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1引言
高校電類本科專業指通信工程專業、電子與信息工程專業、電子科學與技術專業、電子信息科學與技術專業、計算機科學與技術專業、自動化專業、電氣工程和自動化專業等.這些電類專業在專業基礎理論課、實踐教學體系方面有許多共同之處,是參加電子設計競賽的主力軍.全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一,是面向大學生的群眾性科技活動,目的在于推動高等學校促進信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革,有助于高等學校實施素質教育,培養大學生的實踐創新意識與基本能力、團隊協作的人文精神和理論聯系實際的學風;有助于學生工程實踐素質的培養、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力;有助于吸引、鼓勵廣大青年學生踴躍參加課外科技活動,為優秀人才的脫穎而出創造條件.
2高校電子設計競賽的組織
全國大學生電子設計競賽由教育部高等教育司和信息產業部人事司共同主辦,負責領導全國范圍內的競賽工作.各地競賽事宜由地方教委(廳、局)統一領導.為保證競賽順利開展,組建全國及各賽區競賽組織委員會和專家組.以高等學校為基本參賽單位,參賽學校應成立電子競賽工作領導小組,負責本校學生的參賽事宜,包括組隊、報名、賽前準備、賽期管理和賽后總結等.高校在組建成立電子競賽工作領導小組時,如果學校電類專業單一,可設常設機構,由具體電類專業所在院系負責、教務處、學生處、團委、后勤集團等單位參與;若學校電類專業較多,可由電類專業相關院系輪流擔任理事,按屆組織,其它院系積極參與,教務處、學生處、團委、后勤集團等單位參加,適當引入競爭機制.在參賽小組的選拔中,首先由學生自由組隊報名,要求組隊后的3個隊員各自具有較強的能力且隊員之間能配合默契,在單片機系統設計與應用,模擬和數字電路的應用,硬件焊接與調試,計算機編程以及撰寫設計報告論文等方面要有所分工;然后組織報名參賽隊進行選拔考試,內容包括模擬電路、數字電路、單片機、傳感器等方面的基本知識及應用,典型測量系統的設計方案,對電子競賽的了解,參加競賽的優勢自述等;最后指導教師根據各參賽隊成員選拔考試的結果、面試表現以及綜合考慮各參賽隊在團隊合作、硬件制作、軟件編程、報告撰寫能力等方面的實力,確定參加競賽的組數和各組成員.電子設計競賽的命題范圍廣,涉及到電子技術(模擬電路、數字電路)、高頻電子線路、通信原理、單片機技術、可編程器件等多門課程,并鼓勵新技術的應用.這就要求賽前指導老師要有更寬的知識面和更豐富的實踐經驗.年青教師對新技術、新軟件上手快,但實踐經驗缺乏,老教師經驗豐富但計算機應用和新技術的掌握上又有不足.為了發揮特長,實現互補,在賽前指導上成立賽前指導小組,在小組中注意年齡和特長的結合,注意學科的結合.教師在指導學生的過程中相互學習,共同提高.知識和經驗的相互滲透和補充促進指導老師的業務素質的提高,這使教師能夠在日常的教學和科研中發揮更大的作用,推動師資隊伍建設.
3參賽學生的培訓
3.1參賽學生的現狀參加電子設計競賽的學生一般是大學二、三年級的學生,已學習了很多相關課程的理論知識,也具有一定的實踐能力,特別是在外語能力、計算機能力、單片機編程能力、查閱文獻能力方面.但是在模擬電路,單片機硬件,電路安裝工藝,如何根據系統性能指標設計電路方案和確定單元電路的性能指標,單元電路調試排錯能力,系統的聯調方面卻存在著一定的不足.學生在此前的課程中,雖然學習過一些電子設計制作中常用的軟件,如Protel電子原理圖的設計,印刷電路板設計繪制,以及電子邏輯分析仿真等,但是缺乏一定的深度,其熟練程度需加強.常規電子儀器(如示波器、信號發生器、仿真器、掃頻儀、萬用表等)的使用不夠熟練.雖然學生在電工電子、電子線路等實驗課中使用過常規電子儀器,但是往往更換型號后就不能很快地熟練使用,影響電路的調試速度.另外學生的“單片機原理與技術”課程實驗通常采用普通的51單片機,而電子競賽往往會使用一些功能強大的單片機,因此在開發工具和仿真器方面存在差異.學生在培訓期間,要加強理論與實踐的結合,使學生在電子競賽中涉及的知識點的深度和實踐動手能力方面能得到很快的提升,這樣才能確保在電子競賽期間順利完成競賽的設計任務.為了鼓勵電類大學生積極參加電子設計競賽培訓全部過程(包括前期課程與后期競賽培訓),可在完成競賽訓練作品設計與設計報告后,由指導教師給出相應成績,可替代相應一門課程或實踐環節的成績,如“電子系統設計”、“認識實習”、“電子技術課程設計”等.
