電子設計競賽與電氣信息專業實踐教學改革探索

徐鵬?楊奕?張里?萬文略

摘要：全國大學生電子設計競賽的目的是培養學生的工程能力、設計能力、協作能力。針對參賽學生在競賽過程中暴露出的問題，提出了針對“大基礎、大工程”電氣信息類專業實踐課程體系和教學模式的改革與創新能力培養的具體措施。

關鍵詞：電子設計競賽；“大基礎、大工程”；實踐教學；創新能力

作者簡介：徐鵬（1978-），男，安徽宿松人，重慶理工大學電子信息與自動化學院，講師；楊奕（1970-），男，重慶人，重慶理工大學電子信息與自動化學院，副教授。（重慶 400054）

基金項目：本文系重慶市教委高等教育教學改革重點項目（項目編號：122003）、重慶理工大學高等教育教學改革項目（項目編號：2012020）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）07-0162-02

全國大學生電子設計競賽是由教育部、信產部組織面向高校大學生的創新類科技活動，其目的在于推動高等院校信息與電子類學科課程內容和課程體系的改革，推動高等院校實施的素質教育，培養學生工程應用能力、提高學生解決實際問題及電子設計制作的能力，培養學生團隊協作精神，積極鼓勵青年學生踴躍參加課外科技活動，尤其是在高校青年學生設計創新能力和團隊協作精神培養方面起到了積極的引導和推動作用。

一、全國大學生電子設計競賽的特點

全國大學生電子設計競賽起源于1994年，每2年舉辦1屆，競賽中由3人組隊，自行選題，并在規定的時間完成題目的相應要求。[1]大學生電子設計競賽的特點：一是競賽采用“政府主辦、專家主導、學生主體、社會參與”的組織運行模式；二是競賽規模大，參賽人數多，具有一定的權威性和影響力，受到各高校的高度重視；三是競賽題目涉及到的專業知識面廣，其中包括“模擬電路”、“數字電路”、“高頻電路”、“傳感器技術及應用”、“單片機接口技術”、“DSP技術”、“自動控制原理等多門課程。競賽題目涵蓋了工業、科研、實驗等方面經常涉及到的電子信息類知識，并依靠多門學科知識才能很好地完成題目要求。[2-5]這就要求選手們應具有很強的電路設計能力、電子制作能力、計算機應用能力，同時也要求組員之間具有很好的團隊協作能力。

二、“大基礎、大工程”人才培養模式

重慶理工大學電子信息與自動化學院（以下簡稱“我院”）早在1995年就組織學生參加電子設計大賽，通過近幾屆的賽前培訓和正式比賽發現學生普遍存在理論基礎不夠扎實、動手能力較弱、工程素養較差、設計方案生搬硬套、創新意識較弱等方面的問題，這也反映出電氣信息類專業教學（尤其是實踐教學環節）過程中存在的一系列問題，如理論和實踐教學的脫節、綜合能力培養不夠、團隊協作意識較弱等，說明現有人才培養模式（尤其是實踐教學部分）和課程體系有待改革。

我院在2005年對自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程等專業按電氣信息大類制定人才培養方案，將各專業的公共基礎、專業基礎模塊貫通，建立了統一的公共基礎平臺和電氣信息類學科基礎平臺。同時在“大基礎、大工程”教育思想的指導下，加入工程能力培養環節以加強實踐能力培養環節，進行了“2-1-1”人才培養模式的改革實踐。“2-1-1”模式即：入學前兩年面對電氣信息類所有專業按學科大類進行“大基礎”的基礎理論教學；第三年根據學生志愿按專業方向進行分流培養；第四年根據學生的就業情況并結合課程設計及畢業實習進行工程能力的培養?！?-1-1”分段培養模式充分貫徹了“大基礎、大工程”的教育思想理念，體現了“通才與專才相結合、共性和個性相結合、個人發展與行業需求相結合”的人才培養特色。參與電子設計大賽的學生主要是三年級的學生，由于對前兩年電類基礎課程的學習有了一定的理論基礎，在第三年的專業分流培養過程中，主要是開設專業基礎課程，并配以相應的實踐教學環節，但針對電子設計大賽的綜合性、個性化實踐教學環節較少，目前我院主要通過電子設計競賽教練組組織學生進行課外培訓來解決，但在整個培訓中對學生缺少有效監控，培訓也缺乏系統性。因此，對進入專業階段學習的基礎素質較好的學生有必要提前開設類似于專業綜合設計的創新性和個性化的實踐環節，為電子設計大賽鍛煉隊伍，提高學生的綜合設計能力。[6]

