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時間：2022-03-06 08:51:58
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全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽（趙妮娜，競賽式教學(xué)在電工電子技術(shù)課程設(shè)計中的應(yīng)用[J].電子設(shè)計工程，2013(15)：44-46）作為四大競賽之一，是教育部和工業(yè)和信息化部共同發(fā)起的大學(xué)生學(xué)科競賽之一，競賽的主要特點是與高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的課程體系和課程內(nèi)容改革密切結(jié)合，從而推動課程教學(xué)、教學(xué)改革和實驗室建設(shè)等相關(guān)工作。蘇州大學(xué)建校歷史悠久，機(jī)電工程學(xué)院自2003年以來組隊參加了歷年的大學(xué)生電子設(shè)計競賽，經(jīng)過長期的積累和沉淀，近年來取得了質(zhì)的突破，取得了多個江蘇省一、二等獎的好成績，該比賽有助于電氣工程及其自動化學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的改革以及相關(guān)實驗室的建設(shè)，對專任教師提出了更高的要求，同時也提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力。
2大學(xué)生電子設(shè)計大賽任務(wù)和要求
全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽每年8月份舉辦，賽期四天三夜，早上8點在網(wǎng)站統(tǒng)一公布題目，主要分為7大類，涉及電源類、信號源類、高頻無線電類、放大器類、儀器儀表類、數(shù)據(jù)采集與處理類以及控制類。為了更好的說明電子競賽（陳東，謝發(fā)琴，電子設(shè)計競賽與深化實踐教學(xué)改革[J].實驗技術(shù)與管理，2005：86-88）對電路理論教學(xué)的促進(jìn)作用，我們經(jīng)過仔細(xì)對比，選取了一道典型的無線電腦傳輸裝置題目。該題目的任務(wù)是設(shè)計并制作一個磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置（趙爭鳴，張藝明，陳凱楠，磁耦合諧振無線電能傳輸技術(shù)新進(jìn)展[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2013，33(3)：1-13），具體要求分為四部分，一二部分為基本要求。第三部分為自主發(fā)揮，第四部分為最終的設(shè)計報告。該競賽題目和電路知識密切聯(lián)系，同時也是當(dāng)下的一個熱點，無線電能傳輸將進(jìn)一步得到普及。
3以競賽任務(wù)為驅(qū)動的課程設(shè)計教學(xué)的實施
3.1系統(tǒng)方案。根據(jù)所學(xué)電路理論知識，我們選擇了電磁感應(yīng)方案，諧振式強(qiáng)磁耦合方案以及電磁波輻射方案。就題目來說，電磁感應(yīng)方案最大的缺點是它的傳輸效率低，而電磁波輻射方案對設(shè)備的要求很高。因此綜合來說，諧振式強(qiáng)磁耦合方案（吳嘉迅，吳俊勇，張寧，等.基于磁耦合諧振的無線能量傳輸?shù)膶嶒炑芯縖J].現(xiàn)代電力，2012，29(1)：24-28）最合理。在此方案中有三大難點需要解決：（1）傳輸效率很難提高。距離越大，傳輸功率越低。（2）系統(tǒng)諧振頻率難達(dá)到期望值。（3）諧振頻率和RC振蕩電路的固有頻率難匹配。3.2系統(tǒng)總體框圖。在對題目要求進(jìn)行理論分析與計算后，我們將學(xué)生分成八個小組，提出各自的方案，其中具有代表性的系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。為了充分體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力，我們采取了兩種方案去完成。一個典型方案是由MSP430F149單片機(jī)輸出3.3V高頻PWM方波信號，控制驅(qū)動電路，產(chǎn)生15V高頻方波信號。經(jīng)LC振蕩電路，將電能傳輸出去。在諧振點，能量效率最高。經(jīng)過橋式整流穩(wěn)壓，得到8V穩(wěn)定的直流電壓。另外一個方案由純電路來完成，主要分為發(fā)射端電路、接收端電路以及測試用的LED燈，由于我們的課程應(yīng)用對象是電路原理，因此我們重點介紹這個方案。3.3發(fā)射端電路原理圖。發(fā)射端是Royer振蕩器回路，具有自啟動功能，取決于輸入的直流電壓，接通電源后，考慮到兩個晶體管的特性的差異性，我們做如下分析，如果Q1先導(dǎo)通，此時電感線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，通過一組線圈產(chǎn)生反饋，從而Q1處于導(dǎo)通狀態(tài)，Q2處于截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)電感磁芯達(dá)到飽和時，電動勢為零，Q1變成截止?fàn)顟B(tài)，于是電動勢反向，從而導(dǎo)致Q2導(dǎo)通。由于逆變震蕩器產(chǎn)生正弦信號，通過線圈將能量發(fā)送出去。高頻輸出級用大功率場效應(yīng)管時需加上面積足夠大的散熱器。輸入端采用場效應(yīng)管Rover高頻逆變元件，逆變震蕩器產(chǎn)生正弦信號，并用線圈將能量發(fā)送出去，雙管推挽電流饋電，當(dāng)發(fā)射和接收線圈處于同一頻率時會產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而實現(xiàn)無線電能的傳輸。電容組成的并聯(lián)諧振回路輻射出去．發(fā)射機(jī)是一級振蕩一對推挽輸出的電磁波感應(yīng)發(fā)射器,將直流電變成脈沖交流用電感線圈幅射出去，為接收部分提供能量。具體電路如圖2所示。3.4接收端電路原理圖。LA為發(fā)射線圈、LB為接收線圈、fr是電容調(diào)諧后達(dá)到一致的固有頻率，其中需要注意的問題是高頻傳輸（1～20M）。具體電路圖如圖3所示：圖3接收端電路原理圖其中的輸出整流濾波電路選用了全波整流電路，全波整流變壓器輸出功率的利用率為100%，輸出直流電壓中的紋波較低。具體選擇輸出整流二極管時和電容要充分考慮其特性值，其中重點需要留意的是耐壓值。3.5系統(tǒng)測試。利用可變電源作為輸入端的輸入電源，從9V電源開始增加一直到15V，在增加電壓的過程中首先保證兩個串聯(lián)的1W的LED燈能夠保持一定的亮度，然后在增加距離的時候找一個大概超過十厘米的位置進(jìn)行測試，在輸入直流電壓為15V時，測量接收端的直流電流I的大小。再測量直流電壓。然后在輸入直流電壓15V的條件下，不斷加大LED燈與發(fā)射端的距離，然后測量燈直到不亮?xí)r的距離。測試結(jié)果，我們初步測得最大的距離為50厘米左右，此時燈都是亮的，輸出的電流可達(dá)到505毫安，電壓超過8V。
從比賽的賽事規(guī)程來看，比賽雖然是公開的，但難度大，技術(shù)指標(biāo)要求高，持續(xù)時間相對技能大賽要長。從最初確定方案到產(chǎn)品制作完成，各項指標(biāo)都能滿足要求的確實不多。從歷年的比賽成績來看，獲獎的比例并不高。以2015年為例，全國共有1097所高校、13063支代表隊，共計39189名同學(xué)報名參賽。其中獲得全國一等獎有287支隊伍②，占總數(shù)的2．2%，可見難度較大。福建省自參加該項賽事以來，本科組近年來獲得全國一等獎的次數(shù)逐漸增多，但高職院校參賽獲獎很少。說明高職學(xué)生參加該項賽事存在較大困難，主要原因是學(xué)生在設(shè)計、編程、調(diào)試等方面能力訓(xùn)練不足，離賽項要求存在一定差距，需要在平時訓(xùn)練中加以提高。然而學(xué)生的訓(xùn)練只有暑期1個多月的時間，涉及的課程多，知識面廣，知識點非常多，要想取得好成績，必須要有針對性的訓(xùn)練方法，有的放矢才能達(dá)到目的。本文試圖從高職組的賽題要求出發(fā)，分析、歸納出應(yīng)具備的知識點及其實現(xiàn)方法，并給出按照模塊劃分的訓(xùn)練方法。
2賽題分析
近年來大賽的出題以電子技術(shù)應(yīng)用設(shè)計為主要內(nèi)容，涉及模－數(shù)混合電路、單片機(jī)、可編程器件、EDA技術(shù)，運(yùn)用到模擬電路、數(shù)字電路、高頻電路、PCB設(shè)計、傳感器技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)等課程的知識，體現(xiàn)了教學(xué)基本內(nèi)容和新技術(shù)應(yīng)用趨勢。競賽題目主要測試學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)知識的能力、實際設(shè)計能力和獨立工作能力。題目包括基本要求部分和發(fā)揮部分，使大多數(shù)參賽學(xué)生能在規(guī)定時間內(nèi)完成基本要求部分的設(shè)計工作，優(yōu)秀學(xué)生還可以完成發(fā)揮部分的內(nèi)容。
2．1賽題內(nèi)容統(tǒng)計大賽的題目類型一般分為信號采集類、儀器儀表類、控制類、無線通信類、電源類等類型，表1列出近5年來高職高專組的大賽題目及統(tǒng)計情況(省賽均指福建省比賽)。從比賽題目類型來看，控制類題目每年至少有一題，是比賽必出的題目，其他類型相對較少，均為輪流出現(xiàn)。說明控制類題目仍然是比賽的重點，平時訓(xùn)練時需要做好充分的準(zhǔn)備。
