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0引言
1993年,由教育部倡導在全國高校中組織開展大學生電子設計競賽,1994年成功舉辦了第一屆全國大學生電子設計競賽,緊隨其后的1995年至2009年間,由教育部、工業與信息化部聯手舉辦了九屆大學生電子設計賽。隨著競賽的知名度及其在我國高校創新型人才培養工作中產生的影響力的不斷提升,已逐漸發展成為全國高等教育領域的四大學科競賽之一,同時也為各高校之間的認識、了解提供了機會,并為各校間從政策措施、人才保有程度、實驗設施及實驗手段和財力等各個因素的融合后的實力展示,提供了一個綜合性的競技平臺[1]。江蘇技術師范學院電氣信息工程學院在學校領導和相關職能部門的支持下,于2007年首次組隊參加了第八屆全國大學生電子設計競賽,并取得了江蘇省賽區一等獎1項和二等獎3項的不錯成績。隨后又于2009年組隊參加第九屆全國大學業生電子設計競賽,取得了國家二等獎2項、江蘇省賽區一等獎4項的佳績。兩次參賽都有所斬獲,賽事輔導教學團隊的教師們結合輔導過程及參賽的實際情況進行總結分析,明確成功的主要亮點和工作過程中的不足之處,力爭在以后的輔導過程中有針對性地開展輔導工作,以便在比賽中獲得更好的成績,同時也為在本科教學工作中培養大量的創新型高級技術應用人才奠定基礎。
1簡析電子設計競賽,明確其輔導重點和難點
古人云:知己知彼,方能百戰不殆。對于組隊參加全國大學生電子設計競賽,也同樣需要對這一賽事的難點和重點有所了解。縱觀前九屆的賽事,全國大學生電子設計競賽系統而全面地檢驗了學生的綜合素質及協同工作的能力。通過對歷屆賽題的歸納大致可分為電源類、信號源類、放大器類、數據采集與處理類、無線電技術類、測量儀器儀表類和自動控制類等。既有以完成功能性設計內容為目的,又有以完成指標性設計內容為目的的題目。競賽中的基本部分、發揮部分、設計與總結報告三部分內容是有機結合的,在注重考察學生的基礎理論知識的情況下,大力推廣新技術、新器件的應用,同時其涉及的領域越來越廣,對學生解決工程實際的應用能力也越來越強,能全面考察學生的理論知識、實踐能力及創新能力。競賽既有一定的普遍性,同時還有其發揮部分的深度,能使最為優秀的學生脫穎而出。根據電子設計競賽的命題及內容,可以看出電子設計競賽的特點是任務重、時間短、要求高。根據組委會的規定,競賽必須在四天三夜內完成從方案設計到電路制作,再到軟件編程和最后的設計報告工作。這是對參賽學生能力的檢驗,要求學生必須熟練掌握計算機編程、電路分析、設計與開發等基礎知識,同時還要非常熟悉誤差、指標、系統等工程概念,熟練使用測試儀器、儀表,快速找出故障及調試電路的能力。在賽題完成過程中,問題解決的途徑并不是單一的,在不斷探索過程中激發了學生的思維能力,更提高了他們的創新能力。
2做好參賽選手的選拔工作,發現并引導優秀學生參與
通過對電子設計競賽內容和比賽要求等的全面剖析,可以了解到競賽對學生的知識面、動手能力以及個人品質等方面都提出了一定的要求:在能力方面要求學生具備基本的實踐操作能力,如快速準確焊接電路、分析問題的能力、能夠使用科學系統的方法排查故障的能力及文獻及資料查問的能力。在品質方面要求學生要有吃苦耐勞及刻苦鉆研的精神、要有團隊意識、要勇于創新,敢于采用新方法,新思路,開拓進取,堅韌不拔[2]。
2.1廣泛開展競賽宣傳活動,引導學生積極報名參賽
