基于合作學習理論的電子設計競賽培訓策略

【摘 要】全國大學生電子設計競賽注重大學生創新意識、動手能力和團隊協作精神的培養；闡述了在全國大學生電子設計競賽中運用合作學習開展培訓的實踐體會和策略。

【關鍵詞】合作學習 電子設計競賽 培訓策略

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）07C-0023-02

全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的面向大學生的學科競賽之一，是面向大學生的群眾性科技活動。其目的在于推動高校信息與電子類學科的課程改革，提高學生運用所學知識解決實際問題的能力。

電子設計競賽是以小組（2-3人）作為參賽對象，要求參賽的每組同學在規定的時間內（4天3夜）依據賽題要求完成一個電子設計制作項目。整個項目過程包含了系統設計、模塊設計、硬件電路制作、軟件編程和調試、系統整體調試以及論文寫作等環節，這就要求參賽學生不僅要有扎實的專業基礎知識，而且還要具備相當的動手實踐能力、解決問題的能力和團隊協作的精神。而對于大多數準備參加競賽的同學而言，雖然已經經過了基礎和專業理論課程的學習，但其所學的知識尚未真正轉化為實際解決問題的能力。所以要想在競賽中取得好的成績，進行有針對性的系統化培訓就顯得十分必要。而如何進行培訓則是每位指導教師或參賽學校面臨的一個共同課題。

一、合作學習概述

合作學習是20世紀 70年代初興起于美國，并在70年代中期至80年代中期取得實質性進展的一種富有創意和實效的教學理論與策略。在國際上已是一種主流的教學理論和策略。

“鼓勵合作學習，促進學生之間的相互交流、共同發展，促進師生教學相長。”合作學習以學習小組為基本形式，利用組員間的互動，促成學生的學習，共同完成教學目標。它能充分激發學生的學習動機，全面提高學生成績；同時也能有效促進學生自主學習能力的發展，培養學生的批判性思維和解決問題的能力；有利于培養懂得合作和善于合作的高素質技能型人才。筆者認為合作學習的這些特點與電子設計競賽對參賽學生的內在要求是一致的。

二、合作學習運用于電子設計競賽培訓的具體實施

（一）組建有效的合作學習團隊

根據合作學習的要素，首先要對學生進行分組。研究表明異質型分組能夠促進組員間互補互助、取長補短，綜合考慮學生各方面的素質，讓不同特質、不同層次的學生進行優化整合。按照電子設計競賽比賽規則的要求，合作學習小組人數定為3人，這樣的小組既是培訓學習時的小組，也是將來參賽的小組。小組內的同學的協作水平在培訓中得到了極大的鍛煉，而這樣的協作水平能在比賽中有效發揮出來。在同組人員選擇上，由于電子設計離不開電路設計和實際制作，實際制作離不開硬件制作和軟件編程。因此，依據學生知識能力的不同特點，將理論基礎較為扎實的同學與比較擅長實際動手制作的同學分在一組；將擅長硬件和擅長軟件的同學分在一組。理論基礎較為扎實的同學主要負責前期的設計和后期論文的總結；擅長硬件和擅長軟件的同學在完成一個設計的制作過程中可以并行工作，極大提高了效率。

（二）以項目的方式確定共同目標

合作學習的另一要素是：教師必須明確小組要完成的具體學習目標，這一目標將全體組員團結在一起。每位組員都為目標的完成作出努力和貢獻，目標實現后每位組員都能獲得進步。電子設計競賽培訓應著重實踐訓練，在實踐中彌補理論上的不足，鞏固所學的理論。具體培訓時，我們將實踐訓練分為模塊訓練和綜合訓練：模塊訓練就是設計制作一些通用模塊，如單片機最小系統、按鍵輸入模塊、液晶顯示模塊、電機驅動模塊、紅外傳感器模塊、AD/DA模塊，放大器模塊等，這些模塊是控制類電子系統必不可少的模塊，而且具有通用性。培訓時先期完成的模塊往往可以在比賽時起到事半功倍的作用。綜合訓練則是將往年試題或模擬試題作為訓練內容，選出的試題有針對性地綜合了各種模塊，可以培養學生綜合設計和解決實際問題的能力。我們將模塊訓練和綜合訓練以項目的形式進行組織和實施，如把制作某個模塊或完成某個綜合訓練試題確定為一個項目任務，項目任務即小組在一段時期內具體的學習實踐目標，然后制定項目計劃，實施該項目。項目任務按照一定的層次組織，先是模塊訓練的項目，然后是綜合訓練的項目，總的組織原則是先易后難，由淺入深，先完成的項目是后面項目的基礎，后面的項目是前面項目的延伸和拓展，采取層層遞進的方式。

（三）培訓過程的實施

合作學習小組共同目標的確定構建了一種爭取共同成功的環境。學生之間不再是競爭關系，而是合作互助的關系。培訓學習的過程是分享交流、集思廣益、相互依賴、分工協作，共同完成項目目標的過程。

1.樹立良好的合作精神

教師在培訓過程實施前，應做好充分的思想動員。將“同舟共濟”，“同甘共苦”，“一損俱損”等合作思想灌輸到每個組員的心中，使學生充分意識到必須擰成一股繩，發揮團隊力量，才能實現共同的目標。并且向學生闡明團隊合作精神和合作能力不僅體現在電子設計競賽中，而且將來進入職場和社會都是必備的和重要的能力，使同學們逐步樹立良好的合作精神。