三、電子設計競賽與實踐教學改革

我院經過幾年的教學實踐，在“大基礎、大工程”教育理念背景下構建了由淺入深四個實踐教學層次（實踐技能層、學科基礎層、綜合應用層、創新實踐層）和十二小類（計算機基礎、物理實驗、專業試驗、生產實習、創業實踐等）實踐活動，并融合貫通為“4-12”實驗實踐教學體系（見圖1）。實踐教學按“分層培養，階梯遞進，逐步提高”的方式進行，[6]通過開設層次化的工程實訓系列課程，一個階段完成一種能力的訓練，循序漸進地提升學生認知、實驗、工程設計和實施等綜合能力。

由圖1可以看出，在“4-12”實踐教學方案中，專業綜合設計和創新性實驗主要集中在四年級開設，相對于電子設計競賽具有一定的滯后性，因此，可以考慮將四年級階段的一部分實踐環節提前到三年級下學期進行，但這樣的調整必然會影響到常規的教學計劃。下面就近幾年我院競賽培訓和實踐教學的情況提出相應的改革措施和解決辦法。

1.建設柔性綜合實踐教學體制

專業綜合實踐環節可以考慮在三年級下學期和四年級上學期分別開設，學生可以選擇在任意階段完成該環節，采用分散和集中相結合的管理方式。為了不過多影響原有的教學進程可采用分散方式進行綜合實踐，其主要針對參加電子設計大賽和一些學有余力的三年級學生，也可以吸收部分大二學生參與實踐過程，輔助三年級學生完成電路板的繪制以及元器件的焊接等工作。在學生選課前，每位電子設計大賽指導教師都需擬定1～2個綜合實踐題目，每個題目限定一組學生（3人）完成，指導教師要定期對課題進展情況進行監控。學期結束前，指導教師組以課題完成以及答辯情況進行綜合評價，考核通過的學生可提前獲得相應的專業綜合實踐環節學分?？傊⑷嵝缘木C合實踐教學體制，將電子設計培訓工作轉換為實踐教學環節，能有效地調動師生雙方的積極性，提前對參賽學生完成了綜合性設計能力方面的訓練，對后期的集中培訓工作有較好支持。

2.完善導師責任制

以往的綜合實踐教學環節，往往是一位教師面對多組學生，整個環節集中在2～3周的時間完成，同時很多教師在此階段還有其他的授課教學任務，指導效果都無法保證。通過柔性的實踐教學方式，將2～3周的集中實踐環節擴展到整個學期進行，教師可以在整個學期中彈性安排指導工作，并對實踐過程進行有效的監控，實踐過程的控制可以參照畢業設計的管理模式。指導教師主要是參與電子設計競賽指導的教練，同時其他教師有相關的科研工作需要學生參加的，也可以提出相應的題目供學生選擇。在導師組中，人員配備上采用“老帶新”方式，老教師在實踐教學過程中擔任組織和管理工作，青年教師主要承擔具體指導工作，每個青年教師都有相應的老教師作為直接責任人形成“指導梯隊”，既有利于發揮青年教師的能動性，也能有效地利用老教師的豐富的指導經驗。另外，我院在指導教師工作開展方面也提供了許多便利條件，如設立電子設計大賽專用實驗室，并提供相應的硬件設備和元器件支持，并在此同時面對全院教師開放專業實驗室，專任教師可以參與指導學生實驗工作并從事相應的科研工作。

