黃鶯

【摘 要】分析學(xué)生在電子設(shè)計(jì)大賽過程中存在的問題，闡述提高電子設(shè)計(jì)大賽指導(dǎo)實(shí)效性的做法。

【關(guān)鍵詞】電子設(shè)計(jì)大賽 指導(dǎo) 實(shí)效性

【中圖分類號】G【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）09C-

0024-02

電子設(shè)計(jì)大賽是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生學(xué)科競賽之一，是面向大學(xué)生的群眾性科技活動，為在校大學(xué)生提供一個(gè)相互學(xué)習(xí)、相互促進(jìn)和檢驗(yàn)自身能力的大平臺。近年來，電子設(shè)計(jì)大賽開展得紅紅火火，參賽規(guī)模和人數(shù)逐年增大，成為各高校和全社會廣泛關(guān)注的一件大事?；诖?，本文對如何提高電子設(shè)計(jì)大賽指導(dǎo)實(shí)效性進(jìn)行思考。

一、學(xué)生在電子設(shè)計(jì)大賽過程中存在的問題

筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在電子設(shè)計(jì)大賽過程中存在以下問題。一是基礎(chǔ)知識不扎實(shí)，知識面不夠?qū)?。電子設(shè)計(jì)大賽涉及的知識面包括模擬電子、數(shù)字電子、單片機(jī)等方面的知識。學(xué)生在確定選題后，提出的設(shè)計(jì)方案不盡理想，方案的論證不充分，導(dǎo)致完成得不太理想。很多的方案也是課本固定的、死板的，沒有創(chuàng)新性，缺乏綜合性、設(shè)計(jì)性。二是對新技術(shù)的掌握不到位。學(xué)生對新器件、新技術(shù)的應(yīng)用能力比較差，比如FPGA技術(shù)應(yīng)用、模擬電路芯片應(yīng)用、新的開發(fā)工具、典型的專用的集成電路等。三是對計(jì)算機(jī)和儀器的使用不熟練。每年的比賽都要求學(xué)生通過計(jì)算機(jī)完成原理圖的繪制，并使用打印機(jī)打印相關(guān)的文檔。筆者在指導(dǎo)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生都具備計(jì)算機(jī)、EWB、PROTEL的使用能力，但是都不夠熟練，導(dǎo)致浪費(fèi)太多的時(shí)間，影響了比賽的進(jìn)度。還有部分學(xué)生對比較先進(jìn)的子儀器，比如新示波器的使用，明顯存在不足。四是主動學(xué)習(xí)意識不強(qiáng)。在培訓(xùn)或指導(dǎo)的過程中，如果指導(dǎo)教師不在場，學(xué)生經(jīng)常會分散精力。此外，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力不足，在設(shè)計(jì)方案、程序的實(shí)現(xiàn)上都存在依靠教師的現(xiàn)象。學(xué)生沒有認(rèn)真思考、沒有主動學(xué)習(xí)，處于被動狀態(tài)，應(yīng)付培訓(xùn)。五是動手能力欠缺。大部分學(xué)生在培訓(xùn)或比賽中都過多地傾向軟件仿真。因此，每次比賽，都會遇到仿真都實(shí)現(xiàn)了，但產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)不了的現(xiàn)象。這是因?yàn)榉抡婧蛯?shí)際的產(chǎn)品制作存在很大的區(qū)別。六是應(yīng)變能力不足。很多學(xué)生在接到項(xiàng)目題目時(shí)，就埋頭去實(shí)施，完全按照比賽的要求逐一去實(shí)現(xiàn)，當(dāng)故障或意外出現(xiàn)時(shí)，不知所措。七是團(tuán)隊(duì)意識不強(qiáng)。同組中的兩個(gè)同學(xué)，有時(shí)各自設(shè)計(jì)各自的，不交流也不討論；或者一個(gè)同學(xué)獨(dú)自忙，另外一個(gè)同學(xué)不參與進(jìn)來，兩個(gè)人未能一起總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。八是技術(shù)文檔質(zhì)量不高。從設(shè)計(jì)內(nèi)容到格式都存在不足，電路設(shè)計(jì)缺少理論支撐，缺少必要的公式推導(dǎo)，甚至存在邏輯問題。學(xué)生對數(shù)據(jù)的記錄、分析、總結(jié)、歸納不夠重視。

