试析全国大学生电子竞赛对本科教学改革的启发

时间:2017-12-23 论文范文 我要投稿


  论文摘要:对参加各类全国大学生电子竞赛获得的关于学生培养和教学改革方面的经验进行了总结,肯定了电子竞赛对高校电子类学科教学改革的巨大促进作用,反映了高校为应对电子竞赛带来的冲击所做的变革。

  论文关键词:电子竞赛;教学改革;创新型人才培养 
  
  近年来,在教育部的大力推动下,各类全国大学生电子竞赛得到了迅猛发展。本文从参赛历史、学生的收获和对教学科研的促进三个方面出发,对南京林业大学近年来参加各类电子竞赛所收获的经验进行了总结。

  一、南京林业大学参加各类电子竞赛情况介绍

  南京林业大学自2007年以来积极参加教育部举办的各种电子竞赛活动,取得了不俗的成绩。先后于2007年获得索尼杯全国大学生电子设计大赛国家二等奖和江苏赛区一、二等奖各一个。2009年获得天华杯全国电子专业人才设计与技能大赛江苏赛区一等奖一个,二等奖两个。2010年获得TI杯模拟电子竞赛江苏赛区二等奖一个,等等。通过这些比赛,极大促进了学生动手能力和创新能力的提升,有力推动了工科电子类课程教学改革的深化,也在课堂教学和实验教学等多方面对学校提出了新的要求。

  二、学生参赛的收获

  目前各类电子竞赛一般都在每年八月底到九月初举行。南京林业大学的做法是在这之前的一个多月对报名学生进行集中培训,并通过优胜劣汰选拔出最后的参赛选手。培训内容主要包括必要的理论教学和实际设计能力的训练,最后是模拟竞赛试题的考核。在这个过程中,大量学生得到了充分锻炼的机会,动手能力普遍有了很大提高。这些学生一般都在后来的毕业求职中表现出竞争优势,更多地受到用人单位的青睐。目前越来越多的公司倾向于招收在全国电子竞赛中取得过优异成绩的学生,这一发展趋势将会成为今后就业招聘的主流。

  三、参赛对学校的促进

  1.教学组织和教学内容的改革
  很长一段时间以来,我国高等学校工科教育的弊端之一是偏理论传授、轻动手实践。具体表现为:课堂教学课时较多,实验动手课时偏少;课堂教学偏理论,与实践结合不多;实验环节中验证性实验较多,设计创新性实验很少。目前这些现状阻碍了大学生独立动手能力的培养,扼杀了学生实践创新的积极性。通过连续几年的参赛,发现以往很多课程的教学都存在着上述不合理之处。为了改变这一现状,学校对电子类的骨干课程进行了大刀阔斧的改革。
  (1)压缩了“模电”、“数电”、“微机原理”和“单片机原理”等课程的课堂教学学时,增加了实验学时。二者在学时分配上的比例从以前的4∶1左右提高到目前的6∶4左右。
  (2)在课堂教学环节中,在一些课程中初步尝试了工程化的教学方式。以“模拟电路基础”这门课程为例,绝大多数电子竞赛的核心是模拟电路的设计和调试。学生在模电方面的动手能力往往是决定最终成绩的关键因素之一。针对这一情况,在教学时特别注意结合工程实例和竞赛试题来讲解教材中的相关内容。例如仪用放大器电路,其具有高增益、输入电阻Ri→∞、输出电阻RO→0等优点,不仅在实际工程测量系统中广泛应用,这几年在电子竞赛中也屡屡得到应用。在授课时,除了以往的电路增益推导外,还注意补充讲解该电路在输入输出阻抗上的特点以及在器件选型时的经验教训(特别是需要考虑信号带宽)。对于在实践中遇到的故障,例如输出输入非线性、自激等现象,则详细解释了原因和解决的方法。再比如,比较器电路在传统教材中只属于选学范围,但在工程实际中的应用特别广泛,在电子竞赛中也遇到过因比较器不工作导致比赛失败的惨痛教训。因此在课堂教学中加大了对这部分内容的讲解力度,补充传授其在实际应用中可能出现的异常及应对措施等内容。此外在课堂教学结束后一般安排2~3周的课程设计,从往届电子竞赛试题中精选题目布置给学生,告诉学生大致的分析思路和查找资料的方法,但不提供具体的解决方案。方案评价标准并不是简单的对错,而是能不能提出对原理有深入理解的方案、方案的创新性和合理性如何。这样让学生通过自己的摸索,逐渐找到解决问题的办法。同时,鉴于硬件电路的调试是一项比较复杂的工作,着重告诉学生判断分析电路故障的思路和操作技巧,使学生掌握调试硬件电路的方法,而不仅仅是简单地解决具体问题。
  (3)在实验教学环节中,传统的实验安排多属于教材内容的验证性实验,综合设计性的实验较少,这不利于学生活学活用和创新精神的培养。这种现象在“电路原理”、“模拟电路基础”和“数字电路基础”这几门电路骨干课程中尤其明显。为了改变现状,尝试对上述课程的实验环节进行改革,把传统的验证性实验学时压缩到整个实验学时的60%左右,设计性实验占整个实验学时的比例增至40%左右。其中综合设计性实验按照工程研发的形式组织,老师借鉴以往电子竞赛的题目和实践需求,给学生下达任务。学生根据任务自己查找参考资料,确立设计方案。经指导老师审阅和修改后领取实验设备和器材,开展设计和调试工作。最后撰写实验报告,对实验过程和实验结果进行综合分析。
  2.指导教师的教学和科研
  我国《高等教育法》规定,现代大学的三大任务是:教学、科研和社会服务。目前各高校从事电子竞赛的老师很多是刚工作的年青教师。因为专业水平和社会关系等因素的限制,在进入校门的头几年往往欠缺实践动手的能力,在科研上成果寥寥。而电子竞赛的题目往往有很强的实践性,很多都是实际工程中经常面对的问题。通过指导电子竞赛,一方面可以促使老师们发现和反思以前教学中存在的问题,实现了教学相长。另一方面也锻炼和提高了他们的实践能力,促进了科研工作的开展。
  3.创新型实验室的建设
  通过参赛,学校深深感受到建立创新型实验室的必要性,近年来加大了创新型实验室的建设力度。投入大量经费建设了一批和电子学科相关的开放创新型实验室,如智能汽车电子创新实验室、大学生电子竞赛实训基地创新实验室、机器人创新实验室和数控加工中心创新实验室等,配备了双面电路板快速制板设备、多功能电子综合设计开发实验装置、嵌入式系统实验装置等设备,还购置了大量的数字存储示波器、可编程信号发生器、频谱分析仪等仪器,提高了实验室的装备和管理水平。
  4.各种大学生科技协会的发展
  很长一段时间以来,南京林业大学的各类学生组织文史哲色彩浓厚,科学技术意识严重不足。通过连续几年的参赛,在学生中普及了科技和创新的意识。越来越多的学生加入到电子设计制作爱好者的队伍中来。在这一潮流推动下,机电学院团委顺势而为,组建了大学生电学爱好者协会,配备了专门指导教师,每年还拨款5000元作为活动经费。这些措施对提升学校电子信息类学生的动手能力、普及科技创新精神起到了良好的推动作用。

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