大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽培訓(xùn)體系建設(shè)

趙錦紅 胡又農(nóng)

摘 要 大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽是提高學(xué)生專業(yè)水平的一個重要抓手，系統(tǒng)地開展電子競賽培訓(xùn)，需要針對當(dāng)前本科培養(yǎng)的不足，在師資培養(yǎng)、學(xué)生選拔、培訓(xùn)內(nèi)容建立、培訓(xùn)用教育裝備建設(shè)、培訓(xùn)場地安排等方面做重點(diǎn)工作。電子競賽培訓(xùn)分為入門、初級、中級、高級、沖刺幾個階段。經(jīng)過電子競賽培訓(xùn)，學(xué)生不僅專業(yè)水平有了長足進(jìn)步，而且取得很好的參賽成績。

關(guān)鍵詞 大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽；培訓(xùn)體系；教育裝備；培訓(xùn)場地

中圖分類號：G652 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）14-0006-04

Training System Construction for National Undergraduate Elec-

tronics Design Contest//ZHAO Jinhong， HU Younong

Abstract The Undergraduate Electronics Design Contest is an im-

portant task for improving the professional level of students. The

systematic development of electronic competition training requires the lack of current undergraduate training， the cultivation of teachers，

the selection of students， the establishment of training content， and

the construction of training educational equipment， training venue arrangements and other aspects to do the key work. The electronic competition training is divided into several stages： entry， primary， intermediate， advanced， and sprint. After the electronic competition training， the students not only made great progress in their profe-ssional level， but also scored impressive results.

Key words national undergraduate electronics design contest； trai-ning system； educational equipment； training site

1 電子競賽簡介

全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽是教育部高教司、工業(yè)和信息化部人教司共同主辦的全國性大學(xué)生科技競賽活動，目的在于按照緊密結(jié)合教學(xué)實(shí)際，著重基礎(chǔ)、注重前沿的原則，促進(jìn)電子信息類專業(yè)和課程建設(shè)，引導(dǎo)高等學(xué)校在教學(xué)中注重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作精神；加強(qiáng)學(xué)生動手能力的培養(yǎng)和工程實(shí)踐的訓(xùn)練，提高學(xué)生針對實(shí)際問題進(jìn)行電子設(shè)計(jì)、制作的綜合能力；吸引、鼓勵廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動，為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件。

競賽題目具有實(shí)際意義和應(yīng)用背景，綜合考慮目前教學(xué)的基本內(nèi)容和新技術(shù)的應(yīng)用趨勢，著重考核參賽學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識進(jìn)行理論設(shè)計(jì)的能力、實(shí)踐創(chuàng)新和獨(dú)立工作的基本能力、實(shí)驗(yàn)綜合技能（制作與調(diào)試），并鼓勵參賽學(xué)生發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的人文精神。

競賽的命題范圍以電子技術(shù)（包括模擬和數(shù)字電路）應(yīng)用設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容，涉及模-數(shù)混合電路、單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)、DSP、可編程器件、EDA軟件、“互聯(lián)網(wǎng)+”、超高頻及光學(xué)紅外器件的應(yīng)用。

賽題內(nèi)容包括“理論設(shè)計(jì)”和“實(shí)際制作與調(diào)試”兩部分，其中“實(shí)際制作與調(diào)試”又分為“基本要求”和“發(fā)揮要求”兩部分，從而使絕大多數(shù)參賽學(xué)生既能在規(guī)定時間內(nèi)完成基本要求的設(shè)計(jì)工作，又便于優(yōu)秀學(xué)生有發(fā)揮與創(chuàng)新的余地[1]。且命題還要充分考慮競賽評審的操作性。

全國競賽評獎采用“校為基礎(chǔ)、一次競賽、二級評獎”的方式。每次全國競賽后，各賽區(qū)負(fù)責(zé)本賽區(qū)的評獎工作（第一級評獎），經(jīng)賽區(qū)評獎后推薦出賽區(qū)優(yōu)秀參賽隊(duì)（不超過賽區(qū)實(shí)際參賽隊(duì)數(shù)量的10%）參加全國評獎（第二級評獎）。全國評審包括綜合測評、初評和復(fù)測三個階段，獲獎隊(duì)數(shù)量不超過全國實(shí)際參賽隊(duì)總數(shù)的8%，其中全國一等獎數(shù)量不超過2.4%，全國二等獎數(shù)量不超過5.6%。

