試析全國大學(xué)生電子競賽對本科教學(xué)改革的啟發(fā)
論文摘要：對參加各類(lèi)全國大學(xué)生電子競賽獲得的關(guān)于學(xué)生培養和教學(xué)改革方面的經(jīng)驗進(jìn)行了總結，肯定了電子競賽對高校電子類(lèi)學(xué)科教學(xué)改革的巨大促進(jìn)作用，反映了高校為應對電子競賽帶來(lái)的沖擊所做的變革。
論文關(guān)鍵詞：電子競賽；教學(xué)改革；創(chuàng )新型人才培養
近年來(lái)，在教育部的大力推動(dòng)下，各類(lèi)全國大學(xué)生電子競賽得到了迅猛發(fā)展。本文從參賽歷史、學(xué)生的收獲和對教學(xué)科研的促進(jìn)三個(gè)方面出發(fā)，對南京林業(yè)大學(xué)近年來(lái)參加各類(lèi)電子競賽所收獲的經(jīng)驗進(jìn)行了總結。
一、南京林業(yè)大學(xué)參加各類(lèi)電子競賽情況介紹
南京林業(yè)大學(xué)自2007年以來(lái)積極參加教育部舉辦的各種電子競賽活動(dòng)，取得了不俗的成績(jì)。先后于2007年獲得索尼杯全國大學(xué)生電子設計大賽國家二等獎和江蘇賽區一、二等獎各一個(gè)。2009年獲得天華杯全國電子專(zhuān)業(yè)人才設計與技能大賽江蘇賽區一等獎一個(gè)，二等獎兩個(gè)。2010年獲得TI杯模擬電子競賽江蘇賽區二等獎一個(gè)，等等。通過(guò)這些比賽，極大促進(jìn)了學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng )新能力的提升，有力推動(dòng)了工科電子類(lèi)課程教學(xué)改革的深化，也在課堂教學(xué)和實(shí)驗教學(xué)等多方面對學(xué)校提出了新的要求。
二、學(xué)生參賽的收獲
目前各類(lèi)電子競賽一般都在每年八月底到九月初舉行。南京林業(yè)大學(xué)的做法是在這之前的一個(gè)多月對報名學(xué)生進(jìn)行集中培訓，并通過(guò)優(yōu)勝劣汰選拔出最后的參賽選手。培訓內容主要包括必要的理論教學(xué)和實(shí)際設計能力的訓練，最后是模擬競賽試題的考核。在這個(gè)過(guò)程中，大量學(xué)生得到了充分鍛煉的機會(huì )，動(dòng)手能力普遍有了很大提高。這些學(xué)生一般都在后來(lái)的畢業(yè)求職中表現出競爭優(yōu)勢，更多地受到用人單位的青睞。目前越來(lái)越多的公司傾向于招收在全國電子競賽中取得過(guò)優(yōu)異成績(jì)的學(xué)生，這一發(fā)展趨勢將會(huì )成為今后就業(yè)招聘的主流。
三、參賽對學(xué)校的促進(jìn)
1.教學(xué)組織和教學(xué)內容的改革
很長(cháng)一段時(shí)間以來(lái)，我國高等學(xué)校工科教育的弊端之一是偏理論傳授、輕動(dòng)手實(shí)踐。具體表現為：課堂教學(xué)課時(shí)較多，實(shí)驗動(dòng)手課時(shí)偏少；課堂教學(xué)偏理論，與實(shí)踐結合不多；實(shí)驗環(huán)節中驗證性實(shí)驗較多，設計創(chuàng )新性實(shí)驗很少。目前這些現狀阻礙了大學(xué)生獨立動(dòng)手能力的培養，扼殺了學(xué)生實(shí)踐創(chuàng )新的積極性。通過(guò)連續幾年的參賽，發(fā)現以往很多課程的教學(xué)都存在著(zhù)上述不合理之處。為了改變這一現狀，學(xué)校對電子類(lèi)的骨干課程進(jìn)行了大刀闊斧的改革。
�。�1）壓縮了“模電”、“數電”、“微機原理”和“單片機原理”等課程的課堂教學(xué)學(xué)時(shí)，增加了實(shí)驗學(xué)時(shí)。二者在學(xué)時(shí)分配上的比例從以前的4∶1左右提高到目前的6∶4左右。
