大學生電子設計競賽的創新與思考

黃慧春，堵國樑，鄭磊

（東南大學 國家級電工電子實驗教學示范中心，江蘇南京 211189）

學科競賽作為學校深化創新創業教育改革的一項重要工作，對推動創新創業教育、培養創新型人才、提高人才培養質量、促進就業創業具有重要意義[1-3]。大學生電子設計競賽已經成為電類專業的一個重要創新項目和實踐教學環節，對培養學生的創新創業能力起到重要的作用。競賽突出了學生對基礎理論知識的掌握和實踐能力的提高，突出了對學生創新能力和人文綜合素質的培養。如何使競賽獲獎的外在需求和學生自身的學習興趣結合，激發內生動力持續發展，構建并完善競賽培訓機制，使更多的學生得到培養和鍛煉，共享優質教學資源，提高實踐創新能力和綜合素質是一個長期探索的問題。通過競賽活動的開展，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。沒有問題就沒有創新，不經歷遇到問題的階段，就不會具有認識問題、分析問題、解決問題的能力。

因此在特殊的新冠肺炎疫情時期，學科競賽也要堅持不懈地開展下去。通過學校科學部署、周密安排、扎實推進，不斷加強學科競賽的組織與管理，確保學科競賽工作的有效開展。以電子設計競賽為例，在競賽管理模式、競賽出題關注點以及與學生之間的交流互動等方面積極思考，大膽探索嘗試遠程在線教學、居家實驗、遠程在線實驗等各種教學方式方法，達到了預期的效果[4-6]。

1 競賽管理模式的創新

如何讓學生在家開展競賽是特殊時期電子設計競賽組委會亟需解決的難題。通過競賽專家組成員的多次在線磋商交流、反復研討，并征求相關管理部門及部分學生的意見，最終選擇了在線開展校級競賽的方式，并報送學校認可通過。這是一種全新的競賽模式，也無疑是一項巨大的挑戰。

競賽過程雖然和原來基本一樣，分為初賽和復賽，但方式方法等全部發生了變化，要按照學生不在校、同組學生也不在一起的基本情況開展競賽。我們著力尋求競賽管理模式的創新，形成一整套卓有成效的管理機制。

1.1 利用QQ 群課堂完成初賽的選拔

電子設計競賽是電類學科的重大賽事，歷年來都得到學生的青睞。雖然有新冠肺炎疫情的影響，但學生報名參賽的熱情不減。初賽有近200 個隊600 人，以3人一組完成一個系統方案設計來考核學生的基本知識應用能力。利用QQ 群課堂方式，由負責競賽的指導教師簡單介紹電子設計競賽的目的意義、 競賽方式方法等，并就初賽的方案設計提出了明確要求。初賽過程中，每組學生都會建立三人QQ 群或微信群，針對初賽發布的題目進行深度分析討論，由參賽隊負責撰寫設計方案，學生通過QQ 作業的方式提交，由電子設計競賽專家組教師評審設計方案，選拔出獲得參加復賽資格的參賽隊。

1.2 郵寄各類實驗平臺為學生創建競賽的環境

考慮到電子設計競賽的特殊性，需要實際制作作品并需要儀器設備調試測量，以往都是在實驗室完成的工作，現在需要學生在家里構建實驗環境，完成電子作品的制作調試測量等。在學校相關部門及合作企業的大力支持下，電子設計競賽指導教師克服困難，多渠道給每組參賽隊快遞了“多功能個人實驗平臺”“單片機開發板”“FPGA 開發板”“實驗板”等。分批分類共快遞了400 多件物品給全國各地的參賽學生，保證了每個參賽隊都有完整的實驗平臺和開發套件，使競賽前的培訓工作及競賽活動能順利開展； 組織競賽指導教師開展在線集中培訓、指導教師在線輔導、問題解答等工作，使學生在競賽準備前期能得到很好的培訓和鍛煉，對各類實驗平臺、開發板等都能夠熟練應用，沒有因為停課不開學而影響到競賽活動的正常開展。

1.3 利用騰訊會議方式開展視頻在線驗收

競賽指導教師利用騰訊會議方式，分題目對每組參賽學生開展在線驗收。要求參加驗收的學生利用2個終端進入騰訊會議室，一個終端利用視頻方式實時檢查所做競賽作品的狀態，另外一個終端共享屏幕，檢查“多功能實驗平臺”上各個儀器的性能指標是否達到題目的預定要求。利用騰訊會議平臺和學生進行溝通和質詢，了解學生對競賽作品的理解掌握程度，根據參賽作品的完成度、性能指標的優劣打分，完成作品的在線驗收，再參考每組上傳的設計報告，評選出各類獎項，順利完成了本次特殊的競賽工作。

2 競賽選題設計的創新

由于競賽的特殊模式，對競賽出題工作也增加了難度。題目既要能反映參賽學生的實際能力，又要考慮到學生不在學校，很多元器件、器材等資源受到制約的情況，更希望通過競賽活動的開展，體現對大學生的關心和愛護、以及“停課不停教、停課不停學”的宗旨。競賽指導教師經過反復推敲，不斷探討，從多個題目中整合提煉，使本屆競賽題目達到了既定的目的，最終有多個賽題可供學生選擇。參賽學生利用組委會快遞給他們的實驗平臺、開發套件以及必要的元器件等，充分利用網絡交流工具，三人一組相互配合，大部分學生很好地完成了競賽任務。

