电子设计竞赛与电气信息专业实践教学改革探索

摘要：全国大学生电子设计竞赛的目的是培养学生的工程能力、设计能力、协作能力。针对参赛学生在竞赛过程中暴露出的问题，提出了针对“大基础、大工程”电气信息类专业实践课程体系和教学模式的改革与创新能力培养的具体措施。

关键词：电子设计竞赛；“大基础、大工程”；实践教学；创新能力

作者简介：徐鹏（1978-），男，安徽宿松人，重庆理工大学电子信息与自动化学院，讲师；杨奕（1970-），男，重庆人，重庆理工大学电子信息与自动化学院，副教授。（重庆 400054）

基金项目：本文系重庆市教委高等教育教学改革重点项目（项目编号：122003）、重庆理工大学高等教育教学改革项目（项目编号：2012020）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）07-0162-02

全国大学生电子设计竞赛是由教育部、信产部组织面向高校大学生的创新类科技活动，其目的在于推动高等院校信息与电子类学科课程内容和课程体系的改革，推动高等院校实施的素质教育，培养学生工程应用能力、提高学生解决实际问题及电子设计制作的能力，培养学生团队协作精神，积极鼓励青年学生踊跃参加课外科技活动，尤其是在高校青年学生设计创新能力和团队协作精神培养方面起到了积极的引导和推动作用。

一、全国大学生电子设计竞赛的特点

全国大学生电子设计竞赛起源于1994年，每2年举办1届，竞赛中由3人组队，自行选题，并在规定的时间完成题目的相应要求。[1]大学生电子设计竞赛的特点：一是竞赛采用“政府主办、专家主导、学生主体、社会参与”的组织运行模式；二是竞赛规模大，参赛人数多，具有一定的权威性和影响力，受到各高校的高度重视；三是竞赛题目涉及到的专业知识面广，其中包括“模拟电路”、“数字电路”、“高频电路”、“传感器技术及应用”、“单片机接口技术”、“DSP技术”、“自动控制原理等多门课程。竞赛题目涵盖了工业、科研、实验等方面经常涉及到的电子信息类知识，并依靠多门学科知识才能很好地完成题目要求。[2-5]这就要求选手们应具有很强的电路设计能力、电子制作能力、计算机应用能力，同时也要求组员之间具有很好的团队协作能力。

二、“大基础、大工程”人才培养模式

重庆理工大学电子信息与自动化学院（以下简称“我院”）早在1995年就组织学生参加电子设计大赛，通过近几届的赛前培训和正式比赛发现学生普遍存在理论基础不够扎实、动手能力较弱、工程素养较差、设计方案生搬硬套、创新意识较弱等方面的问题，这也反映出电气信息类专业教学（尤其是实践教学环节）过程中存在的一系列问题，如理论和实践教学的脱节、综合能力培养不够、团队协作意识较弱等，说明现有人才培养模式（尤其是实践教学部分）和课程体系有待改革。

我院在2005年对自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程等专业按电气信息大类制定人才培养方案，将各专业的公共基础、专业基础模块贯通，建立了统一的公共基础平台和电气信息类学科基础平台。同时在“大基础、大工程”教育思想的指导下，加入工程能力培养环节以加强实践能力培养环节，进行了“2-1-1”人才培养模式的改革实践。“2-1-1”模式即：入学前两年面对电气信息类所有专业按学科大类进行“大基础”的基础理论教学；第三年根据学生志愿按专业方向进行分流培养；第四年根据学生的就业情况并结合课程设计及毕业实习进行工程能力的培养。“2-1-1”分段培养模式充分贯彻了“大基础、大工程”的教育思想理念，体现了“通才与专才相结合、共性和个性相结合、个人发展与行业需求相结合”的人才培养特色。参与电子设计大赛的学生主要是三年级的学生，由于对前两年电类基础课程的学习有了一定的理论基础，在第三年的专业分流培养过程中，主要是开设专业基础课程，并配以相应的实践教学环节，但针对电子设计大赛的综合性、个性化实践教学环节较少，目前我院主要通过电子设计竞赛教练组组织学生进行课外培训来解决，但在整个培训中对学生缺少有效监控，培训也缺乏系统性。因此，对进入专业阶段学习的基础素质较好的学生有必要提前开设类似于专业综合设计的创新性和个性化的实践环节，为电子设计大赛锻炼队伍，提高学生的综合设计能力。[6]

