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电子设计竞赛促进学员能力培养与课程改革

时间:2023-11-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:全国大学生电子设计竞赛已成为高校相关专业推进实践教学改革与人才培养模式改革的重要抓手之一。总结两届竞赛指导过程的点点滴滴,我们感到全国大学生电子设计竞赛为我们的学科专业发展提供了有利契机,我们可以借此来推动课程教学改革,培养大学生实践创新意识和团队协作、理论联系实际的学风。

电子设计竞赛促进学员能力培养与课程改革

电子设计竞赛为契机推动课程教学改革和学员创新能力培养

陈琳

(信息工程大学电子技术学院三系,河南郑州450004)

摘 要 全国大学生电子设计竞赛对学员创新意识、动手能力和协作精神的较高要求给了我们深刻的启示,对高校教学产生了积极的影响。本文通过分析指导学员参加电子设计大赛的过程和切身体验,总结出以电子设计大赛为契机,推动课程教学改革和学员创新能力培养的对策,以期在今后的电子设计大赛中取得更优异的成绩,促进相应学科的发展,扩大学科的影响力。

关键词 电子设计竞赛;教学改革;创新能力

一、全国大学生电子设计竞赛基本概况

全国大学生电子设计竞赛(NUEDC)在教育部高等教育司和工业与信息化部人事教育司的领导下,以促进教学改革为目标,以广泛参与为基础,以科学公正求生存,以组织创新谋发展。全国大学生电子设计竞赛已成为高校相关专业推进实践教学改革与人才培养模式改革的重要抓手之一。

全国大学生电子设计竞赛自1993年以来,每隔1年进行一次,现在已经进行到第九届。参与全国大学生电子设计大赛的学校逐届增多,而且各个学校的参赛小组也都在增加,2001年参赛学校为348个,参赛队2116个,2003年参赛学校为431个,参赛队3208个,2005年参赛学校为510个,参赛队4470个,2007年参赛学校为767个,参赛队6935个,2009年参赛学校为938个,参赛队8766个。这表明,此赛事的规模日益增大,对学员、学科、学校发展的影响力越来越大,得到了各高校的积极响应和支持。各省在比赛的间隔年也举行相应的电子设计大赛,对竞赛的水平也起到了不断推进的作用。学员通过赛前的培训,系统性的强化学习,提升了动手能力与操作技能,更重要的是锻炼了他们团队协作能力与坚韧不拔的钻研精神,同时,学校也在组赛、参赛、获奖中打响了自己的影响力。

二、我院参加全国大学生电子设计竞赛情况

我院于2001年开始组建电子工程本科专业,2004年成功申报微电子学与固体电子学硕士专业。几年来,经过我们艰苦不懈的努力,密码芯片专业和微电子学与固体电子学专业已经逐步发展壮大,为军队和地方培养了一批批从事芯片研究、开发、应用和管理的高级工程技术人才。

为进一步检验学员学习效果,培养学员创新能力和实践动手能力,我院于2007年第一次组队参加了第八届全国大学生电子设计竞赛。此次组建了6个参赛队,获得河南省一等奖1项,河南省二等奖2项,河南省三等奖1项的成绩; 2009年我们参加了第九届电子设计竞赛,组建了8个参赛队,获得了全国二等奖1项,河南省一等奖2项,河南省二等奖2项的成绩。第2次组队参赛就获得了国家级奖项,充分体现了我院微电子与固体电子学学科专业建设的成果,也体现出本学科广大教员和学员积极向上、努力拼搏的精神。

总结两届竞赛指导过程的点点滴滴,我们感到全国大学生电子设计竞赛为我们的学科专业发展提供了有利契机,我们可以借此来推动课程教学改革,培养大学生实践创新意识和团队协作、理论联系实际的学风。事实证明,在电子设计大赛中取得较好成绩的学员,往往可以直接动手解决一些基本的工程问题,并且找到了更为有效实用的学习方法,找到了运用所学知识创造性地解决实际问题的自信心和激情,认识到了团队精神和相互协作的重要性,在以后的读研和工作中逐渐体现出竞赛带给他们的优势。

通过参加电子设计竞赛,我们感到传统的教学体制对学员的培养和训练与竞赛蕴含的军队现代化建设对本专业学员的要求存在差距,与培养学员创新精神和实践能力的要求存在差距。审视现有的课程教学体制,在课程设置、教学内容设置、管理体制机制,学员动手能力培养,教学模式、保障条件等方面还存在一些问题。

三、对实施课程教学改革和强化学员创新能力培养的思考

(一)不断完善课程体系(www.xing528.com)

