全國大學生電子設計競賽與實驗教學融合實驗案例分析

（重慶三峽學院 電氣工程系，重慶 404100）

0 引言

全國大學生電子設計競賽是教育部門聯合其他事業單位所開辦的高等院校電子信息類專業競賽，是教育部門組織的少數大規模競賽之一。電子設計競賽是教育部門對學生學習成果全方位的考驗，也是對學校教育成果的驗收。學生以團隊的形式參加電子設計競賽，從賽前培訓直到比賽結束，這個過程無異于研發與設計小型電子產品。大學生電子設計競賽是一場綜合性的考試，有助于檢驗學校的教學質量與水平，助力教學改革，幫助學生提升個人綜合能力。為此，本文在簡介大學生電子設計競賽的相關內容后，對電子設計競賽實驗教學所出現的各類問題進行了研究與分析，給出了電子設計競賽促進本科教育改革的各項對策，聯合實驗案例，目的在于促進大學生電子設計競賽得到更好的發展。

1 大學生電子設計競賽的相關概述

1.1 競賽相關概述

大學生電子設計競賽就是教育部門等有關部門一同開展的一種科技競賽類活動，其就是參照各個高校有關的教學實際，聯合各類新興的科學技術，促進課程改革、人才培養，進而讓各個高校能夠在進行人才培養期間更為關注學生合作、實踐等方面的能力[1]。在競賽類活動中，所涉及的各個學科知識與內容十分繁多。

1.2 電子設計競賽融合于實驗教學的關鍵性

電子設計競賽類活動需要培養出更多能夠符合于新形勢下社會發展的高質量型人才，在教給學生專業課程的前提下，更為關注技術創新，其考核方法與高校教學中的測評重點間具有相應的差別，所以，電子競賽所給予的要求與高校教育間也具有部分差異，這就需要對參賽的各個學生組進行教育、培訓，并增強師資培養、學生選取，同時，對于培訓與教育內容改革、教學裝備構建等有關的方面也需要更為關注[2]。近幾年，在行業技術得到十分迅猛的發展后，電子設計競賽類活動也“與時俱進”，題目總體的難度逐步增大，綜合程度也極大地提升，各個參賽學生所需應對的挑戰也逐步增多，所以，要想增強電子競賽總體的質量、水平，就需要更為關注對實驗教學、競賽組織等進行創新。

2 現階段電子設計競賽實驗教學所出現的各類問題

2.1 課堂內容已經脫離于實際

現階段，在各類新興的科學技術獲得十分迅猛地發展后，使得電子信息技術也得到了極大地發展，相應的，電子信息課程也需要伴隨時代的逐步發展而有所跟進，但是，部分教學內容與時代間出現了脫軌，使得學生無法學習到新興的技術，也無法接觸到新興的理念、產品等。

2.2 理論與實踐間無法匹配

在具體的電子設計競賽實驗教學中，我們發現了許多學生對所學習到的各類知識無法很好地進行融合，也并未構成系統性知識體系，更是無法參照課堂內容來開展具體的操作，使得知識沒有更好地被應用，在具體進行操作期間，無從下手。

2.3 綜合能力較差

學生對部分電子設計競賽有關的基本問題研究與分析的能力不到位，且不具有獨立分析與研究的有關經驗，缺少邏輯性、總體性，在遇到問題后，沒有更為深入地進行思考，部分學生不會使用基本文檔處理工具，綜合能力較差。

3 電子設計競賽促進本科教育改革

3.1 改良教育體系

通過全國大學生電子設計競賽，高校教師可以充分檢測到學生的學科基礎知識儲備和動手實踐能力。學生主要出現的大問題有兩類：一是基礎知識較為扎實，理論說起來頭頭是道，但是，動手能力不強。二是動手操作能力很強，但是，理論知識較為薄弱。針對這種情況，教師可以充分利用本科教學靈活多變的課程安排，給理論知識較為豐富的學生多一些動手操作的機會，給基礎知識不夠扎實的學生開設理論知識加強課程。

3.2 優化實驗室建設

電子設計競賽對學生動手能力的考核讓高校教育重視起了實驗課堂的改進，實驗室的建設優化也應提上日程。

實驗室的設計建設應當符合先進科技水平，學校整合實驗室資源，將實驗室按照學生的學習進度進行改建，分為基礎實驗室、電子設計實驗室和創新實踐實驗室。按照學生學習的進度和實踐水平安排學生進行操作實驗，循序漸進，由簡單實驗直到綜合應用，將基礎理論知識與實驗課程間相聯合，由淺入深地學習知識。