2 電子競賽培訓(xùn)的需求分析

從競賽目的來看，電子競賽是為了創(chuàng)造條件讓優(yōu)秀人才脫穎而出，本科教學(xué)是為了培養(yǎng)符合社會生產(chǎn)力基本要求的科研或工程技術(shù)人員，兩者差異巨大。

從命題范圍和內(nèi)容、要求來看，電子競賽雖然以電子專業(yè)的課程內(nèi)容為基礎(chǔ)，但技術(shù)要求遠(yuǎn)高于本科教學(xué)。對參賽學(xué)生而言，如果僅僅掌握本科教學(xué)大綱中的內(nèi)容，那么不僅不可能完成競賽發(fā)揮部分的要求，甚至可能連基本要求都無法全部實(shí)現(xiàn)。

從評獎方式來看，對競賽作品的評價測試標(biāo)準(zhǔn)全國統(tǒng)一，且獎項(xiàng)等級越高，評價標(biāo)準(zhǔn)越嚴(yán)格。獲獎等級可以反映學(xué)生和學(xué)校在國內(nèi)電子專業(yè)中的技術(shù)水平。本科教學(xué)的評價方式是以修讀課程學(xué)生的平均水平為基礎(chǔ)的，不同學(xué)校之間，甚至同一所學(xué)校不同屆學(xué)生之間的評價標(biāo)準(zhǔn)都難以統(tǒng)一。評價結(jié)果只能說明學(xué)生完成了課程修讀的過程，無法反映學(xué)生在整個專業(yè)中的相對水平。

上述可以看出，電子競賽的要求和本科教學(xué)相比差異巨大。為了彌補(bǔ)二者的差異，需要對參賽的學(xué)生進(jìn)行電子競賽培訓(xùn)，培訓(xùn)工作的重點(diǎn)在以下幾個方面。

1）師資的培養(yǎng)。配備理論知識深厚、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、專業(yè)技術(shù)水平高的優(yōu)秀教師。電子競賽要求在規(guī)定時間段內(nèi)完成一件實(shí)物作品，因此要求教師自己首先要有這樣的能力。目前，高校里既有理論水平，又有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn)的教師越來越少。為此需要在師資培養(yǎng)和考評體系上做工作。

2）學(xué)生的選拔。當(dāng)前，學(xué)生選擇專業(yè)存在一定的盲目性。電子專業(yè)的學(xué)生中有一定數(shù)量的學(xué)生并不喜愛電子專業(yè)。電子專業(yè)課程內(nèi)容多、難度大，而且除了本專業(yè)的課程外，還要修習(xí)諸多數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)類的工具性課程，而且電子競賽培訓(xùn)的課時數(shù)和難度比普通本科課程更勝一籌。面對如此高強(qiáng)度的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生如果缺乏對電子專業(yè)的熱愛，如果沒有踏實(shí)刻苦、屢敗屢戰(zhàn)的性格，往往會出現(xiàn)知難而退、臨陣脫逃的局面。因此，要選拔熱愛電子專業(yè)、動手能力強(qiáng)、心理承受力大的優(yōu)秀學(xué)生參加電子競賽。另外，學(xué)校應(yīng)根據(jù)競賽難度和等級，對參加競賽的學(xué)生建立相應(yīng)獎勵機(jī)制。

3）培訓(xùn)內(nèi)容的建立。建設(shè)配套的培訓(xùn)體系，培訓(xùn)內(nèi)容、培訓(xùn)時間覆蓋1～3年級。從學(xué)校自身的本科課程體系出發(fā)，比較與電子競賽要求之間的差距，設(shè)計(jì)相關(guān)培訓(xùn)內(nèi)容。為了讓培訓(xùn)具有延續(xù)性，且內(nèi)容更充分、時間更充裕，培訓(xùn)內(nèi)容最好分成若干模塊，分別在不同的學(xué)期進(jìn)行。

