高校生电子设计竞赛及机务人才培育

全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的四大学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动。从国内外情况来看,电子设计竞赛的选题是引进新的理论与技术,是跨学科的、系统的和综合的,使用的是先进的仪器设备,其培训方法和手段更具有先进性、科学性、系统性和综合性。它是针对我国高等工科教育中存在的理论与实际联系不紧，工程实践训练环节薄弱，学生动手能力、协作精神、创新精神不强等问题提出的。事实上，高等工科教育的关键是人才能力和素质的培养，但所有的培养目标都期望在课堂内完成是不现实的。本项竞赛期望以竞赛为载体，把创新能力、协作精神、理论联系实际的学风、动手能力、工程实践能力、针对实际问题进行电子设计制作的能力培养作为具体目标，通过竞赛把对人才素质的检验反馈到教改中去，以期推动全国普通高等学校信息与电子类学科面向21世纪课程体系和内容的改革。通过电子设计竞赛及其辐射效应与课堂教育相结合的方式达到高等工科教育的人才培养目标。

一、机务专业学生动手能力、创新能力和英语能力的重要性

实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用。中国民航飞行学院航空工程学院主要培养民航飞机与发动机维修、航空电子电气设备维修等方向的应用型高级机务工程技术人才。结合机务维护行业需要和自身实际，提出了“学历+技能+英语”的培养模式，明确我院学生培养的目标，从中可以看出学生动手能力的重要性。随着我国“大飞机”项目的实施，可以预见，更多的高新科学技术将会用到“大飞机”的研发、试飞、运行和维护中，这也对未来的机务维护工作者提出了更高的要求，不但要求其具有很强的动手能力，而且还要求其具有很高的创新能力。

二、竞赛对机务专业学生动手能力的培养

电子设计竞赛对学生实践能力提出了高要求，全国大学生电子设计竞赛的形式是半开放模式。要求学生在四天三夜的时间里，根据题目给出的要求设计出方案，更重要的是该方案要切实可行，即理论上可行和实验室现有的条件能够实际制作出来，最后还要制作完成实物作品。这个过程对学生的实践动手能力提出了极高的要求，要求学生能够理论联系实际，并在电路设计、制作、调试等方面要积累相当的经验,这对传统的教学(理论教学和实验教学)提出了很高的挑战。针对电子设计竞赛的内容和特点，需要对学生进行以下训练，努力提高学生的动手能力以及理论联系实际的能力。

（一）基础知识训练

基础知识训练的目标是达到“六会一牢固”，即基本知识牢固，会看图，会画PCB板，会焊接安装，会测量，会查资料，会写文档。对于我院来讲，参赛队员主要是大三的学生，竞赛涉及的一些课程如模拟电子技术、数字电路、单片机、传感器与检测技术等已经修过。因此在暑假集中培训阶段，要求他们牢固巩固已学过的知识，同时注意与应用密切相关的基础知识。例如：对于模拟电路，要求学生在懂得基本的半导体知识后着重掌握各种基本放大器的工作机理及应用，运算放大器、比较器的原理及应用，各种振荡器的应用，电源等；对于数字电路，则要求学生切实巩固各种组合逻辑电路和时序逻辑电路的应用与基本的设计思想等。重视对参赛队员焊接知识的培训，学会使用常见的各种测量仪器，学会使用互联网进行查阅资料，学会写设计总结报告。设计总结报告是竞赛作品的一个重要组成部分，其内容体现参赛队员的设计思想、实现手段以及测试结果等方面。设计总结报告质量的高低反映参赛队员的写作能力优秀与否，同时也关系作品成功与否，因此要重视对文档写作的培训。

（二）实践模块训练

实践模块训练的内容和目标是由浅入深，循序渐进，有计划地进行培训，独立完成电子电路模块设计与制作，组织各种形式的学习讨论会，促进信息交流，优秀作品及时整理归档，达到建立相关硬件、软件、资料的“共享资源库”。结合电子设计竞赛常用到的模块，进行相应基本单元电路的设计与制作，其内容包含有单片机最小系统、A/D与D/A电路、集成直流稳压电源电路、信号放大电路、信号产生电路、信号处理电路、声音报警电路、压力、光电等传感器应用电路、功率驱动电路、显示电路等。

