电子实践教学与设计竞赛改革探究
电子实践教学与设计竞赛改革探究 1改革实践教学内容，体现实践“教”“学”新貌 在电子设计竞赛培训中最大的特点和成功就是在于以学生为主体，以兴趣 为导师，以项目实践为主、教师辅导为辅的学习锻炼模式。在电子设计竞赛培训 实验室经常可见学生自主学习自由讨论，学生在“做中学”“学中做”，真正提高了 学习能力和创新实践意识。这种模式下学生学习主动刻苦，学生的自信心、实践 能力得以提高;创新实践意识得以建立和培养。本科实践教学环节的课程设置和 实验教学内容相对比较老化，缺乏灵活性，且书本知识与实践环节的联系相对单 一，实践内容多为课本理论知识的测试性、验证性、模仿性内容，学生对理论知 识的融会贯通能力几乎没有，学生的学习主动性及积极性相对比较差;同时，大 学本科学院由于经费有限，实验条件、实验技术更新能力不够，对实践教学环节 重视度不够，在传统实践教学理念缺乏对学生工程实践素质和实际解决问题能力 的培养。借鉴电子设计竞赛培训模式，在本科实践教学中实现本科实践教学内容 的融合。以工程实践素质培养为主线，改革原有的基础实践课程电工电子技术实 验，如电路与电子技术实验、微机原理实验、单片机实验、EDA实验以及电子综 合设计实验等，在内容体系上实现工程实践训练培养模式。电子专业类本科实践 教学经过多年的改革基本大多形成了电子基础类实验―电子专业类实验―电子 综合类实践三个层次。为充分调动学生的学习兴趣和学习积极性，在课程内容和 实践手段上跟进新思维新技术新发展，从基础类实验环节开始就建立学生工程实 践锻炼的思路，引导学生工程实践创新意识和实践动手能力的培养。1在基础类 实践教学中，以内容多样实用性实验代替内容单一验证性实验，减少验证型实验 内容，增加与工程实践紧密相关联的实验内容，如电源设计、滤波电路、选频网 络实验等。对理论性验证实验如戴维南定理叠加定理等实验进行删减，增加变压 器的实验。简化理论推导计算，强化学生安装、调试能力，同时加强实验方法重 要性的指导和实验报告书写规范的指导。2在专业类实践教学中，加强理论对实 验的指导作用，强调参数对实验结果的影响，加强专业技术术语参数的含义讲解。同时为贯通学生软硬件设计和软件编程能力，将专业类实践教学课程进行融合， 如微机原理实验课程与C语言课程的融合、单片机实验课程与传感器技术课程的 融合、实现软硬件联合调试与分析，还可以进行功能扩展，指引学生“学中做”。
3在综合性实践教学中，借鉴电子设计大赛的模式与内容，在原有基础上增加综 合性、应用性较强的实践环节(课程设计、实训、电子综合实验等，加强工程项 目实践的锻炼。以提升实验内容的综合性、实用性、系统性为前提，实时融入当 前最新技术新知识，不但能增加学生学习兴趣，同时增强学生工程实践意识，提高学生工程实践素质和解决实际问题的能力，指引学生“做中学”。与电子设计大 赛培训相比，本科实践教学环节侧重点是引发学生的学习兴趣和培养学生的学习 能力，教师的“教”更多是“引导、诱导”学生主动学习，学生才能更好地“学”。在 实践教学环节中加强与工程实际相结合，与应用相结合，可以使得更多的学生受 益，同时也为电子设计大赛类的学科竞赛活动提供更多的优秀学生。
2采用多种教学模式，激发学生的学习兴趣 在电子设计竞赛培训模式中，学生的学习兴趣是学生实践的原动力。在电 子设计竞赛培训实验室，开放的实验环境，良好的实验条件和设备，优秀的教师 辅导，使学生的学习能力和实践能力得以更好地提高。本科实践教学的条件和设 备就相对受限了，而且本科实践教学时间内容空间也是有限的。采用多种教学模 式，激发学生的学习兴趣是本科实践教学的第一任务。
2.1建设虚拟实验教学平台 将Multisim、Proteus仿真软件引入实践教学是激发学生学习兴趣和跟进技 术发展的第一步。基于Multisim软件建立电子技术仿真实验教学平台，克服电子 技术课程教学内容理论化难于理解的问题，能很好地解决学生学习兴趣学习引入 的问题;基于Proteus仿真软件建立单片机、AＲM虚拟实验教学平台，能提升学习 兴趣同时加强工程实践锻炼。利用互联网和校园网设施和条件，建设虚拟实验教 学平台，将数据资源共享、内容开放、实验信息交互;让学生随时进入虚拟实验 平台获取实验学习的资料，自己动手配置、连接、调节和使用虚拟仪器进行各种 实验;降低学生面对教师产生压力和依赖情况，实现学生远程自主实验教学;还能 解决实验场地、实验设备冲突和紧缺等情况，营造网络教学和移动学习的氛围. 