3.建立開放性綜合實驗室

自我院學生參加電子設計大賽以來，其培訓和指導工作一直由我院相關教師負責組織，往往培訓基地只能依托于基礎實驗中心或專業實驗中心，主要的儀器設備也都借用實驗中心的，給實驗室的管理工作帶來了極大不便，尤其是近幾年學生參賽人數增多，各方面資源矛盾顯得尤為突出。建立開放性綜合實驗室能有效解決資源分配的矛盾，開放性的綜合實驗室作為專業實驗中心的一個下設實驗室，服從實驗中心的統一管理，其主要工作是承擔學生課外電子制作輔導和各類電子設計競賽的培訓任務，激發學生的學習興趣，提高學生的動手能力，為學生創新精神和實踐能力的培養提供寬廣的平臺，同時實驗室也針對大四學生開設專業綜合設計等實踐環節。開放性綜合實驗室的儀器設備實行“專用專管”制度，實驗室單獨配套各類專用儀器設備，不占用其他實驗室的儀器設備，實驗室可以安排電子設計大賽指導教師作為管理人員，各專用設備落實相應的責任人。開放性綜合實驗室針對全校有意愿參加電子設計大賽的學生和教師開放，學生須經過校級電子設計競賽的選拔測試，合格者方能進入實驗室參加各項培訓活動。

在“大基礎、大工程”原有的實踐教學模式下，通過設立柔性實踐環節、完善導師負責制以及建立開放性綜合實驗室等措施，使參賽學生在正式比賽之前得到了一定的綜合設計能力，為電子設計競賽提供了有力的支持和保障。

四、拓展學生科技活動，加強創新能力培養

要培養學生的創新能力和團隊協作能力，僅依靠常規實踐教學遠不能滿足要求，尤其是在“大基礎、大工程”人才培養模式下，更加重視學生創新能力的培養。為此，我院在每年的10月份都會舉行全校性的電子設計競賽，通過比賽選拔全國比賽隊員，而且在每屆市級別電子設計競賽時也會組織學生參賽，對各類比賽不僅提供設備儀器和元件費用支持，對獲獎團隊還有一定的獎勵政策，如獲得國家獎的隊員可以免修4個學分的專業選修課。除此之外，還借助學?！伴_拓杯”科技競賽活動以及“大學生創新實驗”積極開展豐富多彩的科技活動，為學生開展電子小發明等活動營造了良好的環境，并為電子設計競賽培訓工作奠定了基礎。同時針對各類的電子設計競賽及課外科技活動，加大創新實驗室開放，提供實訓場地，在開放時間內，還為學生提供相應設備，為學生的自主學習提供了良好的環境。

五、結束語

全國大學生電子設計競賽為青年學生施展才能提供了舞臺，同時也推動了“大基礎、大工程”人才培養模式下的實踐課程教學改革。通過近幾年對實踐環節的改革，教學效果有了一定的提高，競賽也獲得了較理想的成績，但改革創新是永無止境的，新技術、新知識的不斷涌現，如何將其融入到教學中，如何提高學生學習、創新、設計的能力，以及工程素養，一直是高校實踐教學改革的主線，總之，培養創新型人才是高等學校長期而艱巨的任務。為此，教育工作者應不斷地探索改革、努力提高教育教學水平。

參考文獻：

[1]王越，韓力.大學生電子設計競賽的開展與學生創新能力的培養[J].中國大學教學，2005，（10）：4-6.

[2]趙云娣，肖看.大學生課外科技創新活動培訓系統的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2006，25（4）：415-417.

[3]姚有峰，張斌，聶麗.從電子設計競賽談實踐教學改革與創新能力培養[J].實驗室研究與探索，2009，28（9）：140-142.

[4]韋文祥，李勇成，吳新開，等.由大學生電子設計競賽引發對就業能力培養的思考[J].實驗室研究與探索，2009，28（10）：11-13.

[5]姚有峰，張斌，聶麗.從電子設計競賽談實踐教學改革與創新能力培養[J].實驗室研究與探索，2009，28（9）：140-142.

[6]李山，賀曉蓉，郭燕.以“大基礎、大工程”創新電氣信息類應用型人才培養模式[J].高教論壇，2011，（7）.

（責任編輯：孫晴）