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時(shí)間:2022-09-08 13:28:38
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中圖分類號(hào):G71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
目前,全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽成為比較成功的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽之一,競(jìng)賽的規(guī)模和影響力越來(lái)越大,越來(lái)越多的高職院校認(rèn)識(shí)到了這項(xiàng)競(jìng)賽的積極作用。同時(shí),通過(guò)競(jìng)賽,激發(fā)了高職院校電子類專業(yè)學(xué)生對(duì)本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。
一、對(duì)“全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽”的認(rèn)知
全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽之一,是面向大學(xué)生的群眾性科技活動(dòng),目的在于推動(dòng)高等學(xué)校促進(jìn)信息與電子類學(xué)科課程體系和課程內(nèi)容的改革。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的特點(diǎn)是與高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的課程體系和課程內(nèi)容改革密切結(jié)合,以推動(dòng)其課程教學(xué)、教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作。競(jìng)賽的特色是與理論聯(lián)系實(shí)際學(xué)風(fēng)建設(shè)緊密結(jié)合,競(jìng)賽內(nèi)容既有理論設(shè)計(jì),又有實(shí)際制作,以全面檢驗(yàn)和加強(qiáng)參賽學(xué)生的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐創(chuàng)新能力。競(jìng)賽的組織運(yùn)行模式為:“政府主辦、專家主導(dǎo)、學(xué)生主體、社會(huì)參與”十六字方針,以充分調(diào)動(dòng)各方面的參與積極性。
二、高職院校學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的意義
1、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培養(yǎng)高職學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽為學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)搭建了一個(gè)平臺(tái),利用這個(gè)平臺(tái)學(xué)生能理論聯(lián)系實(shí)際,電子競(jìng)賽培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作精神、動(dòng)手能力并使學(xué)生得到了工程訓(xùn)練,提高學(xué)生針對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作的能力,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的興趣和積極性。
2、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽推動(dòng)實(shí)踐教學(xué)體系改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽與高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的課程體系和課程內(nèi)容密切相關(guān),組織電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽可以推動(dòng)高職院校電子類專業(yè)課程體系的構(gòu)建、教學(xué)內(nèi)容的更新、教育教學(xué)改革和專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。競(jìng)賽的教學(xué)采用開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,既有時(shí)間開放,又有內(nèi)容開放,有助于學(xué)生學(xué)習(xí)的靈活性和主動(dòng)性的提高,有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和增強(qiáng)。
3、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽提高老師的業(yè)務(wù)能力。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培養(yǎng)學(xué)生的同時(shí),教師也受益匪淺。由于競(jìng)賽命題范圍廣,涉及多門課程,既有硬件又有軟件,并鼓勵(lì)新技術(shù)的應(yīng)用,所以要求指導(dǎo)教師要有更寬的知識(shí)面和更豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。為此,老師必須相互學(xué)習(xí),共同提高,并要求老師自覺地涉及新知識(shí)、新技術(shù)。知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的相互滲透和補(bǔ)充使得指導(dǎo)教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)提高很快,這無(wú)疑使教師能夠在日常的教學(xué)和科研中發(fā)揮更重要的作用。
凡參加過(guò)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的畢業(yè)生都普遍受到社會(huì)的廣泛歡迎和用人單位的青睞,尤其是那些參賽獲獎(jiǎng)的同學(xué)更是得到企業(yè)的高薪聘用。因?yàn)樗麄兪窃诋?dāng)前建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的背景下,最具有活力、最具有朝氣、最富有發(fā)散思維、最具有發(fā)明創(chuàng)造力和發(fā)展?jié)摿Φ闹髁姟?/p>
三、電子設(shè)計(jì)大賽在激發(fā)高職院校學(xué)生學(xué)習(xí)興趣中的作用
愛因斯坦有句至理名言:“興趣是最好的老師”,古人亦云:“知之者不如好之者,好之者不如樂(lè)之者”。興趣是學(xué)習(xí)的原動(dòng)力、是學(xué)習(xí)的催化劑,它對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)有著神奇的內(nèi)驅(qū)動(dòng)作用,能變無(wú)效為有效,化低效為高效。
1、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽就是一種競(jìng)技,競(jìng)技本身就充滿期待,帶給人快樂(lè)。參加競(jìng)賽的學(xué)生從選題(或自擬)、教師指導(dǎo)、完成作品,學(xué)生自己感覺到每一點(diǎn)進(jìn)步,都會(huì)覺得離勝利更近一步,每一天的努力都是積攢力量,都是為最后決戰(zhàn)做著準(zhǔn)備,整個(gè)過(guò)程都充滿著艱辛付出后所收獲的那份快樂(lè)。另外,電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽快樂(lè)還來(lái)自于一種共同戰(zhàn)斗的友誼。學(xué)生之間,老師之間,師生之間,相互協(xié)作、相互鼓勵(lì)、相互幫助,都在為最后勝利而努力。
2、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽讓學(xué)生積極期望。積極期望就是從改善學(xué)習(xí)者自身心理狀態(tài)入手,對(duì)自己喜歡的專業(yè)充滿信心,自己對(duì)本專業(yè)產(chǎn)生信心,想象中的興趣會(huì)推動(dòng)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)本專業(yè)知識(shí)和技能,從而導(dǎo)致對(duì)本專業(yè)真正感興趣。學(xué)生通過(guò)參加競(jìng)賽,期望獲得名次,為求職添彩。
3、滿足電子類專業(yè)學(xué)生和電子愛好者的心理需要。學(xué)生參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,創(chuàng)新和設(shè)計(jì)能力大大提高,大開了眼界,并且與外校參賽選手進(jìn)行交流,從中獲取了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于拿了獎(jiǎng)的學(xué)生,獲得名次就是一種肯定,對(duì)于沒(méi)拿獎(jiǎng)的學(xué)生,更是一種動(dòng)力。
4、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。對(duì)參賽學(xué)生實(shí)踐、設(shè)計(jì)能力的培訓(xùn)是有組織、有計(jì)劃進(jìn)行的,基本有一個(gè)培訓(xùn)周期,循序漸進(jìn)地提高學(xué)生的各項(xiàng)能力,逐步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
四、通過(guò)設(shè)計(jì)競(jìng)賽平臺(tái),激發(fā)高職院校電子類專業(yè)學(xué)生興趣
興趣是最好的老師,有了興趣,學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)就會(huì)感覺到比較輕松,學(xué)習(xí)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)、由消極對(duì)待變?yōu)樽杂X探索,學(xué)習(xí)效率得到有效提高。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽就是一項(xiàng)特別能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的學(xué)科競(jìng)賽。
1、設(shè)立“電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新基地開放日”。高職院校在電子類專業(yè)新生入學(xué)初和學(xué)習(xí)過(guò)程中,定期開放電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新基地,能夠幫助電子類專業(yè)大一、大二的學(xué)生以及電子愛好者了解電子類學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)與行業(yè)發(fā)展方向。開放日活動(dòng)主要包括基地參觀、作品展示和電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽介紹等。通過(guò)大三電子類專業(yè)的學(xué)生向?qū)W弟學(xué)妹們介紹和演示了基地的各項(xiàng)電子類作品,如MP3音樂(lè)播放器、收音機(jī)、客流量計(jì)數(shù)器、家用電器GSM控制、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、無(wú)線傳輸模塊、自動(dòng)水位控制、自制示波器等多項(xiàng)作品,使參觀的學(xué)生對(duì)這些作品表現(xiàn)出了濃厚的興趣?;顒?dòng)不僅加深了低年級(jí)同學(xué)對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí),同時(shí)也展示了本校大學(xué)生在電子領(lǐng)域的實(shí)踐成果,很好地激發(fā)了學(xué)生參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和電子類科研項(xiàng)目的熱情。
2、組織和動(dòng)員電子類專業(yè)學(xué)生踴躍報(bào)名參加競(jìng)賽。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽應(yīng)由學(xué)校電子類專業(yè)所屬教學(xué)單位專業(yè)教師組成教師指導(dǎo)小組,教學(xué)職能部門、電子協(xié)會(huì)積極加以宣傳。學(xué)生自愿報(bào)名參加,經(jīng)過(guò)公平、公正、激烈地選拔,落實(shí)最佳人選。這一活動(dòng),無(wú)疑吸引了一群想施展自己才華的學(xué)生,被選上的學(xué)生斗志昂然,顯示出一定的綜合實(shí)力,而對(duì)落選的學(xué)生是一種動(dòng)力,學(xué)好本專業(yè)、提高水平的動(dòng)力,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)的興趣。參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲得成功的學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷、參賽經(jīng)歷對(duì)低年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)以及增強(qiáng)他們能力意識(shí)等方面有良好的輻射作用。
3、成立電子設(shè)計(jì)興趣小組。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽與課外科技活動(dòng)相結(jié)合,以電子設(shè)計(jì)興趣小組為依托,探索開展科技創(chuàng)新活動(dòng)的新模式,為學(xué)有余力的電子類專業(yè)學(xué)生和電子愛好者提供創(chuàng)新設(shè)計(jì)的舞臺(tái),培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,為全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽活動(dòng)的開展打下良好的基礎(chǔ)。利用電子設(shè)計(jì)興趣小組這個(gè)平臺(tái),大力組織開展一些跟電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽有關(guān)的選修課、講座、技能訓(xùn)練等活動(dòng)。
4、鼓勵(lì)學(xué)生積極加入學(xué)校社團(tuán)組織――電子協(xié)會(huì)。電子協(xié)會(huì)是學(xué)生的一個(gè)社團(tuán)組織,是電子愛好者交流心得和切磋技藝的平臺(tái),是選拔學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的搖籃。組織電子協(xié)會(huì)成員到街道、社區(qū)、企業(yè)為廣大人民群眾進(jìn)行家電義務(wù)維修,將所學(xué)到的知識(shí)回報(bào)社會(huì)的同時(shí),學(xué)生的理論知識(shí)得以鞏固、技能得以提高、經(jīng)驗(yàn)不斷豐富積累,盡情享受學(xué)以致用的樂(lè)趣,使愛好和興趣不斷加深。
5、高職院校教師應(yīng)注重提高自身實(shí)踐能力。提高實(shí)踐能力是高職院校教師尤其是青年教師克服自身弱點(diǎn)、提高教學(xué)水平、實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展的必然途徑。電子類專業(yè)教師要積極參與學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的帶隊(duì)指導(dǎo)工作,通過(guò)組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,不僅鍛煉了參賽學(xué)生的綜合能力,而且對(duì)指導(dǎo)教師的教學(xué)水平和實(shí)踐能力的提高也有極大的促進(jìn)作用。高職院校教師只有提高了自身實(shí)踐能力,具備更高的教學(xué)水平、科研能力,學(xué)生才能在與其學(xué)習(xí)中,有一個(gè)良好、正確的導(dǎo)向,有實(shí)質(zhì)性的提高與進(jìn)步,教師的人格魅力才能吸引學(xué)生,使學(xué)生對(duì)本專業(yè)產(chǎn)生濃厚的興趣。
1電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽與教學(xué)改革的關(guān)系
(1)競(jìng)賽引導(dǎo)課程體系改革、強(qiáng)化工程概念。全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽是教育部倡導(dǎo)的四大學(xué)科競(jìng)賽之一,是面向大學(xué)生的群眾性科技活動(dòng),目的在于促進(jìn)信息與電子類學(xué)科課程體系和課程內(nèi)容的改革,促進(jìn)高等學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育以及培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力,協(xié)作精神和理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng),促進(jìn)大學(xué)生工程實(shí)踐素質(zhì)的培養(yǎng),提高學(xué)生針對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行電子設(shè)計(jì)制作的能力[1],這些目標(biāo)直接體現(xiàn)了培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要性,而且也直接引導(dǎo)了對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才所進(jìn)行的一系列課程改革,即加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng),強(qiáng)化工程概念。這與學(xué)院突出實(shí)踐教學(xué)體系,制訂教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、過(guò)程管理與考核辦法是不謀而和的。