2．2賽題涉及的知識點各個題目所涉及到的知識點內(nèi)容，詳見表2所示。對以上的知識點進(jìn)行歸納、總結(jié)，可以看出近年來賽題所需具備的知識點有:A/D采樣，位置檢測，角度檢測，電機(jī)控制，LED亮度控制，無線通信，按鍵掃描、數(shù)據(jù)顯示、報警輸出、DC/DC變換器設(shè)計等。對各個知識點所涉及的具體內(nèi)容進(jìn)一步細(xì)分，并給出其實現(xiàn)方法，如表3所示。
3集訓(xùn)方法
從上面對比賽題目的分析可知，所涉及到知識點很多，內(nèi)容很廣，對于大二甚至是大一學(xué)生來說，完全靠學(xué)生自學(xué)、自練，要想取得好成績很難，需要指導(dǎo)老師根據(jù)學(xué)生選題意愿，制定詳細(xì)的訓(xùn)練計劃并實施。
3．1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析一般學(xué)生對控制系統(tǒng)沒有什么概念，面對一個題目往往不知道該如何下手，若能夠?qū)ο到y(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)有一個較完整的認(rèn)識，將有助于學(xué)生理解題目要求，制定切實可行的方案，并付諸實施。對一個控制系統(tǒng)來說，系統(tǒng)一般都具有如圖2所示的結(jié)構(gòu):圖2是一個典型控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，采用閉環(huán)控制方式。對于現(xiàn)在比賽的題目而言，技術(shù)指標(biāo)要求越來越高，如果僅僅采用開環(huán)控制方式，將很難滿足指標(biāo)的要求。如電源類題目，常見的問題是當(dāng)負(fù)載變化時，輸出的電壓或電流隨著變化，不能穩(wěn)定在一個給定值上，主要原因就是沒有采用閉環(huán)控制所導(dǎo)致。同樣其他類型的題目也相類似，如角度控制、風(fēng)板控制、平衡控制等，一般也要求系統(tǒng)是一個閉環(huán)的控制系統(tǒng)。對于不同的控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)圖可能會有所差別，如圖2中反饋環(huán)節(jié)有的可能沒有傳感器，而是只有信號采集電路;有的信號采集或輸出控制是通過無線通信的方式進(jìn)行，需要具體問題具體分析。
3．2系統(tǒng)模塊劃分比賽所涉及的知識比較分散，學(xué)生學(xué)習(xí)、訓(xùn)練時毫無頭緒，不能形成一個系統(tǒng)整體。因此需要對知識點進(jìn)行歸納，將其劃分到在系統(tǒng)各個模塊中。根據(jù)上面的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，可以將系統(tǒng)分解為各個單元電路模塊，并將所需掌握的知識點和技能點整理對應(yīng)起來，按照這些模塊進(jìn)行訓(xùn)練更具有針對性。一般可將系統(tǒng)分解如表4所示。
3．3訓(xùn)練的組織電子設(shè)計賽所涉及知識點很多，讓每個隊伍所有成員都對所有模塊進(jìn)行訓(xùn)練顯然是不現(xiàn)實的，需進(jìn)行分工。一般可將一個參賽隊的人員分為兩組，一組負(fù)責(zé)硬件電路的設(shè)計、制作與調(diào)試;另一組則負(fù)責(zé)程序的編程。至于一組需要多少人需根據(jù)題目的類型來定，如控制類的題目以程序控制為重點，宜安排2個人進(jìn)行程序編程，1人負(fù)責(zé)主控程序的設(shè)計，1人負(fù)責(zé)傳感器及信號的采集與處理。而對于電源類的題目，電路設(shè)計是關(guān)鍵，宜安排2個人進(jìn)行電路的設(shè)計，包含高頻變壓器的設(shè)計、PWM控制電路設(shè)計、濾波電路的設(shè)計、電壓、電流采集及保護(hù)電路的設(shè)計與調(diào)試等，另1人可進(jìn)行信號采集顯示、控制的編程。分工確定后，一般參賽學(xué)校都有多支隊伍參加比賽，將所有參賽隊伍中相同分工的人員集中起來，按照表4所劃分的模塊進(jìn)行針對性培訓(xùn)，比一個指導(dǎo)老師單獨指導(dǎo)多個隊伍的所有項目效率要高。如果條件允許，可在組員分工的基礎(chǔ)上，再按照題目類型進(jìn)行分類培訓(xùn)，效果則會更好。
0.引言
作為全國最高規(guī)格的學(xué)生電子類競賽，全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽一直引導(dǎo)高校在實驗教學(xué)中注重培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力、協(xié)作精神和理論聯(lián)系實際的學(xué)風(fēng)。[1]每一屆的競賽都涌現(xiàn)出許多優(yōu)秀的、動手能力強(qiáng)的電子人才，但另一方面，也暴露了現(xiàn)今高校電子類本科教學(xué)的許多不足之處。
在全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽中，參賽的大多是每所高校最具動手能力的學(xué)生。但從交作品的情況看，即便是優(yōu)秀學(xué)生，某些學(xué)生的電子設(shè)計水平還是明顯不足：有的學(xué)生拿不出一點成果，既沒有硬件電路，也沒有軟件程序，甚至沒有設(shè)計論文；有的參賽學(xué)生雖然把一些硬件電路板做出來了，卻因為程序調(diào)試不通過，即使設(shè)計論文寫得再好，也沒有達(dá)到題目的基本要求。而從這些學(xué)生的參賽過程，可以分析其在電子設(shè)計方面存在的主要問題。
1.知識面窄
面對競賽題目，方案選型、實際產(chǎn)品制作，學(xué)生表現(xiàn)出知識面非常狹窄，思維不夠活躍，不能夠提出多種設(shè)計方案來選擇。根本原因在于學(xué)生甚至個別教師，在教與學(xué)過程中都過于注重教科書的個別經(jīng)典案例，而對實際應(yīng)用、設(shè)計思路卻知之甚少，導(dǎo)致面對設(shè)計題目時不知所措。論文大全。
因此，電子專業(yè)教學(xué)中就要加入大量的關(guān)于電子設(shè)計、應(yīng)用的內(nèi)容。應(yīng)該在保證基礎(chǔ)知識的前提下，適當(dāng)剔除對實際應(yīng)用意義不大而偏重理論研究的內(nèi)容，將這些內(nèi)容留給考研學(xué)生或研究生學(xué)習(xí)。另外，集成技術(shù)和芯片封裝飛速發(fā)展，要求我們在教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)基本原理、基本分析方法的同時，增加新器件和專用集成電路內(nèi)容，使基本原理和實際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而著重分析由功能單元構(gòu)成的通用集成電路的應(yīng)用。因此，應(yīng)該根據(jù)社會的需求和電子設(shè)計競賽的內(nèi)容增加介紹一些新集成電路和可編程器件等教學(xué)內(nèi)容。同時，還可以組織開展一些跟電子設(shè)計有關(guān)的選修課、講座以及技能訓(xùn)練活動，以提高學(xué)生的專業(yè)水平、開拓學(xué)生的專業(yè)視野。
2.實踐動手能力較弱
部分學(xué)生雖然做過相關(guān)課程的實驗、實習(xí)，但制作實際產(chǎn)品時卻不知從何做起，基本的電子制作技能較差，不能做到布線規(guī)范、焊接牢固、懂得排除故障等等。若一個電子設(shè)計者不掌握這些技能，那么他不可能把自己的設(shè)計成果做成實物來調(diào)試，也就不能驗證其設(shè)計的合理性。論文大全。因此，這些都是把電子產(chǎn)品付諸實際的基礎(chǔ)技能。而部分學(xué)生缺乏技能鍛煉，能力亟待提高。
要解決這個問題，建議壓縮純理論的教學(xué)內(nèi)容，把時間留給學(xué)生多做實驗、多做實習(xí)、多做電子產(chǎn)品的設(shè)計，而且學(xué)生要有足夠的時間把這些實踐練習(xí)仔細(xì)做、重復(fù)做。譬如電子工藝實習(xí)時，制作電子產(chǎn)品的每一步驟都應(yīng)該讓學(xué)生操作：從電子元器件（包括貼片元件）的識別與檢測，到印制電路板的設(shè)計、制作，再到電子元器件的安裝、焊接（包括拆焊），整機(jī)調(diào)試、測試，最后寫出總結(jié)報告。整個過程缺一不可，而且應(yīng)該在實習(xí)中安排若干件電子產(chǎn)品，讓學(xué)生通過這幾件產(chǎn)品把每個步驟都重復(fù)幾遍。只有這樣，學(xué)生才會練就制作電子產(chǎn)品的功底，在真正設(shè)計電路的時候，就會減少因為制作上的失誤而導(dǎo)致調(diào)試失敗、產(chǎn)品完成不了的機(jī)會。
3.綜合運(yùn)用知識能力差
一個電子產(chǎn)品的開發(fā)，包括方案論證、器件選取、單元電路調(diào)試、電路圖的設(shè)計、電路板的制作、程序編寫、調(diào)試及系統(tǒng)測試等內(nèi)容。這一方面要求設(shè)計者有很強(qiáng)的系統(tǒng)概念，對整個方案的選取有宏觀的把握；另一方面，又要求設(shè)計者對每個單元電路有相當(dāng)?shù)陌盐铡Ｔ陔娮酉到y(tǒng)的設(shè)計中，部分學(xué)生會因一個很小的細(xì)節(jié)問題而導(dǎo)致整個系統(tǒng)最終失敗或開發(fā)停滯不前。而另外一些學(xué)生，雖然對每個知識點都熟悉，但是多個知識點結(jié)合起來，關(guān)系錯綜復(fù)雜，多個模塊組合成一個系統(tǒng)的時候，駕馭能力明顯力不從心，綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力不強(qiáng)。論文大全。
