原创 以竞赛为契机，改革课程体系，培养创新型人才

以竞赛为契机，改革课程体系，培养创新型人才

陈小宇 黄光明 叶苏孙 夏应清 张国平
（华中师范大学物理科学与技术学院电子信息与工程系，武汉 430079）
摘 要：本文首先介绍了全国大学生电子设计竞赛对我校电子信息类专业教学的促进作用，然后就我校进行电子信息类专业课程体系和实验教学改革的一些措施进行了介绍，并就如何培养学生的创新能力进行了讨论。
关键词：电子设计竞赛；课程体系；创新能力

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，由教育部高等教育司组织，从1994年到2004年历经了10年的时间，已经成功地举办了六届。它对推动全国高校电子信息类专业的课程体系与教学内容的改革起到了积极的促进作用，为培养学生的创新设计能力创造了良好的平台。由于全国大学生电子设计竞赛内容与本科教学联系紧密，因而越来越受到社会的关注和学生的欢迎，参赛学校和参赛队伍不断增加，要求参赛的学生也逐年增多。从历届情况看，参加过电子设计竞赛的学生，无论他们最终获奖与否，他们在方案论证、系统设计与调试、新器件的选用及创新能力与合作精神等方面得到了长足的发展和全面提高，在毕业设计、科研和实际工作中，表现出了较好的独立性、较强的能力和令人可喜的创新精神与协作能力，受到了老师、社会以及用人单位一致的肯定和好评。
我校对全国大学生电子设计竞赛非常重视，相关领导和指导教师充分认识到全国大学生电子设计竞赛对培养学生创新能力的促进作用，并以此为契机，积极的进行课程体系及实验教学的改革，努力培养更多的创新型人才。
一、电子设计竞赛促进了课程体系和教学内容的改革
全国大学生电子设计竞赛着重考察学生对基本概念、基本原理、基本技能的掌握、理解以及运用的能力，同时反应了电信方面的最新技术。赛题的特点是：涉及知识面广、实践性综合性强、技术水平发挥余地大。对培养学生的创新能力起到了很好的促进作用。所涉及的电子信息类专业的课程主要有：电路分析、模拟电路、数字电路、高频电路、单片机、电子测量、EDA、通信原理等；从设计手段来讲，可以采用传统的，也可以采用电子设计自动化等现代电子设计工具，电子设计竞赛的赛题既反映了电子技术的先进水平，又引导高校在教学改革中，应注重培养学生的创新设计能力。这就要求我们的课程体系和教学内容的改革思路也应反映这些特点，使学生的知识和能力达到电子设计竞赛的水平。有鉴于此，我们在课程体系、教学内容的改革方面进行了以下工作。
1、修订培养方案和教学大纲，进行课程的整合与优化
我系2003年底组织全系教师对本科生的培养方案和教学大纲进行了讨论和修订，其中很重要的一点，就是如何将日常教学和电子设计竞赛有机的结合起来，大家一致认为，对课程进行优化整合迫在眉睫。最后就每门课程的课时、授课时间和授课内容进行了相应的调整，如将单片微机原理及应用由选修改为必修，将模拟电路实验、数字电路实验、高频电路实验整合，逐步减少验证性实验课题，增加软件仿真和综合性、设计性和研究性实验课题等，给学生系统的训练，使学生尽可能快的掌握电路设计的过程和方法。
2、选用权威教材、或组织教师编写新的教材
目前很多课程的教材相对落后，内容比较陈旧，我们的原则是：尽可能选用权威的优秀教材，同时组织老师根据学科的发展、结合教学的需要编写新的教材，比如单片微机原理这门课程，目前很多教材内容陈旧，对当前的新型的性能优越的单片机介绍很少，我们正在着手编写新的教材，反应单片机领域的新器件和新技术，比如SST公司可在系统可编程（ISP）的单片机，ATMEL的AVR单片机，和 总线接口器件等，使学生尽可能快的掌握最新的器件和技术设计使用方法。
二、电子设计竞赛促进了实验室建设和实验教学的改革
电子竞赛的开展，势必促进实验室建设和实验教学的改革。
1、建立电子技术基础实验教学平台
