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1SABER软件仿真技术
SABER软件是一个在数学模拟及硬件设计方面功能卓著的仿真工具。对于复杂的混合信号设计和验证问题,SABER软件为设计工程师提供了一种功能强大的混合信号行为仿真器。由于混合信号硬件描述语言——MAST的支持,SABER软件实现了单一内核混合信号及混合技术的仿真,完全改变了模拟电路仿真的现状。SABER软件在混合技术领域具有多个仿真引擎,可以分别处理不同领域的设计单元,且遵循相应的守恒定律,支持电力系统、机电一体化、机械系统、电子系统、光电控制系统、液压系统等系统单元。现在,SABER软件在汽车和飞机制造领域已得到广泛的应用。尤其是在汽车制造领域,许多欧美公司已将它定为行业标准,并投资SABER软件的发展以不断满足新的设计需要。
SABER软件具有明显的优势:分析从SOC到大型系统之间的设计,包括模拟电路、数字电路及混合电路;通过单一的混合信号仿真内核就可以提供精确有效的仿真结果;通过对稳态、时域、频域、统计、可靠性及控制等方面的分析来检验系统性能。
SABER仿真器能够让设计人员对从汽车的最初设计方案(方框图)到由实际电路和机械实现的完整系统进行仿真。这种能力对于复杂运动控制系统的设计(如ABS系统、安全气囊系统、发动机控制系统、车身控制系统等)尤为重要。
2汽车电子仿真技术的应用
汽车在投产之前要经过大量的测试试验,对原设计不断地进行修正往往会耗费大量的物力和时间。在设计阶段,对各种状况进行模拟仿真、修正、完善设计,能够提高效率、缩短开发周期。使用SABER软件进行仿真,主要分为3个阶段:建立数学模型、对系统原理进行仿真和对仿真模型进行修改检验。
2.1建立数学模型
所谓计算机仿真就是将实际系统的运行规律用数学形式表达出来,它们通常是一组微分方程或差分方程,然后通过计算机采用数值求解法求解这些方程。
在仿真之前,首先对系统原理图中的所有零部件进行抽象化,建立数学模型,绘制系统的数学模型。为了对电路或系统进行计算机仿真,经常需要开发一个或一组模型。要研究电路的详细特性,可能要求对物理器件建模,有时还需要对大型电路或系统建模。系统模型可能无需和器件模型一样详尽,但作为大系统仿真的一部分,系统模型仍然非常有用。零部件数学模型的质量直接关系到仿真结果的准确性。通过对数学模型各种参数属性的设置来模拟零部件的功能,同时,经过大量计算和试验,不断修正、完善数模。对于同一类零部件可以共用一个(或一类)模型,通过调整数模参数值来实现零部件的更迭。这对于缩短开发周期、节省开发成本,起着至关重要的作用。
在一定外界条件(即输人或激励,包括外加控制与外加干扰)的作用下,从系统的一定初始状态出发,所经历的由其内部的固有特性(即由系统的结构与参数所决定的特性)决定了整个动态过程。研究系统及其输人、输出三者之间的动态关系,即可确定其性能的属性。图1是汽车音响系统中扬声器的物理模型,其中In_pfUIn_m作为输人信号、由电磁学可知,可以进一步将其简化为力f(t)输人。
于是可将其进一步简化为质量-阻尼-弹簧系统,如图2所示,图2中m、c、k分别表示质量、粘性阻尼系数、弹簧刚度。对系统而言,质量受外力f(t)的作用,质量位移为y(t)(实际扬声器衔铁的振幅),系统的动力学方程为my"(t)cy''''''''(t)ky(t)=f(t),y(o)=yo,y''''''''(o)=y''''''''。
其中,y(0)与y''''''''(0)分别为质量的初位移与初速度,这就是在输人作用于系统之前系统的初始状态。显然,此系统在任何瞬间的状态完全可以由质量的,y(t)与y''''''''(t)这两个变动着的状态(即状态变量)在此瞬间的取值来刻画。因为y(t)在此瞬间的取值代表了位移的情况,y''''''''(t)在此瞬间的取值代表了y(t)在此瞬间的变化趋势(速度)的情况。
还有一种更直接的建立数学模型的方法,就是模拟硬件描述语言(AHDL)的含义。MAST就是一种AHDL,Saber仿真器可以仿真用MASTAHDL描述的网表。
零部件的模型是建立在大量计算和试验基础上的,SABER软件提供了大量的零部件库文件,对于类似的零件只需修改其属性参数值即可。
2.2对系统原理进行仿真
在仿真过程中,将数学模型转变成为计算机上运行的仿真模型,是由SABER软件系统来完成的,并同时根据仿真模型编制出仿真程序。通过对系统的仿真,可以随时得出各个子系统或零部件的瞬时工作状态及性能参数变化,如电压、电流、功率、转矩等各参数的波形。通过对这些波形与实际试验的结果进行对比分析,找出两者的差别,从而修正原设计。
如先前所提及的,安全性和舒适性的需求导致了新的、高能耗的负载。这些负载可能随着汽车产品的进一步电子化,汽车电子控制装置得到更多的应用,所消耗的电能也将大幅度地增加。现有的12V动力电源已满足不了汽车上所有电气系统的需要,今后将采用集成的42V起动机-发电机供电系统,发电机最大输出功率将由目前的1.4kW提高到8kw左右,发电效率将会达到80以上。伺时,电压等级的提升还将同时带来许多新的问题。12V/42V汽车双电压系统原理图如图3所示。
在双电压系统中,把用电设备分成两部分:中小功率负载由14V电压供电,如室内灯、中控锁、收音机、仪表、车载导航系统等主要为车身电子设备;大功率负载,如电控机械制动装置、电控机械气门正时装置、三元催化转换加热器、电控悬架等,主要为发动机、底盘系统电子设备,由42V电压供电。此双电压供电系统有两个关键器件,一个是DC/DC变换器,它能把交流发电机输出的42V高电压转变为14V的电压。另一个,是装在发动机和变速器之间的起动-发电机,借助一个半导体整流-逆变功率变换器,它不仅充当交流发电机,发出42V的高电压,而且在发动机起动时还作为起动机用。由于它是直接起动发动机,起动时间仅为0.5s,所以噪声很小。
2.2.2起动机/发电机系统
大功率起动机与发电机(IntegratedStarter/Alternator,ISA)的转矩特性一致,因此,集成两种设备于一体在技术上是可行的,在经济上的效益也显而易见。如图4所示的输出功率与内燃机曲轴转速的关系曲线,ISA让内燃机的速度达到600v/min的起动速度,然后切换到发电模式。由于42V系统能够提供足够的电能,发动机在极短的时间内起动且在点火前达到更高的转速,这样可以降低低转速下的排放,换句话说,使得汽车重起动变得更加容易。
2.2.3双电压系统中42V供电系统
在运行中,双电压系统的电压随着转速变化而变化,电压峰值对电器元件的影响是非常明显的。图5所示的是双电庄系统中42V供电系统的变化曲线,非常清晰地显示了在转速急剧变化时电压的瞬时值,此脉冲电压峰值在电气系统设计和选择电子电器元件时有着非常重要的参考价值。
在仿真过程中,主要分两种类型进行。为了描述简单,这里将42V与14V分开进行讨论。第一种方法,全部打开所有的电子设备,可以观察到整个系统及各个电子器件的电压、电流波形,以及各个电子电器设备互相切换或同时打开时的电压、电流波形。同时,很方便地观察到在抛载状况时的峰值电压波形,局部抛载或全部抛载对系统的影响。
2.2.414V供电系统
14V电压系统主要用于各控制单元,对波形要求甚高。若峰值电压及电流产生严重的脉动,使蓄电池两端电压产生脉动干扰,控制单元搭铁(蓄电池负极)电位也将随之产生脉动干扰。如果这个干扰脉冲幅值过大,就会造成原有信号的丢失,引起控制失灵。观察峰值电压的波形,判定是否符合系统要求。14V线路上的电压波形如图6所示。
2.3对仿真模型进行修改、检验
从当前的应用技术而言,电子信息工程在日常工作、生活当中的应用已经较为普及,其具备较大的影响力。电子信息工程主要包含数据的收集、处理以及储存,电子设备信息软件系统的应用等,就是手机、电脑在电话、短信、网络等过程都属于电子信息工程范围。同时,电子信息工程能够给人们的生活带来一定的便利性,提升人们的生活质量,降低人们的工作量等,在人们日常生活当中所使用的笔记本、平板、手机等设备当中都具备相应的电子信息工程技术,其内容包含信息技术、通信技术以及计算机网络技术等。
2电子信息工程在工业领域中的设计与应用
2.1射频识别技术的应用
射频识别技术主要是一种无线通讯技术,能够借助无线电讯信号识别特殊的信息目标并进行读写相关数据,从而无需识别系统和特定目标之间建立相应的机械或光学接触。快捷并且高准确性的射频技术在工业领域当中应用非常广泛,当前射频识别技术主要在航空包裹以及汽车生产方面应用较为先进,射频识别技术是一种全新的自动化识别技术,其能够显著提高读取信息的速度,并实现能携带大量信息的优势。在工业领域当中,射频识别技术有着显著的经济效益与社会利益。
2.2工程造价中的应用
