大學生電子設計競賽與電子信息類專業教學改革

王金庭

（湖北經濟學院法商學院 電子工程系，湖北 武漢 430205）

一、前言

大學生電子設計競賽是教育部高等教育司、工業和信息化部人事教育司共同主辦的全國性大學生科技競賽活動，目的在于促進電子信息類專業和課程的建設，引導高等學校在教學中注重培養大學生的創新能力、協作精神；加強學生動手能力的培養和工程實踐的訓練，提高學生針對實際問題進行電子設計、制作的綜合能力。

大學生電子設計競賽項目一直是我校重點資助的學科競賽項目。多年來，電子工程系通過不斷的學習、研究、探索和實踐，已形成了較成熟的電子設計競賽組織、培訓和管理模式。經過多年實踐，不僅在電子設計競賽中取得了較好的成績，而且通過競賽促進了我校電子信息類專業課程體系和教學內容改革，促進了師資隊伍建設，促進了實驗室建設以及創新型人才培養，并收到很好的效果。

二、電子設計競賽組織、培訓和管理模式

大學生電子設計競賽題目涉及知識面較寬，題目難度較大。不僅要求參賽學生具有扎實的專業知識，還要有很強的實踐動力能力和很強的團隊協作精神。要讓學生具備參賽的能力，賽前科學、合理、規范的訓練顯得尤為重要。經過多年實踐，大學生電子設計競賽在我校已形成較成熟的組織、培訓和管理模式，我校的競賽組織、培訓和參賽過程可分為以下幾個階段：

（一）成立電子設計興趣小組階段

成立電子設計興趣小組的目的是為那些學有余力的同學提供一個拓展課程和專業知識場所，創造一個同學們進行電子設計交流的機會。興趣小組活動以教師為主導，學生為主體，在老師的指導下采用高年級學生帶低年級學生的方式，常年開展活動。對于一年級的同學，主要是提高他們程序設計能力；對于二年級同學，提高他們單元電路的設計、安裝、調試以及單片機開發和應用的能力；對于三年級同學，主要提高他們系統電路的設計、安裝和調試能力。電子設計興趣小組對隊員的進入和退出要求不作嚴格規定，有興趣有毅力的學生會堅持下來并認真完成任務，跟不上的學生就會自動退出。

（二）中期培訓階段

在每年的3月初，正式啟動參加全國或全省大學生電子設計競賽相關工作。因成立電子設計興趣小組的目的之一是為電子設計競賽培訓后備力量，所以參賽學生主要在電子設計興趣小組中產生。這個階段培訓的主要內容是在電子設計興趣小組活動項目的基礎上，對單元電路、單片機小系統和EDA小系統應用進行設計、制作和調試。培訓時間在每周的周末，每周培訓結束后，指導教師會布置一些項目讓學生做，并在下一次課前檢查學生的完成情況。在6月底，教師根據每次任務的完成情況進行篩選，并最終確定暑期培訓隊員。

（三）暑期賽前培訓階段

經過中期培訓以后，按照比賽要求讓學生自愿組隊。在隊內，隊員按負責單片機和EDA程序設計、硬件設計和報告撰寫進行分工。指導教師根據我校在競賽中擅長儀器儀表和通信兩個方向，對學生進行系統電路設計培訓。在培訓的過程中著重培養學生檢索資料的能力、系統設計能力、分析排除故障能力、設計報告撰寫能力等。賽前培訓每個題目一般安排8天左右時間，分資料查找、方案認證、單元電路設計、系統電路調試和測試這幾個階段。為了讓學生適應比賽現場氛圍，賽前半月進行模擬比賽演練，嚴格按照比賽時間和規則要求學生完成規定的任務。在競賽組委會下達了競賽所需儀器設備和器件后，準備好相關的儀器和器件，并讓學生進行有針對性的準備。

（四）賽后工作

在學生完成參賽作品測試后，召集指導老師和參賽學生召開專門會議，對本屆比賽的作賽后總結，總結本次比賽題目涉及的知識點，完成項目時的不足之處，以及今后努力的方向。最后，并把所有訓練時和競賽的技術資料歸檔保存，傳承給下一屆的學生作為參考。

三、大學生電子設計競賽促進了我校電子信息類專業課程體系和教學內容的改革

通過組織學生參加大學生電子設計競賽，發現我校電子信息類學生存在理論基礎較好而動手能力較差、參與意識較強而工程素養不足等現象。這說明現有的教學內容和課程體系急需改革，如：在平時實驗課中，驗證性實驗多而自主設計的實驗少，單科性實驗多而綜合性實驗少，采用傳統的方法多而應用最新的技術少。針對這些問題，我們對現有的電子信息類課程體系進行了一些調整和改革。

