電子競賽教學(xué)指導(dǎo)辦法

電子競賽教學(xué)指導(dǎo)辦法

0引言

1993年，由教育部倡導(dǎo)在全國高校中組織開展大學(xué)生電子設(shè)計競賽，1994年成功舉辦了第一屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽，緊隨其后的1995年至2009年間，由教育部、工業(yè)與信息化部聯(lián)手舉辦了九屆大學(xué)生電子設(shè)計賽。隨著競賽的知名度及其在我國高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)工作中產(chǎn)生的影響力的不斷提升，已逐漸發(fā)展成為全國高等教育領(lǐng)域的四大學(xué)科競賽之一，同時也為各高校之間的認(rèn)識、了解提供了機(jī)會，并為各校間從政策措施、人才保有程度、實驗設(shè)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(shù)師范學(xué)院電氣信息工程學(xué)院在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)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(xué)生電子設(shè)計競賽，并取得了江蘇省賽區(qū)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(xué)業(yè)生電子設(shè)計競賽，取得了國家二等獎2項、江蘇省賽區(qū)一等獎4項的佳績。兩次參賽都有所斬獲，賽事輔導(dǎo)教學(xué)團(tuán)隊的教師們結(jié)合輔導(dǎo)過程及參賽的實際情況進(jìn)行總結(jié)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(dǎo)過程中有針對性地開展輔導(dǎo)工作，以便在比賽中獲得更好的成績，同時也為在本科教學(xué)工作中培養(yǎng)大量的創(chuàng)新型高級技術(shù)應(yīng)用人才奠定基礎(chǔ)。

1簡析電子設(shè)計競賽，明確其輔導(dǎo)重點和難點

古人云：知己知彼，方能百戰(zhàn)不殆。對于組隊參加全國大學(xué)生電子設(shè)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(xué)生電子設(shè)計競賽系統(tǒng)而全面地檢驗了學(xué)生的綜合素質(zhì)及協(xié)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(shù)據(jù)采集與處理類、無線電技術(shù)類、測量儀器儀表類和自動控制類等。既有以完成功能性設(shè)計內(nèi)容為目的，又有以完成指標(biāo)性設(shè)計內(nèi)容為目的的題目。競賽中的基本部分、發(fā)揮部分、設(shè)計與總結(jié)報告三部分內(nèi)容是有機(jī)結(jié)合的，在注重考察學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識的情況下，大力推廣新技術(shù)、新器件的應(yīng)用，同時其涉及的領(lǐng)域越來越廣，對學(xué)生解決工程實際的應(yīng)用能力也越來越強(qiáng)，能全面考察學(xué)生的理論知識、實踐能力及創(chuàng)新能力。競賽既有一定的普遍性，同時還有其發(fā)揮部分的深度，能使最為優(yōu)秀的學(xué)生脫穎而出。根據(jù)電子設(shè)計競賽的命題及內(nèi)容，可以看出電子設(shè)計競賽的特點是任務(wù)重、時間短、要求高。根據(jù)組委會的規(guī)定，競賽必須在四天三夜內(nèi)完成從方案設(shè)計到電路制作，再到軟件編程和最后的設(shè)計報告工作。這是對參賽學(xué)生能力的檢驗，要求學(xué)生必須熟練掌握計算機(jī)編程、電路分析、設(shè)計與開發(fā)等基礎(chǔ)知識，同時還要非常熟悉誤差、指標(biāo)、系統(tǒng)等工程概念，熟練使用測試儀器、儀表，快速找出故障及調(diào)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(fā)了學(xué)生的思維能力，更提高了他們的創(chuàng)新能力。

2做好參賽選手的選拔工作，發(fā)現(xiàn)并引導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生參與

通過對電子設(shè)計競賽內(nèi)容和比賽要求等的全面剖析，可以了解到競賽對學(xué)生的知識面、動手能力以及個人品質(zhì)等方面都提出了一定的要求：在能力方面要求學(xué)生具備基本的實踐操作能力，如快速準(zhǔn)確焊接電路、分析問題的能力、能夠使用科學(xué)系統(tǒng)的方法排查故障的能力及文獻(xiàn)及資料查問的能力。在品質(zhì)方面要求學(xué)生要有吃苦耐勞及刻苦鉆研的精神、要有團(tuán)隊意識、要勇于創(chuàng)新，敢于采用新方法，新思路，開拓進(jìn)取，堅韌不拔[2]。