學(xué)生出現(xiàn)此問題，歸根結(jié)底是因為他們?nèi)狈﹄娮釉O(shè)計的鍛煉。所以，可以改變以理論帶動教學(xué)的傳統(tǒng)思維，嘗試以典型產(chǎn)品來帶動電子技術(shù)理論課程的教學(xué)，能使理論與實踐結(jié)合，提高教學(xué)效果。譬如以電子時鐘作為主題，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)時，教師引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)字集成電路芯片設(shè)計一款電子時鐘；當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)時，教師引導(dǎo)學(xué)生采用軟件和硬件相結(jié)合的思想重新設(shè)計一款電子時鐘，用與之前完全不同的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)同樣的功能；隨著課程的繼續(xù)，在基本的電子時鐘的基礎(chǔ)上逐步加入鬧鐘、整點報時、語音報時等等功能。用這種方法推廣到以多個典型產(chǎn)品來帶動教學(xué)，學(xué)生就既能掌握到理論知識，又能掌握到設(shè)計技術(shù)，更對基本的電子產(chǎn)品爛熟于胸，這不止對其比賽，對其以后的工作或深造也是極為有利的。
4.眼高手低
全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽極能檢測學(xué)生的電子設(shè)計功底。若學(xué)生在課外不花大量時間浸在電子設(shè)計的世界中，很難鍛煉出設(shè)計實際產(chǎn)品的能力。很多學(xué)生在校學(xué)習(xí)過程中，老師布置的作業(yè)、實驗、實習(xí)、小設(shè)計等都能很好地完成，考試也能高分通過，就覺得自己能自如地參與競賽。但實際上，在有限的四天三夜的競賽時間里，真正能踏踏實實做出實物，調(diào)試成功的卻鳳毛麟角。這反映出學(xué)生缺乏對自身能力的審視，眼高手低。
針對此情況，可以開展校內(nèi)電子設(shè)計大賽，這樣既可形成學(xué)習(xí)氣氛，提高學(xué)生的實際動手能力，讓學(xué)生有審視自身能力的機(jī)會，也可為學(xué)生提供施展才能的空間，為更多的優(yōu)秀學(xué)生脫穎而出創(chuàng)造條件，更能為全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽選拔優(yōu)秀學(xué)生。其次，建立電子設(shè)計競賽訓(xùn)練中心，定時開展課外活動，讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下根據(jù)自己的興趣，自己或組隊選題、設(shè)計，進(jìn)行電子制作，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作能力。
5.結(jié)束語
“重理論輕實踐”一直是高等教育中的問題。[2]大學(xué)生電子設(shè)計競賽再一次證實了問題的存在，也正在促進(jìn)各大高校的教學(xué)改革。而教學(xué)改革又會提高競賽的水平。競賽與教改，必將互相要求、互相促進(jìn)，共同為培養(yǎng)優(yōu)秀的電子人才而持續(xù)發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
[1]侯蕊,劉國通.電子設(shè)計競賽對高職實踐教學(xué)改革的啟發(fā)[J].中國電力教育,2009，（147:145-146
全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽是教育部倡導(dǎo)的最具影響力的大學(xué)生學(xué)科競賽之一，電子設(shè)計競賽對學(xué)生動手能力、工程能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊意識的提升起著舉足輕重的作用，電子設(shè)計競賽的成績直接反映學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量和辦學(xué)聲譽(yù),對優(yōu)質(zhì)校風(fēng)和學(xué)風(fēng)的形成起到積極的推動作用。
一、大學(xué)生電子設(shè)計競賽活動開展的現(xiàn)狀
大學(xué)生電子設(shè)計競賽分國家級、省級和校級三個層次進(jìn)行。國家級每兩年一次（奇數(shù)年）、省賽一年一次、校賽一年一次。每年4月末啟動校賽、9月初進(jìn)行省賽、9月中旬進(jìn)行國賽，整個培育過程歷時半年之久。目前，我校參賽隊員的選拔方式是：校賽評選出一、二等獎（占校賽參賽隊伍的30%）推薦參加省賽；省賽中獲得一等獎的隊伍擇優(yōu)推薦參加國賽（占省賽參賽隊伍的5%左右）；在國賽環(huán)節(jié)，對參賽學(xué)生進(jìn)行封閉式綜合測試，省賽成績和綜合測試成績作為國家一等獎和二等獎評選的依據(jù)。我校大學(xué)生電子設(shè)計競賽在教務(wù)處的領(lǐng)導(dǎo)下，由電氣與電子工程學(xué)院承辦，目前已經(jīng)成功舉辦了校電子設(shè)計競賽15屆，承辦省級電子設(shè)計競賽3屆，參與的教師和學(xué)生涉及電氣、機(jī)電、計算機(jī)、軟件技術(shù)、工程訓(xùn)練中心等五個單位，每年參與的教師人數(shù)100名左右、學(xué)生500名左右，先后獲得國家一等獎2項，國家二等獎十幾項，省級一、二等獎上百項，電子設(shè)計競賽在創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面起著積極的作用。
二、大學(xué)生電子設(shè)計競賽活動開展過程中存在的問題
1.成果的取得過度依賴教師，學(xué)生自主創(chuàng)新能力有待進(jìn)一步提高。我校每年電子設(shè)計競賽的成績在省內(nèi)名列前茅，也取得了一定數(shù)量的國家級獎項，但是取得國家一等獎的數(shù)量較少。究其原因，主要是綜合測評階段，成績不盡如人意。這種現(xiàn)象一定程度暴露出電子設(shè)計大賽人才培養(yǎng)過程中存在的弊端———優(yōu)秀學(xué)生的選拔缺乏制度、成績的取得過度依賴教師、學(xué)生自主創(chuàng)新的潛力沒有激發(fā)出來。2.科技競賽活動開展過程中存在“學(xué)生熱、教師冷”的現(xiàn)象?？萍几傎惓晒且粋€學(xué)校（特別是工科院校）人才培養(yǎng)質(zhì)量最直接的體現(xiàn)。目前，學(xué)生要求參加科技競賽活動的熱情較高，但教師中彌漫的“重科研、輕教學(xué)”的思想，卻一定程度降低了教師對這項工作的熱情，甚至一部分高水平的教師已經(jīng)逐漸退出指導(dǎo)教師隊伍。
三、大學(xué)生電子設(shè)計競賽組織、管理機(jī)制
1.成立電子設(shè)計競賽工作領(lǐng)導(dǎo)小組。電子設(shè)計競賽工作領(lǐng)導(dǎo)小組由學(xué)校、學(xué)院、系三級機(jī)構(gòu)以及教師和學(xué)生兩方面組成。（1）校級領(lǐng)導(dǎo)小組主要成員包括：主管教學(xué)副校長、教務(wù)處處長、主管大學(xué)生科技創(chuàng)新工作副處長；主要職責(zé)是與上級部門溝通，聯(lián)絡(luò)各教學(xué)單位、經(jīng)費(fèi)管理、成果管理。（2）院級領(lǐng)導(dǎo)小組主要成員包括：院長、主管教學(xué)副院長、主管學(xué)生工作副書記、學(xué)生科技協(xié)會會長；主要職責(zé)是負(fù)責(zé)動員、組織、宣傳、落實具體工作。（3）系級領(lǐng)導(dǎo)小組主要成員包括：系主任、主管教學(xué)系主任；主要職責(zé)是協(xié)助學(xué)院進(jìn)行電子設(shè)計競賽的組織和測試工作，指導(dǎo)學(xué)生科技競賽、培育學(xué)生創(chuàng)新性成果。2.成立電子設(shè)計競賽專家指導(dǎo)委員會。專家委員會由學(xué)校電氣、電子、控制、機(jī)械等學(xué)科具有電子設(shè)計競賽評審經(jīng)驗的專家和長期指導(dǎo)電子設(shè)計競賽的教師組成。主要職責(zé)：（1）指導(dǎo)：用發(fā)展的眼光、從專業(yè)角度對大學(xué)生電子設(shè)計競賽的開展和指導(dǎo)工作獻(xiàn)計獻(xiàn)策，并直接或間接參與科技競賽的指導(dǎo)工作。（2）征題：結(jié)合全國電子設(shè)計競賽的出題范圍、評審要求，推薦電子設(shè)計競賽題目。（3）審題：從專業(yè)角度對征集到的校電子設(shè)計競賽的題目進(jìn)行評審、篩選、修改，并最終確定當(dāng)年校電子競賽題目。（4）測試：本著公平公正公開的原則對電子設(shè)計競賽的作品進(jìn)行現(xiàn)場測試并進(jìn)行等級量化，為省級和國家級的競賽推薦優(yōu)秀參賽隊員。3.加強(qiáng)電子設(shè)計競賽組織和成果管理工作。（1）指定專人負(fù)責(zé)電子設(shè)計競賽的賽前組織和成果管理工作。電子設(shè)計競賽的賽前培訓(xùn)、題目征集、評審、測試（包括測試場地、測試儀器的準(zhǔn)備）以及測試結(jié)果統(tǒng)計等，在教務(wù)處的領(lǐng)導(dǎo)下，指定專人負(fù)責(zé)，以保障各項工作的有序、高效開展。（2）大力開展科技競賽成果的展示和宣傳活動。創(chuàng)新成果的展示和宣傳可以吸引更多優(yōu)秀學(xué)生加入到科技創(chuàng)新的隊伍中來。每年學(xué)校開展電子競賽的宣傳和招募活動，通過成果展示、獲獎學(xué)生經(jīng)驗介紹等一系列科技活動，在學(xué)生中營造科技創(chuàng)新的氛圍，鞏固和強(qiáng)化我校多年來形成的學(xué)科競賽教學(xué)傳統(tǒng)和辦學(xué)優(yōu)勢。
四、大學(xué)生電子設(shè)計競賽保障機(jī)制
