電子設計比賽淺析學生設計能力

1、電子設計比賽淺析學生設計能力 一、大學生電子設計競賽試題分析 第一屆全國大學生電子設計競賽于1994年在北京、四川和陜西3個省市開展試點;1995年在9個省市開展了第二屆競賽活動,全國有60多個代表隊參賽;到1997年,第三屆競賽活動已擴大到18個省市,有200多所高校1000多個代表隊參賽。原國家教委高教司決定,以后每兩年競賽一次。這說明電子設計競賽越來越被全國高等院校和有關部門重視。電子設計競賽是全國范圍的一種內(nèi)容全面、要求較高的綜合能力考試,既考理論知識,又考設計、安裝、調(diào)試、相互協(xié)作、論文撰寫等多方面的能力?，F(xiàn)將前三屆競賽試題作一分析。第一屆競賽有2個題目,第二、三屆競賽各有4個題目,

2、大致可歸納為6類:(1)電源類。如簡易數(shù)控直流電源,直流穩(wěn)定電源。除此之外,其他題目所需電源也要自己設計;(2)信號源類。如實用信號源的制作;(3)測控類。如多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),水溫控制系統(tǒng);(4)儀器儀表類。如簡易電阻、電容和電感測試儀,簡易數(shù)字頻率計;(5)放大器類。如實用低頻功率放大器;(6)無線電類。如簡易無線電遙控系統(tǒng),調(diào)幅廣播收音機。分析以上試題有下列特點:(1)試題涉及的課程多。包括模擬電子電路、數(shù)字電子電路、高頻電子電路、功率電子技術(shù)、微機原理、單片機接口技術(shù)、PLD在系統(tǒng)編程技術(shù)、電工電子測量、自控原理;(2)綜合性強。每個題目必須依靠多學科知識才能解決問題,僅有理論水平是不夠

3、的,還應具有較強的設計能力、實驗技能、計算機應用能力以及隊員之間的協(xié)作能力等;(3)實用性強。上述題目都是工業(yè)、科研、實驗室等方面經(jīng)常用到的電路或儀器。 二、電子類課程存在的問題 通過分析以上試題,發(fā)現(xiàn)電子類課程目前存在著如下問題:(1)教學內(nèi)容與科技發(fā)展不相適應。電子技術(shù)是發(fā)展最快、應用最廣的一門技術(shù),而我們目前的教學內(nèi)容與當今迅速發(fā)展的電子技術(shù)有較大差距,正像有些畢業(yè)生所說:“學的用不上,有用的沒有學”;(2)教學方法與能力培養(yǎng)要求不相適應。主要體現(xiàn)在我們的教學方式仍然是以知識傳播為主,以教師講為中心,學生的內(nèi)在動力沒有充分發(fā)揮出來,不利于學生能力的培養(yǎng);(3)理論與實際不相適應。所講內(nèi)容

4、與現(xiàn)場應用中的實際問題有一定距離,不利于調(diào)動學生學習的積極性;(4)考核方法與素質(zhì)提高不相適應。目前我們實行的考試方法仍然是以書本知識為主,以閉卷筆試為主,注重死記硬背,不利于提高學生素質(zhì)。 三、培養(yǎng)大學生電子設計能力的幾點措施 1.更新教學內(nèi)容,重構(gòu)課程體系 盡管電子技術(shù)的發(fā)展日新月異,新的器件層出不窮,但電子技術(shù)課的基礎地位不能動搖。因此,模擬和數(shù)字電路中的放大、振蕩、反饋、頻率特性、邏輯函數(shù)、組合邏輯電路的設計、時序邏輯電路的設計等基礎內(nèi)容不能削弱。在此基礎上要更新教學內(nèi)容,著重分析由功能單元構(gòu)成的通用集成電路(如集成運放、集成功放、集成A/D、D/A變換器等)和計算機應用集成電路(RA