(2)競(jìng)賽引導(dǎo)了課程內(nèi)容和教學(xué)方法的改革。電子競(jìng)賽的題目重點(diǎn)突出了應(yīng)用設(shè)計(jì)。最初的競(jìng)賽題目可以用分立元件完成,基本上是單純硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試,而從本世紀(jì)開始明顯的提倡使用集成度高的芯片,加大了軟件在系統(tǒng)中的作用。今年的題目甚至把單片機(jī)最小系統(tǒng)當(dāng)成是一個(gè)器件直接使用,這體現(xiàn)和強(qiáng)調(diào)了在現(xiàn)代工程應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,重點(diǎn)要求學(xué)生掌握使用集成化的各種功能模塊通過(guò)接口組成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力,也引導(dǎo)著教師必須對(duì)相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行改革。比如在內(nèi)容選取上,重點(diǎn)應(yīng)對(duì)功能模塊的原理采用簡(jiǎn)單的電路予以介紹,并由此引出外特性[2]。再如引導(dǎo)學(xué)生利用功能模塊的功能表,通過(guò)接口組成應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法[3]。為此,可以針對(duì)現(xiàn)實(shí)需要重新編寫適當(dāng)?shù)臄?shù)字電路、模擬電路和單片機(jī)等教材。
2電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽與人才培養(yǎng)的關(guān)系
(1)競(jìng)賽使優(yōu)秀學(xué)生脫穎而出。從這幾次參加競(jìng)賽的學(xué)生來(lái)看,凡是參加電子競(jìng)賽訓(xùn)練的同學(xué),無(wú)論獲不獲獎(jiǎng),都具備了基本電子電路實(shí)際制作與調(diào)試的能力,尤其對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)新知識(shí)的能力和積極思考、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題的能力有了很大的鍛煉和提高[4],對(duì)今后走上工作崗位充滿信心;尤其獲獎(jiǎng)的同學(xué)更是得到了能力和素質(zhì)的全面提升;同時(shí),這些學(xué)生的進(jìn)步也對(duì)周圍沒(méi)參加競(jìng)賽的學(xué)生起到了潛移默化的影響,給低年級(jí)的學(xué)生做了很好的榜樣和示范,提高了他們學(xué)習(xí)和參加競(jìng)賽的積極性。最重要的一點(diǎn)是,參加完競(jìng)賽的學(xué)生在就業(yè)方面體現(xiàn)了較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,縮短了和一本學(xué)生的差距甚至有的超過(guò)了他們。
(2)競(jìng)賽鍛煉了教師,有利于雙師型教師培養(yǎng)。在競(jìng)賽培訓(xùn)的實(shí)際過(guò)程,可以發(fā)現(xiàn)城市學(xué)院的學(xué)生和交通大學(xué)的學(xué)生之間存在著顯著區(qū)別(當(dāng)然本身層次上就有差異)。交大的學(xué)生只需給定題目和參考資料,他們自己通過(guò)動(dòng)手制作、調(diào)試,教師有80%的時(shí)間是管理和后勤服務(wù),而城市學(xué)院的學(xué)生,至少在基礎(chǔ)培訓(xùn)中,必須先講基本原理、調(diào)試方法、隨時(shí)跟蹤指導(dǎo),到后期學(xué)生才能達(dá)到主動(dòng)設(shè)計(jì),因此指導(dǎo)教師也相當(dāng)于是參加競(jìng)賽者,尤其對(duì)于年輕教師而言,這無(wú)疑是對(duì)他們專業(yè)能力的一個(gè)很大考驗(yàn)和提高。而事實(shí)證明也確實(shí)如此,近年參加指導(dǎo)的教師在業(yè)務(wù)方面進(jìn)步明顯,不僅拓寬了知識(shí)面,而且也積累了豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn),同時(shí)對(duì)教學(xué)改革也有了新的認(rèn)識(shí),進(jìn)一步縮短了和雙師型教師的距離。
3參加電子競(jìng)賽的總結(jié)與分析
2009年是我院第一次參加該競(jìng)賽,獲得了一個(gè)省級(jí)一等獎(jiǎng)。本次基本上屬于押題性質(zhì),題目理解正確、而且前期訓(xùn)練充分,電源組幾乎是2隊(duì)都是一等獎(jiǎng);而測(cè)控組卻是一敗涂地。2010年獲得一、二、三等獎(jiǎng)各一項(xiàng),本次沒(méi)有電源的題目,但由于有一組學(xué)生能力較強(qiáng)且配合的很默契,獲得一等獎(jiǎng)是必然的;而獲得二、三等獎(jiǎng)的組,由于只有一、兩個(gè)同學(xué)能力很強(qiáng),在競(jìng)賽過(guò)程中,時(shí)間不夠。可見要獲得好成績(jī),不僅團(tuán)隊(duì)各個(gè)成員的能力要強(qiáng),而且還要分工明確,各有所長(zhǎng),真正體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)作戰(zhàn)能力。2011年僅獲得一個(gè)三等獎(jiǎng),主要原因是因?yàn)楦?jìng)賽時(shí)間準(zhǔn)備不足和指導(dǎo)失誤造成的。其中,電源題目由于認(rèn)為過(guò)于簡(jiǎn)單而掉以輕心,中途發(fā)現(xiàn)為時(shí)已晚,造成時(shí)間不夠;小車存在兩個(gè)問(wèn)題,一是準(zhǔn)備階段組委會(huì)的講話表示小車不會(huì)再出,所以在訓(xùn)練中相關(guān)器件未準(zhǔn)備,在競(jìng)賽開始后才從網(wǎng)上訂購(gòu);二是沒(méi)能自制一個(gè)木制軌道,為了節(jié)約成本,想當(dāng)然的認(rèn)為小車在地板上走和在木制軌道走是一樣,結(jié)果花了很多時(shí)間在調(diào)試上,直到測(cè)試時(shí)才發(fā)現(xiàn)不做軌道是一個(gè)失誤,否則獲得一等獎(jiǎng)的機(jī)會(huì)很大。可見競(jìng)賽中的不確定度因素很多,稍微想的不周全就會(huì)造成很大遺憾,盡管如此,能力較強(qiáng)的那一組還是獲得了三等獎(jiǎng)。從以上分析可以看出,對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)應(yīng)以能力和素質(zhì)培養(yǎng)為重點(diǎn),確實(shí)讓他們?cè)谂嘤?xùn)過(guò)程、事務(wù)管理、競(jìng)賽題的分析和競(jìng)賽中的決策等各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮主導(dǎo)作用,回歸競(jìng)賽的本質(zhì)。
4今后競(jìng)賽培訓(xùn)思路
基本訓(xùn)練旨在提高學(xué)生的動(dòng)手能力,主要包括印制版的設(shè)計(jì)(原理圖和PCB板圖)、焊接及測(cè)試方法(學(xué)會(huì)基本儀器的使用)等練習(xí)。從訓(xùn)練內(nèi)容上主要分為以下幾大類。
(1)電力電子類:降壓型、升壓型和逆變型開關(guān)電源;恒壓、恒流、直流并聯(lián)運(yùn)行和交流并網(wǎng)運(yùn)行模式;輸入/輸出電流、電壓以及效率顯示;紋波分析與失真度等。
(2)檢測(cè)與運(yùn)動(dòng)控制類:智能小車、機(jī)器人倒擺平衡控制、調(diào)速控制中的轉(zhuǎn)速、位移、避障、角度檢測(cè)、無(wú)線發(fā)射與接收等。
(3)基于FPGA/DSP系統(tǒng)的分析儀器:頻譜分析儀、傳輸波形特性分析儀(該項(xiàng)在“EDA”實(shí)驗(yàn)室中由指導(dǎo)教師完成樣機(jī))。
(4)放大器設(shè)計(jì)與制作:音頻放大器,頻帶為10兆赫茲、增益60dB的寬帶放大器設(shè)計(jì)(該項(xiàng)由指導(dǎo)教師完成樣機(jī))。鑒于今后的電子競(jìng)賽題目趨于綜合設(shè)計(jì),所以在暑期集中訓(xùn)練前,上述4項(xiàng)基本內(nèi)容應(yīng)該培訓(xùn)完成并通過(guò)各組交流使參加競(jìng)賽的學(xué)生全面了解相關(guān)內(nèi)容;這樣在暑期集中訓(xùn)練時(shí),學(xué)生便可集中精力利用電子競(jìng)賽等相關(guān)網(wǎng)站,通過(guò)學(xué)習(xí)、分析、交流提升自己的綜合能力和素質(zhì)。
5組織管理與相關(guān)政策
為了更好的培養(yǎng)和選拔人才,同時(shí)讓參加競(jìng)賽培訓(xùn)的學(xué)生無(wú)后顧之憂,需要制定一系列的政策和措施,具體如下。
(1)成立學(xué)生課外科技創(chuàng)新小組,從二年級(jí)開始自愿報(bào)名,條件是在一年級(jí)的課程(數(shù)學(xué)、物理和電子認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí))學(xué)習(xí)中,成績(jī)較好的且有強(qiáng)烈欲望的同學(xué)中選拔;個(gè)別有特珠能力的同學(xué)另議;對(duì)于這些同學(xué)在二年級(jí)學(xué)習(xí)中,如果努力參加培訓(xùn)者可以頂替實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的學(xué)分。
(2)完成二年級(jí)課程的同學(xué),要求電路、電子技術(shù)、C語(yǔ)言實(shí)訓(xùn)能力強(qiáng)同學(xué)自愿報(bào)名并經(jīng)審查批準(zhǔn)參加,在三年級(jí)學(xué)習(xí)期間,如果努力參加培訓(xùn)者可以頂替電子綜合設(shè)計(jì)的學(xué)分。
(3)參加暑期培訓(xùn)的同學(xué)可以頂替生產(chǎn)實(shí)習(xí)的學(xué)分,實(shí)際上經(jīng)培訓(xùn)后的學(xué)生已經(jīng)使得他們的畢業(yè)論文變得容易;如果選拔去參加競(jìng)賽且獲得獎(jiǎng)勵(lì)的還可以頂替部分選修課的學(xué)分。
理論上講高校的創(chuàng)新實(shí)踐教育內(nèi)容應(yīng)該涵蓋該校的所有學(xué)科,但必須以高新技術(shù)為主導(dǎo),這一點(diǎn)是必然的,否則就談不上創(chuàng)新。而在高新科學(xué)技術(shù)中,電子信息學(xué)科則應(yīng)是首當(dāng)其沖的龍頭學(xué)科,這也是毋庸置疑的,我校在開展創(chuàng)新實(shí)踐教育中,無(wú)論是起步階段,還是現(xiàn)已成立“大學(xué)生創(chuàng)新院”全面展開的今天,電子信息技術(shù)一直是創(chuàng)新實(shí)踐教育的主導(dǎo)內(nèi)容,以其為龍頭學(xué)科帶動(dòng)其它相關(guān)學(xué)科,共同提高和發(fā)展。究其原因不外有兩點(diǎn):
第一,電子信息技術(shù)在諸多高新技術(shù)中是發(fā)展最快、最具活力、而且對(duì)自然科學(xué)的其它領(lǐng)域、對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展乃至人們的日常生活影響最大的學(xué)科。作為在高校學(xué)習(xí)的大學(xué)生們,無(wú)論是電類的,還是非電類的,也無(wú)論理科的還是工科的,都必須對(duì)電子信息技術(shù)(包括模擬技術(shù)及數(shù)字技術(shù)、電子視聽技術(shù)、電子測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、近代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)及應(yīng)用技術(shù)、光電技術(shù)等等)有一定程度的了解,都必須掌握和具有一定的電子信息技術(shù)方面的應(yīng)用能力。我們所說(shuō)的創(chuàng)新能力,當(dāng)然而且必須包括電子信息方面的應(yīng)用能力。
第二,21世紀(jì)既是電子信息時(shí)代,同時(shí)也是自然科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域(學(xué)科)相互交叉滲透、相互融合的時(shí)代。這是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展最鮮明的特點(diǎn)之一。當(dāng)前,電子信息學(xué)科已成學(xué)科相互交叉滲透的焦點(diǎn),幾乎找不到不采用電子信息技術(shù)為本學(xué)科服務(wù)的學(xué)科,這已是不爭(zhēng)的事實(shí)和規(guī)律。很多非電學(xué)科都在大量采用電子信息技術(shù)來(lái)提高本學(xué)科的自動(dòng)化程度,以電測(cè)技術(shù)來(lái)提高本學(xué)科的測(cè)量速度、范圍和精度,從而促進(jìn)本學(xué)科的發(fā)展。很多學(xué)科已把采不采用電子信息技術(shù)作為衡量其是否先進(jìn),是否接近現(xiàn)代化的尺度。因此,將其列為創(chuàng)新教育的主導(dǎo)內(nèi)容也就是理所當(dāng)然的事了。
經(jīng)驗(yàn)證明,以電子信息技術(shù)為主導(dǎo)內(nèi)容的創(chuàng)新實(shí)踐教育對(duì)大學(xué)生有著強(qiáng)烈的吸引力,那些學(xué)有余力的非電專業(yè)學(xué)生大都渴望獲取這方面的知識(shí)和能力。我校除各院系設(shè)有創(chuàng)新教育分中心外,還成立了面向全校的“大學(xué)生創(chuàng)新院”。在創(chuàng)新院下設(shè)的三個(gè)創(chuàng)新教育實(shí)踐班中,其中兩個(gè)屬于電子信息學(xué)科,即“機(jī)電實(shí)踐強(qiáng)化班”和“軟件實(shí)踐強(qiáng)化班”,而另一個(gè)“數(shù)模強(qiáng)化班”也以計(jì)算機(jī)為寫作工具。而參加這三個(gè)中心活動(dòng)的學(xué)生中,非電專業(yè)學(xué)生占65%,可見這些非電專業(yè)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)電子信息技術(shù)的渴望程度。這些學(xué)生通過(guò)在中心的活動(dòng),創(chuàng)新實(shí)踐能力顯著提高。我院在2003年的全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽中獲得E題全國(guó)一等獎(jiǎng)的三個(gè)學(xué)生,其中兩個(gè)是校機(jī)械學(xué)院的學(xué)生。這些學(xué)生通過(guò)中心的培訓(xùn),使本專業(yè)與電子信息技術(shù)緊密結(jié)合,從而顯著地提高了創(chuàng)新實(shí)踐能力。
2.全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽活動(dòng)為高校的創(chuàng)新實(shí)踐教育活動(dòng)提供了一個(gè)好平臺(tái)
近年來(lái),全國(guó)各地舉辦了很多大型的科技競(jìng)賽活動(dòng),如“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽和索尼杯全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽。我院的學(xué)生都積極參與了這些賽事。從效果看,確實(shí)起到了促進(jìn)和深化創(chuàng)新教育實(shí)踐活動(dòng)的作用。筆者作為多次競(jìng)賽的指導(dǎo)教師,感受頗深。
(1)以競(jìng)賽為契機(jī)開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng) 自1994年始,全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽已成功舉辦6屆。從學(xué)生參賽就可看出電子設(shè)計(jì)大賽對(duì)創(chuàng)新實(shí)踐教育的影響力,各高校均把參賽作為創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的重要內(nèi)容。為參加競(jìng)賽,我校組成了多個(gè)技術(shù)專題組,圍繞技術(shù)專題開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。學(xué)校主管部門則為這些活動(dòng)提供各種條件,并舉辦校內(nèi)的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,參賽師生都顯現(xiàn)出極大的熱情,從而推動(dòng)了創(chuàng)新實(shí)踐教育活動(dòng)。
(2)以競(jìng)賽來(lái)檢驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)踐教育效果 開展創(chuàng)新實(shí)踐教育,根本目的在于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐意識(shí)并提高其創(chuàng)新實(shí)踐能力。創(chuàng)新實(shí)踐教育與學(xué)校傳統(tǒng)的課內(nèi)教育不同,不能通過(guò)一張考卷來(lái)評(píng)定其教學(xué)效果。但各種科技大賽,則是對(duì)學(xué)員創(chuàng)新實(shí)踐能力的綜合考評(píng)尺度。比如電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,從拿到考題后,選題、查閱資料、設(shè)計(jì)計(jì)算、備件、實(shí)際動(dòng)手實(shí)施、調(diào)試、最后完成作品并寫出論文,這些都要在短短的幾天內(nèi)完成,而且這期間可能還要不斷修改方案,反復(fù)調(diào)試。這是對(duì)參賽者綜合素質(zhì)的全面檢驗(yàn)和考核,是對(duì)學(xué)員的理論水平、理論聯(lián)系實(shí)踐能力、實(shí)際動(dòng)手能力、軟硬件綜合應(yīng)用能力、論文書寫能力及品質(zhì)意志、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神等的大測(cè)驗(yàn)。這些能力是實(shí)實(shí)在在的創(chuàng)新能力,來(lái)不得半點(diǎn)僥幸。這也是各高校為什么如此重視這個(gè)賽事的主要原因。
(一)電賽的指導(dǎo)思想和發(fā)展
