电子设计大赛引导下的电类专业教改

陈新河

（巢湖学院 物理与电子科学系，安徽 巢湖 238000）

电子设计大赛引导下的电类专业教改

陈新河

（巢湖学院 物理与电子科学系，安徽 巢湖 238000）

传统教学模式的缺陷极大地限制了高校素质教育的实施，阻碍了创新人才的培养。本文通过分析传统教学的缺陷，以参加全国电子设计大赛为契机，从教师队伍的培养、教学方法和教学内容的调整、课程体系的重构和实践教学的加强等几方面讨论了电类专业的教学改革。通过这种改革提高高校电类专业的教学质量，促进学生动手能力、设计能力和创新能力。

电子设计大赛；实践教学；教学改革；创新能力培养

1 引言

全国大学生电子设计竞赛是教育部、工业和信息化部主办的大学生学科竞赛之一，是面向大学生的群众性科技活动，目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革，有助于高等学校实施素质教育，培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风，为优秀人才的脱颖而出创造条件[1、2]。全国大学生电子设计竞赛的特点是：实用性强、综合性强、技术水平发挥余地大[3]。所涉及的电子信息类知识有：低频、高频、数电、单片机、电子测量和电力转换等；其设计手段可以采用传统的，也可以采用现代电子设计工具和器件（如Pspice、CPLD和FPGA等）。电子设计竞赛既在一定程度上反映了当前电子技术发展水平，又在一定程度上反映了高校教学的实际效果和高校电类学生的实际专业技术能力。所以如何以全国大学生电子设计竞赛为依托，通过对电类教学进行改革来提高学生的工程实践能力和创新设计能力是众多高校关注的话题。

传统的教学模式严重的束缚了高校的教学，阻碍了素质教育的进程，使高校的教学内容与社会实际发展状况相脱离，高校毕业生必须经过一段时间的“磨合期”才能真正走上工作岗位，我们必须要对其进行改革。本文针对传统的教学缺陷，从多个方面讨论了电类专业的教学改革。

2 传统教学的缺陷

通过组织学生参加全国电子设计大赛，我们发现以前的传统教学存在明显的不足之处，具体体现在[4]：

2.1教学内容陈旧

电技术是发展最快的一门学科，而教材更新速度慢，教材不能反应电子技术迅猛发展所涌现的新知识，导致课堂所讲授的内容与当今迅速发展的电子技术的实际有很大距离。实验内容的老三套，不利于学生现代知识结构的形成。

2.2教学模式单一

传统教学方法采用“填塞式”教学方法。教师上课讲，学生上课抄，下课背，考完忘。实验内容多为对相应理论的验证性实验，学生自主设计的实验少，忽视了实践过程中学生的主体能动的作用，不利于学生独立思考和动手能力的提高。

2.3教学手段落后和实验设备陈旧

统教学上课以板书讲授方式为主，不采用生动的多媒体进行教学，教师教的累，学生学的苦。实践教学的投入不足，实验设备陈旧，跟不上技术发展的需求，使学生学而无用（过时）。实验设备少，实验多人一组，结果学生少动手或者没动手。

2.4不重视综合性、创新性实践训练

以前学校仅按照各科理论课程来规划实验室，缺乏具有现代化气息的综合性实验室，结果造成单科性实验多而综合性实验少 （或无）；其次，所开设的实验课程中，缺乏与实际问题相结合的综合性、研究性的实验，多为验证性实验；再次，学生参与高水平实践活动（如电子设计竞赛、科研项目等）的机会少，缺乏系统的实践训练。不利于学生综合能力的提高和创新能力的培养。

3 电子设计引导下的教学改进

由于传统教学缺陷造成了学生的知识面不宽，综合运用知识和灵活运用知识的能力不佳；资料查阅能力不强；实验技能不高；新器件、新技术应用能力较差和缺乏创新能力[5、6]。这些都阻碍了高校素质教育的实施和大学生实践创新能力的培养，迫切需要我们对传统教育进行改革。笔者认为可以从以下几个方面来实施电类专业的教改：

3.1提高教师的综合素质和专业能力

当今，知识更新速度不断加快，各科知识联系也更加紧密，教师只有在不断学习新知识、新理论、新技术和开展科研活动的过程中，不断提高自己知识的深度、精度和广度,才能更好地为学生传道、授业、解惑，帮助学生了解课程发展前沿，促进学生各科知识的融会贯通，提高学生学习的主动性和实践能力。

现代的实验课不单纯是让学生学会仪表的使用，学会测量几个实验数据，完成了验证性任务就完事了，更重要的是要培养他们分析问题、解决问题的能力，帮助他们树立一种系统的概念，提高他们的工程实践能力。这些不仅要求任课老师有很强的理论基础，还要有很强的业务能力。不仅能带学生做验证性实验，而且能指导学生进行研究性的实验，解决实验过程中出现的问题并分析原因。

3.2改进教学方法

随着电子技术的新知识、新技术不断涌现，教学内容不断增加，而教学课时被压缩，传统的教学方法已无法保质保量地完成教学计划。教学方法的改进势在必行。具体措施有以下几点[4]。