工程造价主要是指在一个项目开始之前对该项目进行开支预算,并对实际开支的全部固定资产投资进行统计。应用套件软件编程工程预算和造价,应用数据库技术构建收集指标的能力。伴随着信息化技术的快速发展,电子信息技术在建筑行业当中的应用越发广泛。电子信息工程在工程造价等方面的主要应用在控制造价、制定造价而定、投标报价等多方面。在工程造价方面合理应用电子信息工程,能够实现对工程的信息化、电子化管理。
2.3交通建设中的应用
在交通建设方面,普遍会应用到许多的数据并需要对其进行处理,在交通设施的建设中,也会遇到许多的问题,在这些问题上必须有解决方式,仅仅是借助人为的力量,不仅会浪费大量的人力物力,还会发生无法规避的损失。当下,电子信息工程的应用也能够在交通建设当中进行,主要是负责解决施工当中存在的问题,例如预测施工中的风险以及设计施工风险规避措施,从而为交通施工的建设质量及效率提供基础性保障。
2.4机械领域的应用
针对电子信息工程在工业领域的发展及应用现状,很容易发现,电子信息技术在机械制造方面的应用非常广泛,例如,在日常生活中可以发现的手扶电梯中,便可以应用电子信息工程,实现自动化加速与减速。电子信息工程在机械领域当中的广泛应用,不仅可以实现智能化与自动化,还可以使机械的使用效率、能源消耗量得到明显优化,从而实现提升工业生产、工业服务的效率及质量。
3电子信息工程发展现状
3.1缺乏技术性人才
一直以来,我国电子元件都是依靠国外进口,这也导致我国电子信息产业的发展需要依靠国外,电子信息工程产业是一种人才密集的快速发展产业,通过模仿与守旧是无法体现电子信息工程的作用,再加上我国电子信息工程的发展起步时间比较落后,人才培养制度不完善等,导致我国电子信息工程专业的开设存在严重问题。虽然我国高校教育能够培养出一部分电子信息工程人才,但是大多数人才都是理论分析能力强、实践操作能力弱,这也导致真正能够应用于市场的电子信息工程技术性人才并不多,制约着行业的发展。对此,应当培养学生学习信息的处理及获取、电子设备和信息系统等多方面的理论性知识,促使培养出来的学生具备良好的科学素质,从而真正具备应用、开发、设计、创新电子设备及信息系统基本能力的人才。与此同时,这不仅仅是高校的任务,还是国家与企业的任务,国家应当重视人才的培养与市场的开发,企业应当重视人才的引进与人才的提高。
3.2缺乏合理的产业结构
在20世纪,电子信息工程便有了初步的發展,并且也为我国的经济发展提供了一定的支持。但是,电子信息工程在我国真正普及和应用是在21世纪,电子信息产业是一种持续发展和进步的产业,只有持续的创新,生产全新的电子产品,才能够真正地适应现代化经济的快速发展。对此,导致电子信息产业的结构发生了根本性的改变。例如,信息服务业和软件的比重部队称、数据库与产业规模较小等等。大多数关键性的技术仍然需要从国外的国家进行引进,缺乏自主性的发展与创新,这也导致我国当前的电子信息产业处于被动的趋势。对此,就应当针对我国实际情况,以国家管理部门为手段,有效的优化电子信息工程产业结构,促使电子信息工程继续发展。
3.3缺乏自主创新能力
电子设计竞赛作为电子专业教学改革的风向标,在创新型人才的选拔上作用凸显。培养符合大赛要求的创新型人才不仅需要精通专业知识,还需要具备很好的综合素质,为了做到有的放矢地进行选拔工作,需要从以下几个方面考虑:
(一)专业兴趣是成功的基础
兴趣是学习的原动力,进行电子设计竞赛人才选拔首先就应当考虑学生对应用电子的兴趣,这种兴趣可能是多方面的,比如对科学技术的向往、对自身能力的肯定等等。在兴趣的驱动下,学生才会自觉地钻研课外知识,积极主动地去处理各种问题,并以极大的毅力坚持下去。
(二)勤奋是竞赛人才的必要条件
通常老师以为凡是聪明的学生就一定是好的竞赛人才,其实这是不准确的,聪明加勤奋才是竞赛人才的必要条件。以往很多有灵气的学生,开始对竞赛的兴趣很浓,也有一定的进步,只是在漫长的准备竞赛过程中极易受外界干扰,不能持之以恒,甚至中途退出,造成了竞赛指导老师的被动性,这就需要加强对竞赛人才责任意识的培养。
(三)学生要有扎实的焊接基础
以往的比赛中,学生设计好的产品在软件仿真阶段能完成所有既定功能,可是到了制作环节却怎么也调试不好成品,最后的原因往往是某一个焊点或电路连接处出现了问题,这种情况在分秒必争的竞赛期间造成了很大的损失,所以要在焊接基本功上让每一个学生重视起来。
(四)要有充足的人才储备
作为每两年举办一次的全国电子设计竞赛,时间间隔较长,人员更换较大,所以每次竞赛时都要考虑下次竞赛人选的培养。因此,在培养本次竞赛人员训练的同时,应该有一部分大一或大二的新生参与整个比赛过程,但不作为竞赛队员,为将来他们参加比赛做好经验和心理方面的准备。
二、电子创新型人才培养的主要方式
竞赛人才的共同特点是对应用电子学习兴趣浓厚、反应灵敏、学习主动、接受能力强、抽象思维质量高,因此培养竞赛选手的指导思想是因材施教。在全程的竞赛准备过程中,学生的主动学习是主导,指导教师的作用是培养学生对产品设计制作保持浓厚的兴趣,调节其积极性,克服学习中的盲目性,指导学生进行课外知识扩展、健全知识体系,培养学生的创造性思维并促使学生全面发展。
(一)课外知识扩展、健全知识体系
大学生电子设计竞赛是以电子电路(含模拟和数字电路)应用设计为主要内容,可以涉及模-数混合电路、单片机、可编程器件、EDA软件工具和PC机(主要用于开发)的应用,题目包括“理论设计”和“实际制作与调试”两部分。作为竞赛指导老师要充分强调以上知识的重要性,同时还要让学生充分意识到其他学科的同等重要性。比如2009年竞赛题目中“声音引导系统”、“宽带直流放大器”都涉及到了数学计算,因此指导教师应兼顾竞赛人才的专业发展和各科全面发展的关系,使学生丰富文化底蕴,增强科学素养,最终达到健全学生知识体系的目的。
(二)培养创造性思维
竞赛中的题目通常都有不同的解决方法,比如2009年我们制作的“模拟路灯控制系统”就有两种方案可以选择:方案一采用一片AT89S51单片机外接多路路灯;方案二采用三片单片机进行主从通讯。在竞赛培训期间要求对每一个题目都要进行多种方案的制作,在这个过程中不仅能够开阔学生的思路,而且有助于培养学生的创新意识。
三、竞赛人才选拔和人才培养的具体措施
(一)参赛选手培养程序
学校在组织大学生科技竞赛时,遵循“两个导向”原则:一是科普性导向,即竞赛要面向广大同学,使更多同学了解竞赛并参与进来;二是科研性导向,即举办专业性强、水平高的科技竞赛。因此学校针对不同的学生,分层次开设竞赛选修课。如面向没有电子设计基础知识的学生开设电子设计基础班,采用大班教学形式,一般120-140人左右,以普及竞赛基础知识、激发学习兴趣;而对于具有电子设计基础知识的学生则开设电子设计提高班,采用中班教学形式,一般60-80人左右,以提高竞赛能力为目的;另外,对达到电子设计提高班水平且有初步参赛意向的学生开设电子设计竞赛班,采用小班教学形式,一般为40-50人左右,以培养竞赛选手为目的。通过竞赛班的实战练习,学生对竞赛的内容、设计思路有所了解,也具有了一定的竞赛技能。根据学生在竞赛班中的成绩排名,择优录取,组队时兼顾学生不同的技能特长,做到优势互补。
(二)开展大学生竞赛网络课程建设
网络应用于教学领域,给学生提供了大量便捷的学习机会和丰富的教学资源,使学习活动更加自主化、个性化。竞赛网络课程网站建设要求包含教学文件、实践教学、课堂教学多媒体课件、课外自学课件、课堂作业习题、课外综合习题、模拟考试平台、在线讨论区、历届学生竞赛获奖成果等内容。针对竞赛网络课程网站的建设,学校明确要求网站内容每学期必须有更新,作业和试题每学期要有30%的内容调整;在线讨论必须经常关注,及时答复;每次竞赛完成后,相关内容应在4周内完成上传。
(三)加强指导教师团队建设
在教学业务方面,通过开展各种形式和规模的教学研讨,集体讨论教学大纲、编写教材、完善教学文件、探索教学方法、改革考核方式。通过指导教师的共同参与,确定了各类课程不同的教学目标、教学内容和人才培养定位,鼓励并支持指导教师开展各项科研工作,以教学为基础,以科研促进教学,全面提升竞赛水平。采取“1+1”指导教师培养方式,即每位副高级以上职称的教师带一名新指导教师,通过教学工作的老中青结合,发扬传帮带的教学指导功能。同时,“1+1”培养方式也保证了指导教师队伍的稳定。
(四)面向竞赛学生开设竞赛练习课
练习课采取集中和分散相结合的方式进行。集中练习借鉴“商品超市”和“菜单选择”的管理理念分成不同的课程模块,如计算机程序编程、设计规划、论文撰写、信息处理、案例分析、实战练习等模块,竞赛学生可以根据各自需要选择部分课程模块重点练习。集中练习课由经验丰富的竞赛指导教师主讲,在学生自主选择的基础上,对最终参赛的选手进行所有模块的综合练习。分散练习以学生自主学习为主,在自学过程中,碰到疑问或困难时,竞赛指导老师负责答疑指导。
(五)加强竞赛技巧练习
学校通过开设练习课,分模块对学生进行长期竞赛练习,在竞赛相关技巧练习中,有三个技巧需要重视和加强。
1.1课程内容
