大學生電子設計競賽人才培養方法的探索與實踐

鄭桂林　張青

摘 要 大學生電子設計競賽有助于培養學生的創新能力、動手能力、綜合設計能力，提高學生理論與實踐相結合解決問題的能力。結合滁州學院機械與電氣工程學院開展電子設計競賽工作的相關情況，依托學院實驗室，探索了一套符合學院教學實際的人才培養方法。該方法涵蓋人才選拔、人才培養和實驗室建設三個方面。近兩年的競賽獲獎情況表明，該方法效果較好，但仍有一些問題需要在今后的實踐中進行探索。

關鍵詞 電子設計競賽 人才培養 實踐 教學探索

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

0引言

全國大學生電子設計競賽是教育部與工業和信息化部共同發起的大學生學科競賽之一，是面向大學生的群眾性科技活動，目的在于按照緊密結合教學實際，著重基礎、注重前沿的原則，推動高等學校促進電子信息類專業和課程的建設，引導高等學校在教學中注重培養大學生的創新能力、協作精神;加強學生動手能力的培養和工程實踐的訓練，提高學生針對實際問題進行電子設計、制作的綜合能力;吸引、鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動，為優秀人才脫穎而出服務社會創造條件。

1現狀分析

1.1生源

滁州學院在安徽省內屬于本科第二批錄取的高校。以2019年為例，安徽省理工類二批控制線為426分，滁州學院投檔線為460分，僅超過省控線34分，該分數段的考生在安徽省排名在11萬左右。機械與電氣工程學院中與電子設計競賽相關的電類專業招生人數為380人，所錄取學生的平均分略高于投檔線。招生人數多、生源整體質量不是很高，是影響競賽工作開展的一個重要因素。

1.2指導教師隊伍

學院當前生師比大，并且對競賽指導教師的激勵力度不足，導致目前競賽的指導老師只有2名，且其中1名老師除了該競賽外，還擔負另外2個學科競賽的指導工作，這與其他高校十幾名、甚至幾十名指導教師相比，劣勢明顯。指導教師除了負責學生的指導工作外，還要負責競賽前后與組委會聯系、校內部門協調、學生安全管理、元器件采購、競賽期間財務管理、后勤服務等工作，導致指導教師真正能用于指導學生的時間不多。缺少競賽教師團隊是影響競賽工作開展的另一個因素。

1.3參賽學生的學年分布

受考研形勢的大環境影響，參與考研的學生比例高達60%以上，且大多數學生從大學三年級開始便全身心投入考研復習工作。“考研早，考研多”的情況，使得參與競賽的學生以大二學生為主力，這與正常的參賽學生分布不符合。競賽的培訓是一個長期的工作，學生需要經過長時間的知識儲備、經驗積累、技能鍛煉、團隊磨合才能在比賽中獲得較好的成績。而競賽相關的課程如模擬電路、數字電路、單片機等，在大學一年級均未開設，因此學生只能從二年級開始參加競賽。一般情況下學生在大二參加一次比賽，熟悉了競賽流程，了解了團隊的不足。在大三時有針對性的進行查漏補缺，才有可能在第二次比賽中獲得好成績。而在三年級參賽又與考研相互沖突，因此多數學生選擇了考研放棄了繼續參賽，這使得指導教師精心培養的學生才剛剛入門就要放棄，嚴重影響了參賽學生的質量。學院在2019年之前，尚未給競賽分配一個專門的實驗室，也沒有配套的常用元器件、儀器設備，導致學生“用無所依、居無定所”，硬件上的缺失也影響了競賽工作的順利開展。