1）使用多媒体提高课堂教学效果。多媒体课件有容量大、图文并茂的优点。通过丰富的动画演示,生动地描述课本中的抽象概念，将枯燥的理论具体化，使学生的听觉、视觉等方面同时接收信息刺激，感官和想象力互相配合，增强他们的学习兴趣与记忆能力。

2）运用各种仿真软件对例题进行仿真。目前,电子电路的仿真软件有很多（如Proteus等）。通过它们，我们可以方便地进行电路原理图的设计、仿真和测试，观察电路的工作状态及变化情况。过去课堂中语言表达比较困难的许多电路、芯片功能应用，通过仿真演示就能使学生轻松明白。学生也可以设计仿真各种电路，这对于学生的深入学习无疑有很大的帮助。

3）向学生推荐优秀的网络资源。可介绍一些如21IC网、电子工程师网等著名的电子网站，通过这些网络资源，学生不仅能够学会查阅芯片资料，还可与电子工程师进行学术交流，拓展了学生的视野，培养了学生查阅相应理论知识和相关资料的能力。

4）结合课程情况，布置实践作业。根据学生已学内容和学生的爱好兴趣，布置一些能够将理论知识运用于实践中的小制作。这种作业难度较低，但很灵活，每个学生的解决思路都不同，电路也会五花八门，这可以发挥学生的想象力和创造力。

3.3重构课程体系

1）调整课程开设时间，增开综合性应用课程。为调动学生的积极性和好奇心，变被动学习为主动学习。我们不要求学生必须学完所有专业课程后才参与电子设计大赛，在电子设计大赛的培训的过程中，我们本着大三学生为主体、大二学生参与、大一学生旁听的原则来组织学生。为了大二学生能够较为顺利的参加全国电子设计大赛，大一学生能够听懂电子设计大赛的培训课程，我们将一些数学知识要求较低的专业基础课（如数电、模电和C语言等）放在大一的下半学期和大二的上半学期开设。这样从大一到大三，学生对专业知识的认识就经历了实践、理论、再实践的过程，符合学生对事物的认知过程，强化了学生的理论知识和实践技能。

大三的学生已经完成了各专业课的学习，有一定的理论知识和动手能力。但他们所学各科知识都比较独立，为了让他们能将所学的知识融会贯通，灵活运用，以适应大规模应用电路设计制作的要求。我们在大三下半学期开设了综合性及应用性较强的课程（现代电子系统设计）。我们还开设了“电子设计”选修课供电子兴趣爱好者参与学习和训练。“电子设计”课程分为三阶段的学习和培训，第一阶段教师教导学生识别元器件、使用仪器仪表，同时配合理论课程教学，进行组装电子仪器和设备。第二阶段根据学生的兴趣，开拓学生的思路，鼓励学生根据需要动手制作小产品，结合课程设计进行简单的电路设计。第三阶段介绍新型电子器件的应用、电路的设计方法和电路设计最新手段，开阔同学们的视野，强化同学们的工程概念，并给出适当难度的设计制作任务供学生练习。

2）更新和补充课堂教学内容。电子大赛鼓励和推荐对新技术、新器件的应用。这使我们更清楚地认识到电子技术飞速发展的今天，电类专业必须不断改进教学内容。在课堂教学中，除了让学生掌握基本器件、基本原理外，还要大胆舍弃过时陈旧的内容，积极引人新的内容。例如，模电中介绍完二极管、三极管、场效应管，放大电路、反馈电路、线性直流稳压电源电路等后，增加介绍模拟集成电路，如集成功率放大器、集成运算放大器的应用、函数发生器等。

3）重构实践课程体系。根据近几年电子设计竞赛所涉及的内容，参赛学生所必备的知识结构和实践技能，我们对电类实践课程进行了重新整合，将电类实践课程按以下三个阶段循序渐进地进行训练。

第一阶段：主要对大一和大二上半学期的学生进行电子工艺实训。内容包括焊接技能训练、电子元件识别、万用表等常规工具的使用、测量、印制板制作、万用充电器组装、收音机安装调试。学会用万用表、信号源、示波器等设备检查，测量简单电路故障等。这一阶段主要是培养学生感知认识和亲自动手制作的兴趣。这一阶段主要依托选修课程“电子设计”的第一阶段来完成。

第二阶段：主要面向大二和大三上半学期的学生。在第二阶段主要以电类基础课程的实验教学内容为主，结合选修课程“电子设计”的第二阶段来完成。这一阶段的目的是强化基础实验课所必须掌握的各项训练内容，巩固和加深对理论知识的理解，掌握基本电路的分析方法和设计原则，培养学生具备完成单元电路实验任务和进行简单电路设计的能力。

第三阶段：主要面对大三和部分不考研的大四学生。这一阶段要求学生能独立完成从设计到制作的全过程，在虚拟和现实的电路中得到实践和锻炼，使学生在前期所获得的感性认识得到升华，达到理论知识的掌握和综合技能的训练，提高学生的动手能力、设计能力、创新能力，系统掌握电子设计竞赛所需要的知识。这一阶段主要通过开设单片机接口技术、EDA技术、现代电子系统设计等课程实验，以及选修课程“电子设计”的第三阶段，结合全国电子设计大赛前的集中培训来完成。