在知识结构方面,要求学生有良好的思想素养与专业知识。专业知识主要有学科基础课、专业核心课程、高校学生电子设计能力培养的探讨楼然苗(浙江海洋学院,浙江舟山316022)专业方向课、专业选修课。课程设置一定要有针对性,象模拟电路、数字电路、单片机技术、EDA技术、电路原理图与PCB设计、电子综合设计等课程一定要重点把握。一些针对性不强的课程如计算机辅助设计、集成电路设计可作为辅修或选修课程。
1.2课程学时
以“精简教学内容、压缩课堂教学学时,加强实践教学环节的有效性”为原则,合理分配课堂学时与实验学时的比例,对于与学生电子设计能力关系密切的课程需适当增加一些学时。如电子信息类专业方向课中的电子设计自动化、电子综合设计辅导等课程可适当提高实验学时数;专业核心课中的单片机原理及应用课程可按2:1.5设定理论学时与实验学时比(32学时+24学时)。
1.3集中实践教学环节
去消一些效果不好、由学生自主联系、分散实习的课程或减少学分,减少一些效果不好的课程设计、毕业设计学时或改为完成设计作品学分制。为了让学生拥有对一个电子产品从设计、开发到成品的全过程能力,除一般的实验、课程设计、毕业设计外,可重点开设电路图与PCB制作、C语言编程、单片机设计、电子设计等综合技能训练项目。
1.4形成系统教学
将大学生学科竞赛的培训与辅导教学内容纳入课程学分系统中,形成系统的教学计划,为提高学生电子设计创新能力及参加全国全省大学生电子设计竞赛奠定基础。
1.5学分的替代制度
建立学分免修、替代制度,将学生专利、学术论文、竞赛获奖等纳入学分免修、替代等制度中,促进学生参与创新研究的积极性。
2.教材改革与建设
要鼓励教师选用国内外优秀教材,鼓励教师编写有校本专业特色的教材,体现专业特色、行业特色和学校特色。对电子信息类专业来说,出版编写一些实用性强、有工程项目应用实例的实践教材是非常有必要的,如电子综合设计实例与辅导、电路原理图与PCB设计实例、单片机设计实例辅导等等。
3.课堂与实验教学改革
在课堂教学中要积极推动课程教学范式的根本性转变,在基础课程中可探索包班制、分级制、分层制、挂牌上课等基础课程综合改革,逐步实行教考分离。在学科基础课、专业课中实施任务驱动、基于问题、合作学习、案例教学等研究性教学方法,积极探索各种理论与实践互动的教学方式,培养学生的自学能力、研究能力、合作能力。对一些与电子设计能力培养关系密切的课程的课堂与实验教学可作以下一些偿试。
3.1将与计算机操作关系密切的如“单片机原理及应用”、“电路原理图与PCB设计”等理论课放在电子交互教室(机房)上课,在教学中将理论教学与上机实训内容交替进行,强化教学效果。
3.2探索慕课等网络助学平台教学方式。分清教师讲与学生学的内容,在网上可布置课外学生个人学习内容、探究式学习内容、拓展性学习内容,提高学生自主学习能力。一些选修课、方向课可借助网络课堂等形式开设。
3.3实验项目尽量与实际电子设计工程项目结合起来,真题真做,促进“教、学、做”相结合的“理论实际一体化”教学模式。
3.4实施教考分离,以机考替代纸质考试,或实施以设计作品为主的课程成绩评分制度,促进实践动手能力的提高。
4.实践环节的改革
通过对电子信息类大学生就业岗位能力要求的调研,合理制定学生的专业技能标准,明确职业技能考证要求,优化实践教学环节,提高实践学分,从基本素质、基础技能、专业技能、综合训练四个步骤及素质拓展、基础技能、专业技能、专业综合能力、综合实习和创新实践六个模块构建实践教学体系。对一些效果不好的课程设计报告、毕业设计论文学分评定制,可改成以课程设计实物作品、毕业设计实物作品、发表的科技论文、获得的知识产权(专利)证书、学科竞赛获奖证书等为主的成果学分评定制;一些分散的学生自主生产实习、毕业实习可改为教师带队制的集中实习;有条件的高校可建设校内电子焊接加工生产线,使之成为具备电子路线设计、加工、生产、测试全过程功能的电子设备校内生产实习基地。
5.课外学科竞赛教学
大学生学科竞赛是促进提高创新实践能力的重要载体,要建立一套与教学培养计划相辅助的学科竞赛教学体系,适当开设一些电子设计类知识的公选课、必修课,成立学生电子设计兴趣小组(社团),提供开放的活动场地,在教师指导下开展日常的电子设计活动,鼓励并辅导学生进行科技、知识产权申请等学术研究活动,活跃校园学术研究气氛,也为大学生电子设计竞赛打下基础。
6.职业证书考证教学
职业技能证书是为了适应用人单位工作的客观需求。在教学上一定要强化与职业考证相关的实践性教学环节。可将职业技能考证培训内容整合到相关教学课程及实验内容中,减少课外考证辅导的教学学时。建立校内电子工程师考证、电工考证、电子CAD考证点并设立网上辅导平台,开放考证训练的实训场地,提高电子工程师、板级工程师、电工等考证学生的持证率。
实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用。中国民航飞行学院航空工程学院主要培养民航飞机与发动机维修、航空电子电气设备维修等方向的应用型高级机务工程技术人才。结合机务维护行业需要和自身实际,提出了“学历+技能+英语”的培养模式,明确我院学生培养的目标,从中可以看出学生动手能力的重要性。随着我国“大飞机”项目的实施,可以预见,更多的高新科学技术将会用到“大飞机”的研发、试飞、运行和维护中,这也对未来的机务维护工作者提出了更高的要求,不但要求其具有很强的动手能力,而且还要求其具有很高的创新能力。
二、竞赛对机务专业学生动手能力的培养
电子设计竞赛对学生实践能力提出了高要求,全国大学生电子设计竞赛的形式是半开放模式。要求学生在四天三夜的时间里,根据题目给出的要求设计出方案,更重要的是该方案要切实可行,即理论上可行和实验室现有的条件能够实际制作出来,最后还要制作完成实物作品。这个过程对学生的实践动手能力提出了极高的要求,要求学生能够理论联系实际,并在电路设计、制作、调试等方面要积累相当的经验,这对传统的教学(理论教学和实验教学)提出了很高的挑战。针对电子设计竞赛的内容和特点,需要对学生进行以下训练,努力提高学生的动手能力以及理论联系实际的能力。
(一)基础知识训练
基础知识训练的目标是达到“六会一牢固”,即基本知识牢固,会看图,会画PCB板,会焊接安装,会测量,会查资料,会写文档。对于我院来讲,参赛队员主要是大三的学生,竞赛涉及的一些课程如模拟电子技术、数字电路、单片机、传感器与检测技术等已经修过。因此在暑假集中培训阶段,要求他们牢固巩固已学过的知识,同时注意与应用密切相关的基础知识。例如:对于模拟电路,要求学生在懂得基本的半导体知识后着重掌握各种基本放大器的工作机理及应用,运算放大器、比较器的原理及应用,各种振荡器的应用,电源等;对于数字电路,则要求学生切实巩固各种组合逻辑电路和时序逻辑电路的应用与基本的设计思想等。重视对参赛队员焊接知识的培训,学会使用常见的各种测量仪器,学会使用互联网进行查阅资料,学会写设计总结报告。设计总结报告是竞赛作品的一个重要组成部分,其内容体现参赛队员的设计思想、实现手段以及测试结果等方面。设计总结报告质量的高低反映参赛队员的写作能力优秀与否,同时也关系作品成功与否,因此要重视对文档写作的培训。
(二)实践模块训练
实践模块训练的内容和目标是由浅入深,循序渐进,有计划地进行培训,独立完成电子电路模块设计与制作,组织各种形式的学习讨论会,促进信息交流,优秀作品及时整理归档,达到建立相关硬件、软件、资料的“共享资源库”。结合电子设计竞赛常用到的模块,进行相应基本单元电路的设计与制作,其内容包含有单片机最小系统、A/D与D/A电路、集成直流稳压电源电路、信号放大电路、信号产生电路、信号处理电路、声音报警电路、压力、光电等传感器应用电路、功率驱动电路、显示电路等。
(三)综合强化训练
综合强化训练的目标是模拟实际竞赛,以往年的竞赛题目为模板,适当进行一些调整,尽量接近实际竞赛的难度,以达到模拟实战的目的,培养学生电子设计的综合实践能力。参赛队员存在的主要弱点是理论与实践结合不够,不具备综合运用所学知识进行设计的能力,创新及独立工作的能力较差,新器件、新技术应用能力差,因此在选手的赛前训练中紧密结合各个模块功能设置训练题目进行实训。对于同一个制作题目让两组参赛队员采用不同的设计方案实现,然后比较制作实物的性能参数,最后集中讨论总结经验,加深他们对不同器件、不同模块特性的认识。
三、电子设计竞赛对机务专业学生创新能力的培养
大学生电子设计竞赛题目涉及的内容涵盖了电子信息类大学本科的大部分课程,竞赛主要考察学生的创新意识。竞赛的每一道选题都经过千挑万选,题目的解决方法往往具有多样性,既能采用常规方法达到目的,又可用新方法新手段来实现,这为学生提供了足够的发挥空间。竞赛中,对于同一题目的多件作品,一种好的项目解决方案或一种比较新颖的解决思路往往更易吸引专家、评委的注意。竞赛题目的这种特点,无形中促使学生充分发挥主观能动性,广开思路,促进了学生创新意识和创新能力的形成。
(一)创新意识的形成