�。�2）在課堂教學(xué)環(huán)節中，在一些課程中初步嘗試了工程化的教學(xué)方式。以“模擬電路基礎”這門(mén)課程為例，絕大多數電子競賽的核心是模擬電路的設計和調試。學(xué)生在模電方面的動(dòng)手能力往往是決定最終成績(jì)的關(guān)鍵因素之一。針對這一情況，在教學(xué)時(shí)特別注意結合工程實(shí)例和競賽試題來(lái)講解教材中的相關(guān)內容。例如儀用放大器電路，其具有高增益、輸入電阻Ri→∞、輸出電阻RO→0等優(yōu)點(diǎn)，不僅在實(shí)際工程測量系統中廣泛應用，這幾年在電子競賽中也屢屢得到應用。在授課時(shí)，除了以往的電路增益推導外，還注意補充講解該電路在輸入輸出阻抗上的特點(diǎn)以及在器件選型時(shí)的經(jīng)驗教訓（特別是需要考慮信號帶寬）。對于在實(shí)踐中遇到的故障，例如輸出輸入非線(xiàn)性、自激等現象，則詳細解釋了原因和解決的方法。再比如，比較器電路在傳統教材中只屬于選學(xué)范圍，但在工程實(shí)際中的應用特別廣泛，在電子競賽中也遇到過(guò)因比較器不工作導致比賽失敗的慘痛教訓。因此在課堂教學(xué)中加大了對這部分內容的講解力度，補充傳授其在實(shí)際應用中可能出現的異常及應對措施等內容。此外在課堂教學(xué)結束后一般安排2～3周的課程設計，從往屆電子競賽試題中精選題目布置給學(xué)生，告訴學(xué)生大致的分析思路和查找資料的方法，但不提供具體的解決方案。方案評價(jià)標準并不是簡(jiǎn)單的對錯，而是能不能提出對原理有深入理解的方案、方案的創(chuàng )新性和合理性如何。這樣讓學(xué)生通過(guò)自己的摸索，逐漸找到解決問(wèn)題的辦法。同時(shí)，鑒于硬件電路的調試是一項比較復雜的工作，著(zhù)重告訴學(xué)生判斷分析電路故障的思路和操作技巧，使學(xué)生掌握調試硬件電路的方法，而不僅僅是簡(jiǎn)單地解決具體問(wèn)題。
�。�3）在實(shí)驗教學(xué)環(huán)節中，傳統的實(shí)驗安排多屬于教材內容的驗證性實(shí)驗，綜合設計性的實(shí)驗較少，這不利于學(xué)生活學(xué)活用和創(chuàng )新精神的培養。這種現象在“電路原理”、“模擬電路基礎”和“數字電路基礎”這幾門(mén)電路骨干課程中尤其明顯。為了改變現狀，嘗試對上述課程的實(shí)驗環(huán)節進(jìn)行改革，把傳統的驗證性實(shí)驗學(xué)時(shí)壓縮到整個(gè)實(shí)驗學(xué)時(shí)的60%左右，設計性實(shí)驗占整個(gè)實(shí)驗學(xué)時(shí)的比例增至40%左右。其中綜合設計性實(shí)驗按照工程研發(fā)的形式組織，老師借鑒以往電子競賽的題目和實(shí)踐需求，給學(xué)生下達任務(wù)。學(xué)生根據任務(wù)自己查找參考資料，確立設計方案。經(jīng)指導老師審閱和修改后領(lǐng)取實(shí)驗設備和器材，開(kāi)展設計和調試工作。最后撰寫(xiě)實(shí)驗報告，對實(shí)驗過(guò)程和實(shí)驗結果進(jìn)行綜合分析。
2.指導教師的教學(xué)和科研
我國《高等教育法》規定，現代大學(xué)的三大任務(wù)是：教學(xué)、科研和社會(huì )服務(wù)。目前各高校從事電子競賽的老師很多是剛工作的年青教師。因為專(zhuān)業(yè)水平和社會(huì )關(guān)系等因素的限制，在進(jìn)入校門(mén)的頭幾年往往欠缺實(shí)踐動(dòng)手的能力，在科研上成果寥寥。而電子競賽的題目往往有很強的實(shí)踐性，很多都是實(shí)際工程中經(jīng)常面對的問(wèn)題。通過(guò)指導電子競賽，一方面可以促使老師們發(fā)現和反思以前教學(xué)中存在的問(wèn)題，實(shí)現了教學(xué)相長(cháng)。另一方面也鍛煉和提高了他們的實(shí)踐能力，促進(jìn)了科研工作的開(kāi)展。