全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽由教育部和信息產(chǎn)業(yè)部共同舉辦,目的在于推動(dòng)高校電類學(xué)科課程改革;促使高校注重素質(zhì)教育;培養(yǎng)創(chuàng)新、協(xié)作、理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng);提高學(xué)生工程實(shí)踐素質(zhì)和能力;為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。[1]隨著電賽的發(fā)展,影響范圍日漸廣大,參賽高校逐年增多。截至2009年最近的一屆全國(guó)電賽,共有30個(gè)省市自治區(qū)的926所院校組成的9042支隊(duì)伍參賽,參賽選手共計(jì)有27126人,目前已成為中國(guó)電子信息類學(xué)科競(jìng)賽中持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、規(guī)模最大、頗具影響力的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)。[2]同時(shí),高校也日趨重視電賽的日常培訓(xùn)與競(jìng)賽條件建設(shè)。
(二)電賽的形式、內(nèi)容及考核方式
全國(guó)電賽始于1994年,并在1995年舉辦了第二屆,隨后每奇數(shù)年份在全國(guó)范圍舉辦一屆,至目前為止已成功舉辦九屆,每偶數(shù)年份由各賽區(qū)(一般以省為單位)舉辦賽區(qū)內(nèi)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽。電賽一般在9月份舉行,統(tǒng)一命題,賽期4天。各高校組織具體賽程,每支參賽隊(duì)由三名學(xué)生組成,采用“半封閉、相對(duì)集中”的形式。賽題以電路設(shè)計(jì)為主,主要考核利用專業(yè)理論解決實(shí)際問(wèn)題的能力。大體分為以下幾類:電源類、信號(hào)源類、信號(hào)及功率放大類、無(wú)線電技術(shù)類、自動(dòng)控制類、儀器儀表類。[3]涵蓋了信息和電子類專業(yè)本、??贫鄶?shù)課程,如:模擬電路、數(shù)字電路、微機(jī)原理、單片機(jī)、EDA等??己藘?nèi)容既有理論分析與設(shè)計(jì)又有實(shí)際制作。評(píng)分方式為,設(shè)計(jì)報(bào)告30分,包括方案設(shè)計(jì)、理論分析、設(shè)計(jì)文件、測(cè)試方案與結(jié)果,文檔規(guī)范;基礎(chǔ)電路制作50分;功能發(fā)揮部分50分。
二、電賽與日常教學(xué)考核
(一)對(duì)日常教學(xué)和考核方式的改革與促進(jìn)
電賽促進(jìn)了日常教學(xué)與課外實(shí)踐的聯(lián)系,許多高校受電賽的影響在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教學(xué)與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的考核、課外科技制作評(píng)比方面加大了力度。如在競(jìng)賽之外的時(shí)間開設(shè)開放實(shí)驗(yàn)室,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室;[4]開設(shè)賽前培訓(xùn)班課程,針對(duì)競(jìng)賽內(nèi)容進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn),有的高校還因此設(shè)計(jì)了專門的選修課程。受賽題中各專業(yè)課綜合應(yīng)用能力的要求影響,各高校紛紛改革課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式及平時(shí)考核方式,提高了實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐課程占總考核課程的百分比。如河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院將電子技術(shù)類課程考試中理論與實(shí)踐的比例調(diào)整為:閉卷筆試成績(jī)占總成績(jī)的60%~70%,實(shí)踐作品制作占40%~30%。[5]同時(shí)在實(shí)驗(yàn)安排方面也作了較大的改革,如減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比例,提高相應(yīng)實(shí)驗(yàn)要求;注重設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),增加綜合性實(shí)驗(yàn)。[6]
(二)電賽存在的一些問(wèn)題
中圖分類號(hào):G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-489X(2013)12-0018-03
教育部有關(guān)“辦出特色、爭(zhēng)創(chuàng)一流”的指示中提到:“各高校要以需求為導(dǎo)向,推動(dòng)新一輪高等教育改革。各類院校都要合理定位,努力形成自己的辦學(xué)理念和風(fēng)格,在不同層次、不同領(lǐng)域辦出特色、爭(zhēng)創(chuàng)一流。各地教育部門要大力開展就業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn),建立穩(wěn)定的、能滿足教學(xué)和就業(yè)需要的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地?!?/p>
為了貫徹落實(shí)教育部指示精神和具體實(shí)施華中科技大學(xué)文華學(xué)院“2012版本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案”,以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和提高教學(xué)質(zhì)量為宗旨,以實(shí)踐教學(xué)改革為核心,以實(shí)驗(yàn)資源開放共享為基礎(chǔ),以高素質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍和完備的實(shí)驗(yàn)條件為保障,創(chuàng)新管理機(jī)制,全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和實(shí)驗(yàn)室使用效益,改革人才培養(yǎng)模式,成立“電工電子創(chuàng)新人才培訓(xùn)中心”。
“電工電子創(chuàng)新人才培訓(xùn)中心”的培養(yǎng)模式是:實(shí)施“2012版本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案”,在學(xué)生自愿的基礎(chǔ)上利用課余時(shí)間(安排在相應(yīng)學(xué)期第3~16周的周六和周日,以及部分暑假時(shí)間)補(bǔ)充實(shí)施“創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案”,實(shí)施個(gè)性化特色教育。“創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案”是以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和社會(huì)實(shí)踐能力、以提高學(xué)生就業(yè)技能和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力為目的,采用先進(jìn)的教育理念、實(shí)踐教學(xué)觀念和管理體制;構(gòu)建先進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系、內(nèi)容和方法、先進(jìn)的創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì),配置先進(jìn)的儀器設(shè)備;以參加全國(guó)性和省級(jí)“電子設(shè)計(jì)大賽”和“IT創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”等各類學(xué)科競(jìng)賽的成果作為對(duì)實(shí)踐教學(xué)效果的檢驗(yàn),以“電工電子創(chuàng)新人才培訓(xùn)中心”畢業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力和就業(yè)能力的提高作為實(shí)踐教學(xué)的特色。
1 “中心”設(shè)立的目的、意義及指導(dǎo)思想原則
“電工電子創(chuàng)新人才培訓(xùn)中心”培養(yǎng)學(xué)生在機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化、自動(dòng)控制、電子科學(xué)、電子信息、光電信息、通信、儀器儀表與數(shù)字控制等1~2個(gè)領(lǐng)域內(nèi)具備硬件、軟件的理論基礎(chǔ)及專業(yè)知識(shí)和技能?!爸行摹敝貙?shí)踐能力、學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng),以適應(yīng)21世紀(jì)信息科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展需要,能在相應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)從事各種元器件、部件的制造和應(yīng)用,能從事系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成等工作,以及對(duì)新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的研究、開發(fā)和管理的工作。培養(yǎng)“合格+特色”的一線工程技術(shù)專業(yè)人才,提高學(xué)生的工程系統(tǒng)創(chuàng)新能力,拓展學(xué)生就業(yè)領(lǐng)域,同時(shí)提升學(xué)院在同類院校中的競(jìng)爭(zhēng)力,打響學(xué)院品牌。
“中心”設(shè)立的指導(dǎo)思想原則是以全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽為主線,以常態(tài)化運(yùn)行為管理方式;以提高學(xué)生的實(shí)踐技能為目標(biāo),以“理論、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、技能”四位一體的教學(xué)方法為手段,旨在提升學(xué)院在各級(jí)電子設(shè)計(jì)大賽中的競(jìng)爭(zhēng)力和影響力。
2 “中心”的運(yùn)作模式
2.1 穩(wěn)定隊(duì)伍,固定場(chǎng)地,規(guī)范管理
變突擊集訓(xùn)為常態(tài)培養(yǎng),改變?cè)瓗ш?duì)教師臨時(shí)召集,場(chǎng)地臨時(shí)借用的松散型管理方式,建立有著穩(wěn)定的師資隊(duì)伍、固定的培養(yǎng)場(chǎng)所、明確的培養(yǎng)目標(biāo)、系統(tǒng)的培養(yǎng)計(jì)劃、優(yōu)質(zhì)的參賽梯隊(duì)的規(guī)范化運(yùn)作機(jī)構(gòu)。
從目前已有的師資力量來(lái)看,總體滿足“中心”的運(yùn)作要求,但在師資隊(duì)伍的穩(wěn)定性、年齡結(jié)構(gòu)的合理性、專業(yè)的匹配性等問(wèn)題上難以滿足“中心”中長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo);從場(chǎng)所來(lái)看,開出理論課程的場(chǎng)所已解決,而系統(tǒng)培訓(xùn),開出設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、技能等課程的場(chǎng)所不足;從管理來(lái)看,規(guī)范師資、安排教學(xué)計(jì)劃、配備場(chǎng)地、調(diào)用實(shí)驗(yàn)器材、控制參賽隊(duì)的數(shù)量和質(zhì)量等,已有相應(yīng)的管理辦法和考核標(biāo)準(zhǔn)。
目前采取的實(shí)施方法為:1)對(duì)師資的培養(yǎng)建立“傳幫帶”的機(jī)制,通過(guò)搭班子,以老帶新、中帶青、強(qiáng)幫弱,提高師資的水平;做好“中心”教師資源規(guī)劃,以年齡、職稱、專業(yè)方向、協(xié)作能力作為依據(jù),解決師資長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展問(wèn)題;2)“中心”理論培訓(xùn)納入日常教學(xué)安排,教務(wù)統(tǒng)籌排課,解決理論課教室的問(wèn)題;落實(shí)學(xué)部實(shí)驗(yàn)中心統(tǒng)籌管理職能,協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)室安排,提高實(shí)驗(yàn)室利用效率,解決實(shí)驗(yàn)、專題訓(xùn)練、強(qiáng)化訓(xùn)練場(chǎng)地不足的問(wèn)題;3)以2013年湖北省電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽為切入點(diǎn),在實(shí)踐中摸索,逐步完善各項(xiàng)管理制度,最終達(dá)到創(chuàng)建“電工電子創(chuàng)新人才培訓(xùn)中心”管理體系的目標(biāo)。
2.2 建立階梯式淘汰機(jī)制,不斷優(yōu)化參賽隊(duì)伍
改變以前精英強(qiáng)化訓(xùn)練方式,建立大一、大二、大三階梯式的逐級(jí)淘汰機(jī)制,不斷優(yōu)化參賽隊(duì)伍,保證參賽隊(duì)伍的相對(duì)穩(wěn)定性??偨Y(jié)3年以來(lái)的電子設(shè)計(jì)大賽培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn),多方聽取學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的意見,根據(jù)學(xué)生自身的興趣和條件,結(jié)合學(xué)院實(shí)行“潛能導(dǎo)師”個(gè)性化教育理念,初步計(jì)劃只在信息學(xué)部和機(jī)電學(xué)部各專業(yè)招收電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)生源,大一招收120人,大二招收80人,大三招收45人。而實(shí)際報(bào)名人數(shù)達(dá)到702人之多,其中大一(2012級(jí))384人、大二(2011級(jí))203人、大三(2010級(jí))115人??紤]到學(xué)部的師資、場(chǎng)地、經(jīng)費(fèi)等諸多因素,學(xué)院做出決定:對(duì)大一(2012級(jí))的384人進(jìn)行選拔賽,最終錄取138人,編成4個(gè)班,保證兩學(xué)部各專業(yè)都有人參加。
綜合計(jì)劃招生和實(shí)際招生情況,按3:2:1的比例控制,以創(chuàng)新學(xué)分、潛能興趣方向及晉級(jí)考試等方式,建立大一、大二、大三階梯式的逐級(jí)淘汰機(jī)制,保證穩(wěn)定培訓(xùn)生源,優(yōu)化參賽隊(duì)伍。
2.3 以常規(guī)學(xué)科教育為主,在優(yōu)中選優(yōu),鍛造實(shí)踐人才
常規(guī)的學(xué)科教育是正常按專業(yè)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行的培養(yǎng),而“人才創(chuàng)新培訓(xùn)中心”是按個(gè)性化教育理念,以電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽為主線,對(duì)有潛能的電工電子人才的強(qiáng)化培訓(xùn)。在師資安排、學(xué)生課程安排上,以常規(guī)學(xué)科教育為主,以培訓(xùn)中心為輔;在滿足正常教學(xué)的前提下,兼顧中心的教學(xué);如果正常上課時(shí)間與培訓(xùn)課程時(shí)間沖突,以正常上課為主。
在此,有一點(diǎn)除外:大三的暑期正是電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽強(qiáng)化訓(xùn)練時(shí)間,部分專業(yè)的暑期生產(chǎn)實(shí)習(xí)和電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽開賽時(shí)間沖突。這時(shí)考慮學(xué)生意愿,是選擇生產(chǎn)實(shí)習(xí)還是電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,若選擇電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,則可以用電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的培訓(xùn)替代生產(chǎn)實(shí)習(xí)的學(xué)分,與此同時(shí),“創(chuàng)新人才培訓(xùn)中心”出具相應(yīng)的證明材料。這樣,一方面作為學(xué)生替代生產(chǎn)實(shí)習(xí)學(xué)分的依據(jù),另一方面為實(shí)際參賽隊(duì)伍的穩(wěn)定提供有力的保障。以上這些措施是鍛造實(shí)踐人才的基石,也是培訓(xùn)中心健康發(fā)展的保障。
2.4 個(gè)性化培養(yǎng)模式,強(qiáng)化大賽技能技巧
為了落實(shí)個(gè)性化的教育理念和學(xué)院人才潛能的挖掘,成立“電工電子創(chuàng)新人才培訓(xùn)中心”,有組織、有計(jì)劃地推動(dòng)個(gè)性化的培養(yǎng)模式。
1)科研創(chuàng)新培養(yǎng)模式:在培訓(xùn)中心的運(yùn)作模式下,在大一、大二和大三的學(xué)生中,若發(fā)現(xiàn)有科研潛質(zhì)的學(xué)生,則單列出來(lái),進(jìn)行一對(duì)一的指導(dǎo),另外通過(guò)申請(qǐng)“大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)”專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)予以資助;若發(fā)現(xiàn)有理論和工程素養(yǎng)的學(xué)生,則提前進(jìn)行指導(dǎo),指導(dǎo)學(xué)生發(fā)表科研論文,或者引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造。
2)課題培養(yǎng)模式:在學(xué)院的組織與管理下,有課題的教師把課題放到“中心”,組織“中心”師生進(jìn)行課題的開發(fā),特別是學(xué)院立項(xiàng)的課題納入“中心”平臺(tái)中來(lái),一方面讓“中心”優(yōu)秀學(xué)生得到鍛煉,另一方面讓課題得以完成,最終為學(xué)院發(fā)展科研打下基礎(chǔ)。
3)引進(jìn)“企業(yè)+中心”共同培養(yǎng)模式:通過(guò)學(xué)院引進(jìn)校外企業(yè),按照企業(yè)用人單位的要求進(jìn)行培養(yǎng),簡(jiǎn)稱訂單式的培養(yǎng),這是高職院校一貫的成功做法。另外可以設(shè)法把公司的崗前培訓(xùn)、生產(chǎn)培訓(xùn)、技能培訓(xùn)和高級(jí)技能資格證等都嵌入到“培訓(xùn)中心”來(lái)。