1.建立高效的人才選拔機(jī)制。創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是一個系統(tǒng)工程，科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)應(yīng)貫穿于人才培養(yǎng)過程的始終，創(chuàng)新人才的選拔必須具有一定的機(jī)制。電子設(shè)計競賽隊員的選拔采取第一課堂和第二課堂相結(jié)合的形式：第一課堂成績占比50%，第二課堂成績占比50%。第一課堂成績涉及數(shù)字、模擬、電路、單片機(jī)、相關(guān)課程設(shè)計以及電工電子實習(xí)等課程；第二課堂成績是由專家組根據(jù)學(xué)生獨立完成的創(chuàng)新作品的完成情況以及專業(yè)知識口試，給出相應(yīng)的成績。2.構(gòu)建相對穩(wěn)定的優(yōu)秀指導(dǎo)教師隊伍。高水平科技競賽成果離不開高水平的指導(dǎo)教師，而高水平的指導(dǎo)教師不僅需要具有廣博的專業(yè)知識、高水平的動手能力，還需要具有豐富的科技競賽指導(dǎo)經(jīng)驗。3.建立科技創(chuàng)新開放實訓(xùn)室。學(xué)校建立了一個基于網(wǎng)絡(luò)化、開放式管理的科技創(chuàng)新活動實訓(xùn)室，該實訓(xùn)室由專人管理，提供創(chuàng)新實驗所需的基本耗材和測試設(shè)備，面向大學(xué)生開放，實現(xiàn)資源高度共享。在實訓(xùn)室中，學(xué)生可以相互切磋、盡情創(chuàng)作，充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新潛能。
五、大學(xué)生電子設(shè)計競賽激勵機(jī)制
電子設(shè)計競賽活動不應(yīng)被視為師生個人的行為，而應(yīng)看到這一活動在促進(jìn)教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量上的意義。如果把科技競賽當(dāng)成一般性的實踐教學(xué)活動來開展，是不會達(dá)到理想效果的，因此，必須建立相應(yīng)的激勵機(jī)制。1.評獎制度。學(xué)校定期進(jìn)行大學(xué)生科技活動的評比工作，對在科技競賽活動中積極組織、宣傳以及努力攻關(guān)取得優(yōu)異成績的集體和個人給予表彰和獎勵，從而在校園中營造良好的科技競賽氛圍，推動科技競賽活動繼續(xù)向更高層次發(fā)展。2.獎勵辦法。對那些關(guān)心學(xué)生科技活動并給予大力支持的教師給予相應(yīng)的表彰和獎勵，在教學(xué)工作量和教學(xué)質(zhì)量考核、職稱評定、評優(yōu)、工作業(yè)績考核等方面給予一定的傾斜，從而吸引更多的優(yōu)秀教師參與到科技競賽指導(dǎo)工作中來。電子設(shè)計競賽在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系中占有重要的地位，在大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的時代背景下，在全社會的共同努力下，以電子設(shè)計競賽為代表的大學(xué)生科技創(chuàng)新系列活動必將結(jié)出累累碩果！
參考文獻(xiàn)：
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[2]劉海峰,溫剛,崔濤.大學(xué)生創(chuàng)新基地建設(shè)與實踐[J].實驗室科學(xué),2008,(3):1-2.
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中圖分類號：G642 7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
College Students Electronic Design Contest
High-frequency Knowledge Points Analysis
ZHANG Ke， TANG Jianxiang
（China Jiliang University， Hangzhou， Zhejiang 310018）
Abstract National undergraduate Electronic Design Contest is currently flourished in various colleges and universities， the topic is divided into seven directions， many questions involving high-frequency knowledge， such as high-frequency radio category， source type， class and instrumentation amplifiers， etc.， and the difficulty larger. This paper analyzes the characteristics of these kinds of questions， solutions， and how to improve the level of student competitions， presents some teaching measures for teaching work.
Key words electronic design； contest； high-frequency knowledge
1 高頻無線類題目分析
每年高頻無線類題目的具體要求可參考文獻(xiàn)2，下面對此做個具體分析：
1.1 簡易無線電遙控系統(tǒng)（第2屆，1995年C題）
這是一題典型的無線通信控制題，由發(fā)射和接收兩部分組成，發(fā)射有編碼、調(diào)制和發(fā)射功放等，接收有放大、解調(diào)和解碼等；題目要求工作頻率為6～10MHz中任選一種，調(diào)制方式為AM、FM或FSK等任選一種，收發(fā)距離不小于10m。
此題可用硬件方案實現(xiàn)，例如采用專用編、解碼芯片，也可用軟件實現(xiàn)編、解碼功能。
1.2 調(diào)幅廣播收音機(jī)（第3屆，1997年D題）
此題要求采用指定調(diào)幅收音機(jī)集成電路（CX1600P/M），實現(xiàn)收音功能，基本部分較簡單，實現(xiàn)收音并測試技術(shù)指標(biāo)等；發(fā)揮部分要求實現(xiàn)自動和手動搜索電臺并有存儲功能；可預(yù)置電臺數(shù)目并顯示預(yù)置電臺序號；自動調(diào)諧、存儲電臺等功能。
此題的背景是當(dāng)年單片機(jī)技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用，正由傳統(tǒng)技術(shù)向數(shù)字化技術(shù)邁進(jìn)，發(fā)揮部分需用單片機(jī)控制鎖相環(huán)來實現(xiàn)各種自動功能。
1.3 調(diào)頻收音機(jī)（第5屆，2001年F題）
此題也要求采用指定芯片，用SONY公司提供的收音機(jī)集成芯片CXA1019和鎖相環(huán)芯片BU2614，制作一臺調(diào)頻收音機(jī)。但頻率要求提高到88MHz～108MHz；同樣也要有各種自動功能。
隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，最近幾年出現(xiàn)了其他類型，例如數(shù)據(jù)無線傳輸、射頻卡和無線傳感器等。
1.4 單工無線呼叫系統(tǒng)（第7屆，2005年D題）
此題是典型的數(shù)據(jù)單向通信題，要求設(shè)計并制作一個單工無線呼叫系統(tǒng)，實現(xiàn)主站至從站間的單工語音及數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。包括語音傳輸，采用調(diào)頻或調(diào)幅即可；發(fā)揮部分要求實現(xiàn)一點對多點的單工無線呼叫系統(tǒng)，主站具有撥號選呼和群呼功能，有英文短信傳輸功能。
1.5 無線識別裝置（第7屆，2007年B題）
此題也是數(shù)據(jù)雙向通信題，具體來說是射頻卡的簡單實現(xiàn)。要求設(shè)計制作一套無線識別裝置，由閱讀器、應(yīng)答器和耦合線圈組成，閱讀器能識別應(yīng)答器的有無、編碼和存儲信息。裝置中閱讀器、應(yīng)答器均具有無線傳輸功能，因而需實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸。
1.6 無線環(huán)境監(jiān)測模擬裝置（第8屆，2009年D題）
此題是一種無線傳感器的簡單實現(xiàn)，要求設(shè)計并制作一個無線環(huán)境監(jiān)測模擬裝置，實現(xiàn)對周邊溫度和光照信息的探測。該裝置由1個監(jiān)測終端和不多于255個探測節(jié)點組成。
以上幾題都是屬于數(shù)據(jù)通信題，但應(yīng)用角度不同，反映了無線通信新技術(shù)在工業(yè)、民用等場合的應(yīng)用。
2 高頻知識點和其他類的結(jié)合
除了上述單純的高頻無線通信題以外，最近幾年出題和其他類題目緊密結(jié)合。
2.1 電壓控制LC振蕩器（第6屆，2003年A題）
這是一個信號源和高頻技術(shù)結(jié)合的題型，典型特征就是信號源產(chǎn)生的頻率提高到15MHz～35MHz，且需采用鎖相環(huán)技術(shù)提高頻率穩(wěn)定度，并實現(xiàn)頻率的步進(jìn)調(diào)節(jié)。
2.2 寬帶放大器（第6屆，2003年B題）
這是一個放大器和高頻技術(shù)結(jié)合的題型，（下轉(zhuǎn)第93頁）（上接第75頁）基本部分要求實現(xiàn)-3dB通頻帶內(nèi)10kHz～6MHz的放大，最大增益≥40dB且可調(diào)節(jié)，發(fā)揮部分要求進(jìn)一步提高。