大学生电子设计竞赛在一个开放或半开放的环境中进行,学生根据自己的需要形成策划来满足社会上某一需求。根据策划进行设计制造,对某产品进行调试并参加全国或全省评比。评判组成员包括国内外的专家和提供开发环境的专家,学生要与评审专家进行交流、探讨、汇报。很多学生能用英语来报告,涉及的题目、环境也很具有前沿性。由策划到设计、制造、调试,到答辩、交流,通过介入当今电子技术领域的前沿,与国内外一些专家的交流,使竞赛成为一个互相交流、互相促进、互相学习的过程,实际上都是培养国际意识的过程,竞赛对学生自己今后在工作中的创新意识的培养是一个很大的提高。
(二)创新能力的提高
大学生电子设计竞赛的操作性很强,通过参加竞赛,学生的创新实践能力大幅度提高,一批优秀人才脱颖而出。竞赛使那些具有良好的理论基础、实践动手能力强,特别是具有创新意识和协作精神的学生有了施展才能的空间。他们通过赛前的培训以及竞赛的锻炼,在综合素质上有很大提高。王越院士说:“比赛既有理论分析,又有实践的动手能力,是全面素质的培养。在专题竞赛中既培养了学生面对众多社会需求发挥创新能力,自由选择满足需求的实施方案,又使学生经历了由策划、设计、制造、调试、试用全研制开发过程,很多学生反映这段特殊学习经历终生难忘。”四、电子设计竞赛有助于机务专业学生查阅利用文献能力、写作能力和英语水平的提高电子设计竞赛题目所涉及的内容很可能是参赛者从未接触过的全新领域,在短短的参赛时间内要查阅大量文献资料,利用有用信息。但竞赛时间有限,这就要求参赛者要有较强的分析判断力,能在较短时间内迅速准确地找到自己所需的信息。通过培训和竞赛,学生查阅资料、获取信息的自主学习能力将会得到有效提高。
为了使竞赛的各项工作高效率进行,我校在每次竞赛前都成立领导小组。其职责是对竞赛活动进行整体协调以及制定相关政策,组建教师指导组,选拔优秀参赛队员,制定并实施竞赛培训计划等。在组织竞赛方面,从学校领导到各部门领导都十分重视大学生电子设计竞赛。每次都会拨出专款用于电子设计竞赛,同时还制定了相应鼓励政策,以调动师生的参与积极性。各职能部门都积极配合电子设计竞赛工作,为学生提供一切可能的条件。
2.电子设计竞赛促进实践能力的培养
电子设计竞赛是对学生的创新实践能力的一次综合测试。它不同于学校传统的课程考试,不是单凭一张考卷来评定一个人的综合素质。对参赛学生来说,他们是电子设计竞赛最直接的考验者,从对题目的分析到选题、方案设计、元器件的确定、设计装配制作、调试、最后完成作品并写出论文。这对学生的理论联系实际能力、实践动手能力、软硬件综合应用能力、论文书写能力是一个很好的考验。参加比赛的学生都有这样的感慨,通过这样的比赛,自己的动手能力得到了很大的提高,对原来书本上的知识点有了更深入的理解,也发现自己的知识还远远不够,需要大面积的充电。竞赛同时也提高了学生解决、分析问题的能力。学生事先的设计方案并非是最优的,也并非完全正确,在实践的检验中,大部分学生都会碰到这样那样的问题,器件的参数选择不对、连错一个管脚、一根导线走错,都会影响整个电路。这就要求学生在竞赛中必须有耐心,时刻保持清醒的头脑,对故障原因加以分析,找出故障点,有的学生方案设计不合理,要经过多次的改动,在反复的实践中,他们取得了最后的成功,积累了宝贵的经验。通过竞赛,每一位参赛队员都从中学到了许多知识,受益匪浅。
3.电子设计竞赛培养学生市场及工程意识
3.1注重团队精神的培养
团队精神对于企业而言具有相当重要的作用,可以说,在一定程度上,它决定了企业的前途,因此,企业在招人时也很注重人员的团队意识。在电子设计竞赛的培训过程中,我们很注重培养学生的团队精神,在比赛中,三人一组,分工明确,一人负责硬件的搭建,一人负责软件程序的编写,一人负责整理和书写设计报告,对全局要有所把握,三个人需要紧密团结、相互合作、齐心协力,这是最后获得成功的重要因素,任何的不协调都将导致功败垂成。学校采取自愿搭配的原则。由于培训学生来自不同专业,不同班级,每个学生的知识结构、学业特长、个性特征差别较大,不宜盲目地强行组合;而大学生往往具有独立意识,所以采取让他们自愿搭配,自由组合的办法,并在培训过程中注意观察、适时调整,最终确定小组成员。
3.2借鉴公司项目开发的管理模式组织培训,采用工程概念进行设计制作
在学习了一定的基础知识的前提下,采用项目导向的培训模式。这需要指导教师根据历年电子设计竞赛的出题类型,结合本学校的实际情况,为学生选择合适的项目,在规定的时间内让学生完成规定的任务。让学生从分析题目,去图书馆、上网查找资料,确定几套方案,到实践解决问题有一个全面的认识。引入模块化的概念,硬件模块化、软件模块化等,比如,电源模块、单片机最小系统、显示模块、A/D、D/A模块等等,事先都可以做好备用。在培训过程中关注新器件的使用,申请一些样片尝试其使用情况。
4.给学生带来积极的“副作用”
为了使竞赛的各项工作高效率进行,我校在每次竞赛前都成立领导小组。其职责是对竞赛活动进行整体协调以及制定相关政策,组建教师指导组,选拔优秀参赛队员,制定并实施竞赛培训计划等。在组织竞赛方面,从学校领导到各部门领导都十分重视大学生电子设计竞赛。每次都会拨出专款用于电子设计竞赛,同时还制定了相应鼓励政策,以调动师生的参与积极性。各职能部门都积极配合电子设计竞赛工作,为学生提供一切可能的条件。
2.电子设计竞赛促进实践能力的培养
电子设计竞赛是对学生的创新实践能力的一次综合测试。它不同于学校传统的课程考试,不是单凭一张考卷来评定一个人的综合素质。对参赛学生来说,他们是电子设计竞赛最直接的考验者,从对题目的分析到选题、方案设计、元器件的确定、设计装配制作、调试、最后完成作品并写出论文。这对学生的理论联系实际能力、实践动手能力、软硬件综合应用能力、论文书写能力是一个很好的考验。参加比赛的学生都有这样的感慨,通过这样的比赛,自己的动手能力得到了很大的提高,对原来书本上的知识点有了更深入的理解,也发现自己的知识还远远不够,需要大面积的充电。竞赛同时也提高了学生解决、分析问题的能力。学生事先的设计方案并非是最优的,也并非完全正确,在实践的检验中,大部分学生都会碰到这样那样的问题,器件的参数选择不对、连错一个管脚、一根导线走错,都会影响整个电路。这就要求学生在竞赛中必须有耐心,时刻保持清醒的头脑,对故障原因加以分析,找出故障点,有的学生方案设计不合理,要经过多次的改动,在反复的实践中,他们取得了最后的成功,积累了宝贵的经验。通过竞赛,每一位参赛队员都从中学到了许多知识,受益匪浅。
3.电子设计竞赛培养学生市场及工程意识
3.1注重团队精神的培养
团队精神对于企业而言具有相当重要的作用,可以说,在一定程度上,它决定了企业的前途,因此,企业在招人时也很注重人员的团队意识。在电子设计竞赛的培训过程中,我们很注重培养学生的团队精神,在比赛中,三人一组,分工明确,一人负责硬件的搭建,一人负责软件程序的编写,一人负责整理和书写设计报告,对全局要有所把握,三个人需要紧密团结、相互合作、齐心协力,这是最后获得成功的重要因素,任何的不协调都将导致功败垂成。学校采取自愿搭配的原则。由于培训学生来自不同专业,不同班级,每个学生的知识结构、学业特长、个性特征差别较大,不宜盲目地强行组合;而大学生往往具有独立意识,所以采取让他们自愿搭配,自由组合的办法,并在培训过程中注意观察、适时调整,最终确定小组成员。
3.2借鉴公司项目开发的管理模式组织培训,采用工程概念进行设计制作
在学习了一定的基础知识的前提下,采用项目导向的培训模式。这需要指导教师根据历年电子设计竞赛的出题类型,结合本学校的实际情况,为学生选择合适的项目,在规定的时间内让学生完成规定的任务。让学生从分析题目,去图书馆、上网查找资料,确定几套方案,到实践解决问题有一个全面的认识。引入模块化的概念,硬件模块化、软件模块化等,比如,电源模块、单片机最小系统、显示模块、A/D、D/A模块等等,事先都可以做好备用。在培训过程中关注新器件的使用,申请一些样片尝试其使用情况。
4.给学生带来积极的“副作用”
1.1开展一系列分项目、分层次的讲座,包括有关电源、DDS信号源、扫频仪的原理,设计思路,高频电路,FPGA,单片机,控制理论,论文写作等专题以及电路调试中的实用方法和技巧。近三年来,电子设计培训中心在区内开出公开讲座2次,校内讲座10余次。
1.2编写《Protel设计与提高》、《FPGA实践与应用》等培训教材,面向电子设计爱好者组织经常性的培训,通过训练考核促进学生设计与制作能力的提高。同时,利用与电子行业相关企业建立的合作机制,由企业主动提供新产品、新设备,对师生开展进校集中培训,介绍行业的新知识、新理论、新技术。
1.3为有较强创新意识和实践动手能力的学生参与创新性实验项目、教师科研、毕业设计、课程设计等提供技术指导及设备支持。“小功率数控交直流电流源”、“基于FPGA的RFID实训平台”、“智能无线搜救系统”、“基于软件无线电的数字SSB无线收发机”等一批学生项目相继完成并通过测试。