5、M、EPROM等),同時還要加強ASIC教學內(nèi)容(如PLD、FPGA等)。電子技術(shù)基礎是工程設計性很強的課程,在教學改革中必須用系統(tǒng)的觀念重構(gòu)課程體系,建議將模擬和數(shù)字電路學完后,再開一門“現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計”。 2.加強EDA教學,提高大學生電子設計自動化水平 國際電子技術(shù)的發(fā)展動態(tài)顯示出,ASIC與EDA是電子器件與電子設計發(fā)展的技術(shù)潮流。ASIC的開發(fā)必須借助于EDA工具,因此掌握EDA技術(shù)是對當今電子工程師的最基本要求。目前,美國等西方發(fā)達國家,全部都開展了EDA教學,其大學生在校期間就能用EDA技術(shù)開發(fā)出先進的電子產(chǎn)品。而我國在EDA教學方面還比較落后,只有一些重點院校才剛剛起步,多數(shù)

6、院校還沒有將EDA納入教學中。從參加全國大學生電子設計競賽的獲獎作品看,凡利用了EDA技術(shù)用ASIC芯片實現(xiàn)的題目,均做得比較完善,關鍵是它大大節(jié)省了設計時間。因此,必須盡快建立EDA實驗室,積極開展EDA教學,提高大學生電子設計自動化水平。 3.改變教學方法,激發(fā)學生學習的動力 我們在培訓參加電子設計競賽隊員的過程中受到很大的啟發(fā),盡管培訓時間短,但收效很大,關鍵是有一種非常強的學習動力在支持著他們,他們是在興趣中學習,主動性和積極性得到了很好的發(fā)揮。同時,這一經(jīng)驗也給我們提出了一個新的問題,在我們平時的教學過程中,學生有沒有動力?他們學習的主動性、積極性是否完全發(fā)揮出來了呢?這是值得深思的

7、問題。在當今教學改革的大潮中,應大膽改革教學方法和教學手段,給學生確立一個明確目標,通過該課程的學習,讓學生達到什么標準、完成什么任務,然后,圍繞該目標,采取多方位的教學模式,啟發(fā)學生動腦設計、動手制作,最終達到該目標。目前應特別注意學生對計算機、因特網(wǎng)感興趣這一特點,充分利用現(xiàn)代化的教學資源(校園網(wǎng)絡、計算機、多媒體教室),開發(fā)一些學生感興趣的課件,最大限度地激發(fā)他們學習的動力。 4.加強實踐環(huán)節(jié),使理論能夠聯(lián)系實際 電子技術(shù)課程的特點是實踐性強,因此,必須加強這一環(huán)節(jié),使他們學以致用,理論聯(lián)系實際。加強實踐環(huán)節(jié)可以采取多種方式,應根據(jù)本校特點確定自己的最佳模式。我們目前采取了如下幾種形式:

8、課內(nèi)實驗。一般占課程總學時的1/41/3;課外實驗。我們研制了180套微型數(shù)字電路實驗箱,給每個學生發(fā)一臺,讓他們帶回宿舍,自己隨時都可以做;虛擬實驗。由于經(jīng)費緊張,器件品種和數(shù)量少等現(xiàn)實問題,有些不能實現(xiàn)的復雜實驗,可以利用EWB、Pspice等軟件進行仿真實驗;課程設計;實習基地;開設以實驗為主的“電子系統(tǒng)工程設計”選修課;優(yōu)異生參加老師的科研活動。 5.改革考試方式,注重能力培養(yǎng) 充分調(diào)動學生學習的積極性,使學生產(chǎn)生內(nèi)在動力,而考試是學生學習的外在動力,兩者缺一不可?？荚嚳蛇x擇理論“閉卷”考試、實驗“開卷”考試、能力“實物設計”考試的綜合考核方法,特別要注重“實物設計”這一環(huán)節(jié)。正如大學生電子設計競賽一樣,提出一個學生能獨立完成的規(guī)模不太大的電子系統(tǒng),讓他們設計好來實驗室安裝調(diào)試或用有關電子虛