三、电子设计竞赛与实践教学改革

我院经过几年的教学实践，在“大基础、大工程”教育理念背景下构建了由浅入深四个实践教学层次（实践技能层、学科基础层、综合应用层、创新实践层）和十二小类（计算机基础、物理实验、专业试验、生产实习、创业实践等）实践活动，并融合贯通为“4-12”实验实践教学体系（见图1）。实践教学按“分层培养，阶梯递进，逐步提高”的方式进行，[6]通过开设层次化的工程实训系列课程，一个阶段完成一种能力的训练，循序渐进地提升学生认知、实验、工程设计和实施等综合能力。

由图1可以看出，在“4-12”实践教学方案中，专业综合设计和创新性实验主要集中在四年级开设，相对于电子设计竞赛具有一定的滞后性，因此，可以考虑将四年级阶段的一部分实践环节提前到三年级下学期进行，但这样的调整必然会影响到常规的教学计划。下面就近几年我院竞赛培训和实践教学的情况提出相应的改革措施和解决办法。

1.建设柔性综合实践教学体制

专业综合实践环节可以考虑在三年级下学期和四年级上学期分别开设，学生可以选择在任意阶段完成该环节，采用分散和集中相结合的管理方式。为了不过多影响原有的教学进程可采用分散方式进行综合实践，其主要针对参加电子设计大赛和一些学有余力的三年级学生，也可以吸收部分大二学生参与实践过程，辅助三年级学生完成电路板的绘制以及元器件的焊接等工作。在学生选课前，每位电子设计大赛指导教师都需拟定1～2个综合实践题目，每个题目限定一组学生（3人）完成，指导教师要定期对课题进展情况进行监控。学期结束前，指导教师组以课题完成以及答辩情况进行综合评价，考核通过的学生可提前获得相应的专业综合实践环节学分。总之，建立柔性的综合实践教学体制，将电子设计培训工作转换为实践教学环节，能有效地调动师生双方的积极性，提前对参赛学生完成了综合性设计能力方面的训练，对后期的集中培训工作有较好支持。

2.完善导师责任制

以往的综合实践教学环节，往往是一位教师面对多组学生，整个环节集中在2～3周的时间完成，同时很多教师在此阶段还有其他的授课教学任务，指导效果都无法保证。通过柔性的实践教学方式，将2～3周的集中实践环节扩展到整个学期进行，教师可以在整个学期中弹性安排指导工作，并对实践过程进行有效的监控，实践过程的控制可以参照毕业设计的管理模式。指导教师主要是参与电子设计竞赛指导的教练，同时其他教师有相关的科研工作需要学生参加的，也可以提出相应的题目供学生选择。在导师组中，人员配备上采用“老带新”方式，老教师在实践教学过程中担任组织和管理工作，青年教师主要承担具体指导工作，每个青年教师都有相应的老教师作为直接责任人形成“指导梯队”，既有利于发挥青年教师的能动性，也能有效地利用老教师的丰富的指导经验。另外，我院在指导教师工作开展方面也提供了许多便利条件，如设立电子设计大赛专用实验室，并提供相应的硬件设备和元器件支持，并在此同时面对全院教师开放专业实验室，专任教师可以参与指导学生实验工作并从事相应的科研工作。

