基于电子竞赛的高职电子专业教学的一体化教学模式研究

江苏苏州健雄职业技术学院电气工程学院 施纪红

全国大学生电子设计竞赛是国家教育部、信息产业部等部委负责的电子学科最大的比赛之一。比赛内容涉及应用电子、自动控制、无线通信、仪器仪表和传感器等多领域；比赛的目的是检验学生电子基础知识与设计调试能力的掌握程度、新技术、新工艺的了解与应用情况，以此引导各类学校对学生创新应用、团体合作等综合能力的培养，推进电子学科课程体系、教学内容与教学模式的改革[1]。

1 电子竞赛反映出的电子专业教学的不足

电子竞赛中学生反映出的思考不全面、动手能力不足、沟通不和谐及竞赛结果的不理想，均暴露了以往电子专业教学模式的不合理与教学内容的不完善。

1.1 竞赛中学生思考不全面，表现在针对单独的比赛要求能设计出相应的电路，但却不能整合，只能将每部分电路死板地堆砌，结果导致设计的电路繁琐复杂、安装调试困难，最终出不了效果。反映学生专业基础知识不扎实、知识面狭窄、缺少综合项目的训练。

1.2 竞赛中学生动手能力不足，表现在PCB 设计中，布局不合理，不能考虑后续安装要求。电路板焊接质量不高，出现故障后不能有效排查。反映教师平时上课注重学生电路设计与分析能力的培养，缺少电路板实际设计与制作的练习，特别是学生独立完成一个项目的机会很少[2]。

1.3 竞赛中同学间的分工不明确。有些小组，有人闲、有人忙；有些小组成员间缺少沟通，导致电路无法合理对接。有些小组没有主心骨，出现分歧后不能决断，坐以待毙。反映出平时实训中教师主导多、包办多，一旦出现问题习惯性依赖老师去协调，喜欢单兵作战，以自我为中心。

1.4 竞赛结果不理想，表现在校级比赛学生不愿参加，而参加省级、国家级比赛的能力又不够，最终各种比赛的参加率和成绩都不理想。反映学生专业课学习兴趣不浓，课堂外的训练不够，好高骛远。

2 电子竞赛促进教学模式的改革

针对电子竞赛暴露出的问题，我们对现已实施的教学做一体化教学模式，从教学内容、教学方法、教学支持、鼓励机制等方面都进行了深入的研究与改革。

2.1 根据竞赛要求构建一体化课程体系，加强“做”的要求

竞赛的基本流程是制定方案、选择元器件、设计电路、编写程序、制作PCB 板、焊接、调试电路、测试参数、撰写报告。这是电子产品从顶层到底层设计的过程，但是根据高职学生的职业能力发展规律，我们设计了一个从底层到顶层的培养过程。我们在第一、二学期的电学基础课中，通过一个个实际可见产品的焊接、组装、参数测量、调试、完成学生电学基础知识点与单项技能点的培养。通过实践，学生识图、仪器仪表的使用、电路的焊接组装调试与错误的排查等能力得到了极大的提高。第三学期，将C 语言、单片机、PCB 设计等课程进行整合，通过4～6 个项目完成学生简单电路的编程能力、器件选择、PCB 设计与制作等能力的培养。第四、五学期根据社会需要，对学生进行新技术、新器件的介绍与应用，根据不同的专业开设了ARM、FPGA、自动测试技术、无线传感网络、物联网等新课程。第五学期最后设计了一门综合实训课程，参考竞赛的流程，规定学生在三周内独立完成一个完整项目的设计、制作与调试并提供相应的报告。

2.2 采用项目导向、任务驱动教学方法，充分利用学生的课外时间

在整个专业课程教学中推广采用“项目导向、任务驱动”的教学方法，在一体化实验教室完成“教学做”。教师课前下达任务书、布置每个项目的学习目标与任务，引导学生自主完成课程理论知识的学习，培养学生的自学能力；课上教师通过任务的开展与实施，检查学生理论学习的情况，针对性地进行理论知识的查缺补漏，课堂的重点放在做和评上，培养学生的动手实操技能；课后设置拓展任务，让学生根据老师的点评，进行思考与改进，最后完善相应实训设计与报告。

根据项目特点，我们将课程中项目的实现分成实物制作与利用计算机虚拟实现两种。初期简单电路全部采用实物制作方式。因为高职学生的抽象思维有欠缺，在接触电子学初期，通过实物可以更好地帮助学生建立器件、电路、测量的概念，更好地去理解电路，并且可以练习学生的焊接、仪器仪表的使用。在后期单片机等复杂电路的设计中，更多地借助EDA 技术和实验开发板开展理论、实验一体化教学。项目中先利用虚拟元器件搭建电路模型，仿真结果，然后下载到开放板进行调试。但最后综合实训课程中要将两者结合。学生先利用虚拟软件完成电路的系统设计与仿真，在仿真正确后进行PCB 板的设计制作、元器件的焊接，最后进行调试与检测，从而真正掌握电子产品设计与实现、制造的全过程[3]。

