電子設(shè)計(jì)競賽對CDIO體系革新的作用范文

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CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。從2000年起，由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)創(chuàng)立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的國際合作組織。以工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向、工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的CDIO高等工程教育模式以構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施及運(yùn)作全過程為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力;調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，同時(shí)使學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中逐漸掌握思考問題、解決問題的方法，提高其創(chuàng)新實(shí)踐能力［1］。

全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽是由教育部高等教育司和信息產(chǎn)業(yè)部人事司共同主辦，面向電類專業(yè)大學(xué)生的科技活動(dòng)，目的在于推動(dòng)全國高等學(xué)校信息與電子類學(xué)科的課程體系和課程內(nèi)容的改革。引導(dǎo)高校在教學(xué)中強(qiáng)化培養(yǎng)大學(xué)生的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)，以及訓(xùn)練動(dòng)手能力和工程實(shí)踐能力，鼓勵(lì)廣大學(xué)生踴躍參與課外科技活動(dòng)，把他們的主要精力吸引到學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)上來，同時(shí)為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。競賽的特色是與高等學(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［2－4］。

大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽賽期為四天三夜，在競賽期間參賽學(xué)生要完成:選題立項(xiàng)、理論設(shè)計(jì)、器件選擇、方案比較、實(shí)際制作、調(diào)試、測試、技術(shù)報(bào)告寫作等諸多工程環(huán)節(jié)，在為參賽學(xué)生提供了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力的空間同時(shí)，尤其突出工程實(shí)踐中的自主性和創(chuàng)新性特點(diǎn)，填補(bǔ)了工程實(shí)踐教育的空白，使參賽學(xué)生的工程實(shí)踐能力得到了切實(shí)的提高［5］。我校是應(yīng)用型本科院校，人才培養(yǎng)目標(biāo)定位在以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，在確保具備專業(yè)知識(shí)能力的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐、創(chuàng)新。自2001年第一次參加全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽至今已10年了，學(xué)校和系里十分重視全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽工作，在上下共同努力下取得了較好的成績，歷屆學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力得到的很大的提高。而在電子設(shè)計(jì)競賽的集訓(xùn)、參賽過程中對教學(xué)改革的促進(jìn)，特別是cdio教育模式的改革起到了積極的作用。

1結(jié)合電子設(shè)計(jì)競賽，制定符合CDIO教育模式的專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃

大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽于每年的九月份舉行，分為全國賽與省賽，其中奇數(shù)年是全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽，偶數(shù)年是福建省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽，由于電子設(shè)計(jì)競賽的時(shí)間安排在每學(xué)年的期初舉行，使得參加競賽的學(xué)生主體是剛進(jìn)入大四的學(xué)生，過去的培養(yǎng)計(jì)劃中四年級上學(xué)期才安排主要的專業(yè)方向課程，參加競賽的學(xué)生往往還沒有接受專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，若是剛進(jìn)入三年級的學(xué)生參加競賽，他們所學(xué)習(xí)的專業(yè)課程及受到的訓(xùn)練就更少了，這種按部就班的培養(yǎng)模式無法適應(yīng)電子競賽的要求，更不用說是以工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的CDIO的教學(xué)模式了［7－8］。因此，針對電子設(shè)計(jì)競賽及應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，我系從人才培養(yǎng)方案的變革上做了大膽的嘗試，主要有以下幾個(gè)方面:

(1)專業(yè)基礎(chǔ)必修課中專業(yè)核心課程基本不變，只對部分課程中進(jìn)行整合及增減，調(diào)整如下:①“電路”課程的授課內(nèi)容進(jìn)行整合，“電路(下)”中增加“復(fù)變函數(shù)與積分變換”的內(nèi)容，課時(shí)由48學(xué)時(shí)增加到56學(xué)時(shí)，取消系級選修課“復(fù)變函數(shù)與積分變換”，增設(shè)針對電子設(shè)計(jì)競賽的“電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”系級選修課，分別在三、五、七學(xué)期的暑假進(jìn)行。②增設(shè)“電機(jī)及應(yīng)用技術(shù)”課程，該課程與電氣專業(yè)的電機(jī)原理課程有很大的不同，電氣專業(yè)的電機(jī)原理課程，課時(shí)較多，但內(nèi)容以交、直流電機(jī)為主要對象，電子信息工程專業(yè)所開設(shè)的電機(jī)及應(yīng)用技術(shù)，課時(shí)少，但介紹的電機(jī)種類較多，以電機(jī)基本原理學(xué)習(xí)為主，將其作為電子控制的元件來學(xué)習(xí)，以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，提高競爭力。③“PIC單片機(jī)技術(shù)”課程提前至第四學(xué)期，和“電路(下)”、“模擬電子技術(shù)”同步開設(shè)，確保暑期參加電子設(shè)計(jì)競賽的二年級學(xué)生初步掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，為暑期集訓(xùn)打下基礎(chǔ)，這門課程以CDIO模式進(jìn)行教學(xué)，以工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)為目的，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，先建立工程概念，了解單片機(jī)的基本應(yīng)用技術(shù)，邊做邊學(xué)。