2.5 在大賽中鍛煉隊(duì)伍,向著以賽養(yǎng)賽的目標(biāo)不斷發(fā)展
通過(guò)不斷的培養(yǎng)、在大賽實(shí)踐中的磨練,形成科學(xué)的、個(gè)性化的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和強(qiáng)大的師資力量,創(chuàng)造品牌效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙豐收。以大賽為主線的培訓(xùn)模式,如果運(yùn)作取得實(shí)效,可以考慮以賽養(yǎng)賽的想法,一些大賽配有獎(jiǎng)金,獲得的獎(jiǎng)金可以按比例反哺到“中心”日常運(yùn)營(yíng)中來(lái),還可以通過(guò)和外單位的科研協(xié)作、校外企業(yè)的資助等方法來(lái)維持“中心”的運(yùn)作。
3 培訓(xùn)安排
“中心”為成功參加2013年全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,特將培訓(xùn)課程分為3個(gè)階段,即電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽基礎(chǔ)培訓(xùn)課程階段、專題訓(xùn)練階段和強(qiáng)化培訓(xùn)階段。
3.1 建立較完善的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)課程教學(xué)體系,為培養(yǎng)創(chuàng)新人才端出豐富的知識(shí)套餐
為了鞏固和加深理論和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),基本解決“四位一體”綜合教學(xué)中的“兩位一面”的問(wèn)題,研究推出具有培養(yǎng)、選拔功能的三段式集訓(xùn)課程教學(xué)體系,即電子實(shí)用技能、電子技術(shù)應(yīng)用、實(shí)用電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新。共有8門課程,分別是電工電子工程基礎(chǔ)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、電力電子技術(shù)、集成電路應(yīng)用、高頻技術(shù)及通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、CPLD與儀器儀表設(shè)計(jì)、數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電子系統(tǒng)案例設(shè)計(jì)(理論與實(shí)踐并重,實(shí)踐學(xué)時(shí)遠(yuǎn)多于理論課時(shí)),加上一個(gè)強(qiáng)化訓(xùn)練(根據(jù)各人興趣不同,可做多個(gè)自選課題,包括獨(dú)立設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性課題)。
由于集訓(xùn)課程在設(shè)計(jì)上具有很強(qiáng)的知識(shí)集成性與旨在應(yīng)用的工程實(shí)踐特性,它是相關(guān)課內(nèi)教學(xué)通向應(yīng)用的橋梁,因此,并不主張用它來(lái)替換相關(guān)課程的課內(nèi)教學(xué),只有這樣,才能保證培養(yǎng)的創(chuàng)新型人才具有更厚實(shí)的理論基礎(chǔ)和更強(qiáng)的創(chuàng)新能力。
3.2 專題訓(xùn)練階段
專題訓(xùn)練主要是針對(duì)歷年全真試題進(jìn)行培訓(xùn),共分成4個(gè)專題:交直流穩(wěn)壓、穩(wěn)流電源設(shè)計(jì);通信系統(tǒng)設(shè)計(jì);儀器儀表設(shè)計(jì);數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。每個(gè)專題初步定為32學(xué)時(shí),共計(jì)128學(xué)時(shí),主要針對(duì)大三的學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn),通過(guò)全真題認(rèn)真剖析,讓學(xué)生對(duì)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽有一個(gè)全面的了解,讓學(xué)生掌握全部單元電路的設(shè)計(jì),熟練掌握基本軟件的使用技能以及培養(yǎng)快速編程的能力,完成基本單元電路和基本程序模塊的儲(chǔ)備,為開賽時(shí)增添自信心。
3.3 強(qiáng)化訓(xùn)練階段
1)強(qiáng)化訓(xùn)練重要性。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽基礎(chǔ)課程培訓(xùn)第一階段形成“理論”和“實(shí)驗(yàn)”一個(gè)面,構(gòu)成參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)平面,有了這知識(shí)的平面,使其構(gòu)成知識(shí)體成為可能;再通過(guò)第二階段的專題訓(xùn)練,能讓電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽學(xué)生的電路“設(shè)計(jì)”和編程“技能”形成另外一個(gè)新的知識(shí)平面。
若這兩個(gè)知識(shí)平面是平行的,則電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽學(xué)生沒(méi)有經(jīng)過(guò)第三個(gè)階段,這樣掌握的知識(shí)是相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)平面,只有經(jīng)過(guò)第三階段的強(qiáng)化訓(xùn)練,才能讓兩個(gè)獨(dú)立的知識(shí)平面相交,就構(gòu)成電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽學(xué)生一個(gè)完整的知識(shí)體。以“理論、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、技能”四位一體的綜合教學(xué)方法才能讓個(gè)性化教學(xué)理念更進(jìn)一步得到升化。
2)強(qiáng)化訓(xùn)練的計(jì)劃。強(qiáng)化訓(xùn)練歷時(shí)超2個(gè)月,共計(jì)64天,所有16位參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的指導(dǎo)教師要輪班指導(dǎo),完成64×16=1024學(xué)時(shí)的指導(dǎo)任務(wù)。競(jìng)賽前兩周,明確帶隊(duì)教師及參賽隊(duì)員,形成參賽組隊(duì)。每一個(gè)參賽選手、每位指導(dǎo)教師要全面?zhèn)湔n,有目的地去解決每一位學(xué)生的具體問(wèn)題,讓每位學(xué)生都要完成1~2個(gè)功能完整的設(shè)計(jì)作品,至少掌握2個(gè)方向的競(jìng)賽內(nèi)容,以一個(gè)方向?yàn)橹鳎硪环较驗(yàn)檩o,以不變應(yīng)萬(wàn)變。
4 創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索總結(jié)
毋庸諱言,獨(dú)立學(xué)院的辦學(xué)條件與學(xué)生實(shí)力和一般本科院校相比,有一定差距,而且對(duì)“大三下”的學(xué)生而言,面臨考研壓力,對(duì)參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽既抱有希望,又有顧慮,怕得不償失。然而,文華學(xué)院以培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才為主,從2006年開始進(jìn)行電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽方面的教學(xué)改革,容太平老師的“依托電子通信實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)充分發(fā)展學(xué)生潛能的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的研究”從2006年開始進(jìn)行教學(xué)改革,推進(jìn)素質(zhì)教育的理念,鼓舞學(xué)生參與電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽競(jìng)爭(zhēng)。
到目前為止,文華學(xué)院的電子設(shè)計(jì)大賽參賽經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)有6年了,取得優(yōu)異成績(jī):2008年共有6人獲得湖北省二等獎(jiǎng);2009年共有3人獲湖北省三等獎(jiǎng),3人獲“天華杯”全國(guó)電子專業(yè)人才設(shè)計(jì)與技能大賽二等獎(jiǎng)等;2012年3人獲畢RIGOL杯全國(guó)電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽全國(guó)一等獎(jiǎng)等。學(xué)生通過(guò)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,獲得了寶貴的人生歷練的勇氣和信心,知道了從集訓(xùn)中獲取知識(shí)、歷練意志,將知識(shí)轉(zhuǎn)化為自身能力才是關(guān)鍵中的關(guān)鍵,也才是對(duì)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽宗旨的本意回歸。
所以,把電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和教學(xué)改革統(tǒng)一起來(lái),也是領(lǐng)導(dǎo)和教師激勵(lì)學(xué)生參賽的重要指導(dǎo)思想和提高電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽集訓(xùn)質(zhì)量的一種有效辦法。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽作為一個(gè)契機(jī),推動(dòng)了課程體系、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)?zāi)J降母母?,這些教學(xué)改革的深入又必將把競(jìng)賽推向更廣泛的參與和更高的層次。
通過(guò)與學(xué)生多方面的溝通交流,調(diào)查后得知,獨(dú)立學(xué)院學(xué)生中對(duì)學(xué)習(xí)缺乏興趣的原因主要在于:
1.1課程設(shè)置的不合理,實(shí)驗(yàn)設(shè)施的相對(duì)滯后從電子、自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)置實(shí)際情況來(lái)看,一些獨(dú)立學(xué)院課程設(shè)置欠合理,課程的設(shè)置不能很好的面對(duì)社會(huì)需求,課程教學(xué)大大滯后于企業(yè)的要求。許多獨(dú)立學(xué)院近幾年也已經(jīng)開設(shè)如硬件描述語(yǔ)言HDL、數(shù)字信號(hào)處理DSP,嵌入式系統(tǒng)等課程,但是由于配套實(shí)驗(yàn)設(shè)備的建設(shè)并不是十分理想,其理論與實(shí)踐教學(xué)也明顯脫節(jié)。對(duì)于其它專業(yè)課程,由于實(shí)驗(yàn)條件明顯偏差,加大了學(xué)習(xí)難度,在注重應(yīng)用能力學(xué)習(xí)與鍛煉的獨(dú)立學(xué)院里,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣由此受到較大影響。
1.2學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)薄弱獨(dú)立學(xué)院由于生源普遍較差,學(xué)生的基礎(chǔ)差、底子薄,自學(xué)能力較差,專業(yè)學(xué)習(xí)能力跟不上,一定程度上也造成學(xué)生學(xué)習(xí)的困難。學(xué)生在克服困難的學(xué)習(xí)過(guò)程中,由于能力的欠缺,隨著學(xué)習(xí)難度的加大,專業(yè)學(xué)習(xí)也就漸漸跟不上;加上大學(xué)教育的開放性,大學(xué)生的學(xué)習(xí)幾乎完全憑自覺,大學(xué)生活本身的豐富多彩,學(xué)生注意力轉(zhuǎn)移,更多的時(shí)間投入課外活動(dòng)中,最終也就導(dǎo)致了學(xué)習(xí)興趣的喪失。
2、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽簡(jiǎn)介
全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生四大學(xué)科競(jìng)賽之一,是面向大學(xué)生的群眾性科技活動(dòng),培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)與基本能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的人文精神和理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)。競(jìng)賽的特色是與理論聯(lián)系實(shí)際學(xué)風(fēng)建設(shè)緊密結(jié)合,競(jìng)賽內(nèi)容既有理論設(shè)計(jì),又有實(shí)際制作,以全面檢驗(yàn)和加強(qiáng)參賽學(xué)生的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐創(chuàng)新能力。
3、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
從根本上說(shuō),大學(xué)生學(xué)習(xí)興趣來(lái)之于其自身的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。這種內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力在很大程度上需要教育工作者的激活以及學(xué)生本身的努力。在以素質(zhì)教育為導(dǎo)向的教育理念中,學(xué)業(yè)成功與就業(yè)成功是擺在大學(xué)生面前最現(xiàn)實(shí)、最有效的學(xué)習(xí)動(dòng)力。
3.1電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽提供了展現(xiàn)自我的平臺(tái)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn),給廣大學(xué)生提供了展現(xiàn)聰明才智和創(chuàng)新能力的平臺(tái),吸引許多大學(xué)生的踴躍參與,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性,讓同學(xué)們更加深刻的理解所學(xué)的知識(shí),學(xué)以致用。同時(shí)實(shí)驗(yàn)室安排各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練,讓學(xué)生不斷地自主學(xué)習(xí),自學(xué)能力也隨之得到了提高。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),電子設(shè)計(jì)是一個(gè)全新的學(xué)習(xí)過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生學(xué)習(xí)利用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,同時(shí)為了解決出現(xiàn)的新問(wèn)題為不斷學(xué)習(xí)更多的理論知識(shí),這個(gè)過(guò)程培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)驗(yàn)興趣,能給他們帶來(lái)自我成功的喜悅,從而建立穩(wěn)定長(zhǎng)久的學(xué)習(xí)能力。
3.2循序漸進(jìn)的競(jìng)賽培訓(xùn),逐步建立自信在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的賽前培訓(xùn)中,制定詳細(xì)的培訓(xùn)計(jì)劃,循序漸進(jìn),從單片機(jī)知識(shí)到單片機(jī)最小系統(tǒng)的實(shí)際制作,到模擬單元電路的理論學(xué)習(xí)、焊接與調(diào)試,進(jìn)一步到利用單片機(jī)系統(tǒng)完成的語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng),數(shù)控直流電源的制作,然后進(jìn)入FPGA的學(xué)習(xí)與系統(tǒng)的開發(fā),學(xué)生能夠看得到自己的學(xué)習(xí)與制作成果,一步一個(gè)腳印,一步步讓學(xué)生樹立起學(xué)習(xí)的自信心,使他們能夠保持持之以恒的努力,不斷的培養(yǎng)學(xué)生的興趣。通過(guò)實(shí)踐,學(xué)生自己動(dòng)手做出相關(guān)的實(shí)際作品,對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的認(rèn)知得到提升,對(duì)自己所學(xué)專業(yè)有了深入了解之后,從而對(duì)自己選擇的學(xué)科充滿喜歡與信心,參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,讓學(xué)生眼界大開,在準(zhǔn)備競(jìng)賽的過(guò)程中,學(xué)會(huì)了與其他高校學(xué)生加強(qiáng)學(xué)科的交流。
