路、555-紅外遙控器、555-通訊遙控電路、555-單穩(wěn)態(tài)電路、555-無態(tài)電路等。

需要掌握的電源電路有：集成穩(wěn)壓電源、晶體管穩(wěn)壓電源、線性穩(wěn)壓電源、開關型交流轉直流(Ac-De)、開關型直流轉交流(DC-AC)、恒流源、脈沖電源、IGBT應用電路、開關穩(wěn)壓電源、逆變電源等。 需要掌握的控制電路有：電機控制電路、自動控制電路、晶閘管控制電路、報警控制電路、超聲波遙控控制電路：繼電器開關控制電路、紅外線熱釋遙控電路、溫控調速電路等。

需要掌握的通信電路有：無線發(fā)射電路、無線接收電路、有線通信、USB電，路等。

需要掌握的微機單片機有：單片機制作、接口電路制作、信號采集電路制作、電平轉換電路制作等。

需要熟練掌握PROTEL軟件(99se版，或DXP)：會用它畫電路原理圖，制作封裝庫，畫出電路板，合理快速布線。

四、競賽教學與實踐訓練方法

大學生電子設計競賽的試題涉及的主要內容有：模擬、數字電子技術、低頻、高頻電路、傳感器技術應用、單片機原理及應用、電子測量技術、可編程控制器、通信原理、自動控制原理等。試題涉及的主要實踐環(huán)節(jié)有：計算機輔助設計與PCB板制作、電子焊接工藝、電設路計、安裝及調試、測試數據的分析和利用；新型器件選擇與應用，等等。

電子競賽的內容分為基本部分和發(fā)揮部分兩個部分。基本部分是測試學生運用基礎知識能力、設計能力和獨立制作與調試能力。絕大多數參賽學生能在規(guī)定的時間內完成基本部分要求。發(fā)揮部分使優(yōu)秀學生能有發(fā)揮與創(chuàng)新的余地，是基礎部分的拓展。學生進行整體方案設計時，既應考慮基礎部分的要求，又應兼顧發(fā)揮部分的要求。要求學生具備綜合設計、分析能力，學生之間的相互配合與協(xié)作能力等。針對電子設計競賽的內容、要求和特點，可對參賽學生進行以下方面的訓練：

一是基礎知識訓練。基礎知識訓練的目標是達到“七會一牢固”，即基本知識要牢固，會看圖，會畫PCB板，會焊接安裝，會測量，會分析測量數據、會查資料，會寫論文。由于高職高專參賽隊員基本是大三的學生，競賽涉及的知識已經提前一個學期修過，因此，在暑假集中培訓階段，可要求他們鞏固已學過的知識，同時注意與應用密切相關的基礎知識。例如，對于模擬電路要求學生在懂得基本的半導體知識后著重掌握各種基本放大器的工作原理及應用，運算放大器、比較器的原理及應用，各種振蕩器的應用，功放、電源等；對于數字電路則要求學生切實鞏固各種組合邏輯電路和時序邏輯電路的應用與基本的設計思想等。

重視對參賽隊員焊接知識的培訓，學會使用常見的各種測量儀器，學會使用互聯網進行查閱資料，最后要強調設計總結報告的寫作，這一點往往被參賽隊員忽視。設計總結報告是競賽作品的一個重要組成部分，其內容體現參賽隊員的設計思想、實現手段以及測試結果等方面。設計總結報告質量的高低反映參賽隊員的寫作能力優(yōu)秀與否，同時也關系作品成功與否，因此要重視對文檔寫作的培訓。

二是模塊訓練。模塊訓練的內容和目標是由淺入深，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，組織各種形式的學習討論會，促進信息交流，優(yōu)秀作品及時整理歸檔，達到建立相關硬件、軟件、資料的“共享資源庫”。結合電子設計競賽常用到的模塊，進行相應基本單元電路的設計與制作，其內容包含有單片機最小系統(tǒng)、可編程邏輯器件最小系統(tǒng)、MD與D／A電路、集成直流穩(wěn)壓電源電路、信號放大電路、信號產生電路、信號處理電路、聲音報警電路、壓力、光電等傳感器應用電路、功率驅動電路、顯示電路等。

三是綜合訓練。綜合訓練的目標是將模塊綜合成某種功能系統(tǒng)，培養(yǎng)學生電子設計的綜合能力。參賽隊員存在的普遍弱點是理論與實踐結合不夠，不具備綜合運用所學知識進行系統(tǒng)設計的能力，創(chuàng)新及獨立工作的能力較差，新器件、新技術應用能力也較差，因此對參賽學生的賽前訓練中盡可能結合各個模塊功能進行實訓。讓學生自己設計或由指導教師根據模塊功能制定設計方案。對于同一個制作題目讓兩組參賽隊員采用不同的設計方案實現，然后比較制作實物的性能參數，加深他們對不同器件、不同模塊特性的認識。從而提高學生的綜合素質。