2002年我校专门成立了电子技术基础实验教学平台，主要完成电路分析、模拟电路、数字电路和高频电路的实验教学，添置了85套实验设备，并组织教师自主研发了电路分析、数字电路和模拟电路实验箱，主要开设电路分析、模拟电路、数字电路和高频电路实验，实验内容从基本仪器使用、验证性实验到综合性设计性实验逐步过渡，侧重学生能力的培养，由于实验箱是自行研制的，所以开设的实验课题具有针对性和代表性。基础实验教学平台的建立，有效的促进了学生对基本知识的理解、使学生基本技能和设计能力迅速提高、为后续课程的学习和设计能力的提高打下了坚实的基础。
2、成立电子电工创新实践基地
我校高度重视全国大学生电子设计竞赛，投入了一定的经费，配置了相应的设备，专门成立了电子电工创新实践基地，该基地主要是为参加电子设计竞赛的同学进行设计制作服务。在整个培训期间对学生开放，成了名副其实的提高学生设计水平和创新能力的实践基地。
3、精选实验内容，改革实验模式，提高实验教学效果
我校电子信息类专业在大学三年级的第二学期专门开设了现代电子技术综合实验课，这时的学生已系统地学完了电路的基本理论和基本实验技能，有一定的动手设计能力，在这门综合性设计性为主的实验课中，教师给学生提供设计课题，让学生自己设计相关的软硬件并进行调试，今年我们采用了类似于电子设计竞赛的模式，学生自由组合成3个人一组，然后自行设计、调试电路，完成测试报告，再由教师进行检查验收，整个实验教学过程中以学生为主体，教师处于引导地位，对其设计方案和调试中出现的问题进行讨论、指导，启发学生的思维，取得了较好的教学效果。
三、电子设计竞赛对学生创新能力的培养
1、张扬个性，注重培养学生的能力
传统的教学（包括理论和实验教学）目标是培养学生的共性，忽视学生的个性即能力的培养，在电子竞赛的指导过程中，我们非常重视学生的创新能力的培养。比如同样的课题我们要求不同学生设计出不同的结果，像基础实验中的彩灯循环实验，我们要求不同的学生按照不同的循环方式进行设计，大大的提高了学生的积极性；还有频率计实验，要求学生查阅资料，尽可能采用不同的方案进行设计，有的采用单片机、有的采用CPLD，有的采用等精度测频方案，最后再对不同的方案进行比较、讨论，弄清不同方案的实现原理及各自优缺点，不仅激发了学生的学习兴趣，而且在尽可能短的时间内使学生有了较大的收获，懂得了正确的优秀的设计方案对完成设计课题、提高设计指标的重要意义，其分析问题、解决问题的能力迅速得到提高。这种教学思路我们也尽可能引入到日常教学中，在电子技术实验、单片机等实验中也得到了很好的体现。
2、引进电子设计的新技术、新器件，加强EDA教学
电子设计自动化技术的发展异常迅速，其新器件、新方法更新很快，可以说这代表了电路设计的最新方向。是培养学生创新能力的极好的途径。ALTRERA公司新推出的MAX II和CYCLONE等新型器件以及SOPC技术，使电子设计自动化又向前迈进了一大步，我们甚至可以在MATLAB环境下进行设计和仿真，由ALTERA公司的DSP BUILDER软件自动完成综合和适配，生成VHDL程序，然后配置到FPGA器件中进行验证和实现，整个设计思路清晰、修改方便、实现简单，特别适合对算法进行验证。通过在教学中引入新器件、新技术，一方面可以极大的激发学生的兴趣，另一方面可以开阔学生的视野，采用新技术、新器件进行设计，使整个系统的可靠性和技术指标大大提高，完成整个系统的设计时间大为缩短，。总之，全国大学生电子设计竞赛为大学生展示自我、开拓创新提供了一个很好的施展能力的舞台，我们的目标是以此为契机，更好的促进我高校电子信息类课程的教学改革，提高教学质量，培养大批的有创新能力和合作精神的优秀人才，这也正是全国大学生电子设计竞赛的宗旨。

参考文献
1 尹仕,谢自美.电子设计大赛促进教学改革.电子设计.2004
2 张雅芳,欧阳知建.从参加全国大学生电子设计竞赛引出的思考.实验研究与探索.1997