國外AD、TI推出了一系列寬帶運(yùn)算放大器，帶寬增益積達(dá)幾百M(fèi)Hz，該題是采用這些芯片實現(xiàn)。
2.3 正弦信號發(fā)生器（第7屆，2005年A題）
這是一個信號源和高頻技術(shù)結(jié)合的題型，新技術(shù)即數(shù)字頻率合成技術(shù)DDS的具體應(yīng)用，具有高穩(wěn)定度、低失真等一系列有點，它的出現(xiàn)改變了模擬信號產(chǎn)生技術(shù)一統(tǒng)天下的格局。
2.4 簡易頻譜分析儀（第7屆，2005年C題）
這是一個測量和高頻技術(shù)結(jié)合的題型。要求頻率測量范圍為10MHz～30MHz；頻率分辨力為10kHz，可設(shè)置中心頻率和掃頻寬度。發(fā)揮部分要求頻率范圍更寬，且能識別調(diào)幅、調(diào)頻和等幅波信號。
2.5 LC諧振放大器（第9屆，2011年D題）
這也是一個放大器和高頻技術(shù)結(jié)合的題型，采用諧振放大技術(shù)，這是一個非?；A(chǔ)的題，在任何一本高頻教材上，都有諧振放大器的章節(jié)。牽涉到三極管放大、LC諧振等。
以上分析課看出高頻技術(shù)和其他類型題目結(jié)合明顯、難度加大，隨著頻率的提高，高頻的布線和測試技術(shù)要很高的技巧。
3 高頻知識點的準(zhǔn)備
從以上高頻知識點在競賽出題中的分布情況范圍極廣，為了在競賽中取得好成績，主要需掌握如下知識點：
3.1 無線收發(fā)技術(shù)
無線收發(fā)技術(shù)包括傳統(tǒng)的模擬信號收發(fā)技術(shù)和數(shù)字信號收發(fā)技術(shù)。模擬信號收發(fā)技術(shù)常用MC2833（發(fā)射）、MC3372（接收）等集成電路；數(shù)字信號收發(fā)技術(shù)有三極管或?qū)Ｓ眯酒?，實現(xiàn)ASK、FSK、PSK。
3.2 高頻信號產(chǎn)生
高頻信號產(chǎn)生主要有模擬、鎖相環(huán)和DDS三種手段，模擬技術(shù)信號產(chǎn)生一般用三極管，但穩(wěn)定度較差；鎖相環(huán)技術(shù)信號產(chǎn)生可用專用鎖相環(huán)芯片，例如MC145162等。DDS技術(shù)信號產(chǎn)生有AD公司的AD系列，例如典型的AD9852，最大輸出頻率可到80MHz。
3.3 高頻信號放大
高頻信號放大有寬帶、諧振放大等，寬帶放大目前采用寬帶運(yùn)放，例如THS3001等。還有些型號是程控增益放大功能，例如AD603、VCA820系列等。
諧振放大采用三極管共發(fā)射極放大，例如2SC9018、2SC3058等都是常見高頻管，集電極回路接LC選頻。
4 對教學(xué)工作的挑戰(zhàn)
高頻技術(shù)牽涉帶的技術(shù)面廣，理論難度大，實踐制作中因頻率關(guān)系，學(xué)生往往遇到的問題也較多，這些對我們的教學(xué)提出一定的挑戰(zhàn)。
在理論教學(xué)上，深入淺出講解理論，使學(xué)生在實踐前，掌握明白高頻基礎(chǔ)理論，因為沒有理論指導(dǎo)的實踐是不會成功的；在實踐環(huán)節(jié)，基礎(chǔ)非常關(guān)鍵，讓學(xué)生從最簡單、基本的實驗起步，例如單個三極管的放大，從而培養(yǎng)學(xué)生興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情；同時，要使用合適的芯片，可減少電路復(fù)雜程度，提高實驗成功率。
5 結(jié)論
全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽開展至今，難度逐年提高，尤其體現(xiàn)在高頻知識點的加強(qiáng)，和其他類型題目的結(jié)合。為了提高學(xué)生參賽水平，對我們的教學(xué)工作提出了挑戰(zhàn)，要求在理論教學(xué)上，由淺入深，不宜追求過大的難度，以免學(xué)生產(chǎn)生畏懼心理；在實踐環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)，從簡單、易做的電路開始，引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)和動手，建立學(xué)生的成就感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，方能取得較好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
1.電子大賽的由來。
全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽是有教育部倡導(dǎo)，由教育部高等教育司和信息產(chǎn)業(yè)部人事司主辦面向大學(xué)生的群眾性科技活動。自1994年開賽以來，得到了全國各大高校的大力支持，參賽學(xué)校逐年增加。我省在省教育廳的指導(dǎo)下，舉辦省級賽事，作為國賽的選拔與補(bǔ)充。學(xué)校也在每年省級比賽之前舉行校級比賽，為參加省級及國家級賽事做好人才選拔和培訓(xùn)，目的在于推動全國普通高等學(xué)校電氣信息類學(xué)科面向21世紀(jì)課程體系和課程內(nèi)容改革，推動高等學(xué)校的素質(zhì)教育。全國競賽組委會十分注意把握這項競賽的宗旨和特色，突出學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識掌握和實踐能力提高兩者的結(jié)合，鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新思維，特別注重培養(yǎng)學(xué)生自立（基礎(chǔ)技能與創(chuàng)新能力）、自強(qiáng)（面對困難永不言?。?、合作（團(tuán)隊協(xié)作）等綜合素質(zhì)。經(jīng)過多年的實踐探索，已逐步形成了獨具特色的大學(xué)生學(xué)科競賽模式，即“政府主辦，專家主導(dǎo)，學(xué)生主體，社會參與”，取得了很多成功經(jīng)驗，得到了社會認(rèn)可，成為目前較為成功的全國性大學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的基礎(chǔ)性競賽之一。
2.電子設(shè)計競賽對實踐教學(xué)內(nèi)容改革的引導(dǎo)作用。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、知識經(jīng)濟(jì)時代的到來，社會對大學(xué)生提出了許多新的要求。大學(xué)生應(yīng)該具有扎實的基礎(chǔ)理論知識，較強(qiáng)的實踐能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)業(yè)精神和協(xié)調(diào)能力、強(qiáng)烈的責(zé)任感和服務(wù)意識等。電子設(shè)計競賽對人才全面培養(yǎng)、更新教育觀念、改革教學(xué)方法和內(nèi)容等起到了促進(jìn)作用，具有極重要的現(xiàn)實意義。
課堂教學(xué)考慮到大多數(shù)同學(xué)的需求，主要強(qiáng)調(diào)“基本”——基本知識、基本理論、基本方法、基本技能。一些在某些方面有興趣深入鉆研的同學(xué)就難于應(yīng)對了。電子設(shè)計競賽為這部分同學(xué)提供了深入學(xué)習(xí)、探索的機(jī)會，成為課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。
在訓(xùn)練和競賽過程中，廣泛了解、使用新技術(shù)、新器件，更清楚地認(rèn)識到當(dāng)前電子技術(shù)的飛速發(fā)展，對實踐教學(xué)提出新要求。培養(yǎng)跨世紀(jì)的科技人才，必須不斷更新教學(xué)內(nèi)容。要適應(yīng)電子設(shè)計競賽的新形勢，就要不斷進(jìn)行改革：舍棄過時陳舊的內(nèi)容，引入新的內(nèi)容。
教學(xué)方法改革是與教學(xué)內(nèi)容改革相輔相成的。競賽促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的更新，新的內(nèi)容需要有相應(yīng)的教學(xué)方法與之適應(yīng)，以達(dá)到理想的教學(xué)效果。新的形勢要求教師給學(xué)生更多的獨立學(xué)習(xí)和獨立思考空間，因此，我們正在考慮將某些集中實驗教學(xué)改為開放式實驗教學(xué)，使學(xué)生可以在時間上有更大的靈活性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，還可以根據(jù)自己的專業(yè)和愛好，選擇規(guī)定以外的實驗內(nèi)容，有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。
3.電子設(shè)計競賽對創(chuàng)造性人才培養(yǎng)的促進(jìn)作用。
電子設(shè)計競賽使具有良好的理論基礎(chǔ)、實踐動手能力強(qiáng)，特別是具有創(chuàng)新意識和協(xié)作精神的學(xué)生有施展自己才能的空間，使學(xué)生的綜合能力得到很好的鍛煉和提高。這其中包括學(xué)習(xí)能力的鍛煉：獲取資料的能力、系統(tǒng)設(shè)計能力、動手能力、分析排除故障能力；合作精神的培養(yǎng)：電子設(shè)計競賽要求三人組隊參賽，集體計算成績，三個人必須分工合作、互相信任、互相配合；應(yīng)變能力的提高：電子設(shè)計競賽的賽制是在規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定的題目，時間緊迫，在這個過程中會出現(xiàn)各種意想不到的結(jié)果，必須在盡可能短的時間內(nèi)解決問題，這對應(yīng)變能力是很好的鍛煉和提高。參賽選手經(jīng)歷了系列綜合性培訓(xùn)和參賽的經(jīng)歷，使他們具有較強(qiáng)的綜合分析能力和工程應(yīng)用能力，在一個團(tuán)隊的協(xié)作下，在較短時間內(nèi)完成一個作品，大大增強(qiáng)就業(yè)競爭力。據(jù)對以往參賽選手的跟蹤調(diào)查，他們在較短時間內(nèi)勝任新的工作崗位，成為業(yè)務(wù)的中堅力量。