2.3 建设开放的实训平台，加强教学

支持保障

要在电子竞赛中取得好成绩，仅仅利用课堂内的教学时间是远远不够的，需要充分利用学生的课外时间，为此我们建立了数字化智能创新训练平台与开放实验室，为学生的课外学习提供资源；通过成立电子社团引导学生的学习兴趣，建立良好的电子学习氛围。

2.3.1 建立数字化智能创新训练平台

我校从2012 年开始实施“导师制”的班级管理方法，即学生一入校，即为学生安排了专业学习的导师，在此基础上我们提出了学生电子竞赛的全员全程化培养方案。“全员”即全体学生都要参与；“全程”是指学生在建立的数字化智能创新训练平台完成从选题，收集技术资料，设计方案论证，硬件、软件设计，元器件选择，组装制作，调试测试，排除故障，做出样品到撰写设计报告的全过程，而在整个过程中，导师进行全程实时跟踪，及时对学生的进程提出自己的建议或意见，学生也可以及时向导师就项目的进展进行反馈。同时平台提供历年的电子竞赛样题、工业案例库及相关电子资源库。平台的建立方便了教师对学生的指导和督促，也方便了学生的学习。

2.3.2 建立开放实验室

学校设计开发了学生专用的24 小时开放性实验室。在开放实验室里设置了信号发生器、数字与模拟示波器、万用表等常规实验设备，配备了电脑与网络，根据导师的推荐还可以租借单片机、嵌入式开发板等设备，鼓励学生自主完成了他们的创新项目。

2.3.3 成立电子社团

一入校就在新生中开展电子社团的介绍，鼓励大部分的学生加入电子社团。根据学生能力，将社团分成初中高几个等级。在初级阶段主要是简单电子产品的组装焊接，锻炼学生的阅读电路、焊接电路、组装电路的能力。中间阶段是电器维修，锻炼学生的差错、调试、维修电路的能力。高级阶段是创新设计、学生创新设计一些小项目小制作或者参与一些教师的教科研、企业项目，锻炼学生的综合设计制作能力。在社团中采用传帮带的形式，以老带新，高年级的指导低年级的，技术强的帮助能力弱的。

2.4 完善激励机制，提升学生的学习动力

2.4.1 学分激励

根据参加社团活动的时间长短，完成项目的多少可以获得相应的选修学分。

2.4.2 以赛促学

在校3 年分别开展焊接大赛、装修调大赛、PCB 设计与制作大赛、电子设计大赛、电子创新大赛等等。其中电子创新大赛以培养学生自主学习意识和创新能力为目的，选题以创新性和实用性为原则，要求项目来源于学生的日常发现与发明创新。近几年的创新项目中最突出的就是智能门锁、智能窗帘、智能衣架、无线监控等智能家居主题。通过数字化智能创新训练平台的使用，既保证了学生探索的自主性，又及时给学生提供技术支持保障，减少了弯路，保护了学生的积极性。通过各种院级比赛选拔优秀的学生去参加省级和国家级的比赛，提高学院的竞赛质量和获奖等级。

3 总结

3.1 近三年来举办了各类电子竞赛15 次，参与学生达200 人次。参加省级、国家级各类竞赛12 次，获奖10 次。在近年生源质量有所下降的情况下，参加各类竞赛的学生比例有了提高，省级大赛的获奖率与名次都有了较大的提升。

3.2 学习兴趣不断提升、学风有明显好转。通过各类竞赛，让学生找到了学习兴趣和自信心。焊接大赛培养了学生的动手能力，一件件成功制作的作品，让学生找到了自信。电子创新大赛激发了学生的创新意识，把一些学生以前不敢想、不敢做的项目变成了现实。竞赛不断提升学生的学习兴趣，学风有了明显好转。

总之，电子竞赛促进了学生创新能力的培养，同时也推动了电子专业教学的改革。教学质量的不断改善和提高，又将提升电子竞赛的层次，促进学生能力的培养。

[1]李震等.电子设计竞赛对电子类课程体系和内容改革的促进作用——以华南农业大学为例[J]. 中国电子教育,2014（1）：60-61.

[2]莫琦.以电子设计竞赛为契机推动实验教学改革[J]. 课程教育研究,2014（12）：65-66.

[3]戈田一,摆银龙.基于电子竞赛的职业院校电子类课程实践教学改革[J].中国冶金教育,2014（4）：63-64.