1.4作为大学生电子设计竞赛广西赛区的测评基地,为整个广西赛区作品的测评提供全套设备和良好的测试环境。培训中心的管理采用教学改革项目模式,学校每年验收一次,根据中心当年的培训规模、参赛成果等划拨下一年度经费。电子信息类专业学生通过中心的活动扩大了知识面,同时学校也遴选出了一批参加区级和国家级竞赛的种子选手。
2注重兴趣培养,夯实入门基础
在学生入校之初,就宣传“先实践、后理论、再实践”的学习方式,鼓励学生及早参与竞赛培训、体验实践创新。通过获奖学生经验介绍会等形式,使新生深刻意识到:具有大赛经历的学生,会带着大赛中的许多实践问题学习理论课,迅速渡过认知阶段,加深对理论知识的理解。因此,并非要课程都学完才能参加大赛,要提前介入,介入得越早越好[4]20-22。参与培训的学生以自愿为基础,采用三人组队形式。组队时,提倡专业搭配、学科交叉,具有电路制作、软件仿真、单片机编程、机械设计等专长的学生合理分工,优劣互补。组队形式从一开始便基本固定下来,经过长期的磨合、磋商后,一旦有了赛事,小组成员之间即可默契配合、各司其职,为获取佳绩奠定了基础。对于刚接触竞赛培训的学生,组织参观演示性强的往届学生获奖作品,提高学生的参与兴趣。分别从数字电路、模拟电路、单片机、DSP及EDA等几个方面介绍基础理论知识,然后开设一些简单的单元制作项目,具体内容包括:信源电路、抢答器、计时器、放大器、传感器、滤波器等。这些单元电路既是各种通用电路的基础,又都具有趣味性和可欣赏性,可以作为独立的成果进行展示,从而激发学生学习电子信息类知识的热情和自信心,初步体验电子设计制作的基本流程,迈出实践创新的第一步。
3研究竞赛选题,推行层次化训练
全国大学生电子设计竞赛的选题范围“以电子技术(包括模拟电路和数字电路)的应用设计为主,可以涉及单片机、可编程器件及微机(微机主要作开发用)。题目尽可能考虑到教学的基本要求,并兼顾新技术的发展。”历年竞赛题目主要分为:(1)无线收/发信机;(2)数据采集、测量、传输与控制系统;(3)高、低频信号源;(4)交、直流放大器。细化到实际课程中,则涵盖模拟电子电路、数字电子电路、高频电路、传感器技术及应用、微机原理、单片机接口技术、PLD可编程技术、自动控制原理等多门课程[5-7]131-148,415-420,130-132。根据大学生电子设计竞赛的题型和内容倾向,针对需要掌握的基本知识、技术及技能,结合电子信息类应用型人才培养方案要求,开展层次化训练。
3.1分项训练对于具备一定设计制作基础的学生,根据模拟电路、数字电路和单片机电路模块分别进行分项专题训练。模拟电路部分主要训练项目为:音频功放(包括音调、功率放大)、电源(稳压、稳流)、程控放大器;数字电路部分包括:常规器件实现数字钟、方波的展宽与变窄、常规器件实现的频率计;单片机电路部分包括:单片机配合A/D转换器实现数字电压表、单片机与D/A转换器实现的波形发生器、单片机对电机的控制。
3.2综合训练融合基础层次的多个模块给出设计题目和参数要求,启发性地讲解设计要点,使学生建立起系统的概念并自主设计、制作作品。
3.3跨学科集成训练集中进行涉及自动化、机械、光学等多方面、跨学科的综合训练,包括:直流稳压源、信号发生器、无线收/发信机、信号检测与控制系统、数据采集与控制等。指导教师给出参数要求和大致参考方案,具体的设计和实施则通过学生查阅资料、教师答疑和学生自己的实践来完成[8]154-156。
3.4赛前冲刺在开赛前期,参照电子设计竞赛模式,采用模拟试题,要求学生以2-3人组队的形式,在设定的时间限度内完成资料查阅、方案选择、电路制作、程序调试、问题排查、论文写作等一系列工作,体验竞赛氛围和工作模式。同时,邀请有丰富竞赛经验的指导教师或企业工程师开设专题讲座,讲评电子制作作品,补充竞赛方法和技巧,开拓学生的知识结构,使学生的实战能力得到快速提高[9]120-123。为了能更真实地反映出学生电子设计制作的实际水平,当前在区级赛和国家级赛中,逐渐加设了全封闭式的制作类专项竞赛。由组委会提供仪器设备、电路元件、万能板等硬件设备,各参赛队只能携带参考书籍和未写入程序的单片机小系统板入场。参赛队员需自行查阅资料、设计电路方案、列出元件清单并领用元件、在万能板上布设元件、焊接电路、调试并测量数据。针对这一竞赛形式,反馈到赛前培训中,则更需要加强对学生基础知识、独立工作能力和拼搏精神的培养和锻炼。
4开展校级竞赛,提供练兵舞台
课程体系和教学内容改革
依托电子设计竞赛平台,推进课程体系和教学内容的改革。从历届电子设计竞赛的试题来看,可以归纳成5类,即电源类;信号源类;无线电类;仪器类和数据采集与控制类。试题的特点是:实用性强、综合性强、技术水平发挥余地大。所涉及的电子信息类专业的课程有:低频电路、高频电路、数字电路、单片机原理、电子测量等;实践性教学环节有:电子电路实验课、单片机原理实验课、课程实训等;可选用的器件有:晶体管、集成电路、大规模集成电路、可编程逻辑器件等;设计手段可以采用传统的,也可以采用现代电子设计工具,如mutisum辅助分析和ISP在系统可编程等。不难看出,电子设计竞赛的试题既反映了电子技术的先进水平,又引导高校在教学改革中,应注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力。高职的课程体系和教学内容的改革思路也应反映这些特点,使学生的知识和能力达到电子设计竞赛的水平。为此,结合我校实际情况,在课程体系、教学内容的改革方面需进行以下几方面工作:
(1)以电子信息学科为依托,进行机构调整与课程的整合与优化
将电子信息工程系通信技术专业、电子信息工程技术专业和电气自动化技术专业的管理进行合并划分,成立基础课程教学研究室和专业课程教学研究室。基础课程教研室主要负责系部:电路分析、模拟电子电路、高频电子电路、数字电路等课程的理论和实验教学。专业课程教研室根据课程相近性主要负责系部:电力电子、单片机原理机应用、FPGA、传感器与测试技术等课程的理论和实验教学。
从参赛同学的情况看,参加竞赛的同学大多数已系统完成基础理论课和实验课的学习,并学习了部分专业课程的知识,有一定的理论知识基础和动手能力。但是,由于所学各门课比较独立,同学们普遍缺乏面对实际工程问题,设计制作较大规模应用电路的工作经验。因此,我们在大学二年级的下学期为学生开设“电路综合设计应用”选修课,为同学们提供了进一步锻炼提高的机会。在这门课程中,为同学们介绍当今最先进的电子器件的应用、各类电路的设计方法和最新电路设计手段,开阔同学们的视野,强化同学们的工程概念,并给出多种设计制作的题目供同学们练习。
受电子设计竞赛的启发,我们在课程的实际设计制作环节中,仿照竞赛的要求将同学分组,从较简单的应用电路开始,要求每组学生完成数个难度递增的实验电路设计、制作与调试,并写出详细总结报告。在制作每个电路的训练过程中,鼓励学生用不同的方案实现,以锻炼学生的思维的广阔性,培养其创新能力。
(2)调整与合并电子技术实验系列课程,建立现代电子技术实验课程教学体系
可以通过专业课程的相关性把专业课结合起来,像传感器与测试技术这门课程和单片机课程都安排有实训,如果把两门课程结合起来进行实训,不仅内容丰富而且学生也很容易将各专业课结合起来。
(3)改善实验室硬件水平
电子设计竞赛的场地是由参赛学校自己提供的。能否适应电子设计竞赛各种题目的要求,体现了该实验室的应变能力和综合适应能力。长期以来,由于学生电子技术的各类实验室装置基本上是老三样(电压表、信号源、示波器),学生在实验中接触不到先进的实验手段和先进的仪器设备,这个缺陷在常规实验中的表现并不明显,但在电子设计竞赛惜时如金的场合下就的非常突出。谁采用的仪器工具先进、自动化程度高,谁就会在其它条件相同的情况下赢得更多的时间,从而取得更好的成绩。因此我们在新实验室建设中应配备一些较先进的设备,比如10年广西区电子设计竞赛测量电源的指标是三位半,需要用四位或以上的万用表来矫正,当时实验室没有高精度万用表以至于影响了比赛成绩,通过比赛的教训现在实验室升级了硬件配备了多台高精度万用表,同时也让学生能接触到精度较高的设备。
(4)建立四个层次的实验教学模式
现代电子技术实验课程的教学模式[3]为:基础实验->综合设计性实验->综合设计性实验->设计研究性实验。
① 基础实验目的是加深学生对电子技术基本理论的理解,提高学生对基础实验的兴趣。
② 设计性实验培养学生理论联系实际的能力与书写设计性实验报告的能力。
③ 综合设计性实验培养学生进行低频、高频和数字电路综合设计、装调与测试的能力,强调各种设计方案的实现与创造性思维能力的发挥,鼓励创新与突破。要求书写综合性实验报告。
④ 设计研究性实验培养学生创新设计能力,科学研究能力与新技术、新器件应用的能力,并要求学生发表研究论文。
教学方式的改革