3.3大學(xué)生自學(xué)能力的提升,學(xué)習(xí)興趣的建立在培訓(xùn)過(guò)程中,獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的自學(xué)能力總體狀況堪憂,很多學(xué)生沿襲了中學(xué)時(shí)代的學(xué)習(xí)方法,隨時(shí)等著老師的填鴨式學(xué)習(xí)。而電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽著重于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,學(xué)生自學(xué)能力的提高,可以為專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)與掌握打下良好的基礎(chǔ),隨著自學(xué)能力的提高,學(xué)生學(xué)會(huì)利用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題,遇到難題時(shí)自己懂得如何去尋求知識(shí)的幫助,懂得如何看書,解決問(wèn)題。學(xué)生在非專業(yè)素質(zhì)上也有很大的提升。從剛進(jìn)實(shí)驗(yàn)室到經(jīng)過(guò)十個(gè)月的培訓(xùn),我們看到大家都有很大的變化,他們變得成熟了、自信了、有主見了。有同學(xué)在總結(jié)中寫道:“學(xué)校實(shí)驗(yàn)室對(duì)我的幫助很大,在其中我學(xué)會(huì)了創(chuàng)新,學(xué)會(huì)了堅(jiān)持,學(xué)會(huì)了分享。從原來(lái)一味的模仿,到現(xiàn)在有自己的想法完成項(xiàng)目;從原來(lái)遇到小挫折就退縮,到現(xiàn)在再困難也不輕言放棄;從原來(lái)的獨(dú)斷專行,到現(xiàn)在和他人溝通、協(xié)作以至于達(dá)到事半功倍的成效。這些都是我在進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之前未曾學(xué)到的?!?/p>
2培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才所采取的措施
我校作為一所非“211”高校之所以能取得如此優(yōu)異的的成績(jī),和以下幾個(gè)方面是分不開的。
2.1制定政策,促進(jìn)競(jìng)賽
近年來(lái),我校先后制定了《本科生素質(zhì)拓展學(xué)分實(shí)施辦法》《本科生學(xué)科競(jìng)賽管理辦法》等政策性文件,對(duì)在競(jìng)賽活動(dòng)中取得優(yōu)秀成績(jī)的學(xué)生和指導(dǎo)教師進(jìn)行表彰和獎(jiǎng)勵(lì)。學(xué)生參加競(jìng)賽獲獎(jiǎng)可以獲得素質(zhì)拓展學(xué)分,該學(xué)分是本科生獲得畢業(yè)資格的必要條件。同時(shí)所得學(xué)分可以替代公共選修課程、專業(yè)選修課程或集中實(shí)踐環(huán)節(jié)部分的學(xué)分。教師指導(dǎo)學(xué)生獲獎(jiǎng)后也可以得到表彰和獎(jiǎng)勵(lì),并且將其作為教師聘任、職稱晉升等方面的考核指標(biāo)。這些政策的實(shí)施,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生參加各類競(jìng)賽活動(dòng)的積極性,激發(fā)了教師指導(dǎo)學(xué)生的熱情,推動(dòng)了我校大學(xué)生各類競(jìng)賽活動(dòng)的蓬勃發(fā)展。因此我們學(xué)校在大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中取得優(yōu)異的成績(jī)是水到渠成的。
2.2積極開放實(shí)驗(yàn)室,提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力
為了提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,學(xué)生有更多的時(shí)間待在實(shí)驗(yàn)室,教務(wù)處制定實(shí)施了《教學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放管理辦法》,該辦法的實(shí)施為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,提高實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備、場(chǎng)地等資源的利用率,規(guī)范有序地做好教學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放提供了強(qiáng)有力的支持。學(xué)生通過(guò)參加實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目可以獲得素質(zhì)拓展學(xué)分,通過(guò)學(xué)分的激勵(lì),促使更多的學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的動(dòng)手能力,為學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)提供寬廣的平臺(tái)。開放實(shí)驗(yàn)室使電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽與學(xué)生科研訓(xùn)練融為一體,使學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力得到鍛煉的同時(shí),也為參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽提前做好準(zhǔn)備。
2.3積極組織素質(zhì)拓展活動(dòng),造就實(shí)踐創(chuàng)新沃土
學(xué)校制定了《本科生素質(zhì)拓展學(xué)分實(shí)施辦法》(主要途徑:學(xué)科競(jìng)賽、學(xué)術(shù)論文、專利或軟件著作權(quán)、各類認(rèn)證資格考試、實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目、科研訓(xùn)練等),并在教學(xué)計(jì)劃中列出每位學(xué)生在校期間都要完成4個(gè)學(xué)分。素質(zhì)拓展學(xué)分是必修學(xué)分,學(xué)生未能完成,不能畢業(yè)。在“辦法”中將大學(xué)生參加各級(jí)各類競(jìng)賽列為學(xué)生獲得素質(zhì)拓展學(xué)分的重要途徑。每年學(xué)校都要組織學(xué)生競(jìng)賽,如2013年我們就組織學(xué)生參加了80項(xiàng)競(jìng)賽,取得了優(yōu)異的成績(jī)。其中獲獎(jiǎng)人數(shù)。由于學(xué)校積極組織課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),營(yíng)造了大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐氛圍,每屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽學(xué)生都能夠積極參加。
2.4修訂本科生培養(yǎng)方案,突出實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
具有工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)模式核心是要培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和工程素養(yǎng)。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo),就必須大力加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),建立與課程體系相配套的實(shí)踐教學(xué)體系。為了增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力,學(xué)校不斷修改教學(xué)大綱,修訂本科生培養(yǎng)方案,改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)體系,將課堂教學(xué)與實(shí)踐課程合理搭配,將綜合實(shí)踐課程、實(shí)踐能力培養(yǎng)和素質(zhì)拓展相結(jié)合,按層次、分階段實(shí)施實(shí)踐教學(xué)改革。目前,在工科專業(yè)中,實(shí)踐教學(xué)的比例已占到1/3。我們還建立了以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)的實(shí)踐教學(xué)理念,確立了以培養(yǎng)能力,提高素質(zhì)的實(shí)踐教學(xué)觀念。
1.引言
由于我國(guó)高校在校學(xué)生的數(shù)量急劇增加,使大學(xué)畢業(yè)生面臨非常嚴(yán)峻的就業(yè)壓力。另外,由于我國(guó)教育體制的緣故,大學(xué)畢業(yè)生普遍缺乏實(shí)踐能力,所學(xué)知識(shí)不能滿足用人單位的需求,這是造成大學(xué)就業(yè)難的重要原因。電子設(shè)計(jì)工程師認(rèn)證的宗旨是著力提高學(xué)生的實(shí)踐能力[1]。該認(rèn)證以能滿足企業(yè)對(duì)電子工程設(shè)計(jì)人員的要求為最終目標(biāo),認(rèn)證體系以教育部電子工程類教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的課程為依托,以企業(yè)電子設(shè)計(jì)實(shí)際工作內(nèi)容為主導(dǎo),并與電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽充分結(jié)合,使通過(guò)電子設(shè)計(jì)初級(jí)工程師認(rèn)證的人士能夠更好地滿足市場(chǎng)的需求。
2.電子工程師資格認(rèn)證對(duì)課程體系與實(shí)踐教學(xué)改革的推動(dòng)作用
專業(yè)技術(shù)資格認(rèn)證是國(guó)際上通行的職業(yè)準(zhǔn)入制度。電子信息技術(shù)資格認(rèn)證是促進(jìn)我國(guó)電子信息行業(yè)質(zhì)量和水平提高的重要手段之一。中國(guó)科協(xié)批準(zhǔn)中國(guó)電子學(xué)會(huì)組織開展電子信息技術(shù)資格認(rèn)證工作。電子設(shè)計(jì)工程師認(rèn)證的性質(zhì)屬于同行認(rèn)可、社會(huì)承認(rèn)。認(rèn)證堅(jiān)持公開、公正、公平的原則,認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)注重能力、追求最大的社會(huì)認(rèn)可度和最終國(guó)際認(rèn)可[2]。中國(guó)電子學(xué)會(huì)的電子設(shè)計(jì)工程師認(rèn)證體系和標(biāo)準(zhǔn)獲得美國(guó)認(rèn)證協(xié)會(huì)的認(rèn)可,獲得電子設(shè)計(jì)工程師證書的學(xué)員可以免試申請(qǐng)美國(guó)認(rèn)證協(xié)會(huì)的“International Certified Electronics Design Engineer”證書。
電子設(shè)計(jì)工程師認(rèn)證綜合知識(shí)考核范圍為:基本電路元器件的知識(shí)、常用集成電路的知識(shí)、基本電路知識(shí)、單片機(jī)基本知識(shí)、微型計(jì)算機(jī)基本知識(shí)、小型電子、電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析、常用測(cè)量?jī)x器與測(cè)量方法的基本知識(shí)等。綜合知識(shí)考試著重考查考生電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)能力、綜合運(yùn)用能力和解決問(wèn)題的能力。實(shí)際操作考試著重考查考生電子設(shè)計(jì)和實(shí)踐動(dòng)手能力。試題涉及較廣的專業(yè)知識(shí)面,實(shí)際操作考試由設(shè)計(jì)題、軟件編程題、綜合操作題等題型組成。實(shí)際操作考試分為實(shí)操機(jī)考及實(shí)操動(dòng)手兩部分。實(shí)操機(jī)考與綜合知識(shí)考試一樣,采用全國(guó)統(tǒng)考,計(jì)算機(jī)答題。實(shí)操動(dòng)手考試是在實(shí)操機(jī)考的基礎(chǔ)上,利用電子設(shè)計(jì)工程實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)平成機(jī)考要求的設(shè)計(jì)任務(wù),并在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上焊接、組裝、調(diào)試通過(guò),實(shí)現(xiàn)要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容。實(shí)操考試著重考查的是被認(rèn)證學(xué)員的綜合設(shè)計(jì)能力和系統(tǒng)組裝、焊接、編程及調(diào)試的綜合動(dòng)手能力。要求學(xué)生既要有穩(wěn)固扎實(shí)的理論基礎(chǔ),又要有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。電子設(shè)計(jì)工程師認(rèn)證考試的試題命題著重于基本知識(shí)和基本技能的掌握,參照教育部對(duì)部分高校教學(xué)評(píng)估時(shí)的電類學(xué)生評(píng)測(cè)試題的相關(guān)內(nèi)容和國(guó)內(nèi)主要高校電子信息類專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中所涉及的課程及實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)與基本技能命題,非常貼近學(xué)校的日常教學(xué)要求。參照全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽試題的相關(guān)知識(shí)、系統(tǒng)組成、電路分析等要求,兼顧企業(yè)對(duì)大學(xué)畢業(yè)生實(shí)踐能力的要求,非常貼近社會(huì)的實(shí)際需求。因此,通過(guò)電子設(shè)計(jì)初級(jí)工程師認(rèn)證考試,教師在授課過(guò)程中會(huì)有更明確的思路,將電子設(shè)計(jì)工程師認(rèn)證考試內(nèi)容滲透到教學(xué)中,改進(jìn)教學(xué)手段,有助于學(xué)生更好地適應(yīng)社會(huì)需求,促進(jìn)大學(xué)課程體系與教學(xué)內(nèi)容不斷更新,適應(yīng)社會(huì)需求。
3.電子工程師資格認(rèn)證反映出的問(wèn)題
長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)高校的課程體系設(shè)置為教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)時(shí)數(shù)嚴(yán)重偏向于理論教學(xué),忽視實(shí)踐教學(xué),認(rèn)為實(shí)踐教學(xué)是理論教學(xué)的一個(gè)環(huán)節(jié),一種補(bǔ)充。認(rèn)為實(shí)踐教學(xué)僅僅是作為理論知識(shí)的驗(yàn)證而依附于理論教學(xué),因此對(duì)實(shí)踐教學(xué)的重視不夠,畢業(yè)生的整體動(dòng)手能力比較差,難以滿足社會(huì)需求。
我院于2012年經(jīng)審批獲得考試認(rèn)證特許,設(shè)立EDP考試認(rèn)證中心,目前有實(shí)驗(yàn)箱30臺(tái),已組織一次認(rèn)證考試,2013年春季考試通過(guò)率為81%。從考試結(jié)果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果看存在一些問(wèn)題,如學(xué)生的基本概念掌握得不太理想,基礎(chǔ)知識(shí)不牢固,理論用于實(shí)踐的能力欠缺,動(dòng)手能力差。因此,學(xué)生在上課過(guò)程中好像已經(jīng)掌握了理論知識(shí),但是在實(shí)際動(dòng)手操作過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題不知所措,不知道如何找到錯(cuò)誤的原因,因?yàn)楹芏鄦?wèn)題是由于在調(diào)試過(guò)程中錯(cuò)誤使用儀器設(shè)備或者其他干擾原因造成的,而理論教學(xué)很多情況下只是理想條件下的計(jì)算結(jié)果,實(shí)際測(cè)試會(huì)有各種各樣的干擾是理論教學(xué)所無(wú)法預(yù)料到的,因此,學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力得不到鍛煉。另外,很多實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置是影響學(xué)生實(shí)踐能力的因素,驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的比例是否合適、實(shí)驗(yàn)設(shè)備是否充足、教師的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)能力高低都會(huì)不同程度地影響學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。
4.完善實(shí)踐教學(xué)改革和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的措施
電子信息類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是掌握電子技術(shù)和信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí),能從事各類電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用、維護(hù)和管理工作,其專業(yè)特點(diǎn)就是寬口徑,軟件和硬件相結(jié)合,適應(yīng)面廣,而且重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。電子設(shè)計(jì)工程師認(rèn)證考試是檢驗(yàn)學(xué)生理論水平和動(dòng)手能力的一個(gè)有益補(bǔ)充。因此,我們?cè)谕晟茖?shí)踐教學(xué)改革和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面可以采取以下措施:
4.1認(rèn)真做好認(rèn)證培訓(xùn)工作。培訓(xùn)內(nèi)容涵蓋電子類學(xué)生所學(xué)的電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用、接口技術(shù)等知識(shí),學(xué)生可以根據(jù)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)箱的技術(shù)指標(biāo),利用面包板自行設(shè)計(jì)、焊接、調(diào)試電路,并將做好的板子直接替換實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)箱上相應(yīng)的模塊,等所有模塊都設(shè)計(jì)并制作替換完成,學(xué)生就完成了整個(gè)電子設(shè)計(jì)的綜合實(shí)踐課程。實(shí)訓(xùn)完成,學(xué)生將具備基本的工程實(shí)踐能力,該實(shí)訓(xùn)也可以與電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽賽前培訓(xùn)相結(jié)合,作為電子設(shè)計(jì)大賽的賽前培訓(xùn)的基礎(chǔ)部分。