4.電子設(shè)計競賽能培養(yǎng)和提高教師隊伍的理論教學(xué)能力和實踐教學(xué)能力。
電子設(shè)計競賽不僅使具有創(chuàng)新意識和協(xié)作精神的學(xué)生脫穎而出，而且使得指導(dǎo)教師受益匪淺。由于競賽命題范圍廣，涉及很多課程，并鼓勵新技術(shù)的應(yīng)用，要求指導(dǎo)教師有很寬的知識面和豐富的實踐經(jīng)驗。年輕教師對新技術(shù)上手快，但實踐經(jīng)驗比較缺乏；老教師經(jīng)驗豐富，但計算機(jī)應(yīng)用和新技術(shù)的掌握又略有不足。為了發(fā)揮特長、實現(xiàn)互補(bǔ)，我們成立了教師賽前指導(dǎo)小組，在小組中考慮學(xué)科的結(jié)合，考慮年齡和特長的結(jié)合，教師在指導(dǎo)學(xué)生的過程中相互學(xué)習(xí)，共同提高，知識和經(jīng)驗的相互滲透和補(bǔ)充使得指導(dǎo)教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)有了很大提高，這無疑使得參賽指導(dǎo)教師在今后的日常教學(xué)別是在實踐教學(xué)和科研中發(fā)揮更重要的作用。
電子設(shè)計競賽是大學(xué)生實踐教學(xué)的有力補(bǔ)充和提高，為大學(xué)生的成才提供了很好的契機(jī)，培養(yǎng)了大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、綜合設(shè)計能力、實踐動手能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、心理素質(zhì)、創(chuàng)新意識等，是課堂教學(xué)的鞏固和提高，為培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力提供了廣闊空間，受到了學(xué)生的熱烈歡迎。
參考文獻(xiàn)：
[中圖分類號] G64 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）11-0064-03
全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽是面向大學(xué)生的群眾性科技活動，而且是一項需要參賽選手在規(guī)定時間內(nèi)制作出實物的競賽。北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院自建院以來，組織學(xué)院學(xué)生參加了四屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽（2009年、2011年、2013年、2015年）、四屆北京市電子設(shè)計競賽（2008年、2010年、2012年、2014年），共有49隊參賽，其中有23支隊伍曾分獲北京賽區(qū)一、二、三等獎，26支隊伍獲成功參賽獎，學(xué)院還獲得了北京市賽區(qū)優(yōu)秀組織獎，在北京市獨立院校中名列前茅?；厥装四甑膮①愔罚芏嗖蛔阒幮枰覀兯伎?，很多經(jīng)驗也要進(jìn)一步總結(jié)和探討。
一、電子設(shè)計競賽的特點
（一）內(nèi)容多、知識廣、要求高
電子設(shè)計大賽與課程優(yōu)化、課程內(nèi)容改革緊密結(jié)合，競賽內(nèi)容不僅包含理論方案設(shè)計，還包括實際制作與作品調(diào)試兩部分。完善理論方案設(shè)計時需要涉及多學(xué)科知識，而實際制作與作品調(diào)試部分對學(xué)生的要求則更高：在4天（北京賽為1天）的競賽時間里，參賽學(xué)生需要將前期理論設(shè)計方案的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成能夠?qū)嶋H操作的作品。從競賽內(nèi)容的角度來看，電子設(shè)計就是考查學(xué)生是否具備綜合運(yùn)用日常所學(xué)得的理論知識，并順利將其轉(zhuǎn)為實際可用作品的能力，這不但要求學(xué)生要深入理解理論知識，知道知識怎么用、怎么恰當(dāng)用、怎么更好用，還要求學(xué)生在制作實際電子工藝作品時，要踏實耐心、有條不紊。
最終的競賽成績由三方面評定，分別是理論部分、實踐部分以及發(fā)揮部分，成績總分為100分，理論部分和實踐部分各半，附加分?jǐn)?shù)最高為50分，根據(jù)作品發(fā)揮部分情況進(jìn)行評定。理論部分主要從設(shè)計思路是否清晰，所應(yīng)用的理論知識是否準(zhǔn)確無誤，參賽作品是否有新技術(shù)的應(yīng)用，方案驗證是否嚴(yán)密，設(shè)計報告、測試報告及總結(jié)報告是否完整幾個方面進(jìn)行評分;實踐部分則依照參賽團(tuán)隊是否按設(shè)計要求制作出樣機(jī)，工藝要求是否完美、結(jié)構(gòu)是否合理、是否有完整的調(diào)試改進(jìn)報告幾點來進(jìn)行評分;發(fā)揮部分為附加部分，該部分得分為附加分，即在完成基本要求后進(jìn)行擴(kuò)展。發(fā)揮部分的設(shè)定可以充分調(diào)動參賽學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。由于難度大、時間緊，發(fā)揮部分并不易得分。從成績評定的角度來看，該競賽對參賽隊員提出了很高的要求，既要從不同的院系和專業(yè)中選拔具備相應(yīng)能力的學(xué)生，又要讓每個參賽學(xué)生在備賽的過程中熟悉相關(guān)學(xué)科的知識、掌握相關(guān)技術(shù)，從而確保參賽團(tuán)隊在完成理論部分和實踐部分的基本要求后，盡量完善作品，爭取更多附加分。[1]
（二）時間短、工作量大、競爭激烈
根據(jù)競賽內(nèi)容特點，參賽學(xué)生的專業(yè)主要有電子信息類專業(yè)、電氣及自動化專業(yè)和一般工程專業(yè)。按電子設(shè)計競賽組委會的規(guī)定，競賽必須在4天（北京賽為1天）內(nèi)完成方案設(shè)計、電路制作、軟件編程和設(shè)計報告（北京賽不用）各項工作。這就要求參賽學(xué)生必須熟練掌握電子技術(shù)和計算機(jī)等課程的基本知識、基本電路、基本分析和設(shè)計方法，而且對指標(biāo)、誤差、系統(tǒng)等工程概念非常熟悉，還要求學(xué)生有很強(qiáng)的實踐動手能力和創(chuàng)新能力，熟練使用儀器、儀表及迅速判斷故障和調(diào)試電路的能力。[2]參賽團(tuán)隊不僅需要在短時間內(nèi)完成大量的工作，同時還要和來自北京賽區(qū)30多所高校派出的約500多支隊伍進(jìn)行比拼，競爭極其激烈，不可掉以輕心。
二、電子設(shè)計競賽的籌備和組織
學(xué)生是電子設(shè)計競賽的主要參與者，一直采用固定的選拔方法以及不變的培養(yǎng)方式不再適用于新時代的學(xué)生，整體素質(zhì)的變化決定了參賽學(xué)生的選拔和培養(yǎng)過程的動態(tài)化和更替化。結(jié)合八年的參賽經(jīng)驗，競賽的籌備和組織工作可分為以下幾個階段：
（一）組織和動員階段
電子設(shè)計競賽得以順利開展，組織和動員階段的工作至關(guān)重要。學(xué)院應(yīng)成立教師競賽指導(dǎo)小組，組織學(xué)生工作教師積極宣傳及通過微信公眾平臺宣傳，采取教師推薦以及學(xué)生自愿報名兩種方式。不過，需要注意的是，第一次參與競賽的學(xué)生熱情雖高，但他們對比賽的性質(zhì)、內(nèi)容、規(guī)則以及必備知識等方面都還有所欠缺，因此在報名結(jié)束后，要由教師競賽指導(dǎo)小組統(tǒng)一對報名參賽的學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)性的宣講和培訓(xùn)，并在培訓(xùn)結(jié)束后安排理論考試，并通過本次考試完成第一輪選拔工作。
競賽的組織和宣傳將競賽精神普及到學(xué)生中，讓更多學(xué)生意識到自己所學(xué)究竟如何應(yīng)用，知道所學(xué)專業(yè)知識的實際意義，不僅如此，競賽精神的普及能進(jìn)一步改善學(xué)院學(xué)風(fēng)，并對學(xué)院原本枯燥的理論課堂教學(xué)起到改進(jìn)作用，讓更多學(xué)生逐漸理解并喜歡自己選擇的專業(yè)。
（二）面試及實踐能力測試階段
第一輪的選拔工作主要以理論考試的方式進(jìn)行，從而選拔出理論基礎(chǔ)較好的學(xué)生，但是電子設(shè)計競賽對參賽學(xué)生的綜合素質(zhì)有極高的要求，基于此，我們在第二輪的選拔中選擇面試的方式來考查參賽學(xué)生的綜合素質(zhì)。[3]面試問題由競賽指導(dǎo)小組來確定，主要圍繞學(xué)生特點，以語言表達(dá)能力、是非的判斷能力以及心理承受能力為考查方向。
通過第二輪選拔的學(xué)生還必須通過最后一輪選拔，也是最重要的一輪，即實踐能力測試。本輪測試主要以考查學(xué)生對電路的設(shè)計與焊接能力、電路的調(diào)試能力以及解決實際問題的能力為目的。設(shè)置本輪測試，一方面是幫助競賽指導(dǎo)小組確定適合參賽的隊員，一方面也給報名參賽的學(xué)生一個提前感受競賽的機(jī)會，幫助他們審視自身能力。我們認(rèn)為，只有通過上述三輪測試的學(xué)生才具備成為正式隊員的基礎(chǔ)條件。
（三）基本技能練習(xí)階段