廣泛開展競賽宣傳活動，引導(dǎo)學(xué)生積極報名參賽

對于高等學(xué)校來說，選拔優(yōu)秀學(xué)生組隊參加全國大學(xué)生電子設(shè)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(xùn)練與比賽過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，它是整項活動的基礎(chǔ)，參賽選手選拔的成敗直接影響到整個訓(xùn)練的質(zhì)量與競賽的成績。江蘇技術(shù)師范學(xué)院對這項工作給予了格外重視，于每年9月份新生入學(xué)后，電氣信息工程學(xué)院通過學(xué)工辦、分團(tuán)委發(fā)動、組織賽事的宣傳工作，讓大學(xué)生們通過多種形式走進(jìn)全國大學(xué)生設(shè)計電子競賽，了解其性質(zhì)、了解本校參賽人員以往的獲獎情況以及獲獎學(xué)生的個人發(fā)展等情況，明白參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽對提高個人創(chuàng)新意識、強(qiáng)化動手能力、提升就業(yè)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(zhì)的大一新生在入學(xué)初始就有了明確的專業(yè)方向感及奮斗目標(biāo)。

選拔有潛質(zhì)的學(xué)生參賽，提升選手的整體水平

通過對全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的宣傳與動員，在每年的秋季學(xué)期開始，就組織大二、大三的學(xué)生報名，通過各種形式進(jìn)行選拔。首先對學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)理論考試，以實現(xiàn)考查報名學(xué)生的電子基礎(chǔ)知識、個人學(xué)習(xí)能力和理解能力，從中確定參加實際操作測試的學(xué)生人選。在實踐操作測試中給出一個簡單的電子產(chǎn)品的線路圖和元器件，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成產(chǎn)品的電路分析、安裝與調(diào)試，考查學(xué)生的元器件識別、電路分析、焊接、安裝、調(diào)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(xué)生的名單。挑選出有扎實的電子類及計算機(jī)編程等基礎(chǔ)知識、身體健康、實踐動手能力強(qiáng)、具有團(tuán)隊意識的優(yōu)秀學(xué)生參加賽前集訓(xùn)隊，并在集訓(xùn)過程中執(zhí)行嚴(yán)格的淘汰制度，最后確定參賽選手。經(jīng)過如此的層層選拔才能使那些真正具有潛質(zhì)的學(xué)生脫穎而出，這樣的選手組成集訓(xùn)隊可以提升參賽隊伍的整體水平，為取得好成績奠定基礎(chǔ)[3]。

3系統(tǒng)科學(xué)的賽前輔導(dǎo)，提升學(xué)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(tǒng)科學(xué)的賽前輔導(dǎo)才是成功的重要保證。賽前系統(tǒng)科學(xué)的輔導(dǎo)決定著整個競賽的最終成敗，所以需要組織好競賽輔導(dǎo)教學(xué)團(tuán)隊全身心地投入到賽前的輔導(dǎo)工作中。競賽輔導(dǎo)教學(xué)團(tuán)隊系統(tǒng)科學(xué)的賽前輔導(dǎo)注重知識與技能的統(tǒng)合梳理、理論與實踐充分整合，實現(xiàn)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(xiàn)對參賽的隊員進(jìn)行更為嚴(yán)格的甄選，推動選手與帶隊的輔導(dǎo)教師進(jìn)行磨合，因材施教，以期在獲獎的質(zhì)量與數(shù)量上達(dá)到最優(yōu)化。為使整個的賽前輔導(dǎo)工作有序有效進(jìn)行，可以將賽前輔導(dǎo)分為春季學(xué)期主題式課程輔導(dǎo)和暑期集訓(xùn)兩個階段，同時在人力、財力、場地、設(shè)施等各方面都給予相應(yīng)的支持與配套[5]。成立并開放創(chuàng)新實驗室為參賽團(tuán)隊的師生提供良好的實踐環(huán)境，建立并不斷擴(kuò)充電子元器件庫，以解決師生在實踐訓(xùn)練過程中元件難以配齊的問題。

春季學(xué)期主題式課程輔導(dǎo)