培訓(xùn)以講授為輔,實(shí)際操作為主。講授部分主要是相關(guān)的理論與知識(shí);實(shí)際操作部分是電路與小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐。實(shí)操培訓(xùn)可以與電子工程實(shí)訓(xùn)課程相結(jié)合,把電子工程設(shè)計(jì)中常遇到一些設(shè)計(jì)問(wèn)題納入到實(shí)訓(xùn)中。為了使學(xué)生對(duì)整個(gè)電子設(shè)計(jì)有一個(gè)連貫性的認(rèn)識(shí),利用EDP實(shí)驗(yàn)箱將整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程分解成多個(gè)單元電路,根據(jù)一般工程設(shè)計(jì)的流程,分幾個(gè)階段逐一完成。在每一個(gè)模塊完成的基礎(chǔ)上,將所有模塊組成一個(gè)系統(tǒng),進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào),完成一個(gè)小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。對(duì)于水平比較高、動(dòng)手能力比較強(qiáng)的學(xué)生,還可以在此基礎(chǔ)上配上相應(yīng)的設(shè)備,完成一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。每一個(gè)學(xué)生采用的設(shè)計(jì)方法及電路可以不一樣,只要能夠滿足系統(tǒng)的要求就行。教師只負(fù)責(zé)把握大致方向,其他可以讓學(xué)生自行發(fā)揮。我們?cè)趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn),在培訓(xùn)和競(jìng)賽中大部分學(xué)生能夠積極進(jìn)取,學(xué)以致用。學(xué)生反映通過(guò)培訓(xùn)和鍛煉,思維活躍、敏捷,自學(xué)能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、查找資料的能力、實(shí)際動(dòng)手能力大大提高。
通過(guò)培訓(xùn),提高學(xué)生的電子電路及小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力,特別是硬件電路的設(shè)計(jì)能力與實(shí)際操作水平。從已經(jīng)組織過(guò)的一次認(rèn)證考試結(jié)果可以看出,培訓(xùn)達(dá)到了電子設(shè)計(jì)工程師的考核要求。
4.2充分利用學(xué)校的電子工藝實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。為加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),電子信息類專業(yè)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程依托電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心(省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心),該中心包括電工電子實(shí)驗(yàn)室、電子類各專業(yè)實(shí)驗(yàn)室及電工電子工程實(shí)踐與創(chuàng)新基地。該中心承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)包括電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、電工電子實(shí)習(xí)、電工電子課程設(shè)計(jì)、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)和課外科技活動(dòng)。在這里,免費(fèi)為學(xué)生提供常用儀器儀表,如信號(hào)發(fā)生器、萬(wàn)用表、直流穩(wěn)壓電源、模擬和數(shù)字示波器、失真度測(cè)試儀、晶體管毫伏計(jì)、焊接設(shè)備和簡(jiǎn)單的單面板制版機(jī)等。通過(guò)制版機(jī),學(xué)生可以把用Protel軟件設(shè)計(jì)的版圖制作成板子,經(jīng)過(guò)焊接進(jìn)行調(diào)試,這種方式比用面包板調(diào)試效果好很多,尤其是模擬電路的調(diào)試效果更顯著。實(shí)訓(xùn)基地的運(yùn)行模式是由專業(yè)教師指導(dǎo)、學(xué)生自主管理的。學(xué)生可以任選課余時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)。同時(shí),基地的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)活動(dòng)面向不同年級(jí)學(xué)生、靈活多樣,全天候?qū)W(xué)生開放。如學(xué)生可以根據(jù)興趣愛好自選實(shí)驗(yàn),也可以選擇學(xué)生科研實(shí)踐項(xiàng)目競(jìng)賽等。通過(guò)這些實(shí)踐教學(xué),學(xué)生提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力,適應(yīng)了科技發(fā)展和社會(huì)應(yīng)用的需要,課外科技活動(dòng)為優(yōu)秀學(xué)生提供了展示自己才能和脫穎而出的機(jī)會(huì)。
4.3深化實(shí)踐教學(xué)改革的建議。調(diào)整理論教學(xué)學(xué)時(shí),加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),增加非驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比例,提高綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,采取多種形式,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,因材施教,注重學(xué)生的個(gè)性培養(yǎng)。各種課外科技創(chuàng)新活動(dòng)使那些具有良好的理論基礎(chǔ)、實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng),特別是具有創(chuàng)新意識(shí)和協(xié)作精神的學(xué)生有了施展自己才能的空間。將參加各種課外科技創(chuàng)新活動(dòng)作為創(chuàng)新培養(yǎng)的必要途徑,對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)方式是很好的補(bǔ)充,對(duì)學(xué)生很有吸引力[3]。以各類競(jìng)賽為平臺(tái),積極組織學(xué)生參加各種電子信息類大學(xué)生競(jìng)賽,包括電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等。重視競(jìng)賽的訓(xùn)練過(guò)程,把培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神作為重要工作,從而極大地提高了參賽學(xué)生的實(shí)踐能力。實(shí)踐證明,各種學(xué)科競(jìng)賽是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一個(gè)有效的手段和途徑。
5.結(jié)語(yǔ)
電子設(shè)計(jì)工程師認(rèn)證為我院電子信息類專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)改革創(chuàng)新能力的培養(yǎng)指明了方向,對(duì)我院的教學(xué)改革起到了積極的推動(dòng)作用,對(duì)我們的教學(xué)改革成果起到了檢驗(yàn)作用,促使高校教師提高素質(zhì)、能力和教學(xué)水平,有效激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維,培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、腳踏實(shí)地的實(shí)際動(dòng)手能力。如何培養(yǎng)符合市場(chǎng)需求,為社會(huì)接納和具有競(jìng)爭(zhēng)力的人才是我們應(yīng)該解決的問(wèn)題,我們要應(yīng)充分借助電子設(shè)計(jì)工程師認(rèn)證這個(gè)平臺(tái)抓好實(shí)踐教學(xué),培養(yǎng)出企業(yè)和社會(huì)急需的高素質(zhì)人才。
參考文獻(xiàn):
(1)建設(shè)了完整的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)
引進(jìn)和自主研發(fā)相結(jié)合,建立一系列適合于電子信息類專業(yè)的實(shí)訓(xùn)套件。吸引到了更多的學(xué)生到創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行開放選題、參與科研項(xiàng)目、參加各種科技競(jìng)賽、認(rèn)證培訓(xùn)等,使學(xué)生的科技創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力得到培養(yǎng)。
(2)教學(xué)模式上采用了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式,實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的傳統(tǒng)性和時(shí)效性的多元化結(jié)合
通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)“教與研”結(jié)合,使學(xué)生不僅了解本專業(yè)的前沿動(dòng)態(tài),而且了解和掌握二者滲透融合的思路和方法。如在“電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)踐”課程教學(xué)中,通過(guò)設(shè)計(jì)廢水處理控制器項(xiàng)目,學(xué)生能夠了解設(shè)計(jì)控制器從方案、硬件、軟件到測(cè)試的全過(guò)程。
(3)設(shè)立電子設(shè)計(jì)教學(xué)部
為了加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐及創(chuàng)新能力的培養(yǎng),電子與信息工程學(xué)院獨(dú)立成立電子設(shè)計(jì)教學(xué)部。該部門依托開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,通過(guò)開發(fā)試驗(yàn)及電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(4)“金字塔”型的實(shí)踐培養(yǎng)模式
通過(guò)院級(jí)、市級(jí)和全國(guó)三級(jí)競(jìng)賽,逐步形成學(xué)院競(jìng)賽面向全院學(xué)生,市級(jí)和國(guó)家級(jí)面向優(yōu)秀學(xué)生的“金字塔”型的實(shí)踐培養(yǎng)模式,目的是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、解決問(wèn)題能力,培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。
據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人天津工業(yè)大學(xué)教授王金海介紹,該項(xiàng)目成果的推廣應(yīng)用效果主要體現(xiàn)在以下 5 個(gè)方面。
(1)依托實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方式,激勵(lì)了學(xué)生動(dòng)手學(xué)習(xí)的熱情,激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新激情。參與電子與信息工程學(xué)院舉辦的“創(chuàng)興杯”比賽的學(xué)生人數(shù)每年以23%的速度增長(zhǎng),同時(shí)競(jìng)賽做出的作品質(zhì)量也明顯提高。以2010年為例,有500余名學(xué)生參加院級(jí)“創(chuàng)興杯”比賽,近100名學(xué)生參加市級(jí)各種電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,近50名學(xué)生參加全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、挑戰(zhàn)杯等國(guó)家級(jí)大賽。
(2)結(jié)合第一課堂與第二課堂,形成“金字塔”型的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。該學(xué)院學(xué)生在校級(jí)及以上科技競(jìng)賽中有994人次獲獎(jiǎng),獲獎(jiǎng)率達(dá)16.84%,其中有526人次在市級(jí)及以上競(jìng)賽中獲獎(jiǎng),市級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)獲獎(jiǎng)率達(dá)到8.89%。尤其在2013年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等學(xué)科競(jìng)賽上,取得歷史性突破,獲得全國(guó)一等獎(jiǎng) 1 項(xiàng),全國(guó)二等獎(jiǎng) 1 項(xiàng);天津市一等獎(jiǎng) 1項(xiàng),二等獎(jiǎng) 6 項(xiàng),三等獎(jiǎng) 4 項(xiàng),占學(xué)校獲獎(jiǎng)總數(shù)的54%。
1.1有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)踐課的興趣
傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)是理論教學(xué)的輔助,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多數(shù)是驗(yàn)證理論知識(shí),學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的方法和步驟就可完成實(shí)驗(yàn),整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程學(xué)生完全是被動(dòng)的[1]。這樣的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)不能實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),難以激發(fā)學(xué)生的對(duì)實(shí)踐教學(xué)的興趣。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽要求參賽學(xué)生在四天內(nèi)完成從選題、搜集資料、設(shè)計(jì)方案、分析論證、元器件選擇、硬軟件設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試、測(cè)試、排除故障、做出成品和撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告的全過(guò)程,并且要求三人組隊(duì)參賽,是對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面考核,具有極大的挑戰(zhàn)性[2]。比賽中既要?jiǎng)邮植僮鳎忠碚摲治?。?jīng)過(guò)培訓(xùn)和參加競(jìng)賽的學(xué)生,其實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力都得到很大的提高,同時(shí)激發(fā)了學(xué)生對(duì)實(shí)踐教學(xué)的興趣。
1.2有利于增強(qiáng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和就業(yè)能力
在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中能脫穎而出的都是理論知識(shí)扎實(shí),動(dòng)手能力強(qiáng),經(jīng)過(guò)嚴(yán)格訓(xùn)練,具有創(chuàng)新意識(shí)和協(xié)作精神的優(yōu)秀學(xué)生。無(wú)論獲獎(jiǎng)與否,參加過(guò)培訓(xùn)和電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的學(xué)生,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、方案論證、合作精神與創(chuàng)新能力等方面都有很大的提高,在畢業(yè)設(shè)計(jì)中受到老師的青睞,在實(shí)際工作中,表現(xiàn)出較好的獨(dú)立性,創(chuàng)新精神、協(xié)作能力與競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),得到社會(huì)及用人單位一致的肯定和好評(píng),增強(qiáng)了就業(yè)能力[3]。
1.3有利于推動(dòng)電子技術(shù)類課程的教學(xué)改革
電子競(jìng)賽題目是一批高水平的教授、專家根據(jù)電子技術(shù)發(fā)展的最新信息擬出的。選題涵蓋了模擬電路、數(shù)字電路、高頻電路、單片機(jī)應(yīng)用、可編程器件、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和EDA等課程的內(nèi)容[4],競(jìng)賽中既要考察學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,又要考察學(xué)生的理論知識(shí)和創(chuàng)新能力;既有涉及知識(shí)面廣、功能多的系統(tǒng)設(shè)計(jì),又有單一功能的電路設(shè)計(jì);既有以指標(biāo)性設(shè)計(jì)為目的的題目,又有以功能性設(shè)計(jì)為目的的題目;既有基本要求,又有發(fā)揮部分,同時(shí)在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中又鼓勵(lì)學(xué)生使用新技術(shù)、新器件和新電路,以滿足先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)。所以,對(duì)電子技術(shù)類課程的教學(xué)改革具有指導(dǎo)和推動(dòng)作用。