經(jīng)過前三輪的選拔，入選學(xué)生的數(shù)量少但質(zhì)量精，因此在接下來的訓(xùn)練環(huán)節(jié)中，將針對學(xué)生現(xiàn)有的知識掌握情況進(jìn)行基本技能練習(xí)（電路焊接、基礎(chǔ)電路的設(shè)計、應(yīng)用電路仿真軟件進(jìn)行仿真、編寫基礎(chǔ)單片機(jī)程序等），同時學(xué)生可根據(jù)自身特長，選擇合適的隊友進(jìn)行組隊。
（四）集中培訓(xùn)階段
集訓(xùn)的時間一般會安排在暑假，但也會根據(jù)正式比賽時間進(jìn)行調(diào)整，集訓(xùn)內(nèi)容基本為歷年競賽試題。參賽團(tuán)隊經(jīng)過集訓(xùn)后就會逐漸確定自己團(tuán)隊的隊長，隊長是整個團(tuán)隊的核心，決定著團(tuán)隊的設(shè)計方向和整體規(guī)劃。參賽學(xué)生在集訓(xùn)中可以加深對專業(yè)知識的理解，也能加強(qiáng)對理論知識的應(yīng)用，更重要的是通過這段時間的磨合，團(tuán)隊協(xié)作能力有了很大提升，這種長時間的集訓(xùn)學(xué)習(xí)是參賽團(tuán)隊學(xué)生大學(xué)四年中不可多得的鍛煉經(jīng)歷。
（五）臨戰(zhàn)準(zhǔn)備階段
賽前主要進(jìn)行臨戰(zhàn)前的準(zhǔn)備工作。在臨戰(zhàn)準(zhǔn)備期間，學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)深入到學(xué)生中進(jìn)行賽前動員，為參賽學(xué)生鼓勁打氣。而競賽指導(dǎo)小組會要求參賽團(tuán)隊匯總各類資料并和其他團(tuán)隊進(jìn)行資源共享。需要注意的是，比賽期間所使用的電子元器件需要自己準(zhǔn)備，為避免出現(xiàn)準(zhǔn)備不足的情況，指導(dǎo)小組也會要求各團(tuán)隊在這個階段準(zhǔn)備充足的電子元器件。除此之外，指導(dǎo)小組將為所有參賽團(tuán)隊準(zhǔn)備參賽實驗室，其中配備參賽所需的各種儀器設(shè)備，如打印機(jī)、電源、示波器、信號發(fā)生器等。
最后根據(jù)電子設(shè)計競賽的要求，競賽指導(dǎo)小組給各參賽團(tuán)隊進(jìn)行具體分工：一人負(fù)責(zé)程序設(shè)計;一人負(fù)責(zé)硬件設(shè)計、制作與調(diào)試;一人負(fù)責(zé)繪制電路圖和書寫理論報告，并制訂“先保基本，再求發(fā)揮”的戰(zhàn)術(shù)要求。各參賽團(tuán)隊可以根據(jù)指導(dǎo)小組的建議結(jié)合團(tuán)隊實際情況進(jìn)行合理安排，力求在場上發(fā)揮到最好。
（六）競賽階段
正式比賽期間，參賽團(tuán)隊在電子設(shè)計競賽委員會的要求下接受半封閉管理，監(jiān)督競賽也指定專人進(jìn)行，帶隊教師在比賽期間不可以對參賽團(tuán)隊進(jìn)行競賽指導(dǎo)。各參賽團(tuán)隊根據(jù)競賽要求和賽前集訓(xùn)學(xué)習(xí)到的經(jīng)驗，進(jìn)行選題并盡快設(shè)計正確的實現(xiàn)方案。在這個過程中，整個團(tuán)隊要明確分工，穩(wěn)扎穩(wěn)打，有條不紊，互相鼓勵，不要因為一時的困惑而氣餒。參賽團(tuán)隊需要在規(guī)定的時間內(nèi)完成設(shè)計構(gòu)思、方案論證、繪制電路、選擇器件、實際制作、測試調(diào)整、改進(jìn)性能、寫出測試報告等系列工作，并爭取在滿足試題規(guī)定的內(nèi)容后思考是否可以進(jìn)一步優(yōu)化團(tuán)隊方案，并進(jìn)行可行性實施，這樣一來團(tuán)隊除抓住基本得分外，還可以在發(fā)揮部分得分。前面已經(jīng)提到過，電子設(shè)計競賽時間短、任務(wù)重，所以比賽期間學(xué)生都盡量不出實驗室，而且基本上每天僅有四到五個小時的休息時間，即便如此，最后一天他們依舊會通宵苦戰(zhàn)，所以比賽期間團(tuán)隊協(xié)作至關(guān)重要。
（七）測試答辯階段
準(zhǔn)備測試和正式測試答辯是測試答辯階段的兩個組成部分。競賽要求參賽團(tuán)隊不僅會理論設(shè)計、實踐焊接，更要求團(tuán)隊制作的作品在實際中能夠可靠運(yùn)行，并且具有更高的性能指標(biāo)，同時要求參賽團(tuán)隊掌握適合本隊所選題目的全套測試方法。
（八）總結(jié)階段
在全國電子設(shè)計競賽北京賽區(qū)的結(jié)果公示后的時間里，學(xué)院競賽領(lǐng)導(dǎo)小組需盡快根據(jù)取得的成績進(jìn)行競賽總結(jié)，整理競賽成果，記錄競賽體會并討論下一屆競賽籌備與培訓(xùn)的改進(jìn)方向。
三、獨立學(xué)院在學(xué)科競賽方面的問題
獨立學(xué)院目前在開展學(xué)科競賽中遇到的主要問題有：
（一）訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)不足
我們認(rèn)為，如果學(xué)院僅將學(xué)科競賽視為學(xué)生的課外科技活動，會直接導(dǎo)致學(xué)校經(jīng)費(fèi)投入的不足。然而，在獨立學(xué)院中開展學(xué)科競賽是證明學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的一種有效途徑，如果學(xué)生通過培訓(xùn)不斷獲得較好的電子設(shè)計競賽成績，這可以成為考量獨立學(xué)院學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的依據(jù)。另外，據(jù)我院的最終考研數(shù)據(jù)分析，假如學(xué)生曾在大學(xué)期間參加過電子設(shè)計競賽，那么其不論是在備考時的堅韌毅力，還是最終的考研成績都會強(qiáng)于未參加過競賽的學(xué)生，而且擁有出眾的實踐動手能力會更容易獲得導(dǎo)師的青睞。[4]
（二）訓(xùn)練系統(tǒng)性不強(qiáng)
電子設(shè)計競賽開展的時間在獨立學(xué)院中并不長，有科研經(jīng)歷的教師數(shù)量也并不多，因此學(xué)院的技術(shù)積累不強(qiáng)，對團(tuán)隊的綜合訓(xùn)練也存在系統(tǒng)性不強(qiáng)、涉及面不廣的問題。若想提高電子設(shè)計競賽的質(zhì)量和競爭力，需要由有經(jīng)驗的教師牽頭，堅持開展持續(xù)性的電子設(shè)計競賽，不斷積累參賽經(jīng)驗，不斷改進(jìn)培訓(xùn)方案，增強(qiáng)綜合訓(xùn)練的系統(tǒng)性，擴(kuò)展綜合訓(xùn)練的涉及面，不斷積累，不斷創(chuàng)新，保證獨立學(xué)院在電子設(shè)計競賽上不是曇花一現(xiàn)。[5]
四、結(jié)語
北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院的電子設(shè)計競賽綜合實力并不輸北京市其他獨立院校，這和學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)對電子設(shè)計競賽等實踐環(huán)節(jié)的極大重視和支持是分不開的。在領(lǐng)導(dǎo)的重視和支持下，競賽指導(dǎo)小組和參賽學(xué)生共同努力，在過去的八年中，參賽學(xué)生不但在電子設(shè)計競賽中取得了不錯的成績，還得到了很好的培養(yǎng)和鍛煉，同時為學(xué)風(fēng)建設(shè)打下夯實基礎(chǔ)。不過，在電子設(shè)計競賽的征程中，獨立學(xué)院起點低，參與時間不長，相比于其他高校仍有相當(dāng)大的差距，在未來的參賽路上仍需把握好形勢，堅持不懈地開展電子設(shè)計競賽的組織和管理工作。長此以往，獨立學(xué)院必會在電子設(shè)計競賽領(lǐng)域取得更好的成績。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 高吉祥主編.全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)系列教程――基本技能訓(xùn)練與單元電路設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007：2-5.
[2] 向夕品，別其璋.試析全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2004（4）.
方案論證與比較
1.增益控制部分
方案一 原理框圖如圖1所示，場效應(yīng)管工作在可變電阻區(qū)，輸出信號取自電阻與場效應(yīng)管與對V’的分壓。采用場效應(yīng)管作AGC控制可以達(dá)到很高的頻率和很低的噪聲，但溫度、電源等的漂移將會引起分壓比的變化，用這種方案很難實現(xiàn)增益的精確控制和長時間穩(wěn)定。
方案二 采用可編程放大器的思想，將輸入的交流信號作為高速D/A的基準(zhǔn)電壓，這時的D/A作為一個程控衰減器。理論上講，只要D/A的速度夠快、精度夠高就可以實現(xiàn)很寬范圍的精密增益調(diào)節(jié)。但是控制的數(shù)字量和最后的增益(dB)不成線性關(guān)系而是成指數(shù)關(guān)系，造成增益調(diào)節(jié)不均勻，精度下降。
方案三 使用控制電壓與增益成線性關(guān)系的可編程增益放大器PGA，用控制電壓和增益（dB）成線性關(guān)系的可變增益放大器來實現(xiàn)增益控制（如圖2）。用電壓控制增益，便于單片機(jī)控制，同時可以減少噪聲和干擾。
綜上所述，選用方案三，采用集成可變增益放大器AD603作增益控制。AD603是一款低噪聲、精密控制的可變增益放大器，溫度穩(wěn)定性高，最大增益誤差為0.5dB，滿足題目要求的精度，其增益（dB）與控制電壓（V）成線性關(guān)系，因此可以很方便地使用D/A輸出電壓控制放大器的增益。
2.功率輸出部分