4）培訓(xùn)用教育裝備的建設(shè)。購置高性能儀器設(shè)備，配備充足的耗材庫，以滿足競賽題目的技術(shù)要求。電子競賽對作品的技術(shù)要求要遠(yuǎn)高于本科教學(xué)，相應(yīng)地需要配備技術(shù)指標(biāo)高的儀器設(shè)備，不能簡單用普通本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的儀器來代替。競賽耗材也不同于本科教學(xué)耗材，質(zhì)優(yōu)價貴，且消耗大，極易損壞，如果沒有充足的財(cái)力來保障充足的耗材，競賽作品是很難達(dá)到高技術(shù)要求的。

5）培訓(xùn)場地的安排。配備專用實(shí)驗(yàn)場地，對培訓(xùn)學(xué)生全天開放。電子競賽培訓(xùn)要占用學(xué)生極多的業(yè)余時間，幾乎所有的晚上、周末、寒暑假，學(xué)生都需要“泡”在實(shí)驗(yàn)室，從初級培訓(xùn)“磨”到參加競賽。對培訓(xùn)學(xué)生來說，實(shí)驗(yàn)場地是無法和他人共享的，因?yàn)槊拷M學(xué)生都會全時使用場地，所以需要配備專用的培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)場地，供學(xué)生自由使用。

3 傳統(tǒng)培訓(xùn)方式的困境

筆者從2003年開始做電子競賽培訓(xùn)，從簡單“復(fù)習(xí)備考方式”的培訓(xùn)，到總結(jié)競賽特點(diǎn)，尋找本科教學(xué)不足，有針對性地開展“系統(tǒng)方式的培訓(xùn)”，期間的教訓(xùn)數(shù)不勝數(shù)。

前期的電子競賽培訓(xùn)，無論國賽還是市賽，都是在競賽報(bào)名之后開始，培訓(xùn)時間充其量兩個月。培訓(xùn)內(nèi)容以往屆賽題為主，培訓(xùn)方式采用項(xiàng)目式。學(xué)生自由選題，設(shè)計(jì)電路方案，和教師討論通過后，逐模塊制作實(shí)現(xiàn)。在整個設(shè)計(jì)制作過程中，定期討論遇到的問題和解決方案，題目完成后試評分，并討論成功、失敗的原因和改進(jìn)方案。

如2003年的國賽培訓(xùn)，按照項(xiàng)目管理的方法，針對往年真實(shí)賽題的技術(shù)要求，在暑假初制定了培訓(xùn)時間表，表中列明了培訓(xùn)項(xiàng)目的完成時間和每個項(xiàng)目的進(jìn)展節(jié)點(diǎn)。每周一次競賽輔導(dǎo)組集體檢查所有參賽隊(duì)的培訓(xùn)進(jìn)度，每周兩次用于各參賽隊(duì)的單獨(dú)輔導(dǎo)討論，按需分配。由于學(xué)生選題分散，競賽培訓(xùn)基本沒有預(yù)先設(shè)定的內(nèi)容，而是采用“兵來將擋，水來土掩”的方式，完全用于解決學(xué)生在培訓(xùn)當(dāng)中出現(xiàn)的問題。經(jīng)過兩個月的培訓(xùn)，有一組學(xué)生拿到了全國一等獎。

在2003年后的幾次競賽培訓(xùn)中依然采用上述培訓(xùn)方式，但競賽成績每況愈下。總結(jié)原因后發(fā)現(xiàn)，電子競賽和本科教學(xué)之間的差距越來越大，僅僅靠兩個月的突擊培訓(xùn)，根本無法達(dá)到參賽獲獎的水平。

近年來，電子競賽與時俱進(jìn)，題目內(nèi)容緊跟電子行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，難度越來越大，綜合程度越來越高。以放大器類題目（見表1）為例，信號增益逐年增大，從40 dB增至100 dB；輸入信號越來越小，從20 mV下降到10 ?V；信號帶寬越來越寬，從10 MHz增至160 MHz；工作頻率越來越高，從5 MHz增至275 MHz。且題目內(nèi)容的覆蓋面越來越大，從簡單的放大器加直流穩(wěn)壓電路，到放大器加自動增益控制（AGC）電路，再到多頻段放大器加AGC、混頻、濾波等電路，在短短的84小時內(nèi)，學(xué)生要完成的工作量成倍增加，不僅考驗(yàn)他們對電路知識掌握的全面程度，還要考驗(yàn)他們電路焊接、調(diào)試技術(shù)，以及儀器使用的熟練程度。