二、提高電子設(shè)計(jì)大賽指導(dǎo)實(shí)效性的做法

為了提高電子設(shè)計(jì)大賽指導(dǎo)的實(shí)效性，筆者結(jié)合自身的實(shí)際情況，總結(jié)出一些做法。

（一）賽前“三備”。一是“備”學(xué)生和教師。先討論“備”學(xué)生。開展一系列的學(xué)院技能節(jié)，主要針對大一的學(xué)生，比賽題目由相關(guān)專業(yè)的任課教師統(tǒng)一討論確定，然后下發(fā)給學(xué)生，學(xué)生根據(jù)選題任務(wù)進(jìn)行選題，或者根據(jù)自己的興趣愛好自擬題目，報(bào)給教師備案，每組學(xué)生配有1～2名指導(dǎo)教師，比賽時(shí)間為2～3個(gè)月。在這段時(shí)間內(nèi)，教師指導(dǎo)學(xué)生完成作品設(shè)計(jì)與制作。比賽結(jié)束后，聘請相關(guān)專業(yè)的教師、專家對作品進(jìn)行驗(yàn)收。選拔出一批初步具備電路設(shè)計(jì)能力、編程能力的學(xué)生，為后續(xù)的比賽提供保障。接著，對這部分學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，并明確各自的分工。接下來討論“備”教師。比賽是一件又累又苦的差事，選出甘為比賽奉獻(xiàn)的教師很重要，這樣才能保證比賽的順利進(jìn)行?？舍槍ν甑馁愵}，借鑒他人的經(jīng)驗(yàn)，有批判地采用成熟設(shè)計(jì)，從自動控制、智能儀器、數(shù)據(jù)采集、通信裝置、常用典型電子線路五個(gè)方向有針對性地選拔教師，明確分工，制訂預(yù)案。

二是“備”儀器設(shè)備和元器件。儀器設(shè)備和元器件的準(zhǔn)備是否充分關(guān)系到比賽能否成功。在比賽前，根據(jù)往年的比賽購置一部分儀器和元器件，在平時(shí)就加強(qiáng)對這些儀器和元器件的使用。尤其在比賽前幾天，根據(jù)組委會在網(wǎng)上公布的所需儀器、電子元件清單和參考的選題，準(zhǔn)備好相關(guān)材料，對公布的儀器設(shè)備進(jìn)行操作和培訓(xùn)、使用；查找相關(guān)資料熟悉所需元器件技術(shù)參數(shù)、引腳、結(jié)構(gòu)、使用注意事項(xiàng)等。參賽隊(duì)員應(yīng)知道元器件庫中已有的元器件。這一部分應(yīng)“早”字當(dāng)頭，力爭主動。在前期準(zhǔn)備工作中，早研究、早動手。

三是“備”場地和后勤。學(xué)校應(yīng)將參賽學(xué)生相對集中在一個(gè)或者幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行競賽，便于組織人員巡查。此外，還要保證競賽場地有足夠的測試空間。競賽期間需保證水電的供應(yīng)，注意防暑降溫的條件，同時(shí)要求在競賽場地附近有臨時(shí)休息的場所等。同時(shí)，還需要撥相應(yīng)的比賽經(jīng)費(fèi)，用于比賽過程中的開支。

（二）賽前“四培”。根據(jù)電子設(shè)計(jì)大賽的內(nèi)容和特點(diǎn)，需要對學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。在訓(xùn)練過程中，可實(shí)施“四培”培訓(xùn)方案，即培訓(xùn)基礎(chǔ)知識、培訓(xùn)模塊、培訓(xùn)綜合設(shè)計(jì)、培訓(xùn)心理素質(zhì)和應(yīng)變能力。

一是培訓(xùn)基礎(chǔ)知識。競賽對學(xué)生最基礎(chǔ)的知識要求包括：電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、C語言編程（面向硬件）。基礎(chǔ)知識訓(xùn)練的目標(biāo)是達(dá)到基本知識牢固，會看電路原理圖，會設(shè)計(jì)PCB板，會焊接安裝，會測試，會查找資料，會撰寫文檔。加強(qiáng)和鞏固競賽涉及的一些課程如模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路、單片機(jī)、可編程邏輯器件、傳感器與檢測技術(shù)等，尤其是模擬電子技術(shù)，同時(shí)注意與應(yīng)用密切相關(guān)的基礎(chǔ)知識，如各種放大器的工作原理及計(jì)算、應(yīng)用，運(yùn)放工作原理及計(jì)算、比較器的原理及應(yīng)用，各種振蕩器的應(yīng)用，電源等；此外，還有基本組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)思想和應(yīng)用。

此外，還應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)生進(jìn)行焊接水平的培訓(xùn)，加強(qiáng)學(xué)生對常見的各測量儀器的使用，培養(yǎng)學(xué)生使用互聯(lián)網(wǎng)查閱資料的能力，以及培訓(xùn)學(xué)生對技術(shù)報(bào)告的撰寫等。技術(shù)報(bào)告是競賽作品不可缺少的部分，其撰寫的水平直接反映參賽學(xué)生的能力，也關(guān)系作品成功與否，同時(shí)，更體現(xiàn)參賽學(xué)生的設(shè)計(jì)思想、實(shí)現(xiàn)手段以及測試結(jié)果等方面。