传统的电子信息类专业教学内容,重理论、轻实践;重分析、轻综合;重个体、轻协作。按传统方法培养的学生,在参加电子设计竞赛时,就会发生诸多的问题。如:理论设计正确却无法在工程上实现;单元电路正确却无法实现系统联调;个人能力很强却各自为政,不能实现强强联合等等。这是因为电子竞赛既不是单纯的理论设计竞赛也不仅仅是实验竞赛,而是由一个参赛队共同设计、制作完成一个有特定工程背景的题目的优劣与快慢的竞赛。它既强调理论设计,更强调系统实现。它考核了学生综合运用基础知识的能力,更注重考察学生的创新意识。题目涉及的内容是一个课程群而非单一的一门课程。因此竞赛的形式与内容基本上符合面向21世纪人才培养的目标和需求,是对传统教学方法的一个挑战,如不改革传统的教学内容和教学方法,建立一个新的教学课程体系,就无法适应现代高职教育的需要。
采用基于工作过程的项目教学法,改变以往教师为主教授的方式,学生成为课堂的主体,教师在教学活动中起引导作用。学生具有更多的发挥空间,有利于提高学习的兴趣、加强主动性。项目计划已经在单片机课程教学中进行项目式教学,项目任务的教学过程分为以下环节:布置工作任务——选定设计方案——利用仿真软件完成硬件设计和软件设计——仿真系统功能——通用板焊接制作——调试——修改设计——设计文件归档。
教学方法改革是与教学内容的改革相辅相成的。竞赛促进教学内容的更新,新的内容迫使有相应的教学方法与之适应,达到理想的教学效果。为了给学生更多独立学习、独立思考的空间,教学方法上也应留给学生更多时间,因此,将原来的集中实验教学方法,改为开放式实验教学。
开放式教学[4]包含两方面的含义,即时间开放和内容开放。时间上的开放即在规定了学生的实验内容以后,学生可以在相当大范围内选择完成实验的时间,这样学生可以在时间上有较大的灵活性,提高学生学习的主动性。
内容上的开放是指学生们在实验里除了可以进行规定的实验内容,还可以根据自己的专业和爱好,选择规定以外的实验内容,这样有助于学生创新能力的培养和提高。
此外,还应设立了专门的开放实验室,在开放实验室除了配备信号源、示波器、万用表等常规实验设备外,还配备了单片机开发器、FPGA实验板、计算机等实验设备,为学生课外科技活动,进行设计性和综合性实验提供实验场地和仪器设备。
建立起高校科技创新平台,鼓励课外科技活动的开展
为了培养学生的创新设计能力,给优秀学生提供一个良好的学习与研究的环境,展现新思维、新设计的舞台,建立了现代电子创新设计实验室。实验室的建设与管理纳入全校实验室的建设中。可以共享教学基地的资源,提高资源利用率。
(1)因材施教,鼓励创新,培养拔尖人才
在电子电路实验课和课程设计等实践教学环节中,对有创新设计思想,能力较强的优秀学生,可以免做普通实验的内容,安排难度较大的实验课题或学生自定课题,要求他们自拟设计方案,实验室提供所需的特殊器件。对实验课题完成较好的学生可以免考,并给予较高的成绩。
(2)成立电子课外科技活动中心
电子课外科技活动中心主要由课外科技活动积极分子和优秀学生干部组成。活动中心的仪器设备由系实验室资助,由学生管理。他们利用课余时间和节假日到为学校职工和同学进行电子设备维修,运用所学的知识为社会服务。
(3)设立创新设计基金,制定奖励政策
学校出台政策,设立了校创新设计基金,制定了多项奖励政策。创新设计基金主要资助运用新思想,新技术,新器件的电子设计(电子类)与制作的课题,学生每年都可以申请。为调动师生的积极性,制定多项奖励政策,如:对获得(电子大赛)全国一等奖的学生免试升本。鼓励学生进行课外科技活动,将课外科技活动取得的成果纳入学分。设立主讲教授和主讲教师岗位,安排教学效果好的教师多讲课并提高课酬。设立校、系教学改革课题基金,计入工作量。教学改革成果、教学研究论文与科研成果、科研论文同等对待。
结 语
高职院校以电子设计竞赛为依托,进行技能竞赛与课程群建设之间良性互动机制的建立和运作,对于培养符合目前高职教育的发展需要专业综合素质人才,加强双师型队伍建设,推动专业教学的改革等方面发挥着不可代替的作用,可以实现课内第一课堂教学与课外第二课堂教学、实践教学基地建设与教学实施、学生与教师等方面的多赢。
参考文献:
[1] 范唯,吴爱华. 对高等职业教育发展的思考和建议[J].中国高等教育,2006年Z3期.
[2] 吴国辉,付丽苑,李彩云等. 推动高职电信类专业教改探讨[J].教育研究,2011(5),18:270-271.
一、引言
全国大学生电子设计竞赛由教育部高教司和信息产业部人事司共同主办[1],从1994年到现在,先后举办了近十届全国竞赛和四届专题竞赛。大赛从一开始就确立了“推进教育教学改革,为人才培养服务”的宗旨,不断推进高校教育教学的改革与发展[1][2]。我校从1997年开始面向全校召集优秀学生参加全国大学生电子设计竞赛,成绩斐然,先后获得国家一等奖三项,国家二等将五项,山东省一、二等奖励多项。这些成绩对学生的鼓舞很大,要求参赛的学生逐年增多,参与的专业范围也不断扩大。参加过电子设计竞赛的学生在系统设计、方案论证、整机调试、选用新器件及创新能力与合作精神等方面得到了全面提高,也增强了他们的自信心。他们在毕业设计和以后的科研工作中,独立工作的能力较强,受到了教师和用人单位的欢迎和好评。我们从以下几个方面,谈谈通过组织大学生电子设计竞赛期刊网,对程体系改革与创新能力培养的促进作用。
二、大学生电子设计竞赛促进了电子技术相关课程教学体系的改革与完善
通过组织参加全国大学生电子设计竞赛及赛前选拔与培训,发现我校本科生存在理论基础较好而动手能力较差、参与意识较强而工程素养不足等缺点。这反映出教学过程重理论轻实践、重软件轻硬件,也说明现有的教学内容和课程体系急需改革,如:在平时实验课中,验证性实验多而自主设计的实验少,单科性实验多而综合性实验少,采用传统的方法多而应用最新的技术少,反映电子技术应用的前沿课程少。针对这些问题,我们对电子类课程体系进行了一些调整和改革。
首先在教学内容上,由于新技术、新器件应用范围越来越广和电子技术的飞速发展,我们开出了“可编程逻辑器件及其应用”、“电子设计自动化”、“现代电子系统设计”、“条形码与IC卡技术”等新课程,编写了教学大纲,经过多年实践,效果良好,丰富和完善了电子技术课程体系。配合课程体系和电子技术竞赛编写了新的理论教材“电子设计自动化”和实验教材“电子技术测量与实验”。在新教材中,舍弃了过时陈旧的内容,引入新的内容,增加了电子线路软件仿真的内容,使硬件软件相结合,丰富了实验手段。新教材还增加了大量的设计性和综合设计性实验内容,满足不同程度学生的需要。实验教学环节已由单纯的“验证”实验向“单元验证、分析设计、系统综合”实验相结合的方向转变。根据新教材构建了模块化的EDA实验教学内容体系,具体框图如下图1所示:
其次从教学目的和教学摘要求学生按照已知的方法和步骤进行操作即可,这种实验方式在基础训练阶段是必不可少的,但因为其本身在时间、空间和内容上的局限性,不利于学生自由发挥,也不利于学生创新能力的培养。而非验证性实验因可让学生自主设计和拓展实验,从而提高了其挑战性,也极大地激发了学生的创新欲望,对培养学生的实际动手能力和创新精神是非常有利的。
图1 模块化的EDA实验教学内容体系
同时对教学方法也进行了改革。教学方法改革是与教学内容的改革相辅相成的[1][3],竞赛促进教学内容的更新期刊网,新的内容迫使有相应的教学方法与之适应,以达到理想的教学效果。我们的新课程体系和教材给学生更多独立学习、独立思考的空间,教学方法上也应留给学生更多时间,因此,我们将原来的集中实验教学方法,改为集中实验与开放实验、虚拟实验、分布实验等多种实验教学模式相结合的方式,实验模式由过去的单一模式向多元化的实验教学模式转变。我们的开放式教学包含两方面的含义,即时间开放和内容开放。时间上的开放即在规定了学生的实验内容以后,学生可以在相当大范围内选择完成实验的时间,这样学生可以在时间上有较大的灵活性,提高学生学习的主动性。内容上的开放是指学生在实验中除了可以进行规定的实验内容,还可以根据自己的专业和爱好,选择规定以外的实验内容,这样有助于学生创新能力的培养和提高。
通过教学体系、方法的改革与不断完善,在平时的学习中就能给有兴趣有能力的学生提供实践实习的条件和空间,逐步培养他们的实际动手能力和创新能力。同时,通过实际动手设计可以让学生更好的消化课本上的知识,理论联系实际,激发大学生的学习积极性和主动性。
三、全国大学生电子设计竞赛促进了实验室硬件水平和综合适应能力的不断提高
电子设计竞赛的场地是由参赛学校自己提供的。能否适应电子设计竞赛各种题目的要求,体现了该实验室的应变能力和综合适应能力。长期以来,由于电子技术各类实验室的装置基本上是老三样(电压表、信号源、示波器),学生在实验中接触不到先进的实验手段和先进的仪器设备,这个缺陷在常规实验中的表现并不明显,但在电子设计竞赛惜时如金的场合下就显得非常突出。谁采用的仪器工具先进、自动化程度高,谁就会在其它条件相同的情况下赢得更多的时间,从而取得更好的成绩。比如我们在竞赛中使用的先进的数模混合型示波器以及数字示波器,受到学生的一致认可,通过多年的竞赛,在学校的大力支持下,电工电子学教学中心的实验室建设起点高期刊网,设备先进,为电子竞赛提供了一个良好的环境。