3.建立开放性综合实验室

自我院学生参加电子设计大赛以来，其培训和指导工作一直由我院相关教师负责组织，往往培训基地只能依托于基础实验中心或专业实验中心，主要的仪器设备也都借用实验中心的，给实验室的管理工作带来了极大不便，尤其是近几年学生参赛人数增多，各方面资源矛盾显得尤为突出。建立开放性综合实验室能有效解决资源分配的矛盾，开放性的综合实验室作为专业实验中心的一个下设实验室，服从实验中心的统一管理，其主要工作是承担学生课外电子制作辅导和各类电子设计竞赛的培训任务，激发学生的学习兴趣，提高学生的动手能力，为学生创新精神和实践能力的培养提供宽广的平台，同时实验室也针对大四学生开设专业综合设计等实践环节。开放性综合实验室的仪器设备实行“专用专管”制度，实验室单独配套各类专用仪器设备，不占用其他实验室的仪器设备，实验室可以安排电子设计大赛指导教师作为管理人员，各专用设备落实相应的责任人。开放性综合实验室针对全校有意愿参加电子设计大赛的学生和教师开放，学生须经过校级电子设计竞赛的选拔测试，合格者方能进入实验室参加各项培训活动。

在“大基础、大工程”原有的实践教学模式下，通过设立柔性实践环节、完善导师负责制以及建立开放性综合实验室等措施，使参赛学生在正式比赛之前得到了一定的综合设计能力，为电子设计竞赛提供了有力的支持和保障。

四、拓展学生科技活动，加强创新能力培养

要培养学生的创新能力和团队协作能力，仅依靠常规实践教学远不能满足要求，尤其是在“大基础、大工程”人才培养模式下，更加重视学生创新能力的培养。为此，我院在每年的10月份都会举行全校性的电子设计竞赛，通过比赛选拔全国比赛队员，而且在每届市级别电子设计竞赛时也会组织学生参赛，对各类比赛不仅提供设备仪器和元件费用支持，对获奖团队还有一定的奖励政策，如获得国家奖的队员可以免修4个学分的专业选修课。除此之外，还借助学校“开拓杯”科技竞赛活动以及“大学生创新实验”积极开展丰富多彩的科技活动，为学生开展电子小发明等活动营造了良好的环境，并为电子设计竞赛培训工作奠定了基础。同时针对各类的电子设计竞赛及课外科技活动，加大创新实验室开放，提供实训场地，在开放时间内，还为学生提供相应设备，为学生的自主学习提供了良好的环境。

五、结束语

全国大学生电子设计竞赛为青年学生施展才能提供了舞台，同时也推动了“大基础、大工程”人才培养模式下的实践课程教学改革。通过近几年对实践环节的改革，教学效果有了一定的提高，竞赛也获得了较理想的成绩，但改革创新是永无止境的，新技术、新知识的不断涌现，如何将其融入到教学中，如何提高学生学习、创新、设计的能力，以及工程素养，一直是高校实践教学改革的主线，总之，培养创新型人才是高等学校长期而艰巨的任务。为此，教育工作者应不断地探索改革、努力提高教育教学水平。

参考文献：

[1]王越，韩力.大学生电子设计竞赛的开展与学生创新能力的培养[J].中国大学教学，2005，（10）：4-6.

[2]赵云娣，肖看.大学生课外科技创新活动培训系统的研究与实践[J].实验室研究与探索，2006，25（4）：415-417.

[3]姚有峰，张斌，聂丽.从电子设计竞赛谈实践教学改革与创新能力培养[J].实验室研究与探索，2009，28（9）：140-142.

[4]韦文祥，李勇成，吴新开，等.由大学生电子设计竞赛引发对就业能力培养的思考[J].实验室研究与探索，2009，28（10）：11-13.

[5]姚有峰，张斌，聂丽.从电子设计竞赛谈实践教学改革与创新能力培养[J].实验室研究与探索，2009，28（9）：140-142.

[6]李山，贺晓蓉，郭燕.以“大基础、大工程”创新电气信息类应用型人才培养模式[J].高教论坛，2011，（7）.