(2)重視專項(xiàng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置做了如下調(diào)整:①原電子工藝與整機(jī)安裝的項(xiàng)目內(nèi)容改為PIC單片機(jī)工藝及安裝，配合第4學(xué)期的PIC單片機(jī)技術(shù)課程，在PIC單片機(jī)技術(shù)課程中，可以直接使用學(xué)生自己安裝的單片機(jī)開發(fā)板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過自己安裝調(diào)試的單片機(jī)開發(fā)板學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，理論聯(lián)系實(shí)際。②近年來，DSP技術(shù)的應(yīng)用越來越廣，具備DSP的應(yīng)用能力是電子信息工程專業(yè)學(xué)生的必備能力之一，在實(shí)踐教學(xué)中，增設(shè)2周的DSP應(yīng)用技術(shù)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，希望通過實(shí)踐課程的訓(xùn)練，提高學(xué)生應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)的能力。

2以課題項(xiàng)目為基礎(chǔ)的競賽培訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力

每年暑期的競賽培訓(xùn)階段，根據(jù)歷年來全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽的課題方向，如:電源類、電路類、無線電類、機(jī)電一體化類等，設(shè)計(jì)一些綜合性項(xiàng)目供學(xué)生選擇，要求學(xué)生自行組隊(duì)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成軟硬件設(shè)計(jì)，制作作品，并提交報(bào)告。在暑期培訓(xùn)過程中根據(jù)學(xué)生年級的高低采取不同的培養(yǎng)方法，一年級的學(xué)生以基本技能培訓(xùn)為主，指導(dǎo)教師提供基礎(chǔ)技能的講義，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識(shí)及技能，掌握手工印刷電路板的制作工藝，自主學(xué)習(xí)protel等EDA工具，要求學(xué)生在集訓(xùn)中掌握簡單電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)及制作能力。二、三年級的學(xué)生以項(xiàng)目培訓(xùn)為主，按照電子競賽模式引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)歷屆電子競賽的課題方向，自主選項(xiàng)，完成立項(xiàng)、方案論證、電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、安裝調(diào)試、測試，到最終的總結(jié)報(bào)告等過程。在培訓(xùn)過程中，教師起指導(dǎo)作用，不直接參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)，而是培養(yǎng)學(xué)生正確地查找資料、分析問題、解決問題的綜合能力，鼓勵(lì)學(xué)生小組獨(dú)立討論，互相交流，充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，同時(shí)在項(xiàng)目實(shí)踐中逐漸掌握思考問題、解決問題的方法，提高其創(chuàng)新實(shí)踐能力。

3電子設(shè)計(jì)競賽為工程教育改革打下良好基礎(chǔ)

(1)促進(jìn)教師業(yè)務(wù)水平提高，為CDIO的項(xiàng)目管理積累經(jīng)驗(yàn)在電子設(shè)計(jì)競賽指導(dǎo)過程中需要指導(dǎo)教師具有扎實(shí)的理論知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過指導(dǎo)競賽，對教師業(yè)務(wù)水平的提高也有很大的促進(jìn)作用。由于競賽命題范圍廣，涉及多門課程內(nèi)容，并且與新技術(shù)的應(yīng)用緊密結(jié)合，要求指導(dǎo)教師要有很寬的知識(shí)面。剛走上工作崗位不久的青年教師往往只承擔(dān)一兩門課程教學(xué)，知識(shí)結(jié)構(gòu)較單一，動(dòng)手能力較薄弱，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)比較缺乏，但對新技術(shù)、前沿技術(shù)的接觸較多;老教師經(jīng)驗(yàn)豐富，但新技術(shù)的掌握上又略有不足。為發(fā)揮特長實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，指導(dǎo)教師隊(duì)伍也進(jìn)行整合，在指導(dǎo)小組中考慮學(xué)科互補(bǔ)，年齡和特長互補(bǔ)，教師在指導(dǎo)學(xué)生競賽過程中相互學(xué)習(xí)，共同提高，知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的相互滲透補(bǔ)充使指導(dǎo)教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)有了很大的提高。通過承擔(dān)學(xué)生的電子設(shè)計(jì)競賽培訓(xùn)任務(wù)，指導(dǎo)教師隊(duì)伍特別是青年教師們在新技術(shù)新方法的應(yīng)用上得到了很快的提高，動(dòng)手能力得到了鍛煉，知識(shí)結(jié)構(gòu)和專業(yè)技術(shù)水平也更加全面［9］。另一方面，電子設(shè)計(jì)競賽是一個(gè)系統(tǒng)工程，教師不僅僅要指導(dǎo)競賽項(xiàng)目，四天三夜的競賽時(shí)間中，還涉及到后勤保障、元器件采購、學(xué)生管理等方面工作，這些都為教師參與CDIO的項(xiàng)目管理積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