3.4加强实验教学

提高学生的实践能力，培养学生的创新意识、创新精神与创新能力，实验课是一个主要的途径，也是一个直接的途径。为了实现高校的素质教育，我们必须重视实验教学，深挖实验教学的潜力，实现实验教学内容、方法和途径的多样化，最大限度的提高实验教学的效果。

1）改进实验教学内容。以往实验课上老师讲实验目的、实验原理、实验器材、实验方法和步骤，学生连线，测量实验结果（数据）。现在我们推荐教师根据实验目标的要求，提前布置实验内容，要求学生课外独立思考、自行设计、搭建电路。在实验课上，老师重点指导电路的设计方法、元器件的选取原则和与本实验内容相关的新技术、新器件。此外还可以根据学生的实际情况增加一些综合设计性实验内容，注意实验内容的多样化、多层次化，满足不同程度学生的学习需要。同时，对于一些难度比较大、综合性比较强、因器材和时间的限制难以实现的实验，可以通过电子仿真软件进行仿真和验证。

2）组织电子兴趣小组，举办校内电子设计竞赛。以参加各级、各类的电类竞赛为目标，组织各种电子兴趣爱好小组（协会），为电子爱好者提供一个相互学习、相互交流、相互促进的平台。同时在每年的固定时间举办校级电子设计竞赛，为电子设计爱好者提供施展技能的平台，同时也为参加各级的大学生电子设计竞赛选拔人才。

3）开设“电子设计”选修课。“电子设计”课程的三个阶段的培训，使学生学会电子元器件的使用、常规仪器仪表的使用、简单电路的设计；了解相关的新器材和新技术。为进一步参加各级竞赛打好基础。

4）开设开放性实验室。为了学生方便地进行各种电类知识的学习和实践，我们开设了电子创新实验室。这个实验室不仅对学生任何时间开放，而且在这个实验室里可以进行各类实践操作。该实验室除了配备各种元器件、信号源、示波器、万用表、热风台等常规器件、工具和设备外，还应配备一些单片机开发器、计算机等实验设备。这个实验室的开设为学生课外实践活动，进行综合性实验提供了实验场地和仪器设备。

5）组建强劲的实践师资队伍。在这支指导实践的师资队伍中，实践经验丰富的教师指导设计原则、设计方法、器件选择方法、调试方法和故障排除方法。而知识结构较新的新来教师传授新技术、新器件、新软件相关的知识。这使的教师都能发挥特长、实现互补，最大限度的发挥实践师资队伍的能力，提高实践课的教学效果。

4 小结

总之，电子设计大赛引导下的电类专业的教学改革是一个系统的、艰巨的、长期的工程。他涉及到教师业务素质的提高、师资队伍的调整、课程体系的调整、教学和实验设备的更新等众多方面。而这些方面相互影响、相互渗透，任何一方面的实施都会影响到其他方面的效果，并最终影响教改的成败。这个教学改革需要学校的政策上的倾斜，经济上的支持和全体电类教师的参与，逐渐地改变传统的教学模式，真正实现高校素质教育的目标，培养高素质的创新人才。

[1]廖继红.从电子设计竞赛谈实验教学改革与创新能力的培养[J].教育与职业，2007.

[2]全国大学生电子设计竞赛组委会.全国大学生电子设计竞赛章程[DB/OL].http://www.nuedc.com.cn/.2007-03-30.

[3]黄智伟.全国大学生电子设计竞赛-技能训练[M].北京航空航天大学出版社，2007：1.

[4]林寿英.以电子设计大赛促进电子技术课程本科教学改革[J].福建农林大学学报（哲学社会科学版），2008，11（6）:103-105.

[5]陈跃，张清，张建化.谈电子设计大赛对电子课程教学改革的推动作用[J].教育方法，2008/9:76.

[6]程智宾，谢斌生.电子设计竞赛与实践教学改革[J].福建信息技术教育，2007:7-10.

THE ELECTRONIC CATEGORY TESCHING REFORM BASEO ON EIECTRONIC DESIGNING COMPETITION

CHEN Xin-he
（Physics and e-Science Department,Chaohu College,Chaohu Anhui 238000）

The shortcomings of traditional teaching greatly limits the implementation of quality education and, hinders innovation training.In this paper,the teaching reform has been discussed based on the shortcoming analysis of traditional teaching.The reformed includs cultivation of teachers、teaching methods、teaching content and practica training etc.Through this reform,the university's teaching quality will be improved,and the students practice capacity,design capability,innovation ability will be promoted.

Electronic designing competition；Practice Leaching；Teaching reform；Innovative culture

book=135,ebook=133

G642.0

A

：1672-2868（2010）03-0135-04

责任编辑：陈 凤

2009-12-18

陈新河（1976-），男，安徽宣城人。巢湖学院物理与电子科学系讲师，硕士，研究方向：单片机。