（一）理論和實踐并重，不斷完善課程體系和教學內容

根據專業人才培養目標和大學生電子設計競賽內容，我們對課程體系和教學內容進行了調整，調整主要內容有三個方面，第一，理順各門課之間的銜接關系，做到教學內容知識寬但不重復。些外，為了讓學生了解電子信息領域的新知識和新技術，我們在選修課中開設了《前沿技術講座》課程，分別講述各自研究方向的新知識、新技術和新應用。第二，在重視理論教學的同時，加強了實踐教學。除了增加了實驗學時和綜合實驗課程外，還在選修課中增加了《電子線路設計制作》、《電子系統綜合設計》等兩門綜合設計性選修課，在實習環節增加了《綜合設計》實踐環節，讓學生有更多的時間參與實踐,提高了他們的實踐動手能力和工程應用能力。第三，由于可編程器件的不斷發展和應用，對電子信息類的程序設計能力提出了更高的要求。在課程體系中，我們增加《數據結構》等程序設計類課程，以加強對學生程序設計能力的培養。

（二）實踐教學體系改革

根據大學生電子競賽對學生實踐能力、創新能力的要求。通過研究與探索，我們優化了實踐教學體系,按照學生認識——訓練——創新能力形成規律,整合實踐教學內容,構建由專業認知、專業技能訓練、課程實驗、開放式實驗、課程設計、電子系統綜合設計、中期實驗、畢業實習、畢業設計、科技競賽組成的實踐教學體系，實踐教學的比例占總學時的27%左右。實踐教學體系整合課程實驗內容,按照基本實驗、設計性實驗、綜合性實驗創新性實驗四個層次設計實驗內容。

在實驗教學內容設計方面，對于基礎性和設計性實驗，我們規定了必做內容和選做內容；對綜合性和創新性實驗，我規定了系統設計的基本要求和擴展要求。這樣，對學生即達到某一實驗目的的共性訓練，又實現了對學生的個性化培養。

（三）不斷豐富教學方法和教學手段，提高了教學的質量和效率

除了采用傳統的板書和多媒體技術教學手段之外，我們盡可能將各種EDA仿真軟件應用到理論教學和實驗教學中。讓學生很直觀地認識到各種理論知識在實際中的應用及應用效果。在實驗教學中，對于安裝電路和焊接電路等一些技能性工作，我們要求學生在課外學時完成。采用這些教學方法和手段，不僅提高了教學質量和效率，而且節約實驗成本和實驗室的有效利用率。

四、電子設計競賽促進了創新實驗室的建設

大學生電子設計競賽對實驗儀器的功能、性能、類型及實驗室的管理模式提出了更高的要求，原來實驗室常規實驗教學儀器和管理模式不能滿足大學生電子設計競賽、工程應用型人才以及創新型人才培養的要求。為了給學生創新型的實驗項目和教師的科研創造一個良好的平臺，我們建成了電子創新實驗室。實驗室建設以建設先進、實用、開放的現代化實驗室為目標，建成了7個實驗平臺：高頻電路實驗平臺、EDA實驗平臺、單片機實驗平臺、電子測量、綜合電路實驗平臺、DSP實驗平臺和通信工程實驗平臺。電子創新實驗室能滿足綜合課程設計、學生畢業設計、電子設計競賽、教師科研和創新實踐活動的需要。電子創新實驗室以開放性建設模式為基礎建立了較為完善的開放制度，為最大限度地發揮實驗室的效能，除實驗教學所安排的時間段外，其他時間段面向所有學生開放，這種管理方式，保障了多元化實踐教學模式的正常運行。

五、大學生電子設計競賽促進師資隊伍的建設

大學生電子設計競賽題目有類型較多，涉及的知識幾乎涵蓋到電子信息類專業的專業必修課和專業選修課的所有知識。在指導大學生電子設計競賽的過程中，教師會接觸到各種各樣的知識和技術，在指導競賽過程中，教師和教師、教師和學生之間的交流會更加拓寬教師的學術和專業視野，每一屆比賽結束之后留下的技術資料更是教師最寶貴的資料。經過歷屆指導，教師在參與實踐的過程中，不斷積累經驗，吸收前沿知識和技術。這不僅對他們提高教學水平有很大幫助，而且也會慢慢找到自己的研究方向，并充分運用以往的研究經驗，形成清晰的學術觀念，逐漸地提高自己的科研能力。因此，競賽的指導過程也是中青年教師提高教學能力和增強科研能力的過程。

六、結語

多年參加大學生電子設計競賽經歷，推動完善了我校電子信息類專業課程體系和教學內容，增強了師資隊伍工程應用能力和科研能力，促進了實驗室建設以及創新型人才培養。近幾年來，我校電子信息類專業人才培養質量的不斷提高，充分說明了教學改革取得了很好效果。

（注：本文系湖北省教育科學“十二五”2012年度規劃課題，課題名稱：應用型本科院校電子信息類創新型人才培養研究，課題編號:2012B439）

[1]夏春華，大學生電子設計競賽與電子類專業教學改革[J].武漢科技大學學報，2005，（11）.

[2]白艷茹，等.大學生電子設計競賽促進高校青年教師綜合能力的提高[J].中國現代教育裝備，2011，（9）.

[3]張淑玲.加強電子信息工程實驗室的建設,培養學生創新能力[J].湖北經濟學院學報(人文社會科學版)，2009，（5）.

[4]謝自美，嚴國萍.從電子設計競賽談課程體系改革與創新能力的培養[J].電子設計競賽論文選，2004，（5）.