3.2培訓內容選擇、方案討論及實際制作如何在一個相對短的時間內盡快地提高參賽學生的設計開發和實踐動手能力是培訓階段要解決的關鍵問題,在輔導中采用實戰訓練的方法,即模擬進行一次次的競賽過程.包括給各組布置不同的設計題目、限時提交設計方案、全體隊員集中由各組分別介紹設計方案并進行交流討論、指導教師點評、各組分別實際制作、撰寫設計總結報告,最后進行實物演示和總結答辯,這樣盡管每個組只具體設計制作了一個系統,但是通過互相交流,對其它組所涉及的技術也有較系統的了解,在以后類似技術的實際設計制作過程中能起到事半功倍的效果.在培訓開始時,向參賽學生詳細介紹大學生電子競賽的競賽規則、競賽命題、評審和評獎等方面的情況,邀請已參加過電子競賽的高年級學生介紹參賽期間的注意事項及參賽體會;對歷年的大學生電子競賽題目、實現的方案、獲獎小組的總結報告等進行深入的破析和討論;讓參賽學生對競賽及要求有一個全面的了解.引導學生既要重視困難又不能畏懼困難,在充分認識本小組的優勢與弱勢的情況下,心理上充分地做好艱苦訓練的準備.
組織責任心強、具有相當專業技術水平和經驗豐富的老師,針對電子競賽的特點,在模擬電路、數字電路、單片機應用技術方面進行講解,講解中對基本電路的原理,實現的方法,相關電路的主要性能指標及測試方法、設計及調試中需要注意的事項作簡明的介紹,對涉及的電子元件進行實物展示,對一些輔助設計軟件、查閱科技論文的方法及常用的電子元器件及應用的網站作一些推薦性的介紹.從歷年的競賽題目中確定各參賽小組的第一次訓練題目,盡量做到各參賽小組選擇不同的訓練題目,按照電子競賽的要求,規定在一個適當的時間內完成實物的制作、性能指標的測試、總結報告的撰寫.然后由各小組對訓練情況進行詳細的介紹,各小組之間展開廣泛的討論,商討是否有更好的實現方案,設計的電路及測試的結果是否合理,撰寫的報告是否嚴謹,盡可能地發現訓練中的不足之處,輔導老師根據各組的完成情況進行講評.要求各小組根據討論情況在1~2天時間內完善制作的實物及報告,同時要求各小組對另外小組的實物進行測試,通過相互交流在相對短的時間內能掌握更多的知識.在第一個實際系統設計后,協商電子設計競賽第二次訓練題目,要求盡可能多地涉及未曾接觸的知識點,在規定的時間內完成設計任務,然后各小組演示實物的功能,測試電子系統的各項指標,注重測試方法是否正確,測試性能指標是否符合設計要求,對于差異較大的需要認真分析其原因,找出合理的解決方案并實施.最后,要求各參賽小組認真整理前一階段培訓完成的實物,單元電路要求注明電源要求、詳細且清楚的輸入輸出接口信息,達到的性能指標并形成文字,軟件要求有整體的說明,需要占用的資源說明、語句有詳細的注釋.輔導老師對培訓中出現的問題向學生做詳細的介紹,對競賽中容易出現的問題也需要提醒學生.在參賽的前一天不安排具體的工作,保證學生能休息好,以極佳的狀態參加電子設計競賽.
4競賽過程中的注意事項
4.1注意競賽紀律全國電子設計競賽采用全國統一命題、分賽區,“半封閉、相對集中”的組織方式.競賽題目在競賽開始時打開(如2009年全國大學生電子設計競賽是9月2日8:00正式開始).每支參賽隊限定在提供的A、B、C、D、E、F等題中任選一題;要求認真填寫《登記表》內容,填寫好的《登記表》由賽場巡視員暫時保存.參賽者必須是有正式學籍的全日制在校大學生,應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件(如學生證)供隨時備查.每隊嚴格限制3人,開賽后不得中途更換隊員.競賽期間,可使用各種圖書資料和網絡資源,但不得在學校指定競賽場地以外進行設計制作,不得以任何方式與他人交流,包括教師在內的非參賽隊員必須回避,對違紀參賽隊取消評審資格.競賽開始后,為保證競賽工作順利進行,參賽學校應組織專人負責提供競賽所需設備、元器件、后勤保障等工作.競賽結束后(如2009年全國大學生電子設計競賽是9月5日20:00競賽結束),上交設計報告、制作實物及《登記表》,由專人封存,并在指定時間前送到指定地點.