从参赛学员的情况看,参加竞赛的学员从大学三年级下学期开始集中培训,并且需要具备系统的电子线路理论基础知识和工程动手能力。而现有的课程体系中一些专业基础课安排在三年级下学期开设,这就存在理论课程安排滞后,没有给学员提供电路综合设计能力培养的机会。因此,有必要将大学三年级的一些专业基础课程提前到大学二年级开设,比如“可编程ASIC器件原理及应用”、“电子设计自动化”等课程,这样学员们就能尽快掌握EDA和大规模可编程逻辑器件应用的有关知识,然后留出时间在大学三年级开设能够起到引线串珠作用的综合性及应用性较强的课程,从而提高学员设计制作较大规模应用电路的能力。比如开设“电路综合设计应用”选修课,为学员提供进一步锻炼提高的机会。在这门课程中,可以为学员介绍当今最先进的电子器件的应用、各类电路的设计方法和最新电路设计手段,并给出多种设计制作的题目供学员们练习。在课程的实际设计制作环节中,仿照电子设计竞赛的要求将学员分组,从较简单的应用电路开始,要求每组学员完成数个难度递增的实验电路设计、制作与调试,并写出详细总结报告。在制作每个电路的训练过程中,鼓励学员用不同的方案实现。这样就锻炼了学员思维的广阔性,培养了创新能力,同时为电子设计竞赛做好充足的准备。

(二)精简课内学时,加强实践教学环节

目前现有的教学计划仍然存在理论多,动手时间和机会少的问题。因此,适当压缩课内学时数,减少必修课数量,增加综合实验课程,是减轻学员负担,让学员有更多的时间参与实践,提高动手能力的重要保障。我们认为可以调整一些课程的教学计划,如:将“电路分析基础”、“现代电子线路”和“数字技术基础”三门课程由60学时压缩至50学时,将“信号与系统”与“数字信号处理”课合为一门课,并压缩为50学时。同时增加一门“综合电路实验”课(约70学时),该课程的教学内容可以参考历届全国大学生电子设计竞赛的内容,分为如下五类:测量仪器仪表电路、信号源电路、无线模拟与数学传输系统、AC-DC与DC-AC高效电源变换电路、反馈调节与闭环控制电路等。这门课程的开设,将对学员工程实践能力和创新能力的培养起到积极的作用。

(三)加强非验证性实验,提高综合实验能力

实验课的目的是让学员通过实际动手,掌握一般的实验方法和技巧,巩固已有的理论知识,提高其分析和解决实际问题的能力,也培养其创新精神和实事求是的作风。我们一般将实验分为验证性实验和非验证性实验两种,前者是依据教学大纲要求预先设计好的,只要求学员按照已知的方法和步骤进行操作即可,这种实验方式在基础训练阶段是必不可少的,但因为其本身在时间、空间和内容上的局限性,不利于学员自由发挥,也不利于学员创新能力的培养。而非验证性实验因可让学员自主设计和开展实验,从而提高了其挑战性,也极大地激发了学员的创新欲望,对培养学员的实际动手能力和创新精神是非常有利的。

(四)加强实验条件建设,建立专业实验室

实验室是组织实践教学环节的重要阵地,为了加强实践性教学环节和电子类实验课程,学院投入了大量经费,加强了数字系统设计基础实验室和安全专用芯片实验室的建设,将其纳入了学院“2110工程”建设项目中,现已初步建成了一个设备先进、规模较大的专业实验室。该实验室拥有信号发生器、示波器、EDA实验开发系统、FPGA设计验证实验系统、嵌入式实验平台、SOC设计平台和ASIC验证平台等多套先进的实验设备,可以面向本科生和研究生开设多门电子类实验课教学、课程设计、自主科研和毕业设计任务,承担学员的课外电子制作辅导和各类电子设计竞赛和培训任务。在此基础上,学院可以进一步开放部分公共和科研实验室,面向全体本科生设计一些“科技训练项目”,吸引本科生参与训练,为本科生的创新精神和实践能力的培养提供广阔的空间,这将会受到学员的热烈欢迎。

(五)建立完善的奖励机制

为了重视和鼓励学员创新能力的培养,可以设立学院“创新设计基金”,制定相应的奖励政策。创新设计基金主要资助运用新思想、新技术、新器件的电子设计(电子类)与制作的课题,学员每年都可以申请。为调动师生的积极性,可以制定相应的奖励政策,如:对获得(电子大赛)全国一等奖的学员免试推荐硕士研究生,其指导教员获校教学质量一等奖;鼓励学员进行课外科技活动;设立院、系教学改革课题基金,计入工作量;教学改革成果、教学研究论文与科研成果、科研论文同等对待等。

综上所述,全国大学生电子设计竞赛对推动课程教学改革和学员创新能力培养起到了积极的促进作用,对我们的教学改革成果进行了检验与肯定。在广泛吸引学员参加,发现优秀人才方面起到了独特作用。通过电子设计竞赛,一批优秀人才脱颖而出,这些学员正在军队国防建设和国民经济建设中发挥着重要作用。当然,获奖不是最终目的,深入持久地进行教学改革,培养学员的实践能力,培养创造性的人才,全方位调动学员学习的积极性,吸引更多的学员参加,这才是我们参加全国电子设计竞赛的最终目的。

参考文献

[1]李金平,常敏慧.由全国大学生电子设计竞赛引发的人才培养思考.电气电子教学学报,2007(2).

[2]林寿英.以电子设计大赛促进电子技术课程本科教学改革.福建农林大学学报(哲学社会科学版),2008(6).

[3]全国大学生电子设计竞赛组织委员会.2009年全国大学生电子设计竞赛工作总结报告.http://www.nuedc.com.cn

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