對于高等學校來說,選拔優秀學生組隊參加全國大學生電子設計競賽是獲取好成績的前提。因此,參賽選手的選拔是整個訓練與比賽過程中非常重要的一個環節,它是整項活動的基礎,參賽選手選拔的成敗直接影響到整個訓練的質量與競賽的成績。江蘇技術師范學院對這項工作給予了格外重視,于每年9月份新生入學后,電氣信息工程學院通過學工辦、分團委發動、組織賽事的宣傳工作,讓大學生們通過多種形式走進全國大學生設計電子競賽,了解其性質、了解本校參賽人員以往的獲獎情況以及獲獎學生的個人發展等情況,明白參加全國大學生電子設計競賽對提高個人創新意識、強化動手能力、提升就業競爭力等方面的幫助。通過全面的組織和宣傳,可以讓感興趣和有潛質的大一新生在入學初始就有了明確的專業方向感及奮斗目標。
2.2選拔有潛質的學生參賽,提升選手的整體水平
通過對全國大學生電子設計競賽的宣傳與動員,在每年的秋季學期開始,就組織大二、大三的學生報名,通過各種形式進行選拔。首先對學生進行基礎理論考試(電工、電子技術方面),以實現考查報名學生的電子基礎知識、個人學習能力和理解能力,從中確定參加實際操作測試的學生人選。在實踐操作測試中給出一個簡單的電子產品(如溫度測控系統)的線路圖和元器件,要求學生在規定時間內完成產品的電路分析、安裝與調試,考查學生的元器件識別、電路分析、焊接、安裝、調試等方面的動手能力與分析能力。綜合前兩輪考核的成績來確定參加面試學生的名單(優先考慮在高中階段參加過科技競賽,動手能力強,有創新意識的學生)。挑選出有扎實的電子類及計算機編程等基礎知識、身體健康、實踐動手能力強、具有團隊意識的優秀學生參加賽前集訓隊,并在集訓過程中執行嚴格的淘汰制度,最后確定參賽選手。經過如此的層層選拔才能使那些真正具有潛質的學生脫穎而出,這樣的選手組成集訓隊可以提升參賽隊伍的整體水平,為取得好成績奠定基礎[3]。
3系統科學的賽前輔導,提升學生解決實際問題的能力
有了好的隊伍不等于就可以一勞永逸了,系統科學的賽前輔導才是成功的重要保證。賽前系統科學的輔導決定著整個競賽的最終成敗,所以需要組織好競賽輔導教學團隊全身心地投入到賽前的輔導工作中。競賽輔導教學團隊系統科學的賽前輔導注重知識與技能的統合梳理、理論與實踐充分整合,實現全面提升參賽選手解決實際問題的能力[4]。在這一過程中可以實現對參賽的隊員進行更為嚴格的甄選,推動選手與帶隊的輔導教師進行磨合,因材施教,以期在獲獎的質量與數量上達到最優化。為使整個的賽前輔導工作有序有效進行,可以將賽前輔導分為春季學期主題式課程輔導和暑期集訓兩個階段,同時在人力、財力、場地、設施等各方面都給予相應的支持與配套[5]。成立并開放創新實驗室為參賽團隊的師生提供良好的實踐環境,建立并不斷擴充電子元器件庫,以解決師生在實踐訓練過程中元件難以配齊的問題。
3.1春季學期主題式課程輔導
春季學期課程輔導主要是以主題式課程輔導的方式進行,每周安排一個主題,圍繞著基礎知識培訓、設計開發培訓、綜合系統訓練三大類14個主題(見表1)展開輔導,歷時十四周。大多在春季學期末結束,并在學期末對參訓學生進行綜合考核,再次選拔并確定進入暑期集訓的參賽隊員名單。從表1中可以看出,整個春季電子設計競賽輔導課程主要分為基礎知識與基本能力訓練、設計開發能力訓練和綜合系統設計訓練等3大類14個主題式訓練課程。其基礎知識與基本能力的訓練類課程主要作用是培養學生電子電路設計方面的基本知識,讓學生掌握常用的電子電路模塊、傳感器模塊等設計與使用。通過7個主題式課程對學生進行訓練,使其達到能熟練使用與運用常用的電源模塊、鍵盤顯示模塊、傳感器模塊以及信號發生器模塊等目的。在對學生進行基礎知識與基本能力培訓的基礎上,為了進一步培養學生自主創新設計能力和動手能力,開設了設計開發能力訓練類課程。