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為了培養大學生的動手能力和創新能力,教育部和工信部聯合舉辦了全國大學生電子設計競賽,從1994首屆開始,至今已成功舉辦了8屆,參與的賽區從最初3個發展到現在的29個,說明該項活動越來越受學生的歡迎。隨著全國大學生電子設計競賽的影響力日益增強,參賽的學生日趨增多,競賽難度也越來越大。為了取得良好的成績,對參賽學生進行培訓是必不可少的工作。電子設計競賽的組織訓練工作具有時間跨度大、訓練項目多和實施難度大等特點。要做好電子設計競賽的訓練組織工作,需要具有一個完備的訓練系統,該訓練系統應包含以下3個方面,即組織保障、訓練體系和基地建設,上述內容是成熟的組織訓練系統所不可缺少的重要組成部分。為此,筆者根據多年實際工作經歷,對全國大學生電子設計競賽的訓練組織工作進行了探討。
1訓練組織工作內容
1.1教師資源
電子設計競賽的賽前訓練組織工作具有時間跨度長、工作強度大的特點,從宣傳、選拔到最后參賽、總結,時間長達1年半,參賽學生有上百人,訓練工作的強度遠大于日常教學工作強度。根據上述特點,必須為電子設計競賽的訓練配備業務能力強的專職教師以及相關人力資源。只有專職的教師團隊才能有充足精力投身到訓練工作中,因而必須保持專職教師團隊的相對穩定,才能在電子設計競賽的訓練組織工作中總結經驗教訓,不斷積淀出有特色的訓練思路與體系,從而為取得良好訓練效果和競賽成績提供重要保證。此外,在訓練過程中可以邀請各領域的專家做講座,遇到疑難問題可請學校各領域的骨干教師進行指導。
1.2訓練經費
在電子設計競賽的訓練工作中需要使用大量器件,每更換一次試驗方案都要消耗一定經費,因而必須保證充足的經費是非常重要的,這樣可以讓學生放手進行嘗試,學到更多經驗,從而體驗更好的訓練過程,獲得最佳訓練效果。
1.3后勤保障
由于電子設計競賽的訓練持續時間很長,對實驗室的要求不同于學生進行實驗的普通實驗室,所以應有專門訓練基地作為依托,該基地應隨時向參與訓練的學生開放。由于電子設計競賽試題與實際生產和科研密切相關,其難度也越來越大,這就要求訓練基地能提供與之相適應的測試儀器和開發設備。此外,在訓練過程中會涉及到學生食宿安排、供水供電等事務,上述過程都需要強有力的后勤保障作基礎。
2訓練體系
全國大學生電子設計競賽訓練體系主要包括基礎訓練階段、提高階段和賽前沖刺階段,上述階段各有其工作要點,具體內容如下。
2.1基礎訓練階段
基礎訓練階段的重點是培養學生的學習興趣。在訓練開始時,可以讓學生先認識各種元器件和練習焊接技術,然后要求學生做一個數字鐘或安裝一臺中波收音機等。還可以向學生介紹運放的原理以及有運放組成的放大器、跟隨器、移相器和有源濾波器等,并給出完整的電路和參數,讓學生照圖組裝和調試。學生完成任務后,教師應及時驗收并多加鼓勵和表揚。
2.2提高階段
指導教師可以對該階段進行如下安排,即首先介紹單片機原理,然后指導學生進行單片機最小系統設計(16×1LCD顯示和4個按鍵),設計時間為3周。在學生完成該設計后,可以在單片機最小系統中加上A/D、D/A和RAM,可以完成一個語音采集和回放系統,其功能類似于復讀機。在最小系統最初設計階段,軟件采用匯編語言,目的是讓學生充分了解單片機的結構及其工作狀況,這對學生認識單片機有很大幫助,在此基礎上再采用C51編寫程序。在電子設計中還有一個非常重要的內容,就是硬件描述語言。在學生掌握了單片機技術后要及時引入VerilogHDL語言,讓學生利用該語言練習做DDS信號發生器。在設計過程中可用CPLD(ComplexProgrammableLogicDvice,復雜可編程邏輯器件)或FPGA(Field-ProgrammableGateArray,現場可編程門陣列)做相位累加器,具體應用VerilogHDL語言、QuartusⅡ以及可編程器件,最后以DAC作數模轉換。訓練提高階段主要以歷年競賽試題作為訓練內容,要求學生根據題意獨立進行方案的選擇和器件的選擇。當遇到難題時,可以參考歷屆參賽優秀作品,找出差距在哪里,哪些方面有待提高,通過進行有針對性地訓練來提高學生的競賽水平。
2.3賽前沖刺階段
在該階段應主要做好如下工作:①將各種單元電路做精做細,比如小信號放大器、AGC(AutomaticGenerationControl,自動增益控制)、鎖相環、諧振功率放大器、整形電路、鑒相器等,能夠實現功能化和模塊化。②熟悉各類算法,比如控制算法、軟件濾波等。此外,應加強平時訓練中的薄弱環節。在該階段以系統項目為訓練手法,但所做系統項目類的題目不應局限于往屆的競賽試題,要讓學生自己出題來進行訓練,學會解決未曾遇到的問題,從而培養創新意識。此外,在訓練過程中指導教師應注意以下幾點:①制定一個完整競賽的訓練計劃,具體包括訓練的內容和時間。由于學生的水平參差不齊,訓練計劃要留有余地。訓練內容的順序非常重要,要有連貫性和科學性。②要求學生平時做好訓練筆記,包括使用的器件、遇到的問題、解決的方法、測試記錄、設計的電路圖等。③要求學生制作一張訓練流程表,每做完一項后進行注明,避免遺漏。
3結語
要在全國大學生電子設計競賽中取得好的成績,必須做好訓練組織工作,其具體內容包括教師資源、訓練經費和后勤保障,而訓練體系主要包括基礎訓練階段、提高階段和賽前沖刺階段。在全國大學生電子設計競賽的訓練組織工作應以參賽學生為中心,制定符合學生實際的訓練計劃,通過系統有針對性地訓練,使參賽學生練好基本功,從而在競賽中取得佳績。