重視大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽，推進(jìn)電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院 歐陽宏志 陳文光 董招輝 賓 斌

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重視大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽，推進(jìn)電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革

南華大學(xué)電氣工程學(xué)院 歐陽宏志 陳文光 董招輝 賓 斌

【摘要】大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽是高校教學(xué)質(zhì)量的比武，是促進(jìn)電類基礎(chǔ)課程改革的良機(jī),也是培養(yǎng)電子信息人才的重要舉措。介紹了在教學(xué)理念改變、教學(xué)方法改進(jìn)、師資力量培養(yǎng)、賽前培訓(xùn)等方面的經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)，提出了深化電子技術(shù)基礎(chǔ)課程改革的具體措施。

【關(guān)鍵詞】電子設(shè)計(jì)競賽；電子技術(shù)基礎(chǔ)課程；實(shí)踐教學(xué)；師資培養(yǎng)

全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽是教育部倡導(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(dòng)，目的在于推動(dòng)高等學(xué)校促進(jìn)信息與電子類學(xué)科課程體系和課程內(nèi)容的改革。競賽的特點(diǎn)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。競賽已經(jīng)過二十年，受到廣大高等院校師生的熱烈歡迎。通過競賽培養(yǎng)了大學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高了他們的綜合素質(zhì)，同時(shí)也極大地提高了設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力。圍繞競賽又編寫出版了一批新教材，新的教學(xué)體系正在形成，競賽對高校電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的推動(dòng)作用日漸顯現(xiàn)[1]。在卓越計(jì)劃、國際工程教育專業(yè)認(rèn)證的大背景下，電子設(shè)計(jì)競賽應(yīng)該得到足夠的重視，為國家建立電子信息類人才的后備庫。我們近年來狠抓電類基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革，在電子設(shè)計(jì)競賽方面取得了一些成績，主要的做法介紹如下。

1　教學(xué)理念的改變

教學(xué)理念是體現(xiàn)在教學(xué)過程中，用以指導(dǎo)教學(xué)行為的教學(xué)思想觀念，是教師在對教學(xué)的本質(zhì)和規(guī)律深刻理解和把握的基礎(chǔ)上進(jìn)行的高度概括和系統(tǒng)化[2]。教學(xué)理念不僅揭示了教學(xué)的本質(zhì)，也反映出教學(xué)活動(dòng)的追求，可以說，教學(xué)理念在某種程度上制約著教學(xué)功能的充分發(fā)揮，影響著教學(xué)質(zhì)量的高低，決定著學(xué)生的發(fā)展程度。先進(jìn)的教學(xué)理念是培養(yǎng)高質(zhì)量人才的靈魂，在教學(xué)中常常具有決定性作用。競賽的目的是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，促進(jìn)電工電子類課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，所以受益最多的應(yīng)該是學(xué)生。

樹立以人為本，知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高、協(xié)凋發(fā)展的教育教學(xué)理念，以能力培養(yǎng)為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和提高教學(xué)質(zhì)量為宗旨，進(jìn)一步改變電子信息類學(xué)生知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)，使其具備“軟、硬、虛、實(shí)”的知識結(jié)構(gòu)和軟、硬件綜合調(diào)試及設(shè)計(jì)能力[3]。對我院電類專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃和學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)做了一些調(diào)整，對教學(xué)體系進(jìn)行了一些大膽的改革，制定出了實(shí)踐教學(xué)不斷線、一條龍的實(shí)踐教學(xué)體系。我們提出“以賽促教”的創(chuàng)新教育思想，將競賽題目中所帶來的新知識、新技術(shù)、新器件經(jīng)過研究、整理，滲透到實(shí)踐教學(xué)中，將在電子設(shè)計(jì)競賽中采用的培訓(xùn)方法應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)中，更新和擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容，探索各種靈活的教學(xué)方法和手段，將競賽和教學(xué)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量和水平，以達(dá)到良好的效果[4]。