在該類課程的訓練中,教師給學生講解系統架構與框圖原理,學生根據教師講解的系統組成原理,來進行相應課題的設計與測試。它主要是通過5個設計型開發課題對學生自主創新設計能力與動手能力進行培養與訓練,主要培養學生對基本電子電路的設計思維。經過前兩類課程12個主題式課程的訓練,已培養了學生一定的獨立分析問題能力,使其具備按課題任務要求設計電子電路的基本能力。最后在高速信號的采集與處理和高頻頻率計的設計這2個綜合性主題式課程的系統訓練中,教師只給出系統設計任務要求,學生根據任務來獨立完成系統實現方案分析、完全自主電路硬件設計與焊接、軟件程序編寫、系統綜合調試等訓練科目。通過綜合式系統設計訓練,學生在電子技術電路設計方面形成自主創新設計能力。從整個輔導內容來看,在周期較長的春季學期課程輔導中,由輔導教師負責一個或若干主題的課程,主要是以打基礎,進行初步的電路設計開發,以此來拓展學生的知識面和自主創新設計能力的培養。
3.2暑期集訓
暑期集訓的終極目的是在提升個人技能的同時,訓練小組成員之間的相互配合、協作的能力和意識,并對參賽選手進行適當的賽前適應性訓練。由于全國大學生電子競賽要求參賽學生以三人為一組,在四天三夜內,設計、制作、調試出一個電子控制系統,并完成報告書。而成績也主要是由測試作品的結果和形成的報告式論文兩部分組成,比重各占50%。所以針對競賽時間緊、任務重、設計、開發、調試,文獻閱讀及撰寫并重等特點,暑期集訓過程中的輔導教學工作更注重對學生實踐動手能力、團結協作等方面進行專門訓練。
(1)模擬實際競賽的進度,使其在規定時間內完成任務。將競賽訓練的任務進行分解;第一天,確定選題、提出至少一種以上解決方案,并對各方案進行論證、最后確定最優方案;第二天,必須完成與硬件相關的一切工作,包括制板、焊接、調試等;第三天要完成軟件部分的工作,比如程序的編寫與系統調試等;在最后一天,要完成作品的測試、裝箱、論文報告的撰寫等工作。
(2)在選定題目后,設計方案的提出是最關鍵的一步,也是起著方向性作用的一步,所以要求選擇簡潔新穎、正確可行的設計方案,為后續工作的開展奠定基礎。
(3)為了確保競賽的質量,在具體的輔導教學中,對單元電路的制作與調試這一過程給予充分的重視并開展針對性的訓練。
(4)訓練期間根據每位學生的特長做好分工。硬件、軟件和文字三部分的工作各由一位同學主要負責。這就要求參賽選手在競賽過程中既要完成好自己的工作,又要與小組其它成員相互配合,團結一致,在順境時要相互提醒保持冷靜,逆境時要相互鼓勵共度難關以期取得最好的成績。在學生參賽的輔導過程中,輔導教學團隊教師互相配合,緊扣不同階段訓練的主題,進行兩階段系統而科學的賽前輔導,不僅使學生獲得了實踐創新意識、團隊協作的人文精神和理論聯系實際的良好學風,還培養了學生工程實踐素質、提高學生針對實際問題進行電子系統設計與調試的能力。經過參賽師生的不懈努力,在第九屆全國大學生電子設計競賽中,由筆者所指導的程輝、鄭強、陳杰同學團隊取得了我校該賽事有史以來首次國家二等獎的好成績。
4結語
實踐證明,要想在全國大學生電子設計競賽中取得優異成績,既要注重賽前輔導又要積極對電子信息、電氣工程類學科課程體系與課程內容進行改革。同時各級領導要給予高度重視,在軟硬件環境上都給予相應的支持,除了出臺一系列的帶有激勵性質的政策與文件肯定教師在輔導過程中的辛勤付出,在硬件上還需要加快引進先進設備及實驗設施、提供開放的實驗場所,加大經費的支持力度??偠灾珖髮W生電子設計競賽這項面向大學生的群眾性科技活動,為應用型本科院校提供了與名校同臺競技、交流的機會,為優秀人才的脫穎而出創造了條件。