3.3 構建導師責任系統

在創建了融合性綜合實踐教學系統后，能夠讓學生更為主動地參與至實踐性活動中。對于電子設計競賽類活動的教師而言，因為教學時間較少，而任務較多，所以，使得教學的質量、效果均不夠理想，這就需要教師把各個實踐環節逐步分散至每一個學期中，在此期間，教師需要依據自己的工作來進行科學地分配。因此，為了保障綜合實踐類活動更為順利，教師需要在進行電子信息教學期間，設定更為科學的電子設計競賽類活動專業性實驗室，給綜合實踐類活動的實施給予更多的幫助。

3.4 構建虛擬實驗檢測平臺

在構建虛擬實驗室檢測平臺后，能夠在增強學生、教師間交流、溝通頻率的前提下，幫助學生自己完成電路檢測、設計等方面的工作，還能夠提升學生的設計水平、能力。此外，在應用虛擬實驗檢測平臺期間，增強各項實驗數據的可靠性，能夠極大地降低教師的工作總量，讓教師、學生均能夠獲益。由此可見，對于虛擬實驗室檢測平臺而言，其本身具有許多優勢，主要包括了：其一，學生借助這一平臺能夠進行創新性實驗，還能夠依據其各項需求、標準，選取更為科學的學習方法、內容，以提升學生的主動性、自主性。其二，學生處于虛擬實驗的環境中，能夠借助網絡來進行自主學習。

4 全國大學生電子設計競賽與實驗教學融合實驗案例

全國大學生電子設計競賽僅在奇數年舉辦，偶數年舉辦市賽；學校可以在校園內舉辦電子設計競賽，在校內賽中表現優異的同學可以繼續參加集中培訓，備戰全國大學生電子設計競賽。校內電子設計競賽可以參照全國電賽，學生三人一組，在規定的時間內分工完成電路設計、硬件制作調整和繪制電路撰寫報告。教師根據完成裝置的程度給學生打分。校內電子設計競賽可以分階段進行，初級階段仍以基礎知識為主，后續再向電子設計和創新實踐靠近。

4.1 樓道燈的設計

校內電子設計競賽的初賽階段可以安排樓道燈的設計。樓道燈的設計可以分為5個制作目標：（1）燈泡正常通電，由開關控制；（2）燈泡正常通電，由聲音操控開燈；（3）聲控燈延時自動熄滅；（4）燈泡正常通電，由人體感應裝置控制；（5）感應裝置延時開燈。教師根據學生制作裝置的完成數量和完成程度給學生打基礎分，再根據學生的分組表現，繪圖和報告確定其最終分數。

4.2 競賽準備

學生自行分組并選擇隊友，三人一組互助學習，利用書籍和網絡進行自主學習，首先夯實理論基礎。學生在自主學習的過程中可以尋求教師幫助，教師應當對學生的問題及時進行解答，并根據學生的情況對其給予指導。

學校的實驗室可以采用預約制，給學生更多動手操作的機會。預約開放實驗室可以集中實驗時間，安排教師對學生的操作進行指導，以減少安全事故的發生。

4.3 團隊配合

在日常的學習練習中，學生相互間進行評價，發掘各自的優點、缺點，互相幫助，共同進步，優勢項目繼續保持，在團隊中各自找到適合的位置[3]。即使確定了團隊成員的定位，但是，每一個成員都應該擁有獨立完成設計的能力，團隊分工合作是為了節約競賽時的時間，鍛煉學生的協作能力。小組組長可以發揮出自己統籌安排的能力，面對組內紛爭時要及時化解，以增強團隊的凝聚力。

4.4 調整競賽心態

競賽極其考驗個人的心理承受能力，緊張與焦躁是不可避免的情緒。學生要學會控制自己的情緒，削弱負面情緒對自身水平的影響。優秀的臨場能力也是應用型人才必不可少的才能，學生要學會將緊張的情緒化為動力，激發自己的潛力。燈泡實驗是電子設計中比較簡單的一類，只要學生勤加練習，至少可以完成一個題目。學生付出努力，并成功制作裝置，可以有效的提升學生的自信心，幫助學生調整競賽心態。

5 結語

全國大學生電子設計競賽給傳統電子信息類專業課程提出了新的要求，其目的是為了鼓勵高校培育更多具有實踐動手能力的應用型人才。高校應當抓住電子設計競賽給學生帶來的激勵效果，推進教育體制改革，優化實驗室建設。教師成為引導者，學生自主進行學習實踐。高校開放實驗室、共享教育資源，學生合理安排自己的時間創新實踐。高校可以在校園內舉辦電子設計競賽，檢驗學生的學習情況的同時，還可以培養學生參加競賽的綜合能力。校內競賽的題目可以從基礎電路到電子設計，再到創新實踐，層層遞進，著力培養優質人才。學生可以在校內競賽中發現自己學習上的不足，對癥下藥，還可以鍛煉自己的團隊協作能力，讓自己向適應社會的應用型人才靠近。