大學生電子設(shè)計論文
時間:2022-07-31 04:56:40
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一、電子設(shè)計競賽的意義
1.有利于培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神。大學生電子設(shè)計競賽的操作性很強,主要側(cè)重于鍛煉學生的動手操作能力。競賽需要參賽者根據(jù)題目要求,做技術(shù)方案,選擇合理的元件,完成電路的設(shè)計,最后通過安裝、調(diào)試做出一個符合要求的作品,而不是簡單地在電腦上對虛擬的元件進行組裝。因而,學生從中實踐能力得到了極大提高。同時,通過參加競賽,學生的創(chuàng)新大幅度提高,競賽題目只要求完成任務并達到相應的技術(shù)指標,而對采用的技術(shù)手段和方法,沒有任何限制,學生在競賽過程中,八仙過海各顯神通,有利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力。競賽使一批優(yōu)秀人才脫穎而出,對學生的就業(yè)、考研和創(chuàng)業(yè)過程等幫助極大,我校參與競賽的學生,尤其是獲得好成績的,在大四就業(yè)過程中,獲得了用人單位的極大肯定,有很多單位指定要參加過電子設(shè)計競賽或其他競賽的學生,并且免去很多招聘環(huán)節(jié)直接錄用,更有不少學校,對獲得電子設(shè)計競賽全國獎的學生直接報送本校的研究生。
2.促進師資隊伍的建設(shè)。大學生電子設(shè)計競賽,是對高校電子類專業(yè)師資水平、實驗室硬件設(shè)施建設(shè)和學生綜合應用能力的一個系統(tǒng)檢驗,同時,對師資水平和實驗室建設(shè)起到了良好的推動作用。在知識更新速度不斷加快的今天,教師只有在不斷學習新的知識、新的理論、新的技術(shù)和開展科研活動的過程中,不斷提高自身的素質(zhì),才能更好地為學生傳道、授業(yè)、解惑,才能更好地指導電子設(shè)計競賽工作。
3.促進實驗室建設(shè)。長期以來,電子實驗儀器基本上是老三樣(萬用表、信號源、示波器),學生在實驗中接觸不到先進的儀器設(shè)備,更談不上使用先進的實驗手段來完成實驗。這個問題在平時的實驗中表現(xiàn)并不明顯,但在大學生電子設(shè)計競賽中就顯得非常突出。誰使用了先進的儀器和設(shè)備,誰采用了先進的實驗手段,誰就會在其他條件相同的情況下贏得更多的時間,從而取得更好的成績。因此在實驗室建設(shè)中,擁有完善、先進的實驗儀器器材,成為了在競賽中取得好成績的有力保障。
4.更新教學內(nèi)容,重構(gòu)課程體系。電子設(shè)計競賽強調(diào)基礎(chǔ),但同時又鼓勵采用新技術(shù)、新器件,以利于取得好成績,但這些新技術(shù)、新器件在教科書上不一定會涉及到,這就要求我們更新教學內(nèi)容,除了加強學生基礎(chǔ)內(nèi)容教學以外,必須引入新技術(shù)的教學,例如ASIC教學內(nèi)容(如:CPLD,F(xiàn)PGA等)。同時讓學生了解、使用新器件,有利于學生在競賽中取得好成績。電子技術(shù)基礎(chǔ)是工程設(shè)計性很強的課程,在教學改革中必須用系統(tǒng)的觀念重構(gòu)課程體系。
5.加大實踐課教學的改革力度。根據(jù)競賽要求,加強實踐課教學的改革,在實驗內(nèi)容的開設(shè)上分為三個層次:第一,基礎(chǔ)性實驗;第二,設(shè)計性實驗;第三,綜合設(shè)計研究性實驗?;A(chǔ)性實驗是基本電子器件的應用性實驗,使學生具備設(shè)計、調(diào)試和測量簡單電路的能力。設(shè)計性實驗的教學內(nèi)容為單元電路的設(shè)計及小系統(tǒng)設(shè)計。使學生初步了解新產(chǎn)品的設(shè)計和制作過程,培養(yǎng)學生的綜合應用能力以及利用現(xiàn)代化分析、測試手段的能力。綜合設(shè)計研究性實驗,其教學內(nèi)容包括信號的檢測、控制、傳輸與處理以及單片機等應用性較強的綜合設(shè)計研究性實驗。
二、目前存在的問題
競賽中學生暴露的問題充分暴露了傳統(tǒng)實踐教學模式的不足之處。
1.綜合知識能力欠缺。學生在比賽中,提出的設(shè)計方案水平低,對參考電路生搬硬套,不會采用先進的簡便電路。另外,綜合運用知識分析問題的能力不強。究其原因,主要是對基本知識、基本理論、基本技能掌握不牢固,平時閱讀的參考資料和課外書籍太少,基本技能訓練不夠。
2.查閱資料能力不強。參賽隊員選定題目后,不能盡快找到所需要的相關(guān)資料,多數(shù)學生是找教科書和教學參考書,這反映了我們實踐教學脫離了工程實際。
3.實驗調(diào)試技能不強。一些同學不會正確設(shè)計測試表格,不會分析實驗數(shù)據(jù)并解決問題。在焊接中,電路布局凌亂,電路調(diào)試與故障排除能力不強,反映了平時學習期間,實驗課內(nèi)容驗證性多而設(shè)計性少,更談不上綜合性實踐,所以學生的設(shè)計能力和綜合能力未能得到有效提高。