四、全国大学生电子设计竞赛推动了电子技术课程设计内容和体系的不断发展
课程设计是学生相对集中,实践功能较强,比较能真实反映一个学生实践动手能力的一项教育教学内容[4]。因此,为了不断适应电子技术发展的要求,同时也为初步选拔电子设计竞赛学生做一个基本参考,整个课程设计体系也要不断发展与完善。
首先从设计内容上,设计的内容不断更新,难度也不断增加;其次从软件设计工具上,随着电子设计开发工具的不断发展,通过各种渠道将ispExpert、ispLever、ModelSim、Synplicity等各种流行的仿真软件及开发工具逐一介绍给广大学生使用;再次从软件编程语言上,Able、VHDL、Verilog等多种流行的硬件编程语言都被广大学生所逐渐熟悉;最后从硬件设计和测试工具上,自主设计制作了小型的“SZD-III型PLD实验开发系统”、大型PLD课程设计演示仪器、电子竞赛系统开发板等。
五、全国大学生电子设计竞赛使优秀学生脱颖而出,促进了教师业务水平的提高
电子设计竞赛使那些具有良好的理论基础、实践动手能力强,特别是具有创新意识和协作精神的学生有了施展自己才能的空间。他们不循规蹈矩,不死读书本,而是积极进取,学以致用,理论密切联系实际,通过赛前的培训以及大赛的洗礼,使他们在各方面更加成熟。参赛的学生报考研究生时也受到硕士生导师的青睐,而没有上研究生的同学在联系工作时也极受欢迎,不少公司在招聘时深有感触的说:“像这样的学生有多少我们要多少”。这些学生的成才,也在低年级学生中产生了良好的辐射作用。
对于教师而言,由于我们的课程是面向全校学生的专业基础课,教学任务比较重,为提高效率,施行的是模拟、数字、电工电子学三门课程教学人员相对固定的方法。每位老师基本上只负责其中一门课程。这样一来,虽然教师能够对所负责的这一门课程内容比较熟练,但时间长了对其它两方面的知识期刊网,缺乏必要的联系,从长远看,不利于教师业务水平的提高,不利于学生的培养,因为学生将来面对实际的电路系统,所需要考虑的问题是综合性的,如果教师在教学过程中不能帮助学生树立一个综合考虑问题的思想,这是教学上的一个遗憾。而通过组织教师参加电子设计竞赛的培训工作,一定程度上改善了这一状况。教师们在辅导参赛学生训练的过程中,不但提高了业务素质,而且认识到在教学中贯穿综合考虑解决问题的思想对学生能力培养的重要性。
六、创立了一种实践中较为成功的大学生学科竞赛的培训内容体系和组织运行模式
经过多届全国、山东省、学校竞赛,根据历届电子设计竞赛所涉及到的领域,目前已经形成较为合理的培训体系,培训内容涉及电子系统设计、EDA、单片机、制作与安装工艺、功率电子、软件设计等内容,经过多年实践,效果良好。同时也创立了一种实践中较为成功的大学生学科竞赛的组织运行模式。
(1)平时积累。通过电子技术相关课程体系的改革与完善,使得有兴趣和能力的学生在平时的学习中就能够获得一定的经验积累和实践机会,使得动手能力、创新能力、设计水平得到一定程度的提高。
(2)择优选拔。在电子设计竞赛开赛前,通过报名、笔试、实物制作、面试、推荐等方式择优选出30-50名学生参加培训和比赛。
(3)强化训练。培训开始时,根据历届电子设计竞赛所涉及到的领域邀请相关教师为学生进行授课,让学生在短时间内能够对相关领域知识有较深入的理解,打好设计基础,然后由负责老师带领参赛学生在现有硬件条件下对学生的软件、硬件综合设计能力进行强化训练。
(4)模拟竞赛。根据现有的硬件设备和条件,尽量节约开销,选择合适的可以完成的设计题目,把培训学生进行分组,让学生在限定的时间内利用现有的器件和设备完成一次设计,强化锻炼并检验参赛学生的设计水平和动手能力,并让学生对真正的竞赛有初步的认识和体验。
(5)合理组合。在培训和模拟竞赛期间,不同的学生在不同的方面可能会有各自突出的表现期刊网,比如有的学生硬件水平很好,有的学生软件水平很高,有的学生综合设计能力很强,教师要善于发现学生的特点,并把突出的学生有机的组合成一个整体,保证参赛队伍的质量和水平。
七、总结
竞赛是对学生综合能力的全方位考核,既有理论分析,又有实践动手,是全面素质的培养[1][2][5]。在专题竞赛中既培养了学生面对众多社会需求选择最佳实施方案的能力,又使学生经历了由策划、设计、制造、调试、试用全研制的开发过程,很多学生反映这段特殊学习经历终生难忘。“通过前期培训和选拔以及四天竞赛,胜读四年书本”,有不少学生这样评价电子设计竞赛,这种说法不免夸大,但也从侧面反映了在学生眼里竞赛对于学生综合素质提高的巨大作用。
在该项竞赛的引导下,电子技术相关课程已经和正在经历着一系列调整和改革—优化传统基础知识、大胆引进前沿技术、不断拓宽学生专业口径、加强工程实践能力培养、重视创新教育的探索和实践。
参考文献
[1]姚建永、吴贻文.参加电子设计竞赛,促进教学改革.高校教育研究,2008(17):31-33.
[2]陈立章、宋学瑞、彭红.组织电子设计竞赛培养大学生创新能力总结和体会.湖南医科大学学报,2008(4):95-97.
[3]林寿英.以电子设计大赛促进电子技术课程本科教学改革.福建农林大学学报,2008(11):103-105.
[4]许利霞、赵文锋、彭孝东等.电子技术课程设计教学探索与实践.中国现代教育装备,2008(9):57-58.
电子信息类专业开设的专业基础课程是对实践性要求很严的课程,要求学生实践动手能力强,以此来适应相关岗位技能和创造性的需要,培养具备优秀的实践能力和创新精神的专业人才是高等教育院校的任务。而实践与创新能力的培养在于实践教学环节,因此实践教学具有重要的教学地位,是培养学生理论联系实际,增强实践和创新能力的重要教学方法。
一、实践教学体系的改革
现阶段,电子信息技术和计算机技术的高速发展对实践教学提出了更高的要求,根据形势和社会发展的要求,电子信息类专业实践教学的创新与改革势在必行,我们需要构建一个新的实践教学体系。坚持以社会需求为主要目标,以服务于社会为主导宗旨,将实践教学环节与理论教学环节合二为一,融为一个整体,运用创新的培训方式培训学生,以专业技术应用能力为主线,培养学生的操作能力、创新能力和理论联系实际的能力,着重培训学生的基本技能能力和综合实践技能能力。为培养学生的实验能力、实际操作能力、独立分析问题和解决问题的能力、创新思维能力和理论联系实际的能力,建立科学合理的实践教学体系,能充分发挥出实验教学的优势,有利于提高教学的质量有重要意义,同时有利于素质教育的高度强化。
二、实践教学内容的改革
根据当前形势,对教学内容重新整合,对实践教学环节重点加强,使实践与理论密切结合。实践教学是使学生深入理解和充分掌握理论知识,学习关于实验基本理论和基本方法,是提高实践能力和创新能力的重要环节。传统的实践教学内容是教师根据课程需要设定一些验证性实验,关于什么原理,学生很少做出分析。一些设计性的实验,也是教师做出设计,学生用实验来进行验证。这样的实践教学方法导致学生的分析和解决问题的能力得不到提升。在实践教学内容的改革方式上主要包括实验课教学和课程设计两个方面。
(1)实验课教学方面:增加实验课教学的比重,把每门课程的实验分为四个方面:由单一验证性的实验变为复杂的基础性实验;要求学生独立思考来完成的比较复杂的设计性实验;学生独自选题设计的综合性实验;学生操作能力的操作性实验。这四个层次的实验的内容由浅至深,逐渐提升学生的实践能力。基础性实验着重于加深学生对基本理论和知识的理解与掌握;设计性实验着重于培养学生分析和解决问题的能力;综合性实验着重于使学生综合运用本门课程的内容,掌握多个重点和知识点;操作性实验着重于使学生加强动手操作与实践能力。通过四个层次的实验,学生会努力提升自己的专业理论知识,综合运用,完成实验,做出优秀合格的作品。
(2)课程设计:课程设计是十分重要的教学环节,它不仅能检验学生对理论知识的掌握程度,也是培养学生创新能力的重要环节。其目的是让学生能自动自发的学习,牢记理论知识并做到自主创新。课程设计任务要有灵活性,使学生有较大的创造空间,有充分的创造机会。教师要多为引导,在授课过程中,不时提出几个实际问题,让学生分组思考并进行讨论,每组在统一后开始实施操作。这样既能提高学生的积极性,又可以培养其思考问题的能力、理论运用能力和创新能力。
三、实践教学方法的改革
电子设计自动化技术是现代电子工程中的一项新技术,是一种基于计算机和信息技术之上的设计方法。它具有图形直观、仿真度高、准确性高等优点。在实践教学中可以将它运用到理论教学中,在教学过程中,弥补了传统设计上的不足之处,增加了教学的趣味性,节省了教学时间,提高了有效率。电子设计自动化技术使学生接触到现代工程技术,运用计算机进行辅助分析设计,运用到实验教学和理论教学中,提高了实践教学的效果。工程实践技术与基本理论的相互结合,数字解析方法与计算机辅助方法的相互结合,是现代教育技术中的一次重要飞跃。
四、电子设计竞赛活动的改革