2　教學(xué)內(nèi)容的更新

教學(xué)內(nèi)容必須適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要。按照電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱的基本精神，積極開展教材建設(shè)。現(xiàn)有的教材一般都具有內(nèi)容典型、詳細(xì)、涵蓋面廣的特點(diǎn)，但也存在內(nèi)容不夠新穎、與實(shí)踐結(jié)合較少的缺點(diǎn)。與國外相比，國內(nèi)教材重視電路分析的各種方法及元器件特性，輕視完整的系統(tǒng)電路分析、現(xiàn)代電子工程的理念、全新的應(yīng)用技術(shù)，缺乏針對于卓越工程師的教材。所以，除了合理安排培養(yǎng)計(jì)劃所要求的基本知識點(diǎn)以外，在能力培養(yǎng)上有所突破，增加基本理論知識與生產(chǎn)實(shí)際緊密融合的綜合應(yīng)用。不斷將新理論、新技術(shù)介紹給學(xué)生.引導(dǎo)并鼓勵(lì)學(xué)生搜集最新的期刊文獻(xiàn)，充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，了解國內(nèi)和國際上流行的新器件、新技術(shù)，與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)接軌[5-6]。除了基本教學(xué)內(nèi)容外，加強(qiáng)運(yùn)算放大器的應(yīng)用和EDA的地位。電子技術(shù)基礎(chǔ)是工程設(shè)計(jì)性很強(qiáng)的課程，在教學(xué)改革中必須用系統(tǒng)的觀念重構(gòu)課程體系，建議在“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”課程學(xué)完后，再開設(shè)一門“電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)”課程。

3　教學(xué)方法的改進(jìn)

根據(jù)教學(xué)需求不斷改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段。針對電子技術(shù)基礎(chǔ)課程理論性和實(shí)踐性均較強(qiáng)的特點(diǎn)，應(yīng)注重教學(xué)內(nèi)容的精選，著重講清“問題是什么”、“問題的背景是什么”、“問題的性質(zhì)是什么”、“問題的解決方法是什么”等內(nèi)容，給學(xué)生留有一定的思維空間，活躍學(xué)生的學(xué)術(shù)思想，注重系統(tǒng)的觀念，講清楚電路之間的聯(lián)系。在教學(xué)實(shí)踐中強(qiáng)調(diào)手腦并用，有好的思路和想法就立即實(shí)現(xiàn)，始終突出“在做中學(xué)”的教學(xué)理念[7-8]。課堂教學(xué)中采用多媒體與板書結(jié)合，但以板書為主，復(fù)雜的電子器件和工作瞬態(tài)可以借助于動(dòng)畫。在課堂上做一些演示實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，提升課堂氛圍，減少實(shí)驗(yàn)的課時(shí)壓力。可以及早地引入電路仿真軟件，一方面可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其實(shí)踐能力；另一方面，可以彌補(bǔ)實(shí)物實(shí)驗(yàn)的不足，節(jié)省時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。

4　實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革

實(shí)踐教學(xué)改革是本科人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要引起足夠重視。我們將模擬電路實(shí)驗(yàn)和數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)從相關(guān)理論課程中獨(dú)立出來，重新組合，成為一門獨(dú)立開設(shè)的“電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程”，并將原課程實(shí)驗(yàn)按照通識基礎(chǔ)性、綜合與應(yīng)用性、設(shè)計(jì)與提高的層次進(jìn)行分級規(guī)劃實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。開發(fā)一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備先進(jìn)、實(shí)驗(yàn)水平高、與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合緊密的新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以滿足課程建設(shè)的實(shí)際需要。在夏季學(xué)期開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)有余力的學(xué)生有更多機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)[9]。

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是一門綜合實(shí)踐課程，各個(gè)環(huán)節(jié)都能培養(yǎng)學(xué)生的能力。首先建立新穎、有實(shí)用價(jià)值的題庫，大膽引入新器件，可以將歷年電子競賽的題目截取部分或者改編進(jìn)庫。方案設(shè)計(jì)時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生用模塊化的方法，并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。安裝調(diào)試時(shí)多引導(dǎo)，培養(yǎng)其故障分析和診斷的能力。總結(jié)報(bào)告按照規(guī)定的格式書寫，盡量接近電子競賽的要求。成績評定應(yīng)覆蓋課程設(shè)計(jì)的全部實(shí)施過程，使學(xué)生在任一環(huán)節(jié)都能認(rèn)真對待。

促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)也是競賽的一個(gè)目的。目前還有很多高校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不能適應(yīng)競賽高頻化的趨勢，這必然要影響比賽的成績。為了適應(yīng)電子競賽各種題目的要求，近年來，我們添置了PCB制板設(shè)備、頻譜分析儀、失真度測量儀和500MHz帶寬的示波器等，為競賽培訓(xùn)的順利開展提供了有力保障。