4.設(shè)計報告質(zhì)量不高。許多參賽學生設(shè)計報告格式存在許多不足,設(shè)計方案論述不夠嚴謹,電路設(shè)計缺少理論分析。說明我們的實驗教學忽略了實驗報告這一重要環(huán)節(jié)。
5.新器件、新技術(shù)應用能力較差。有一些競賽題若能采用新技術(shù)、新器件,不僅電路簡單,而且省工、省時,性能指標也優(yōu)于一般電路。參賽學生這方面的知識和能力與全國大學生電子設(shè)計競賽的要求尚有一定的差距。原因是目前課程缺少這方面的內(nèi)容。針對以上存在的這些問題,要從根本上解決,我們認為要對學生進行系統(tǒng)的電子技術(shù)設(shè)計訓練,必須建立一個完善的大學生電子設(shè)計競賽教學體系,學生通過該體系自主學習、老師輔導,最后參加電子設(shè)計競賽,從而較全面地掌握電子設(shè)計技術(shù),并在某領(lǐng)域有所特長,成為競爭力強的電子技術(shù)專業(yè)人才。
三、建立電子設(shè)計競賽培訓體系
我們建立的培訓體系從宣傳報名、中間教學環(huán)節(jié),一直到最后參賽。
1.加強宣傳,吸引優(yōu)秀學生參與電子設(shè)計競賽。我校工程訓練中心承擔了全校的電子實習教學任務,我們在每學年第一學期開展電子設(shè)計競賽的培訓報名工作。通過PPT介紹和視頻展示,在學生中間宣傳和普及電子競賽的知識;并邀請我校曾在電子設(shè)計競賽中獲獎的學生,介紹自身參與電子設(shè)計競賽的成長經(jīng)歷及對未來發(fā)展的益處。報名采用學生自主報名和教師推薦相結(jié)合,通過初審、面試等一系列環(huán)節(jié),選拔優(yōu)秀學生參加電子設(shè)計競賽培訓。
2.電子基礎(chǔ)訓練。學生報名、選拔工作完成后,于當年10月份左右開始為期一學期的基礎(chǔ)培訓。培訓時間為12周,培訓內(nèi)容以8051單片機為主,輔以簡單模擬電路。選擇以單片機為主的培訓,是因為單片機入門較模擬電路容易,學生往往有成就感,不至于中途退出。8051單片機培訓包括I/O口、鍵盤、顯示、中斷、定時和AD轉(zhuǎn)換等編程,有教師講解、單片機教學視頻等,每位培訓同學配發(fā)一塊單片機開發(fā)板,從而創(chuàng)造良好的學習環(huán)境。簡單模擬電路包括運算放大、有源濾波、比較電路和NE555信號發(fā)生等常規(guī)電路的制作訓練?;A(chǔ)電子技術(shù)培訓最后是制作一個綜合項目,結(jié)合前面學習的內(nèi)容,制作一個簡單綜合項目“紅外測距儀”,作為對學生一學期來學習的考核。
3.綜合項目化訓練。完成了以上基礎(chǔ)訓練,在每學年第二學期(3月份)開始項目化訓練。完成3個綜合項目的制作,我們通過自定題目或選擇歷年國賽,內(nèi)容、技術(shù)指標可適當降低。為了提高教學質(zhì)量,每個項目都對學生考核,并有以下教學流程:布置任務、教師講解、過程指導、作品驗收、學生交流和教師點評等,這些過程保證了教學質(zhì)量。對制作不認真、完成不好的學生警告乃至最后淘汰。
4.暑期集訓。暑期集訓是提高學生參賽水平的關(guān)鍵。主要做歷年國賽和省賽真題,每周完成1題,教學流程齊全:布置任務、教師講解、過程指導、作品驗收、學生交流和教師點評等,要求學生按題目的要求和技術(shù)指標嚴格、認真制作,鼓勵學生采用新技術(shù)、新器件,以降低電路復雜度、提高電路指標。在臨近比賽時,我們安排學生一次模擬比賽,按比賽要求4天時間完成,完成后統(tǒng)一驗收、評獎,由于我校承辦過浙江省大學生電子設(shè)計競賽,這個模擬比賽環(huán)節(jié),學生能感受比賽的真實狀況,從中受益匪淺。
5.競賽指導和服務工作。競賽期間,每組學生都有1~2名指導教師負責指導和把關(guān),包括幫助學生申題、方案分析、過程指導、指標檢查等,并在學校的大力支持下,安排相關(guān)人員,做好各種競賽服務工作,例如水電、網(wǎng)絡等,競賽期間的飲食安排得當,由學校食堂一日三餐和夜點心送到比賽地點,減少學生負擔。競賽期間元件采購和管理,賽前盡量采購齊全的元件,競賽期間安排專人和專車采購,做到學生上午提出采購需求,下午能拿到元件。競賽個別題目會用到一些機械組件,做到學生上午提出需求,下午或第2天上午能加工好所需的組件。
6.其他。為了保證競賽教學的順利進行,還需加強了實驗室建設(shè)工作,增添先進儀器,例如數(shù)字示波器、程控電源、DDS信號發(fā)生器等。建立了競賽元件庫,各種常用、專用元件齊全,分門別類安放在柜子和元件和中,做到種類齊全,能滿足競賽各種題型的需求。建立了機械加工室和電路板加工室學生在訓練和競賽期間,可完成簡單機械加工,例如鉆孔、切割等;可完成電路板的制作,例如轉(zhuǎn)印、腐蝕等。
四、結(jié)論
通過以上對競賽的問題分析,并建立競賽的培訓體系,我校學生參賽成績得到了極大提高,在2012年我省的電子設(shè)計競賽中,獲得6個一等獎,成績位列全省第一;在2013年全國大學生電子設(shè)計競賽中,首次取得全國一等獎,在我省也位居前3位,這也是對我們工作的極大鼓勵。今后我們打算繼續(xù)完善競賽的培訓,力爭在今后的比賽中,取得更好的成績。
作者:張珂肖文華工作單位:中國計量學院