电子设计竞赛是面向大学生的科技活动,既有理论设计又有实践制作,目的是提高大学生理论知识和实践动手能力。给学生一些电子产品电路的原理图,对学生的要求标准提高,学生可以自主选题,看懂电路原理图之后,选择一个课题并给出其基本的设计原理,在教师的监督下完成设计过程。这样的活动不仅巩固了学生对基本理论知识的理解,而且通过自己亲手设计掌握了制作步骤和方法,提高了实战技能。还可以在校内建立电子科技小组,开展形式多样的活动,让学生利用课余活动时间进行技术创作,设计不同的研究课题,激发学生自主学习的热情,学生可根据自己的兴趣报名参加。积极的参加全国、全省的电子设计大赛,对培养学生创新能力、动手能力有积极的作用。
五、总结
本文针对电子信息类专业实践教学环节的特点和存在的一些问题进行分析,提出一系列的改革措施和设想,在实际运用中起到良好的效果,激发了学生的创新意识,学生的综合能力也有很大程度的提高。电子信息技术日新月异的发展,传统的教学方式已不能适应新形势的发展与需要,我们必须要进行改革和创新,这是一项长期任务,是需要长期改革和实践的过程,需要长期的研究与探索。
参考文献:
[1]吴文全. 徐建霖.电子技术实验教学改革中的问题及对策[j].实验室研究与探索,2005,24(4):68-70
[2]别其璋. 王向乔.电子技术系列课程实验与实践教学改革研究[j].重庆工商大学学报:自然科学版,2004,21(5):516-518
[3]王汝言.电子设计类课程理论与实验教学的改革与实践. 2007年全国高等学校电子信息科学与工程类专业教学协作会议论文集.2007;10:288
为了全面提高高等教育质量,大力提升人才培养水平,国家教委于2007年初正式启动实施了“高等学校本科教学质量与教学改革工程”,提出了“实践教学与人才培养模式改革创新”等六个方面的建设内容[1]。国家教委1993年提议在高等学校的相关专业中组织开展大学生电子设计竞赛,丰富大学生的课外生活,提高大学生的创新能力,培养大学生的协作精神和理论联系实际的能力。实践证明,这种普及性的课外设计竞赛,推动了我国高等学校大电类专业课程体系和课程内容的改革,已成为我国高等教育改革和发展的辅助手段。通过电子设计竞赛培养大学生针对实际问题进行工程设计与制作的能力,营造鼓励独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境,使学生创新智慧竞相迸发。
一、竞赛促进教学改革的推进
《电子技术基础》和《单片机原理与应用》是本科电类、近电类专业的必修课程。为了提高学生学习兴趣,激发学生创新意识,将电子设计大赛与课堂教学结合起来,将大赛作品融入到课堂教学中,活跃了课堂氛围,提高了学生的学习兴趣,巩固了学生对理论知识的理解和掌握。
1.电子竞赛促进了理论教学改革的推进。由于电子信息技术的迅猛发展,使得电子类专业课程内容更新快,而教材建设往往落后于科学技术的发展,只有把最新的技术和成果充实到教学中,才能使学生掌握本领域内的最新发展动态。在课程教学与实验实践中不断将先进的技术、器件及时引入,如我们将传统的分立元件教学内容作为学生自学章节,重点放在集成电路的应用、电子设计自动化(EDA)等方面的教学内容,这些内容接近工程实际,有利于学生动手能力的培养,并将Protel、Matlab、MAX-plus等软件开发工具穿插于各门相关课程或实践环节的教学中。在理论授课时通过实用设计性电子电路的例子,加深学生对理论知识的理解和掌握。模拟电子技术基础是一门理论性和实践性都很强的课程,在课程讲解时若及时给出与课程内容紧密结合的实例,不但有助于学生深入掌握理论内容,更有助于理论联系实际,培养学生分析问题、解决问题的能力,比如讲光敏器件的工作原理时,插入光控开关的实例,讲三极管工作原理时插入三极管在压力测量、遥控开关中的应用电路,讲功率放大器的工作原理时插入扩音器的实例等等。分析历届电子设计竞赛试题,每届一般是6~8道设计题,其知识面涵盖了电子技术(模拟电子技术和数字电子技术)、单片微型计算机、无线电技术、EDA、电力电子技术、FPGA等专业知识,而且设计指标逐年提高,难度逐年加大,新技术、新器件不断增多。我们针对不同的课程选取往年的竞赛内容作为教学案例,加深了对理论、概念的理解,增强了记忆,教学效果得到显著提高。学生通过对“数字电子钟”的设计,掌握了单片机的最小系统构成,放大电路的调试,单片机软件的编程等,达到全面提高学生理论知识和工程素养的目的。
2.电子竞赛促进了实践教学改革的推进[2]。理论教学和实验教学是高等教育两个不可缺少的组成部分,实验教学不但能加深对理论教学的理解,而且对学生的动手能力、创新意识和能力的培养至关重要。但目前的实验教学存在着诸多弊端,从实验内容上看,验证性实验过多,综合性、设计性实验偏少,先进的实验项目更少,从实际操作上看,学生多、设备少,学生动手的时间不足,这样的实验教学模式严重削弱了学生学习的主动性,阻碍了学生创新能力和实践动手能力的提高。大学生电子设计竞赛的举行为电子技术实验教学改革和实验内容的更新提供了千载难逢的良机。针对实验教学存在的弊端,我们对实验教学内容进行改革,将实验内容由易到难分为三个层次:①基础验证性实验。这部分实验用来验证课堂上所讲授的基本理论和方法,其目的是让学生理解基本电子器件的工作原理,其内容包括实验目的、实验电路、所用仪器设备、实验内容及步骤、思考题等。学生按照一定的流程完成验证实验之后,基本上具备调试和测量简单电路的能力。②提高性实验。这部分实验是已知实验电路和实验内容及要求,让学生独立完成实验步骤及测试方法的拟定,实验设备的选择等。这部分实验以简单的应用性、集成电路为主,使学生学会电子电路的测试方法。③综合设计性实验。这部分实验是提出实验题目、实验内容及要求,让学生独立完成电子电路设计、元器件选择、电路的安装和调试、拟定实验步骤和测试方法等,课题组将历届电子竞赛内容作为综合设计性实验,取得了可喜的成绩,以电子竞赛的内容为基本素材,设置了综合型、设计型、创新型实验。学生完成综合设计型实验后,基本上具有综合应用知识的能力以及解决实际问题的能力。
二、电子竞赛提高了毕业设计的水平[3]
毕业设计是高等院校培养学生创新精神和实际动手能力的一个重要教学环节,是学生综合运用所学知识进行科学研究和工程设计的初步训练。由于学生数量多、指导教师少、毕业实习场地少,毕业设计(论文)的题目陈旧,学生能动性的发挥和独立思考创新的空间受到限制。为此,将历届电子设计竞赛中的创新设计的内容进行延伸,适当增加内容提高难度,使学生对自己构思的作品进一步深化,独立完成作品。在这一过程中,要求学生利用专业知识对原有方案进行分析论证,设计出改进方案。整个过程是以学生为主题,指导教师起到画龙点睛的作用。经过最近几年的尝试,收到了明显的效果:①提高了学生毕业实习的兴趣。结合竞赛内容安排毕业实习,克服了指导教师指定题目,学生被动接受,发挥空间狭小的弊端;②毕业设计时间有了保证。学生在大三期间结束比赛后,即可提前进行毕业设计,将比赛内容进行延伸,充足的时间是高质量论文的必要条件;③学生得到了综合锻炼。学生在以往竞赛的基础上,将自己的作品继续完善,不仅巩固了理论知识,而且还利用了目前相关领域中先进的研究成果。
三、在科技竞赛中培养学生的创新意识和实践能力
通过参加各类竞赛及科技制作,对学生在综合应用知识、发挥个人潜能、提高分析问题和解决问题的能力等方面都起到了很好的促进作用,而且培养了学生的创新精神、实践能力和协作精神。课题组以此为目标,尝试以竞赛为实践载体培养学生创新能力的实践方法,取得了良好的效果。①营造了创新的氛围。坚持从新生入校起就接受科技创新良好氛围的熏陶,通过大学生课外科技作品展示和经验交流来激发学生的热情;通过介绍学院雄厚的师资力量和科研成果来激发学生的自信;通过“高科技与现代电子”系列科技讲座来激发学生的创新精神和科研动力,为学生创造了良好的创新氛围。②搭建了创新平台。依托学校学科和师资队伍优势为科技竞赛的实施提供支持。其次,依托学校广阔的科研平台为学生科技创新提供支持。再次,依托组织优势为学生科技创新提供支持。学校成立了大学生电子综合创新活动室、课外科技活动室等,保证了学生科技创新活动健康、有效地开展。③将学生的创新活动与申请专利相结合,积极引导学生申请专利。目前,部分学生在课外科技活动中成绩突出,将作品转化为专利,部分专利已经转化为生产力。学生在这一过程中,体会到了科技带来的乐趣。
大学生综合能力的提高和创新能力的培养是一个长期的过程,科技竞赛的实施是这种能力培养与提高的有效途径。实践证明,将课程、竞赛、实验、课程设计、毕业设计、专利申请等有机融合有利于创新人才的脱颖而出,此外,配合电子设计课程的教学与电子竞赛的开展,创建了山东农业大学电子设计竞赛网站,创办了大学生“机电之光”大学生课外科技活动协会,形成了一定的辐射效果。
参考文献:
[1]教育部财政部.关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见[Z].教高[2007]1号.
[2]郭云林.重视电子竞赛推进教学改革,电气电子教学学报,2003,(2).