2人才培養方法的探索

2.1選拔時間

在校內對學生選拔目的是選出優秀學生參加競賽，提升競爭力，從而提升競賽的獲獎率。同時也讓參賽學生體驗競賽過程，從中找差距、找定位、磨合團隊。選拔的學生數量要與實驗室的容納能力相匹配，當前我院實驗室可容納24名學生，共8支隊伍，數量偏少。如果只依托實驗室對這24名學生進行培養，出成績的幾率會小很多。為了解決這個問題，筆者將選拔分成兩個批次。第一批次選拔集中在大一下學期開學，選出的同學不放入實驗室培養，作為實驗室的儲備人員。讓這些同學利用平時時間，提前自行學習競賽相關的知識，如軟件方面的51單片機、c語言知識，硬件方面的原理圖繪制、PCB繪制、萬用表的使用等。通過讓學生從一年級自學基本功，不僅解決了場地有限的問題、實驗室儲備人才短缺的問題，還間接減小了生源質量不高對競賽的影響。第二批次選拔集中在大二下學期開學，選出的同學進入實驗室進行集中培訓，為暑期的競賽做準備。

2.2選拔方式

分批次選拔人才可以解決場地小、生源質量不高的問題。但是什么樣的選拔方式才能選出真正的人才，是最核心的問題。筆者從選拔通知的推送、選拔賽的賽題形式、選拔賽的時長、被選隊伍的建制四個方面進行了探索。要選拔出人才，首先要保證參與選拔的學生足夠多，選拔才能有意義。在當前的信息時代，將選拔的通知推送給學生有多種途徑，如通過QQ群、微信群、微博、院部官網、學習通軟件等等。借助學院的電子協會和智能車協會的QQ群進行宣傳效果較好。院部的各種協會會員數量很大，基本覆蓋了相關專業的學生。能自愿參加這些協會的同學，必然是對電子設計方面有一定興趣的，興趣是最好的老師，選拔的條件之一就是要有興趣。消息的媒介也很重要，單一的文字消息不如海報形式的宣傳頁，宣傳頁又不如短視頻。借助抖音短視頻進行宣傳，很容易引起學生的共鳴，宣傳效果較好。選拔賽的賽題形式一般可分為軟件題、硬件題、軟硬件結合題。賽題要盡可能覆蓋著三個類型，競賽主要考查的是學生的編程能力、硬件設計能力、軟硬結合能力和寫作能力，通過這三個類型的賽題，可選出對應的人才。另外，要根據上一年度賽題的完成情況適當的調整賽題難度，否則難以體現學生的真實水平，從而選不出人才。選拔賽的時長跨度以兩周以內為宜。學生課業繁忙，若超過兩周，學生會出現投入時間少、懈怠、甚至放棄情況，導致達不到預期的選拔效果。在選拔時，被選隊伍的建制以2人以內為宜，條件允許的情況下，可按照1人一隊進行選拔。若3人一隊進行選拔，會出現“魚龍混雜”情況。在以往的選拔中出現過類似的情況，有些隊員不能為隊伍做貢獻，但其他隊員礙于情面，不愿舍棄隊員，這就導致選拔出來的學生會出現無法完成培訓任務的情況，達不到選拔的目的。

2.3人才培養

生師比高，指導教師人數少，為了確保參賽學生的培養質量，必須有一套完善的人才培養流程進行輔助，流程的引入可以大大提供工作效率，提高工作效率才能解放指導教師的雙手。針對學院學生情況，經過反復摸索，制定了電子設計競賽的培訓流程，如表1所示。

競賽培訓應分階段進行，學生從基礎知識下手進行學習，循序漸進，經過快速入門、小試牛刀、綜合練習和賽前集訓，基本可以完成參賽所需的知識技能儲備。第一階段，在9月到10月份，由指導教師或高年級學長組織新進入實驗室的同學進行集體培訓。培訓的基礎知識如表2所示。