4.2競賽題目分析及方案設計參賽隊員應仔細閱讀所有競賽題目,根據自己組3個隊員的訓練情況,選擇相應的題目進行參賽制作.選擇題目應注意題目中不應該有知識盲點,即要能夠看懂題目要求.如果不能看懂題目要求,原則上該題目是不可選擇的.設計制作分基本要求和發揮部分,一般各占50分,設計總結報告30-50分(2009年30分,以前50分).應注意的是基本要求的各項分值題目中沒有給出,但在發揮部分給出了各小項的分值,選擇題目時應仔細分析各項要求.確定競賽題目的時間原則上不要超過兩小時,題目一旦選定,中途不要隨意更改.確定競賽題目后,參賽小組的3個隊員應認真討論設計方案,設計方案應考慮制作的可行性,包括元器件是否能夠采購到都必須考慮.設計方案可以提出一到兩個,或者確定一個方案,對有些部分作出兩個或者兩個以上方案.同時應盡快提出元器件清單,確定元器件庫中沒有的元器件,提出采購清單.元器件采購清單應提供元器件名稱、型號、規格、數量、替代型號及規格.確定方案的時間應不超過6小時.
4.3元器件的采購和設計裝配制作元器件采購是保證競賽順利進行的基礎,沒有元器件,作品是不可能制作成功的.因為競賽題目事先不知道,學生作出的設計方案也是各不相同,需要的元器件也是多種多樣的,可以事先準備一些元器件,但不可能完全備齊.競賽中采購是必須的.不同的院校在不同的城市,要保證能夠采購到競賽所需要的元器件,應在競賽開始前兩天,派1-2名老師到比較大的電子市場去采購,找好元器件供應商.競賽開始后,競賽學生不斷的提出需要的元器件清單,由教師去購買,并以最快的速度運送給競賽學生.在競賽中,各隊學生可以按照在訓練中的分工,按照軟件編程、硬件制作、設計總結報告寫作三部分分頭進行,每個隊員各有側重,注意分工合作.設計制作過程中,可以分模塊設計、安裝、調試,一步一步進行.3人之間要注意多溝通,多交流.遇到問題,要冷靜處理,不要慌張.在設計、安裝、調試的每一步,都需要兩人以上進行核對和檢查.特別是到總調試階段,一定要格外小心,通電前一定要兩人以上進行核對和檢查,不要急于通電,否則通電燒掉作品而前功盡棄.作品應該在第四天的下午全部完成,到第四天下午沒有完成的功能和指標,也就不要再做了.很有可能的是,為了追求更好的指標和功能,結果將已完成的部分弄壞了.負責設計總結報告寫作的隊員,要根據軟件和硬件設計隊員提供的電路圖紙、程序清單等設計資料,按照設計總結報告寫作要求進行整理.到第四天上午,除測試數據外,應全部完成.測試數據可以在作品調試完畢,競賽結束前補充到設計總結報告中去.競賽一般在第四天下午8點結束,上交設計報告、制作實物及《登記表》,由賽場巡視員封存.封存時應注意文件完整,符合競賽要求.作品要妥善包裝,要能防止運輸和搬運過程中的沖擊和振動.整個競賽時間是四天三夜,要注意競賽時間的合理安排,注意休息和飲食,參賽學校應組織專人負責提供飲食后勤保障,使參賽學生保持充沛的精力,圓滿完成競賽.
5結論
我校已連續多年參加全國大學生電子設計競賽,年年組織學生進行電子競賽培訓,參加培訓學生的反映較好,參賽小組每屆獲獎.實踐表明我們采取的參賽學生選拔方式,培訓內容的選擇,培訓方式在大學生電子設計競賽培訓輔導過程中收到很好的成效,競賽過程中的注意事項對學生參賽有很好的指導作用,在較短的時間內使學生的工程實踐能力和創新意識能得到很大的提高.