2.2采用多种教学方法 相同的教学内容不同的教学方法，可以获得不一样的教学效果。在实践教 学中引入项目案例讲解并实践，以工程实践设计模块化教学，加强教学内容的实 用性，注重对学生的引导，锻炼和培养学生的工程实践素质。例如，在单片机实 验教学中采用最小系统模块、定时中断模块、液晶控制显示模块、ADC/DAC模 块等实际应用范例，不仅有利于提升学生的学习兴趣，还有助于培养学生的主动 性创造性思维，有助于提高学生的学习方法和学习效果，更是为后续学生参加电 子设计大赛等活动进行创新实践能力综合培养做好充分的知识储备。2.3建设综合性开放式实验室 开放的含义有两层:设备管理开放，能为学生提供所需的所有实验设备和 元器件;在时间上开放，学生可以根据自己的时间安排。综合性开放式实验室也 是自主创新性实验室，学生可以自己设计实验方案和实验步骤，实验室能够满足 学生自主选做实验内容，可以是单一性质的实验项目，也可以是设计性应用性的 实验项目。实验室为学生提供常用的信号源、示波器、电源、万用表等常用仪器， 以及各类单片机最小系统和开发板、EDA实验箱、仿真器、PCB制作台、调试台 等设备。同时实验室还配有辅导教师，指导学生正确进行实验项目。学生通过自 主设计应用性实验内容，不仅将所学书本理论知识融会贯通，增进实践动手能力， 更是有助于学生学习自主性和主体性的培养。
2.4开展各种专题培训讲座 电子设计大赛题目大多具有综合性、实用性特点，题目涉及专业知识理论 多，涉及工程实际问题多。经过多年深入研究分析各类电子设计大赛的题目，电 子设计大赛题目范围主要分为信号源、电源、放大器、智能仪器仪表、数据采集 系统、发射接收系统和控制系统7大类型。涉及电路、电子技术、高频电路、通 信电路原理、单片机原理及其应用、电子测量、可编程逻辑期间、电子线路设计 等多门课程［3］。在本科实践教学中有意识地结合每年的电子设计大赛题目， 有针对性地开展各类专题实践培训讲座。例如，电源设计、单片机应用电路、放 大器电路设计、数据采集系统设计等;同时，提出同一设计题目的不同实现方案 对比，不同设计问题的解决思路差异等;结合学生平时的学习问题展开各种专题 讨论。有针对性地引导学生学习解决工程实际问题的思路和方法，展开知识点， 拓宽视野，有助于学生工程实践素质的培养，有助于学生解决实际问题能力的培 养。
3拓展课外科技活动，培养学生创新实践能力 丰富多彩的课外实践活动，是培养学生实践能力与创新精神和发展学生个 人兴趣的有效途径［4］。课外活动不仅能开阔学生的眼界，引发学生的学习兴 趣，尽力缩短书本知识与工程实践之间的距离，促进学生自主完善知识结构，提 高学生的自学能力，还可以培养学生的创新精神和科研精神，增进学生的工程实 践素质培养。课外科技活动的形式多种多样，除了各种全国性地方性的各类电子 设计比赛，如全国电子设计竞赛、“挑战杯”“TI电子设计竞赛杯”“盛群杯”等大学 生课外科技活动，还有校内的各种科研训练，例如，参加老师的科研项目或学生自己申请的实验创新项目等学生科研项目。参与各种课外科技活动，不仅能够考 验学生实践能力、创新思维、团队合力和临场应变能力，而且每次活动经验对每 个学生的心理和能力成长也很重要，在参与活动的同时更是锻炼培养学生的沟通 能力和团队协作精神的好机会。学生通过参与各种科技活动开阔了视野，增强了 竞技心理与承受能力，通过“实践―问题―解决―实践―成功”，能锻炼学生的构 思能力、设计能力，提高团队的合作能力和运作效率。此外，课外的各类科技竞 赛活动所涉及知识的深度和广度，不仅能培养学生实践创新能力，也是对学生电 子设计基础知识及实践能力的综合检验。
4结束语 电子设计竞赛培养模式能够有效地增强学生的综合专业素质和创新实践 意识以及实践动手能力。将这种培训模式的理念融合到本科实践教学改革中，虚 实结合，项目案例教学，加强实践能力培养，有效地提高学生的学习兴趣和学习 主动性。在实践中加强理论学习，在实践教学中加强学生工程实践意识的培养， 使学生在具有基础理论和基本实践技能的同时，创新意识和工程实践能力也得以 很好地提高和锻炼。
本文作者:何莉 张里 工作单位:重庆理工大学