第二階段，在11月到12月，選擇優秀的高年級同學，就軟硬件方面成功的學習經驗進行經驗分享，同時設置一些簡單的模塊電路和編程題給低年級同學進行練習，以幫助低年級同學進行快速入門MSP430或者STM32。以高年級同學為主進行經驗分享，一方面可以促使高年級同學進行系統的查漏補缺，對自身是一個提高。另一方面，學生之間就學習經驗進行直接交流，低年級學生也更容易對經驗進行吸收。第三階段，在3月到5月，這個時期從易到難地設置一些練習題給入門后的學生進行練習，讓學生達到可以熟練地利用相關軟硬件進行電子設計的水平。后期采用往年的競賽題給學生練習，以鍛煉學生的綜合設計能力。第四階段，在6月到7月，進入賽前集訓和賽前準備階段。將比賽可能用到的電路盡可能全部模塊化，所有代碼模塊化，以方便比賽的時候直接調用，減少競賽期間的重復開發工作。組委會發布材料清單后，在可選的題型范圍內，購置清單上的材料，引導學生直接使用清單上的元器件進行電路設計，熟悉相應的元器件在競賽期間可以節約寶貴的時間。人才的培訓流程原則上參考表1內容，但也要能根據實際情況進行靈活的調整，以適應日益前沿化的競賽命題導向。

2.4實驗室建設

競賽實驗室的建設包括硬件建設和規章制度建設，經過一年的摸索實驗室的建設已初見成效。硬件方面，建立了實驗室專用庫房。儲備了一批常用的阻容元件、通用的集成芯片和常用的電路模塊。為每個參賽隊配備了一套常規的儀器儀表，如數字示波器、可調穩壓電源、信號發生器、萬用表、恒溫烙鐵等，學生在日常的訓練中可以很方便地使用，也提高了培訓效率。

在規章制度方面，實驗室引入了指紋打卡系統、周報制度、積分制考核制度、“傳、幫、帶”培養模式和文件歸檔平臺，這些規章制度可以讓培訓工作更加高效，有效減輕指導老師的負擔。指紋考勤系統可以快捷地導出學生的打卡記錄，統計出打卡時長。要求學生完成每月至少20小時的考勤，即每個工作日一小時。考勤連續不合格的同學將進行末位淘汰。考勤制度的引入可以淘汰不積極學習的學生，另一個方面對學生的自主學習也能起到激勵作用，為參賽隊員的強強聯合提供了保障。周報制度要求每個學生每周定時發出自己的學習周報，由專人負責收齊整理并提交指導老師，周報里詳細記錄本周的學習進展以及遇到的問題，指導教師可通過周報快速了解學生當前遇到的問題，可以及時為學生解惑答疑，圖1展示了某學生的一次周報內容。

積分考核制度是在整個培訓周期內，針對設置的每個學習任務，由專人對完成情況進行量化考核并累計積分，學生的積分過少將不能代表學院參加競賽，指導教師也能根據積分情況及時了解哪些學生存在問題，進而進行針對性的指導幫助。“傳、幫、帶”培養模式中，“傳”指經驗和知識的傳承，“幫”指實驗室的一些管理工作由學生幫助老師完成，“帶”指高年級同學可以一個人帶多個低年級學生。通過“傳、幫、帶”培養模式，即鍛煉了高年級學生，又幫助了低年級學生，還減輕了指導教師的負擔，對培訓工作的順利開展起著重要的作用。實驗室申請了公共網盤作為實驗室重要文件的歸檔平臺，平時完成較好的電路圖、PCB文件、源代碼、常用的數據手冊、學習材料都可以分類歸檔到網盤中，方便實驗室成員查閱參考，為實驗室經驗和知識的傳承奠定了基礎。

3小結

在該培養方法的指導下，學院在2018年電子設計競賽中獲得省二等獎一項、省三等獎一項，在2019年電子設計競賽中獲得國家二等獎一項、省一等獎一項、省二等獎一項、省三等獎一項，從競賽獲獎情況來看，獎項數量與獲獎等級都有提升，說明該方法的效果較好。但是整體來看，該方法還有一些局限性，比如培養的學生數量偏少。在未來，還有很多問題需要解決。形成指導教師團隊，擴大實驗室規模以擴大學生受益面。向競賽工作開展較好的兄弟院校學習，調整院部的人才培養方案，提前開設與競賽相關的課程等，讓更多學生參與競賽。

參考文獻

[1] 夏皖東.滁州學院2019年招生生源充足[EB/OL]. http：//jyt.ah.gov.cn/28/view/656252.shtml，2019-08-13

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