春季學(xué)期課程輔導(dǎo)主要是以主題式課程輔導(dǎo)的方式進(jìn)行，每周安排一個主題，圍繞著基礎(chǔ)知識培訓(xùn)、設(shè)計開發(fā)培訓(xùn)、綜合系統(tǒng)訓(xùn)練三大類14個主題展開輔導(dǎo)，歷時十四周。大多在春季學(xué)期末結(jié)束，并在學(xué)期末對參訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行綜合考核，再次選拔并確定進(jìn)入暑期集訓(xùn)的參賽隊員名單。從表1中可以看出，整個春季電子設(shè)計競賽輔導(dǎo)課程主要分為基礎(chǔ)知識與基本能力訓(xùn)練、設(shè)計開發(fā)能力訓(xùn)練和綜合系統(tǒng)設(shè)計訓(xùn)練等3大類14個主題式訓(xùn)練課程。其基礎(chǔ)知識與基本能力的訓(xùn)練類課程主要作用是培養(yǎng)學(xué)生電子電路設(shè)計方面的基本知識，讓學(xué)生掌握常用的電子電路模塊、傳感器模塊等設(shè)計與使用。通過7個主題式課程對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，使其達(dá)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(fā)生器模塊等目的。在對學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)知識與基本能力培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新設(shè)計能力和動手能力，開設(shè)了設(shè)計開發(fā)能力訓(xùn)練類課程。在該類課程的訓(xùn)練中，教師給學(xué)生講解系統(tǒng)架構(gòu)與框圖原理，學(xué)生根據(jù)教師講解的系統(tǒng)組成原理，來進(jìn)行相應(yīng)課題的設(shè)計與測試。它主要是通過5個設(shè)計型開發(fā)課題對學(xué)生自主創(chuàng)新設(shè)計能力與動手能力進(jìn)行培養(yǎng)與訓(xùn)練，主要培養(yǎng)學(xué)生對基本電子電路的設(shè)計思維。經(jīng)過前兩類課程12個主題式課程的訓(xùn)練，已培養(yǎng)了學(xué)生一定的獨立分析問題能力，使其具備按課題任務(wù)要求設(shè)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(shè)計這2個綜合性主題式課程的系統(tǒng)訓(xùn)練中，教師只給出系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)要求，學(xué)生根據(jù)任務(wù)來獨立完成系統(tǒng)實現(xiàn)方案分析、完全自主電路硬件設(shè)計與焊接、軟件程序編寫、系統(tǒng)綜合調(diào)試等訓(xùn)練科目。通過綜合式系統(tǒng)設(shè)計訓(xùn)練，學(xué)生在電子技術(shù)電路設(shè)計方面形成自主創(chuàng)新設(shè)計能力。從整個輔導(dǎo)內(nèi)容來看，在周期較長的春季學(xué)期課程輔導(dǎo)中，由輔導(dǎo)教師負(fù)責(zé)一個或若干主題的課程，主要是以打基礎(chǔ)，進(jìn)行初步的電路設(shè)計開發(fā)，以此來拓展學(xué)生的知識面和自主創(chuàng)新設(shè)計能力的培養(yǎng)。

暑期集訓(xùn)

暑期集訓(xùn)的終極目的是在提升個人技能的同時，訓(xùn)練小組成員之間的相互配合、協(xié)作的能力和意識，并對參賽選手進(jìn)行適當(dāng)?shù)馁惽斑m應(yīng)性訓(xùn)練。由于全國大學(xué)生電子競賽要求參賽學(xué)生以三人為一組，在四天三夜內(nèi)，設(shè)計、制作、調(diào)試出一個電子控制系統(tǒng)，并完成報告書。而成績也主要是由測試作品的結(jié)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(wù)重、設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試，文獻(xiàn)閱讀及撰寫并重等特點，暑期集訓(xùn)過程中的輔導(dǎo)教學(xué)工作更注重對學(xué)生實踐動手能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作等方面進(jìn)行專門訓(xùn)練。

模擬實際競賽的進(jìn)度，使其在規(guī)定時間內(nèi)完成任務(wù)。將競賽訓(xùn)練的任務(wù)進(jìn)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(jìn)行論證、最后確定最優(yōu)方案；第二天，必須完成與硬件相關(guān)的一切工作，包括制板、焊接、調(diào)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(tǒng)調(diào)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。

在選定題目后，設(shè)計方案的提出是最關(guān)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(shè)計方案，為后續(xù)工作的開展奠定基礎(chǔ)。

為了確保競賽的質(zhì)量，在具體的輔導(dǎo)教學(xué)中，對單元電路的制作與調(diào)試這一過程給予充分的重視并開展針對性的訓(xùn)練。

訓(xùn)練期間根據(jù)每位學(xué)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(xué)主要負(fù)責(zé)。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(tuán)結(jié)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(guān)以期取得最好的成績。在學(xué)生參賽的輔導(dǎo)過程中，輔導(dǎo)教學(xué)團(tuán)隊教師互相配合，緊扣不同階段訓(xùn)練的主題，進(jìn)行兩階段系統(tǒng)而科學(xué)的賽前輔導(dǎo)，不僅使學(xué)生獲得了實踐創(chuàng)新意識、團(tuán)隊協(xié)作的人文精神和理論聯(lián)系實際的良好學(xué)風(fēng)，還培養(yǎng)了學(xué)生工程實踐素質(zhì)、提高學(xué)生針對實際問題進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試的能力。經(jīng)過參賽師生的不懈努力，在第九屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽中，由筆者所指導(dǎo)的程輝、鄭強(qiáng)、陳杰同學(xué)團(tuán)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(jié)語

實踐證明，要想在全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽中取得優(yōu)異成績，既要注重賽前