這一部分主要培養(yǎng)學(xué)生的13項(xiàng)技能，主要包括：資料收集整理和英語資料閱讀的能力；自學(xué)能力；文檔組織與撰寫能力；PCB制版能力；焊接與裝配能力；電子儀器的使用能力；系統(tǒng)調(diào)試與故障排除能力；基本模擬單元電路的設(shè)計(jì)能力；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成能力；處理器設(shè)計(jì)與應(yīng)用能力（51單片機(jī)、TI的DSP、ARM）；EDA開發(fā)與應(yīng)用能力（FPGA、CPLD、PAC、SOPC）；編程能力（C語言、VHDL、匯編）；新器件學(xué)習(xí)與使用能力。

二是培訓(xùn)模塊。培訓(xùn)模塊是賽前訓(xùn)練的主要內(nèi)容，也是為比賽所做的直接物質(zhì)準(zhǔn)備。在訓(xùn)練中要求學(xué)生分組設(shè)計(jì)接口規(guī)范、功能獨(dú)立、資源共享、易于組合的模塊。硬件模塊主要有：單片機(jī)最小系統(tǒng)、可編程邏輯器件最小系統(tǒng)、A/D與D/A電路、信號放大電路、信號發(fā)生和處理電路、聲音報(bào)警電路、壓力、光電等傳感器應(yīng)用電路、功率驅(qū)動電路、顯示電路、鍵盤電路以及多路電源。軟件模塊應(yīng)包含如下部分：鍵盤和顯示處理、數(shù)據(jù)采集與處理、控制算法、通信、定時(shí)、波形產(chǎn)生及脈沖寬度調(diào)制、輸入輸出控制等。

模塊訓(xùn)練的內(nèi)容和目標(biāo)是由淺入深，循序漸進(jìn)，有計(jì)劃地進(jìn)行培訓(xùn)，獨(dú)立完成電子電路模塊設(shè)計(jì)與制作，組織各種形式的學(xué)習(xí)討論會，促進(jìn)信息交流，及時(shí)整理歸檔，建立相關(guān)硬件、軟件、資料的“共享資源庫”。模塊訓(xùn)練分幾個(gè)階段進(jìn)行，每個(gè)階段都要舉行學(xué)生作品展示，以參賽小組為單位讓學(xué)生講解作品的實(shí)現(xiàn)原理、方法和手段，以及在調(diào)試過程中遇到的問題等，學(xué)校組織專家進(jìn)行點(diǎn)評，學(xué)生對點(diǎn)評后的作品進(jìn)行性能改進(jìn)。

三是培訓(xùn)綜合設(shè)計(jì)。綜合設(shè)計(jì)體現(xiàn)學(xué)生的綜合能力，可以檢驗(yàn)學(xué)生對所學(xué)知識掌握的程度，是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)綜合能力的重要手段。這一項(xiàng)目的培訓(xùn)主要采用模擬比賽或?qū)崙?zhàn)的方式進(jìn)行，嚴(yán)格按照比賽的要求進(jìn)行。采用模擬比賽的方式與正式比賽的環(huán)境大致相同，可以真實(shí)地反映學(xué)生的能力和水平，體現(xiàn)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。根據(jù)比賽的評分材料，并結(jié)合實(shí)際工作的要求，查閱資料，方案設(shè)計(jì)及論證，電路圖繪制、PCB板設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制作和調(diào)試，最后得出實(shí)物。建議在綜合設(shè)計(jì)培訓(xùn)時(shí)，同一個(gè)制作題目讓兩組或兩組以上參賽隊(duì)員采用不同的設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)，然后比較制作實(shí)物的性能參數(shù)，加深學(xué)生對不同器件、不同模塊特性的認(rèn)識。尤其是在比賽過程中，一個(gè)學(xué)校所選的題目不要過多，否則會分心。通過實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，可以找出學(xué)生實(shí)際制作過程中出現(xiàn)的問題，這樣可以避免在實(shí)際比賽中出現(xiàn)問題后無法解決的困境，讓比賽更順利。培訓(xùn)完成后應(yīng)立即分析和總結(jié)，對出現(xiàn)的問題在下一次要注意，不要重復(fù)發(fā)生。

四是培訓(xùn)心理素質(zhì)和應(yīng)變能力。學(xué)生的心理素質(zhì)和應(yīng)變能力直接影響比賽的質(zhì)量，因此，應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行心理素質(zhì)和應(yīng)變能力的培訓(xùn)。學(xué)生在比賽過程中，遇到問題要沉著冷靜、不慌張、不自亂陣腳，能分析問題所在，并迅速采取相應(yīng)的措施加以解決。此外，遇到問題時(shí)要相互鼓勵(lì)。另外，為了比賽成績，應(yīng)明智地做出取舍，能爭取一分是一分，以確保比賽的最好成績。

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【基金項(xiàng)目】2010新世紀(jì)廣西高等教育教改工程項(xiàng)目重點(diǎn)項(xiàng)目（2010JGZ084）

【作者簡介】黃 鶯（1980- ），男（壯族），廣西武宣人，碩士，柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向：智能檢測與控制技術(shù)。

（責(zé)編 蘇 洋）