2.對(duì)參賽學(xué)生的能力要求
參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的學(xué)生應(yīng)具備的實(shí)踐能力包括[5]:電子元器件的識(shí)別及使用方法、印制電路板設(shè)計(jì)與制作等電子設(shè)計(jì)制作基礎(chǔ);集成直流穩(wěn)壓電源、運(yùn)算放大器電路、信號(hào)產(chǎn)生電路和處理電路、顯示電路和A/D轉(zhuǎn)換器等單元電路設(shè)計(jì);通用鍵盤及顯示電路、單片機(jī)與液晶顯示接口電路、單片機(jī)與D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路等單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì);FPGA最小系統(tǒng)和配置電路的設(shè)計(jì)及FPGA的最小系統(tǒng)板下載等可編程邏輯器件系統(tǒng)設(shè)計(jì),以及資料查閱、綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)和撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告等。
3.電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中反映的問(wèn)題
我校歷屆培訓(xùn)及競(jìng)賽現(xiàn)場(chǎng),主要表現(xiàn)出以下一些問(wèn)題[6]。
(1)查閱參考資料的能力差。在拿到競(jìng)賽題目后,學(xué)生都是先翻教科書,不去查找具有最新技術(shù)的期刊文獻(xiàn),特別是上網(wǎng)搜集資料的能力差。
(2)對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力不強(qiáng)。對(duì)一個(gè)制作項(xiàng)目能夠提出的設(shè)計(jì)方案很少,不能對(duì)方案進(jìn)行充分的論證和比較,生搬硬套參考電路,不能設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單先進(jìn)的電路,綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力較差。反映我們的實(shí)踐教學(xué)缺少綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練。
(3)新技術(shù)、新器件的應(yīng)用能力差。有的制作項(xiàng)目如能采用新技術(shù)、新器件,如FPGA、CPLD等實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì),不僅性能指標(biāo)優(yōu)于傳統(tǒng)電路,而且電路簡(jiǎn)單。反映我們的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容陳舊,不能緊跟電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
(4)不適應(yīng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求。競(jìng)賽中學(xué)生對(duì)競(jìng)賽題目的各類技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和改善上感到無(wú)從下手。
(5)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力不強(qiáng)。競(jìng)賽過(guò)程中,一部分同學(xué)在安裝、焊接、電路調(diào)試、故障查找和排除等過(guò)程中操作不熟練,不能適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格,不能通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的歸納、總結(jié)去分析、解決問(wèn)題。反映我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多,綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)少,學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合運(yùn)用能力沒(méi)有得到應(yīng)有的訓(xùn)練。
(6)單片機(jī)知識(shí)的應(yīng)用能力有限。很多競(jìng)賽題要用到單片機(jī)的知識(shí)去完成設(shè)計(jì),部分參賽同學(xué)因單片機(jī)知識(shí)與應(yīng)用能力不夠,未能取得較好的競(jìng)賽成績(jī)。
(7)設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫的質(zhì)量不高。設(shè)計(jì)報(bào)告的格式與內(nèi)容存在很多缺陷,方案論證不夠充分,理論分析不夠嚴(yán)謹(jǐn)。反映我們的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)忽視了實(shí)驗(yàn)報(bào)告這個(gè)重要環(huán)節(jié)。
4.電子技術(shù)類課程的實(shí)踐教學(xué)改革
根據(jù)全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的內(nèi)容及要求,針對(duì)學(xué)生在培訓(xùn)和競(jìng)賽過(guò)程中暴露的問(wèn)題,我們對(duì)電子技術(shù)類課程的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了如下改革。
4.1改革實(shí)踐教學(xué)體系
依據(jù)學(xué)科專業(yè)特點(diǎn),結(jié)合我校實(shí)際,將實(shí)踐教學(xué)從理論教學(xué)中分離出來(lái),單獨(dú)設(shè)課、單獨(dú)考核,構(gòu)建起一個(gè)與理論教學(xué)體系相互匹配,相互聯(lián)系、相互補(bǔ)充,相對(duì)獨(dú)立、科學(xué)優(yōu)化的實(shí)踐教學(xué)體系。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)劃分為三個(gè)層次[7]。
(1)基本技能訓(xùn)練層:以電子工藝實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)為教學(xué)內(nèi)容,掌握萬(wàn)用表的使用,電子元器件識(shí)別、檢測(cè),印制板制作、焊接,直流穩(wěn)壓電源組裝,收音機(jī)安裝調(diào)試等基本操作技能。以電路分析、電子測(cè)量、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課的實(shí)驗(yàn)為教學(xué)內(nèi)容,掌握信號(hào)發(fā)生器和示波器等常用儀器的使用方法,培養(yǎng)正確記錄、處理數(shù)據(jù)及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。
(2)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)層:以電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、EDA技術(shù)等課程的實(shí)驗(yàn)為教學(xué)的主要內(nèi)容。通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)單電路的設(shè)計(jì),熟悉常用電子元器件,學(xué)會(huì)查閱元器件手冊(cè)及通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)尋找所需資料的方法,讓學(xué)生通過(guò)安裝調(diào)試,學(xué)會(huì)通過(guò)調(diào)整元件參數(shù),滿足實(shí)驗(yàn)指標(biāo)要求。
(3)綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐層:以傳感器技術(shù)及應(yīng)用、單片機(jī)技術(shù)、EDA技術(shù)、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)等課程實(shí)驗(yàn)、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等課外活動(dòng)為實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),掌握用最先進(jìn)的設(shè)計(jì)平臺(tái)和最新的工具進(jìn)行高效的綜合設(shè)計(jì),用組裝的系統(tǒng)電路板,用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化仿真軟件Matlab、Muhisim等工具,進(jìn)行“虛、實(shí)、軟、硬”相結(jié)合的現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)踐。要求學(xué)生能獨(dú)立完成從設(shè)計(jì)到制作的全過(guò)程,提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行電路級(jí)的綜合設(shè)計(jì)能力以及系統(tǒng)級(jí)的開發(fā)應(yīng)用和創(chuàng)新能力。
4.2更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
實(shí)踐教學(xué)改革的關(guān)鍵是教學(xué)內(nèi)容的改革,要根據(jù)認(rèn)知規(guī)律、學(xué)科特點(diǎn)、實(shí)踐教學(xué)自身的規(guī)律和學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求,更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
(1)減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加應(yīng)用性、設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。增加DSP、PLD、FPGA、嵌入式系統(tǒng)和虛擬儀器等先進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容[8]。增加單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課時(shí),加強(qiáng)其實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)應(yīng)用,增加EDA技術(shù)和Protel課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課時(shí),加強(qiáng)Protel電路設(shè)計(jì)軟件和EDA電路設(shè)計(jì)仿真軟件的實(shí)踐應(yīng)用;增加電子實(shí)習(xí)課時(shí),增加和競(jìng)賽有關(guān)電路的制作內(nèi)容。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容要體現(xiàn)最新的科技成果,反映運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果的新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和新的實(shí)驗(yàn)方法,實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn)。
(2)增加能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力的工藝性操作實(shí)踐。注重電子元器件特別是新型元器件的使用[9]。元器件選擇方面,除個(gè)別驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)仍保留部分分立器件外,其余均采用集成化,數(shù)字化,模塊化的器件,如集成穩(wěn)壓電源、集成運(yùn)放、集成功放、集成A/D,D/A等器件,RAM、EPROM集成電路,以及ASIC可編程控制器。對(duì)于綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),指導(dǎo)學(xué)生選擇最新器件來(lái)完成設(shè)計(jì)。
(3)對(duì)整個(gè)課程體系的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整體優(yōu)化組合,將同類課程體系或同類學(xué)科的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目合并,創(chuàng)建新的綜合實(shí)驗(yàn)課程,實(shí)現(xiàn)學(xué)科之間實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的互相交叉滲透。修改綜合設(shè)計(jì)內(nèi)容,把本專業(yè)的理論知識(shí)同單片機(jī)技術(shù)和PLC技術(shù)更多地結(jié)合應(yīng)用,并把電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽知識(shí)結(jié)合其中。
(4)設(shè)立學(xué)生科研基金,資助運(yùn)用新技術(shù)、新器件、新思想的電子設(shè)計(jì)與制作的學(xué)生課題[10]。把科研引進(jìn)教學(xué)過(guò)程,鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研工作和生產(chǎn)中急需解決或探索的實(shí)際問(wèn)題的研究,培養(yǎng)學(xué)生的方案論證、裝配、調(diào)整、檢測(cè),數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、總結(jié)歸納,撰寫科研論文等能力。
4.3改革實(shí)踐教學(xué)方法
(1)實(shí)施開放式實(shí)踐教學(xué)
在實(shí)踐內(nèi)容、實(shí)踐時(shí)間、實(shí)踐方法、組織形式等方面實(shí)行開放式教學(xué),打破時(shí)間、空間的限制,提供給學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造的環(huán)境,讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體[11]。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上,設(shè)定必做實(shí)驗(yàn)、選做實(shí)驗(yàn)和自主實(shí)驗(yàn)的比例,前者保證教學(xué)基本要求和基本技能訓(xùn)練,后者則由學(xué)生根據(jù)自身的條件與興趣,在眾多的實(shí)驗(yàn)課題中選擇,以達(dá)到因材施教的目的。課程設(shè)計(jì)、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),教師只提出設(shè)計(jì)的總體要求和要達(dá)到的效果,不制定統(tǒng)一的參數(shù)指標(biāo),設(shè)計(jì)步驟,給學(xué)生一個(gè)較大的創(chuàng)造空間。提倡方案的多樣性,給學(xué)生充分的創(chuàng)新機(jī)會(huì)。由學(xué)生完成從方案制定、電路設(shè)計(jì)、元件篩選、焊接組裝、程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試到設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫、答辯等全部過(guò)程,教師變指導(dǎo)為引導(dǎo),充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性。
(2)增大實(shí)驗(yàn)室開放的力度
在安排好課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上,充分利用實(shí)驗(yàn)室資源,制訂實(shí)驗(yàn)室的開放項(xiàng)目、開放計(jì)劃。在實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間里,為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的同時(shí),還為學(xué)生提供萬(wàn)用表、信號(hào)源、示波器、電類實(shí)驗(yàn)箱、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱等設(shè)備,還安排教師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。建立現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)預(yù)約與管理系統(tǒng),在開放的平臺(tái)上,選做實(shí)驗(yàn)和自主實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以個(gè)人預(yù)約,預(yù)約的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)時(shí)間、場(chǎng)地、內(nèi)容、指導(dǎo)教師等,這種“集中”和“自由”相結(jié)合的開放管理方式,提高了實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備的利用率。
(3)開設(shè)電子技術(shù)實(shí)踐選修課
根據(jù)現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的情況,我們?yōu)殡婎悓I(yè)的學(xué)生開設(shè)了如“電子制作”、“電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)”等選修實(shí)踐課,內(nèi)容包括簡(jiǎn)單電路、系統(tǒng)電路和有創(chuàng)新特色的電子電路等的設(shè)計(jì)與制作等,為愛好電子設(shè)計(jì)的學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。
(4)舉辦校內(nèi)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