（三）综合强化训练

综合强化训练的目标是模拟实际竞赛，以往年的竞赛题目为模板，适当进行一些调整，尽量接近实际竞赛的难度，以达到模拟实战的目的，培养学生电子设计的综合实践能力。参赛队员存在的主要弱点是理论与实践结合不够，不具备综合运用所学知识进行设计的能力，创新及独立工作的能力较差，新器件、新技术应用能力差，因此在选手的赛前训练中紧密结合各个模块功能设置训练题目进行实训。对于同一个制作题目让两组参赛队员采用不同的设计方案实现，然后比较制作实物的性能参数，最后集中讨论总结经验，加深他们对不同器件、不同模块特性的认识。

三、电子设计竞赛对机务专业学生创新能力的培养

大学生电子设计竞赛题目涉及的内容涵盖了电子信息类大学本科的大部分课程,竞赛主要考察学生的创新意识。竞赛的每一道选题都经过千挑万选,题目的解决方法往往具有多样性,既能采用常规方法达到目的,又可用新方法新手段来实现，这为学生提供了足够的发挥空间。竞赛中,对于同一题目的多件作品,一种好的项目解决方案或一种比较新颖的解决思路往往更易吸引专家、评委的注意。竞赛题目的这种特点,无形中促使学生充分发挥主观能动性,广开思路,促进了学生创新意识和创新能力的形成。

（一）创新意识的形成

大学生电子设计竞赛在一个开放或半开放的环境中进行,学生根据自己的需要形成策划来满足社会上某一需求。根据策划进行设计制造,对某产品进行调试并参加全国或全省评比。评判组成员包括国内外的专家和提供开发环境的专家,学生要与评审专家进行交流、探讨、汇报。很多学生能用英语来报告,涉及的题目、环境也很具有前沿性。由策划到设计、制造、调试,到答辩、交流，通过介入当今电子技术领域的前沿,与国内外一些专家的交流,使竞赛成为一个互相交流、互相促进、互相学习的过程,实际上都是培养国际意识的过程,竞赛对学生自己今后在工作中的创新意识的培养是一个很大的提高。

（二）创新能力的提高

大学生电子设计竞赛的操作性很强,通过参加竞赛,学生的创新实践能力大幅度提高,一批优秀人才脱颖而出。竞赛使那些具有良好的理论基础、实践动手能力强,特别是具有创新意识和协作精神的学生有了施展才能的空间。他们通过赛前的培训以及竞赛的锻炼,在综合素质上有很大提高。王越院士说:“比赛既有理论分析,又有实践的动手能力,是全面素质的培养。在专题竞赛中既培养了学生面对众多社会需求发挥创新能力,自由选择满足需求的实施方案,又使学生经历了由策划、设计、制造、调试、试用全研制开发过程,很多学生反映这段特殊学习经历终生难忘。”四、电子设计竞赛有助于机务专业学生查阅利用文献能力、写作能力和英语水平的提高电子设计竞赛题目所涉及的内容很可能是参赛者从未接触过的全新领域,在短短的参赛时间内要查阅大量文献资料,利用有用信息。但竞赛时间有限,这就要求参赛者要有较强的分析判断力,能在较短时间内迅速准确地找到自己所需的信息。通过培训和竞赛,学生查阅资料、获取信息的自主学习能力将会得到有效提高。

由于历史的原因，我国的电子科学技术还比较落后，特别是竞赛中用到的芯片基本都是国外生产的，其数据手册都是英文的，要想利用该芯片就要求学生必须能够读懂其数据手册，这就要求学生有比较高的英语水平。在不断查阅英文资料的同时，其英语词汇量和阅读能力自然就提高了。书写论文和现场答辩能力也是现代大学生应具备的能力之一,自己做的产品不能只有自己明白,最终要清晰地表述给评委,电子设计竞赛非常注重大学生这种能力的培养。将题目的设计过程做成论文报告是电子设计竞赛中一个不可缺少的步骤,论文也是专家、评委进行评定的一个重要部分，而且要求写出相应的英文摘要，这就要求学生有一定的英文写作能力。

五、总结

创新实践教育是一个大的系统工程,需要各部门各方面系统而全面地考虑和协调,笔者只是从学科竞赛入手,总结了近几年自己作为电子竞赛指导教师的经验、收获和教训。如何在一个行业背景较强的学校,培养出有较强工程实践能力和创新意识、适合21世纪社会发展需要的高素质的创新型人才,这是一个需要重点研讨的问题。