5　考核方式的變革

考核方式的變革應(yīng)與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法改革相適應(yīng)。在考試內(nèi)容上，應(yīng)逐漸向注重分析和綜合應(yīng)用方面轉(zhuǎn)移，除了考查學(xué)生對基本理論、基本知識和基本技能的掌握情況，還要考查學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力；在考試形式上，引入信息化技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)仿真功能出一些設(shè)計(jì)型考題，考查學(xué)生對本學(xué)科知識的綜合掌握能力，避免死記硬背、全班雷同的弊端；在成績評定上，應(yīng)增加設(shè)計(jì)性作業(yè)（大作業(yè)）、科技論文、隨堂測試、期中考試、答辯等環(huán)節(jié)，按加權(quán)方式與期末考試成績進(jìn)行綜合評定，作為學(xué)生該門課程的最終成績[10]。考核方式的變革促進(jìn)了公平和公正，也提升了教學(xué)效果。

6　指導(dǎo)教師的培養(yǎng)

在電子信息行業(yè)，新的知識、技術(shù)和方法不斷涌現(xiàn)，對電子競賽的培訓(xùn)教師要求很高。我們成立了教師指導(dǎo)小組，分為電源類、控制類、儀器儀表類和通信類四個(gè)小組，實(shí)行指導(dǎo)教師責(zé)任制。在人員配備上，考慮軟硬兼顧，新老結(jié)合的原則。師資隊(duì)伍中，青年教師和老教師各有長處。青年教師對新技術(shù)、新軟件接受快，但工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏；老教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，但計(jì)算機(jī)應(yīng)用和新技術(shù)的掌握上是弱項(xiàng)。在需要的時(shí)候聘請有專長的教師和專家講課和指導(dǎo)，盡最大可能爭取得到最佳的效果。選派部分教師參加新知識、新技術(shù)的培訓(xùn)與學(xué)習(xí)，同時(shí)，教師經(jīng)過學(xué)習(xí)和對學(xué)生長期的指導(dǎo)，可以有針對性地提出教改思想，并編寫了在全國有較強(qiáng)影響力的針對電子設(shè)計(jì)競賽的培訓(xùn)教材[11]。這樣使得我們在電子設(shè)計(jì)競賽中，形成合力，指導(dǎo)教師的力量大大加強(qiáng)。通過對電類專業(yè)電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的改革，促進(jìn)了教師隊(duì)伍教學(xué)水平和自身專業(yè)素質(zhì)的提高。

7　賽前的培訓(xùn)

賽前培訓(xùn)是競賽取得成績的關(guān)鍵，一般提前一年開始準(zhǔn)備。我們按照四個(gè)階段開展訓(xùn)練，即理論課程培訓(xùn)-實(shí)踐培訓(xùn)-系統(tǒng)訓(xùn)練-強(qiáng)化訓(xùn)練。理論課程主要是針對傳感器、模擬電路、單片機(jī)和可編程邏輯器件，以專題的形式開展，注重應(yīng)用。實(shí)踐培訓(xùn)可以按照基礎(chǔ)訓(xùn)練、儀器儀表使用、單元電路訓(xùn)練、單片機(jī)系統(tǒng)訓(xùn)練、可編程邏輯器件系統(tǒng)訓(xùn)練逐步進(jìn)行，以實(shí)際動(dòng)手能力的培訓(xùn)為主。系統(tǒng)訓(xùn)練的目標(biāo)是模擬電子設(shè)計(jì)競賽的全過程，進(jìn)行系統(tǒng)訓(xùn)練。訓(xùn)練以歷年典型的競賽題目為模板，適當(dāng)進(jìn)行一些調(diào)整。每周一個(gè)題目，全部訓(xùn)練要求模擬實(shí)際競賽要求進(jìn)行[12]。最后用4天3晚的時(shí)間完成若干個(gè)預(yù)測題，進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，找出存在的問題。另外，賽后的測試和綜合測評環(huán)節(jié)也要引起重視。

8　結(jié)束語

大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽為大學(xué)生施展才華提供了良機(jī)，同時(shí)也推動(dòng)了電類基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革。通過近幾年電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的改革，我校取得了一些成績，獲得國家一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，國家二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，省級獎(jiǎng)多項(xiàng)。但改革也需要與時(shí)俱進(jìn)，將新技術(shù)、新知識融入到教學(xué)中，從而提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新、自主設(shè)計(jì)的能力。培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面寬、富有創(chuàng)新精神和競爭意識的人才是高等學(xué)校的長期任務(wù)，為此，我們將以電子競賽為抓手，不斷地探索、不斷地研究，努力提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。

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歐陽宏志（1982－），男，湖南衡陽人，南華大學(xué)電氣工程學(xué)院副教授。

作者簡介：

基金項(xiàng)目：本文系南華大學(xué)教改項(xiàng)目（2014XJG-YB02）和南華大學(xué)2015年網(wǎng)絡(luò)教育資源項(xiàng)目的研究成果。