我校每年舉行的全校大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,按照全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的方式進(jìn)行,在為電子設(shè)計(jì)愛好者提供施展才能機(jī)會(huì)的同時(shí),也為參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽選拔了隊(duì)員。在校領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)部門的支持及全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的影響下,參賽人數(shù)逐年增多,大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽已成為我校學(xué)生最喜愛的科技活動(dòng)。
(5)認(rèn)真組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽
中圖分類號(hào):H191 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2017.01.051
1電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽需求
全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是由教育部組織的、面向全國(guó)大學(xué)生的科技活動(dòng),主要目的是推動(dòng)電子信息類學(xué)科發(fā)展,促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容改革,同時(shí)培養(yǎng)大學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新意識(shí)。①促使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的訓(xùn)練和培養(yǎng),選拔優(yōu)秀人才, 因此得到各個(gè)高等院校的高度重視,大學(xué)生參與的積極性也較高。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)競(jìng)賽在奇數(shù)年的暑假舉行,比賽時(shí)間是四天三夜,每支隊(duì)伍由三名學(xué)生參賽。由于比賽時(shí)間短,要在四天內(nèi)完成實(shí)物制作和設(shè)計(jì)報(bào)告,并達(dá)到較高的性能指標(biāo),必須在課程教學(xué)中深化知識(shí)內(nèi)容,并加強(qiáng)模塊訓(xùn)練,提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。
全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽題目共分為7大類,每類題目都涉及軟硬件知識(shí),偏硬件的題目以高頻無(wú)線電、放大器、電源、信號(hào)源為主,偏軟件的題目以儀器儀表、數(shù)據(jù)采集處理和控制為主。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中使用的微處理器性能要求逐漸提高,CPU也從16位單片機(jī)轉(zhuǎn)換到32位。近幾年競(jìng)賽隊(duì)伍多采用低成本、低功耗的32位ARM單片機(jī)作為主控芯片,廣泛應(yīng)用于各類題目中,例如信號(hào)源、高頻無(wú)線電、儀器儀表、數(shù)據(jù)采集與處理、控制等。
全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽為了培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)的實(shí)踐型人才,既是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法的挑戰(zhàn), 同時(shí)也能夠反應(yīng)課程教學(xué)水平和教學(xué)改革的成敗。題目涉及眾多科目,要求學(xué)生具備綜合應(yīng)用能力。以理論設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),更強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。近年來(lái)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目趨于高頻化和智能化,以單片機(jī)為教學(xué)重點(diǎn)的嵌入式系統(tǒng)課程成為必須掌握的知識(shí)技能。
2嵌入式系統(tǒng)教學(xué)現(xiàn)狀
目前嵌入式系統(tǒng)專業(yè)課教學(xué)中,通常以32位單片機(jī)為例講授相關(guān)的知識(shí)和設(shè)計(jì)方法。②嵌入式系統(tǒng)作為一門綜合性專業(yè)課程,涉及的知識(shí)點(diǎn)較廣泛,但往往課堂時(shí)間有限,學(xué)生能夠投入動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)較少。高校中嵌入式系統(tǒng)教學(xué)還有許多值得探討改進(jìn)之處,例如實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中學(xué)生創(chuàng)新性不足;學(xué)生在系統(tǒng)開發(fā)時(shí)不具備整體設(shè)計(jì)意識(shí),底層硬件驅(qū)動(dòng)軟件開發(fā)水平不足。③傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)偏理論、輕實(shí)踐;重分析、輕綜合;重個(gè)體、輕協(xié)作。實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容陳舊、形式呆板、方法單一。④按照傳統(tǒng)方法培養(yǎng)的學(xué)生,在參賽時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題。比如理論設(shè)計(jì)正確卻無(wú)法在工程上實(shí)現(xiàn);單元電路仿真正確卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)調(diào);軟件編程邏輯正確,卻達(dá)不到所需的精度和性能指標(biāo)。
由于電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)硬件設(shè)計(jì)和軟件編程等實(shí)踐能力要求都高于常規(guī)教學(xué),因此如何利用競(jìng)賽推進(jìn)嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)改革,成為眾多高校關(guān)注的問(wèn)題。⑤而嵌入式系統(tǒng)教學(xué)同時(shí)強(qiáng)調(diào)軟件開發(fā)和硬件設(shè)計(jì)相結(jié)合,使其設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能滿足應(yīng)用要求,從而制作出符合工程應(yīng)用要求的作品。⑥
3嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)改革
嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐環(huán)節(jié)在教學(xué)中具有極其重要的作用,關(guān)鍵是要在有限的課堂中有效安排符合課程內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。⑦為此本文主要探討了競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)J?,一方面是為了更好地幫助學(xué)生發(fā)揮能動(dòng)性和創(chuàng)新性,同時(shí)也是為了促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容跟上科技高速發(fā)展的步伐。
3.1 建立實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維
為適應(yīng)嵌入式課程教學(xué)和電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的需求,中南民族大學(xué)近十年來(lái)投入數(shù)百萬(wàn)元建立電子類實(shí)驗(yàn)室。例如,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室包括數(shù)字電子和模擬電子實(shí)驗(yàn)室、數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)室、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn);綜合實(shí)驗(yàn)包括嵌入式系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)室、SOC實(shí)驗(yàn)室等。與此同時(shí),電子與信息工程學(xué)院的學(xué)生還建立了電子設(shè)計(jì)協(xié)會(huì),組織選拔有興趣的學(xué)生參與學(xué)習(xí)競(jìng)賽小組,并進(jìn)行電子(數(shù)字和模擬電子)、單片機(jī)和電源設(shè)計(jì)等課程的專門訓(xùn)練。實(shí)行導(dǎo)師制,安排專業(yè)老師進(jìn)行具體指導(dǎo),并建立專門的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室。較有特色的智能車實(shí)驗(yàn)室,通過(guò)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開發(fā)機(jī)器人智能車,控制智能車在實(shí)際賽道上行駛,使學(xué)生熟悉智能車的各個(gè)模塊設(shè)計(jì)原理,激發(fā)了學(xué)生對(duì)ARM系統(tǒng)開發(fā)的濃厚興趣。
另外電子信息工程學(xué)院還組建了導(dǎo)師團(tuán)隊(duì),選拔優(yōu)秀學(xué)生加入導(dǎo)師制,從大學(xué)二年級(jí)開始進(jìn)行“一對(duì)一”的專業(yè)指導(dǎo)。每年學(xué)校都設(shè)立大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目,舉辦大學(xué)生電子競(jìng)賽等科技實(shí)踐活動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生積極參與包括電子設(shè)計(jì)大賽與藍(lán)橋杯等計(jì)算機(jī)競(jìng)賽活動(dòng)。
3.2 實(shí)驗(yàn)體系分層次,以競(jìng)賽促進(jìn)教學(xué)
根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)不同我校將實(shí)踐教學(xué)細(xì)分為三個(gè)體系層次,并在每個(gè)層次中都設(shè)計(jì)了必修實(shí)驗(yàn)和選修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。從基本的電路設(shè)計(jì)調(diào)試開始培訓(xùn),分階段、按步驟增加實(shí)驗(yàn)難度,逐步培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。最后在綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中融入競(jìng)賽內(nèi)容,提高學(xué)生的自學(xué)能力,挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力。三個(gè)層次的詳細(xì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目介紹如下。
3.2.1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簽轵?yàn)證性實(shí)驗(yàn),目的是使學(xué)生熟悉基本開發(fā)工具和軟件編程環(huán)境,可讀懂程序并進(jìn)行調(diào)試。
必修項(xiàng)目:C語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、ARM開發(fā)環(huán)境實(shí)驗(yàn);串口通訊實(shí)驗(yàn);中斷、定時(shí)器實(shí)驗(yàn);A/D、D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)等;鍵盤、LED、LCD 及觸摸屏實(shí)驗(yàn)。
選修項(xiàng)目:DMA實(shí)驗(yàn);看門狗實(shí)驗(yàn);Boot Loader實(shí)驗(yàn)等。
3.2.2進(jìn)階實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模褐饕才挪僮飨到y(tǒng)移植、應(yīng)用程序編程,并結(jié)合競(jìng)賽中的知識(shí)點(diǎn)加強(qiáng)模塊訓(xùn)練。
必修項(xiàng)目:Linux基本應(yīng)用程序?qū)嶒?yàn);Linux文件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn);Linux 內(nèi)核移植實(shí)驗(yàn)。
選修項(xiàng)目:Linux串口通信實(shí)驗(yàn);Linux中斷處理實(shí)驗(yàn);Linux下的 Socket通信實(shí)驗(yàn)。
3.2.3綜合實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模喝渴沁x修項(xiàng)目,訓(xùn)練自學(xué)能力強(qiáng)、基礎(chǔ)較好、預(yù)備參加競(jìng)賽的學(xué)生。綜合課題涉及多門學(xué)科知識(shí),增加了硬件設(shè)計(jì)內(nèi)容,加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)軟硬件聯(lián)合調(diào)試的能力,選拔競(jìng)賽人選,分組進(jìn)行競(jìng)賽訓(xùn)練。
必修項(xiàng)目:選取往年典型的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目,限定時(shí)間內(nèi)完成,根據(jù)性能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)測(cè)。
3.3 政策扶持,積極推進(jìn)教改
學(xué)校實(shí)驗(yàn)管理中心、科研處以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心每年都投入大量人力和經(jīng)費(fèi)組織競(jìng)賽,以保證課程教學(xué)改革和競(jìng)賽工作的順利進(jìn)行。其中大學(xué)生電子競(jìng)賽在奇數(shù)年和偶數(shù)年分別開展全國(guó)性競(jìng)賽和省級(jí)競(jìng)賽,同時(shí)學(xué)院也制定了相關(guān)的制度政策,給予強(qiáng)有力的技術(shù)支持和后勤保障。首先,為競(jìng)賽提供專用的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、儀器設(shè)備、資金資助,并配備教師團(tuán)隊(duì)進(jìn)行專門的競(jìng)賽指導(dǎo),優(yōu)先解決競(jìng)賽的各種問(wèn)題。其次,為激勵(lì)學(xué)生積極參與競(jìng)賽,對(duì)參賽學(xué)生給予支持勵(lì),安排競(jìng)賽期間的食宿,提供良好的后勤保障。同時(shí),學(xué)院會(huì)為綜合素質(zhì)好、競(jìng)賽中取得較好名次的學(xué)生,推薦免試研究生或者優(yōu)先就業(yè)的機(jī)會(huì)。電子與信息工程學(xué)院給予優(yōu)先政策支持,在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和智能車比賽中,每屆都有參賽隊(duì)伍獲得全國(guó)一等獎(jiǎng),從而極大地帶動(dòng)了大學(xué)生學(xué)習(xí)和參賽的積極性。
4結(jié)語(yǔ)
以應(yīng)用為目的、以競(jìng)賽為動(dòng)力、分層次有步驟地推進(jìn)教學(xué)改革,在嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中取得了良好的效果。首先從嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)入手,在此基礎(chǔ)上逐步增加操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,并針對(duì)技術(shù)難點(diǎn)按模塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn),最后開展實(shí)際競(jìng)賽項(xiàng)目的綜合訓(xùn)練。嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革的宗旨是提升學(xué)生綜合應(yīng)用實(shí)踐能力,訓(xùn)練學(xué)生電子電路設(shè)計(jì)基本技能,提高學(xué)生軟件及算法的編程水平,以培養(yǎng)出“基礎(chǔ)扎實(shí)、動(dòng)手能力強(qiáng)、有創(chuàng)新意識(shí)”的高素質(zhì)電子信息技術(shù)人才。
注釋
① 姚有峰,趙江東,汪明珠.從電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽談電子類實(shí)踐教學(xué)改革.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2009.26(7):131-133.
② 樓旭陽(yáng).嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用教學(xué)中學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)問(wèn)題的探索與實(shí)踐.高教學(xué)刊,2015.5:73-74.
③ 冼進(jìn),賈德良,畢盛.嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)改革初探.實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2011.30(8):282-285.
④ 王維博,王海濱,葉凱.電子信息工程專業(yè)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的改革探討.中國(guó)電力教育,2010.10:58-59.