3.創(chuàng )新型實(shí)驗室的建設
通過(guò)參賽，學(xué)校深深感受到建立創(chuàng )新型實(shí)驗室的必要性，近年來(lái)加大了創(chuàng )新型實(shí)驗室的建設力度。投入大量經(jīng)費建設了一批和電子學(xué)科相關(guān)的開(kāi)放創(chuàng )新型實(shí)驗室，如智能汽車(chē)電子創(chuàng )新實(shí)驗室、大學(xué)生電子競賽實(shí)訓基地創(chuàng )新實(shí)驗室、機器人創(chuàng )新實(shí)驗室和數控加工中心創(chuàng )新實(shí)驗室等，配備了雙面電路板快速制板設備、多功能電子綜合設計開(kāi)發(fā)實(shí)驗裝置、嵌入式系統實(shí)驗裝置等設備，還購置了大量的數字存儲示波器、可編程信號發(fā)生器、頻譜分析儀等儀器，提高了實(shí)驗室的裝備和管理水平。
4.各種大學(xué)生科技協(xié)會(huì )的發(fā)展
很長(cháng)一段時(shí)間以來(lái)，南京林業(yè)大學(xué)的各類(lèi)學(xué)生組織文史哲色彩濃厚，科學(xué)技術(shù)意識嚴重不足。通過(guò)連續幾年的參賽，在學(xué)生中普及了科技和創(chuàng )新的意識。越來(lái)越多的學(xué)生加入到電子設計制作愛(ài)好者的隊伍中來(lái)。在這一潮流推動(dòng)下，機電學(xué)院團委順勢而為，組建了大學(xué)生電學(xué)愛(ài)好者協(xié)會(huì )，配備了專(zhuān)門(mén)指導教師，每年還撥款5000元作為活動(dòng)經(jīng)費。這些措施對提升學(xué)校電子信息類(lèi)學(xué)生的動(dòng)手能力、普及科技創(chuàng )新精神起到了良好的推動(dòng)作用。
四、展望
競賽與教學(xué)的良性互動(dòng)需要不斷在實(shí)踐中發(fā)展。南京林業(yè)大學(xué)今后將繼續積極參加各類(lèi)比賽，并在一些領(lǐng)域進(jìn)行新的嘗試。例如，未來(lái)可以讓研一學(xué)生也參與進(jìn)來(lái)，協(xié)助培訓和指導本科生，從而為研二的科研工作打下基礎。這對研究生的教學(xué)和培養也有很好的促進(jìn)作用。展望未來(lái)，只有通過(guò)“以競賽促教改”這種方式，及時(shí)從參賽中獲取經(jīng)驗，應用于平日的教學(xué)改革中，才能切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量。反過(guò)來(lái)，教學(xué)質(zhì)量切實(shí)有效地得到提高后，也會(huì )為參賽獲得好名次打下最堅實(shí)的基礎。
五、結語(yǔ)
近年來(lái)各類(lèi)大學(xué)生電子競賽如火如荼地開(kāi)展，對傳統高校電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)改革和學(xué)生培養工作帶來(lái)的沖擊是巨大的。參賽中收獲的無(wú)數經(jīng)驗和教訓已經(jīng)說(shuō)明，我國高校傳統的工科教育方式已不能滿(mǎn)足當前國內社會(huì )發(fā)展的需要。只有進(jìn)一步深化改革高校的辦學(xué)方式，建立創(chuàng )新型人才的培養體制，才能順應社會(huì )對高校人才培養的要求，促進(jìn)高等教育質(zhì)量的提高。
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