如賽題“局域基于圖像識別的波形發生器”，除了常規的波形發生器功能外，還要求學生能識別不同圖像顯示的不同效果，尤其需要識別病毒圖片，顯示出“中國加油，萬眾一心”的字樣，鼓勵學生克服困難，在完成競賽作品的同時，相信黨、相信國家，大家齊心協力，迎接美好的明天；另外一個賽題叫“星星相映”，利用LED 及光敏器件，設計制作A、B 兩套互不相連的裝置，其中裝置A 的LED 按要求完成亮度的規律性變化，而裝置B 利用光敏器件感應裝置A 的LED 亮度變化，點亮本身的LED，使其亮度和裝置A 的變化規律完全一致。寓意學生和教師雖然受特殊時期的影響不能在一起，但我們沒有放棄“教”和“學”，通過競賽的形式，師生之間是“心心相印”的。其他還有類似的競賽題目，都是通過競賽活動的開展，不但使學生學習知識、提高技能，還在競賽過程中鼓勵和引導學生克服困難，師生共同努力，順利完成規定的教學任務。

3 競賽雙向互動的創新

非常時期，競賽過程中教師與學生的交流、學生與學生之間的交流能否順暢完成，將直接影響競賽過程的開展以及競賽活動的成效。競賽組委會非常重視這一問題，想方設法地創造條件，積極引導學生，克服實際困難，實現競賽雙向互動的創新。要求學生在上傳的競賽設計報告中必須寫出是如何克服困難參賽的，重點在同組三人之間是如何交流以及參加競賽的收獲體會等。很多學生寫得非常好，給競賽評審教師留下了很深的印象，覺得競賽過程的辛苦得到了很好的回報，學生的收獲就是教師最大的心愿。

如：“這次競賽對我們來說是獨特的體驗。在特殊的居家時期，我們克服了地理的阻礙，通過線上會議的形式進行合作。雖然硬件都集中在一位組員手中，我們也常常因為線上的溝通不暢而手忙腳亂，但當耳機對面傳來組員欣喜的聲音，我們也可以切實地體會到那種快樂”。“情況特殊，有些學生不能在現場進行硬件調試，但是‘停課不停學，停課不停賽’，為了完成本次競賽，我們小組采取線上合作的方式。每天下午語音匯報當天的進展，通過QQ 群和騰訊會議的方式進行問題分析和排查，這其實對我們組員之間的溝通合作能力提出了更高的要求，要求我們用更清晰簡潔的語言向組員表達自己的設計思路和解決方法，提升了我們的合作能力和解決問題的能力”。

當然也有學生提到這樣的競賽方式有很多困難，有些困難確實很難克服，比如：特殊時期器件購買渠道不暢、快遞送貨影響到競賽的進程、有些賽題的制作由一個人完成難度較大等，這也給我們競賽組織者提出了新的課題：在這種非常時期如何確保教學質量，真正做到“停課不停教、停課不停學”，順利完成教學任務。

4 競賽實際效果的檢驗與反思

校級電子設計競賽按計劃順利完成，根據作品的完成度及設計報告等評審出了相應的各個獎項，看到了在同組學生的共同努力下完成的比較完整的作品，也看到有些學生克服各種困難制作的不是十分完美的作品。有的學生如愿以償獲得了競賽獎項，也有學生遺憾地與獎項失之交臂。但不管結果如何，所有參加競賽活動的學生都得到了很好的鍛煉機會，尤其在不能正常返校期間，很好地踐行了“停課不停教、停課不停學、停課不停賽”的宗旨。但本次競賽活動的開展也不是盡善盡美，也存在一些不足之處。

競賽結果是要制作具有一定功能的實物作品，在制作過程中需要軟硬件相互配合，不斷調試完善，由于同組的學生不在一起，有些現象不能很直觀準確地掌握，對問題的解決、性能的提升等都有一定的影響；制作調試過程只能一個學生完成，缺少其他同學的協助，給制作過程帶來了很大的困難，也影響了作品的完成度；不在學校實驗室開展競賽，教師很難開展有效的指導工作，也會使學生解決問題的效率下降。所有這些都是沒有在實驗室開展競賽，學生與學生、教師與學生之間的交流互動不是很流暢造成的，也是因為第一次利用在線方式開展學科競賽，缺少經驗。隨著信息技術的發展、各種實時交流平臺的普及應用，相信這些問題都可以得到有效解決，也會使各種學科競賽的開展獲得更好的效果。

5 結語

學科競賽能有效訓練學生的創新創業意識和思維，鍛煉學生的創新創業能力，有利于提高創新創業人才的綜合素質。探索更好地利用電子設計競賽作為載體，利用學校的優質資源，引導學生在平時的教學實踐中充分發揮自主學習精神，使競賽由短期展示成績為主的活動發展為常規的教學活動，由少數人參與的精英比賽發展成更多學生共享的優質教學資源，由點到面，在提高競賽成績的同時，使更多學生得到培養，提高實踐動手能力，培養創新創業精神，真正實現學科競賽成為創新創業的有效載體和平臺。受疫情的影響，學生沒有返校，但創新創業能力的培養不能斷，學科競賽活動也必須進行。校級電子設計競賽的開展，雖然還有些環節不盡人意，但總體而言較好地完成了完整的競賽活動，學生也得到了很好的鍛煉培養，達到了預定的教學目標。