(2)促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)中心硬件條件的改善為滿足電子競賽需要，實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)中心設(shè)立了開放的電子設(shè)計(jì)競賽專用實(shí)踐基地，并提供相關(guān)儀器設(shè)備。近年來，陸續(xù)購置了PCB制版設(shè)備、頻譜分析儀、數(shù)字掃頻儀、數(shù)字電橋、功率開關(guān)電源、失真度測試儀等儀器，為拓寬學(xué)生的知識(shí)面，增強(qiáng)其動(dòng)手能力和運(yùn)用知識(shí)的能力提供了良好的條件。

(3)電子競賽促進(jìn)了人才綜合能力的培養(yǎng)電子設(shè)計(jì)競賽要求3人組隊(duì)參賽，集體計(jì)算成績，參賽同學(xué)在四天三夜中要完成一個(gè)課題項(xiàng)目，從選題、立項(xiàng)、方案論證、實(shí)施、設(shè)備調(diào)試、測試直至最后的論文總結(jié)，這對學(xué)生提出了相當(dāng)高的要求，參賽的3名學(xué)生必須互相信任、互相配合、分工合作，對學(xué)生的協(xié)作組織能力提出了考驗(yàn)。只有相互提醒、相互鼓勵(lì)、共度難關(guān)，出現(xiàn)問題時(shí)不互相埋怨，才有可能取得最后的成功。比賽過程中，作品不可能一次完成，很多作品都是在一次又一次的失敗中，經(jīng)過多次調(diào)試、查找故障并予以排除后才最終完成，只有具有鍥而不舍的精神，才能在遇到困難時(shí)決不放棄，才能取得最后的成功，這也培養(yǎng)了學(xué)生肯吃苦、迎難而上的品質(zhì)。同時(shí)電子設(shè)計(jì)競賽時(shí)間緊迫，4天競賽期間往往會(huì)出現(xiàn)各種意想不到的結(jié)果，對學(xué)生應(yīng)變能力也是很好的鍛煉和提高［10］。每年的競賽的課題都是電子技術(shù)發(fā)展中較為先進(jìn)的項(xiàng)目，在競賽中時(shí)常要用到新的芯片、新的應(yīng)用理論，這就要求學(xué)生查閱大量的文獻(xiàn)資料，在競賽培訓(xùn)中，加強(qiáng)了相關(guān)能力的訓(xùn)練，適當(dāng)提供原版外文器件使用手冊給學(xué)生閱讀，提高專業(yè)閱讀水平。同時(shí)競賽的時(shí)間是有限的，這就要求參賽者要有較強(qiáng)的分析判斷能力，必須在較短的時(shí)間內(nèi)迅速、準(zhǔn)確地找到自己所需的信息。通過培訓(xùn)和競賽，學(xué)生查閱資料、獲取信息的能力也得到了很大的提高。

4結(jié)束語

以大學(xué)生電子競賽活動(dòng)為依托，以工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向、工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的CDIO工程教育模式與我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的辦學(xué)方向不謀而合，為滿足社會(huì)對具有較強(qiáng)實(shí)踐能力工程技術(shù)人才的需求，我校多年來在電類專業(yè)積極開展電子競賽學(xué)生科技活動(dòng)，在宣傳動(dòng)員、培訓(xùn)項(xiàng)目指導(dǎo)管理、系統(tǒng)培訓(xùn)等方面積累了經(jīng)驗(yàn)，取得了了良好的效果。在該項(xiàng)競賽引導(dǎo)下，我校電類專業(yè)不斷優(yōu)化基礎(chǔ)知識(shí)、進(jìn)行相關(guān)課程教學(xué)改革及試驗(yàn)室和學(xué)生創(chuàng)新基地的建設(shè)，為我校CDIO改革打下了良好基礎(chǔ)，也取得了豐碩的成果，在近年的福建省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽，全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽中取得優(yōu)異成績，參加過電子設(shè)計(jì)競賽的學(xué)生在畢業(yè)后的就業(yè)中也給用人單位留下很好的影響，大大提高了我校的知名度。