2.在實施過程中積極互動

合作學習良好效果的取得離不開實施過程中組員間的積極互動。為此，在系統設計階段我們要求同組同學共同來確定技術方案。共同分析項目要實現的電子系統的功能，尋找實現所需功能的最佳技術方案。在這場方案討論會的頭腦風暴中碰撞出“智慧火花”；在制作過程中遇到技術難題的時候，我們要求同組同學坐下來開一場技術攻關會，每個組員都提出自己的解決辦法，共同討論，教師也參與到其中來，利用其豐富的經驗，及時給予幫助。在項目總結的階段，讓同組同學交流項目實施過程中收獲的經驗，分享成功的喜悅，互相鼓勵。那么即使是那些原來自信心不強，不太善于表達的同學也能增強他們的自信心，不斷提升他們的能力。

3.組間交流endprint

各個學習小組在完成相同的項目時，結果必然有差異，通過組與組之間在項目完成后互相交流比較，可以促使每個小組發現自身的“短板”，并產生自我完善的動力，形成你追我趕的競爭氛圍。這種競爭意識是我們要著重培養的，競賽本身就是一種競爭，而培訓中我們通過組間交流促成了組間良性的競爭。學生競爭意識的增強，對學生將來步入社會也是獲益匪淺的。一般的合作學習方法認為組與組之間主要是這種競爭關系，但我們通過對項目目標的調整，可以將組間的競爭關系也變成密切合作的關系，從而使合作的范圍進一步擴大，合作的程度進一步加深，以更好地提高學習效率。具體的做法是：我們讓各組在同一段時間內完成不同的項目，如各組負責不同的模塊，有的做液晶顯示模塊，有的做傳感器模塊，有的做放大模塊等，然后當各個小組完成了各自的模塊后，把大家都集中起來，讓各組分別整理各自項目的實施過程和內容，并把這些技術成果拿出來在組與組之間分享交流，這樣每個小組不僅收獲了自己完成的模塊，并且獲得了其它小組完成的模塊，起到了事半功倍的效果。學習的效率大大提高了，并且節省了寶貴的培訓時間。

4.教師講評

各組項目完成時，教師可以選擇性地對某組項目中的重點內容進行講評。教師的講評是對學生實踐訓練的總結和歸納。體現了“理論從實踐中來，到實踐中去”的指導思想，同時體現了既注重實踐訓練，也加強基礎理論培訓的指導方針。例如學生小組完成了一個單片機液晶顯示模塊的設計，這個設計中包含了單片機與顯示屏之間SPI接口的通訊，這種SPI接口通訊方式不僅可以用于單片機與顯示屏之間，還可用于單片機與其它外圍芯片之間，它是一種通用的通訊接口，那么教師講評時就選擇SPI接口通訊方式作為重點內容，向學生細致深入地闡明SPI通訊接口的電氣特性、信號、數據傳送方式、時序等，使學生學習掌握這種通訊接口，達到舉一反三的效果。

三、在電子設計競賽培訓中有效運用合作學習應注意的問題和對策

實踐中合作學習小組可能會出現合作松散、交流互動少；或者一人動手包辦，組內其他同學無事可做；甚至是互相推諉的現象。在這種情況下，指導教師可以有針對性地采取相應的對策：

（一）施加適當的外部壓力，促使內部緊密合作

出現上述問題的團隊，其必然導致完成項目的效率低。當這一結果沒有充分暴露出來時可能團隊成員自己都沒有充分意識到，但當指導教師對其施加一定的外部壓力，如要求更嚴格的項目完成時間后，問題團隊會立刻意識到如果再不加強合作，項目任務將無法達成，這就促使其改善目前的合作態度和合作方式。

（二）分組的動態調整，實現優化組合

合作學習能否取得效果，組內人員是否能真正實現團結協作、優勢互補、形成合力是關鍵。指導教師在分組培訓前期的階段要注意觀察、及時發現問題，比如某組同學由于性格、能力等各方面的差異確實難以凝聚成一個合格的團隊，所謂“強扭的瓜不甜”，這時就要做出及時的調整，否則，采用合作學習就會出現適得其反的效果。

實踐證明，在電子設計競賽培訓中運用合作學習的教學策略適應了電子設計競賽的本質要求。改變了以往培訓中學生“單打獨斗”“孤軍奮戰”，教師顧此失彼的不利情況，使整個培訓過程中形成了團結協作、互幫互助、共同成長的良好氛圍，為注重實踐訓練的電子設計競賽培訓找到了一種行之有效的策略和方法，取得了理想的效果。

【參考文獻】

[1] 朱士虎，王立巍.大學生電子設計競賽培訓策略研究[J]. 中國教育技術裝備，2008（12）

[2] 崔偉.合作學習在大學英語教學中的應用[J].科技信息， 2013（04）

[3] 盧瑞玲，孫靜.合作學習：21世紀重要的學習方式[J].教育理論與實踐， 2010（34）

【課題項目】2012年度新世紀廣西高等教育教學改革工程立項項目（2012JGA295），桂林師范高等專科學校2011年教學改革項目（SZJG201122）

【作者簡介】羊日飛（1978- ），男，廣西桂林人，工程碩士，工程師，桂林師范高等專科學校助教，研究方向：數字集成電路設計，嵌入式系統。

（責編 丁 夢）endprint