與電子競賽的發(fā)展相反，本科生的培養(yǎng)計(jì)劃未能及時跟上時代變化，本科生的專業(yè)水平止步不前，甚至越來越低。如2009年培訓(xùn)時，學(xué)生制作一個多路電壓輸出的直流穩(wěn)壓電源只需一星期；到了2013年，同樣的題目竟然用了一個月才完成。又如2013年開始，8位單片機(jī)的性能已很難滿足某些賽題的技術(shù)要求，在培訓(xùn)中要求學(xué)生使用16位機(jī)或32位機(jī)，而本科生培養(yǎng)計(jì)劃里只有8位機(jī)的教學(xué)內(nèi)容。事實(shí)證明，技術(shù)落后在競賽中是無法取得好成績的。

近年來，減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)成了高校教學(xué)改革的趨勢，但減掉的學(xué)分大部分都在專業(yè)課上。不少學(xué)生為了考研，對考研不考的內(nèi)容不愿意下功夫?qū)W習(xí)，導(dǎo)致很多選修課開不出來，最終是學(xué)生專業(yè)能力越來越弱。

另外，隨著高校對教師考評體系的固化，以及教師的新老更替，既有理論水平，又有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn)的教師越來越少。在給電子競賽培訓(xùn)安排輔導(dǎo)教師時，教授、博士等專職教師多采取回避態(tài)度，甚至有些電子專業(yè)的專職教師不知電子競賽為何物。沒有勝任的輔導(dǎo)教師和沒有強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)工作，電子競賽的水平是不可能提高的。

4 新大學(xué)生電子競賽培訓(xùn)體系的建設(shè)

為了讓熱愛電子專業(yè)的學(xué)生跟上電子專業(yè)發(fā)展的腳步，感受到社會生產(chǎn)前沿實(shí)況，懂得工程技術(shù)和規(guī)范，不僅僅是為了競賽而培訓(xùn)，從2016年6月北京市電子競賽結(jié)束后，開始籌備2017年的全國電子競賽。

首先，研究學(xué)校本科教學(xué)內(nèi)容和電子競賽技術(shù)要求之間的差異，確定培訓(xùn)課程，有針對性地補(bǔ)足這些差異；其次，成立電子設(shè)計(jì)競賽校隊(duì)，為熱愛電子專業(yè)的學(xué)生提供學(xué)習(xí)和交流的平臺。校隊(duì)主要對2015和2016級學(xué)生分別開展不同的培訓(xùn)，2015級培訓(xùn)針對2017年國賽，2016級培訓(xùn)針對2019年國賽。培訓(xùn)課程見表2。

在培訓(xùn)課程之外，校隊(duì)每學(xué)期舉辦校內(nèi)競賽，既作為培訓(xùn)效果的考核，也為吸引更多學(xué)生的關(guān)注，另外還可以此作為學(xué)生申請獎學(xué)金的依據(jù)。2016年12月，舉辦了第一次校級專項(xiàng)賽，分為焊接技術(shù)專項(xiàng)賽和32位單片機(jī)專項(xiàng)賽。2017年5月，舉辦了第一次校級綜合賽，作為全國電子競賽的報(bào)名選拔賽。

5 培訓(xùn)成果

經(jīng)過一年多的精心準(zhǔn)備，參賽學(xué)生的專業(yè)技術(shù)水平有了長足進(jìn)步，對電子技術(shù)專業(yè)有了更加深入的認(rèn)識。在2017年8月的全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽中，參賽隊(duì)獲得全國一等獎；在2018年北京市大學(xué)生電子競賽中，獲得三個北京市一等獎。獲得上述成績，對一所師范院校來說實(shí)屬不易，充分證明了現(xiàn)在的培訓(xùn)方式是正確且有效的。

參考文獻(xiàn)

[1]2017全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽北京賽區(qū)競賽方案[DB/

OL].http：//jw.beijing.gov.cn/gjc/tzgg/201705/t2017

0502_19173.htm.