根據(jù)賽題要求，放大器通頻帶從10kHz到6MHz，單純用音頻或射頻放大的方法來完成功率輸出，要做到6V有效值輸出難度較大，而用高電壓輸出的運(yùn)放來做又很不現(xiàn)實，因為市面上很難買到寬帶功率運(yùn)放。這時候采用分立元件就能顯示出優(yōu)勢來了。
3.測量有效值部分
方案一 利用高速ADC對電壓進(jìn)行采樣，將一周期內(nèi)的數(shù)據(jù)輸入單片機(jī)并計算其均方根值，即可得出電壓有效值：
此方案具有抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)計靈活、精度高等優(yōu)點，但調(diào)試?yán)щy，高頻時采樣難且計算量大，增加了軟件難度。
方案二 對信號進(jìn)行精密整流并積分，得到正弦電壓的平均值，再進(jìn)行ADC采樣，利用平均值和有效值之間的簡單換算關(guān)系，計算出有效值顯示。只用了簡單的整流濾波電路和單片機(jī)就可以完成交流信號有效值的測量。但此方法對非正弦波的測量會引起較大的誤差。
方案三 采用集成真有效值變換芯片，直接輸出被測信號的真有效值。這樣可以實現(xiàn)對任意波形的有效值測量。
綜上所述，我們采用方案三，變換芯片選用AD637。AD637是真有效值變換芯片，它可測量的信號有效值可高達(dá)7V，精度優(yōu)于0.5％，且元件少，頻帶寬，對于一個有效值為1V的信號，它的3dB帶寬為8MHz,并且可以對輸入信號的電平以dB形式指示，該方案硬件、軟件簡單，精度也很高，但不適用于高于8MHz的信號。
此方案硬件易實現(xiàn)，并且8MHz以下時候測得的有效值的精度可以保證，在題目要求的通頻帶10kHz～6MHz內(nèi)精度較高。8MHz以上輸出信號可采用高頻峰值檢測的方法來測量，但是由于時間關(guān)系，高于8MHz的信號我們未能測量顯示。
4.自動增益控制（AGC）
利用單片機(jī)根據(jù)輸出信號幅度調(diào)節(jié)增益。輸出信號檢波后經(jīng)過簡單2級RC濾波后由單片機(jī)采樣，截止頻率為100Hz。由于放大器通頻帶低端在1kHz，當(dāng)工作頻率為1kHz時，為保證在增益變化時輸出波形失真較小，將AGC響應(yīng)時間設(shè)定為10ms，用單片機(jī)定時器0來產(chǎn)生10ms中斷進(jìn)行輸出有效值采樣，增益控制電壓也經(jīng)過濾波后加在可變增益放大器上。AGC控制范圍理論上可達(dá)0～80dB，實際上由于輸入端加了保護(hù)電路，在不同輸出電壓時AGC范圍不一樣，輸出在4.5～5.5V時AGC范圍約為70dB，而當(dāng)輸出為2～2.5V時AGC范圍可達(dá)80dB。
5.系統(tǒng)整體框圖（見圖3）
理論分析與參數(shù)計算
1．電壓控制增益的原理
AD603的基本增益為：Gain (dB) = 40 VG + 10，其中，VG是差分輸入電壓,單位是V，Gain是AD603的基本增益,單位是dB。
從此式可以看出，以dB作單位的對數(shù)增益和電壓之間是線性的關(guān)系。由此可以得出，只要單片機(jī)進(jìn)行簡單的線性計算就可以控制對數(shù)增益，增益步進(jìn)可以很準(zhǔn)確地實現(xiàn)。但若要用放大倍數(shù)來表示增益的話，則需將放大倍數(shù)經(jīng)過復(fù)雜的對數(shù)運(yùn)算轉(zhuǎn)化為以dB為單位后再去控制AD603的增益，這樣在計算過程中就引入了較大的運(yùn)算誤差。
2.AGC介紹 br>
AGC是自動增益控制電路的簡稱，常用在收音機(jī)、電視機(jī)、錄像機(jī)的信號接收和電平處理電路中。它的作用是當(dāng)信號較強(qiáng)時，使其增益自動降低；當(dāng)信號較弱時，又使其增益自動增高，從而保證輸出信號基本穩(wěn)定。
3.正弦電壓有效值的計算
AD637的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示。根據(jù)AD637芯片手冊所給出的計算真有效值的經(jīng)驗公式為：
其中：VIN為輸入電壓，Vrms為輸出電壓有效值。
系統(tǒng)各模塊電路的設(shè)計
1.輸入緩沖和增益控制部分
圖5為輸入緩沖和增益控制電路，由于AD603的輸入電阻只有100Ω，要滿足輸入電阻大于2.4kΩ的要求，必須加入輸入緩沖部分用以提高輸入阻抗；另外前級電路對整個電路的噪聲影響非常大，必須盡量減少噪聲。故采用高速低噪聲電壓反饋型運(yùn)放OPA642作前級跟隨，同時在輸入端加上二極管過壓保護(hù)。
輸入部分先用電阻分壓衰減，再由低噪聲高速運(yùn)放OPA642放大，整體上還是一個跟隨器，二極管可以保護(hù)輸入到OPA642的電壓峰峰值不超過其極限（2V）。其輸入阻抗大于2.4kΩ。OPA642的增益帶寬積為400MHz，這里放大3.4倍，100MHz以上的信號被衰減。輸入輸出端口P1、P2由同軸電纜連接，以防自激。級間耦合采用電解電容并聯(lián)高頻瓷片電容的方法，兼顧高頻和低頻信號。
增益控制部分裝在屏蔽盒中，盒內(nèi)采用多點接地和就近接地的方法避免自激，部分電容電阻采用貼片封裝，使得輸入級連線盡可能短。該部分采用AD603典型接法中通頻帶最寬的一種，通頻帶為90MHz，增益為－10～+30dB，輸入控制電壓U的范圍為－0.5～＋0.5V。圖6為AD603接成90MHz帶寬的典型方法。
增益和控制電壓的關(guān)系為：AG(dB)=40×U+10，一級的控制范圍只有40dB，使用兩級串聯(lián)，增益為AG(dB)=40×U1+40×U2+20，增益范圍是－20～+60dB，滿足題目要求。
由于兩級放大電路幅頻響應(yīng)曲線相同，所以當(dāng)兩級AD603串聯(lián)后，帶寬會有所下降，串聯(lián)前各級帶寬為90MHz左右，兩級放大電路串聯(lián)后總的3dB帶寬對應(yīng)著單級放大電路1.5dB帶寬，根據(jù)幅頻響應(yīng)曲線可得出級聯(lián)后的總帶寬為60MHz。
2.功率放大部分
電路如圖7所示。參考音頻放大器中驅(qū)動級電路，考慮到負(fù)載電阻為600Ω，輸出有效值大于6V，而AD603輸出最大有效值在2V左右，故選用兩級三極管進(jìn)行直流耦合和發(fā)射結(jié)直流負(fù)反饋來構(gòu)建末級功率放大，第一級進(jìn)行電壓放大，整個功放電路的電壓增益在這一級，第二級進(jìn)行電壓合成和電流放大，將第一級輸出的雙端信號變成單端信號，同時提高帶負(fù)載的能力，如果需要更大的驅(qū)動能力則需要在后級增加三極管跟隨器，實際上加上跟隨器后通頻帶急劇下降，原因是跟隨器的結(jié)電容被等效放大，當(dāng)輸入信號頻率很高時，輸出級直流電流很大而輸出信號很小。使用2級放大已足以滿足題目的要求。選用NSC的2N3904和2N3906三極管（特征頻率fT＝250～300MHz）可達(dá)到25MHz的帶寬。整個電路沒有使用頻率補(bǔ)償，可對DC到20MHz的信號進(jìn)行線性放大，在20MHz以下增益非常平穩(wěn)，為穩(wěn)定直流特性。我們將反饋回路用電容串聯(lián)接地，加大直流負(fù)反饋，但這會使低頻響應(yīng)變差，實際上這樣做只是把通頻帶的低頻下限頻率從DC提高到1kHz，但電路的穩(wěn)定性提高了很多。
本電路放大倍數(shù)為：AG≈1＋R10/R9 ，整個功放電路電壓放大約10倍。通過調(diào)節(jié)R10來調(diào)節(jié)增益，根據(jù)電源電壓調(diào)節(jié)R7可調(diào)節(jié)工作點。
3.控制部分
這一部分由51系列單片機(jī)、A/D、D/A和基準(zhǔn)源組成。使用12位串行A/D芯片ADS7816和ADS7841（便于同時測量真有效值和峰值）和12位串行雙D/A芯片TLV5618。基準(zhǔn)源采用帶隙基準(zhǔn)電壓源MC1403?？驁D如圖8所示。
4.穩(wěn)壓電源部分
電源部分電路見圖9，輸出±5V、±15V電壓供給整個系統(tǒng)。數(shù)字部分和模擬部分通過電感隔離。
抗干擾措施
系統(tǒng)總的增益為0～80dB，前級輸入緩沖和增益控制部分增益最大可達(dá)60dB，因此抗干擾措施必須要做得很好才能避免自激和減少噪聲。我們采用下述方法減少干擾，避免自激：
（1）將輸入部分和增益控制部分裝在屏蔽盒中，避免級間干擾和高頻自激；
（2） 電源隔離，各級供電采用電感隔離，輸入級和功率輸出級采用隔離供電，各部分電源通過電感隔離，輸入級電源靠近屏蔽盒就近接上1000μF電解電容，盒內(nèi)接高頻瓷片電容，通過這種方法可避免低頻自激；
（3） 所有信號耦合用電解電容兩端并接高頻瓷片電容以避免高頻增益下降；
（4） 構(gòu)建閉路環(huán)。在輸入級，將整個運(yùn)放用較粗的地線包圍，可吸收高頻信號減少噪聲。在增益控制部分和后級功率放大部分也都采用了此方法。在功率級，此法可以有效地避免高頻輻射；
（5） 數(shù)模隔離。數(shù)字部分和模擬部分之間除了電源隔離之外，還將各控制信號用電感隔離；
（6） 使用同軸電纜，輸入級和輸出級使用BNC接頭，輸入級和功率級之間用同軸電纜連接。
實踐證明,電路的抗干擾措施比較好，在1kHz～20MHz的通頻帶范圍和0～80dB增益范圍內(nèi)都沒有自激。
本系統(tǒng)單片機(jī)控制部分采用反饋控制方式，通過輸出電壓采樣來控制電壓增益。由于AD603的設(shè)定增益跟實際增益有誤差，故軟件上還進(jìn)行了校正，圖10為其軟件流程圖。
系統(tǒng)調(diào)試和測試結(jié)果
1.測試方法
將各部分電路連接起來，先調(diào)整0dB，使輸出信號幅度和輸入信號幅度相等，然后接上600Ω的負(fù)載電阻進(jìn)行整機(jī)測試。
2.測試結(jié)果
限于篇幅，測試結(jié)果見本刊網(wǎng)站。
3.誤差分析
我們測量的誤差主要來源是電磁干擾，由于試驗場地有許多電腦和儀器使用開關(guān)電源，電磁噪聲很大，而且使用的同軸電纜屏蔽效果并不好，所以測量輸入端短路的噪聲電壓時隨輸入短接方式不同而有很大的誤差。
本次大賽最終共有146支隊伍成功演示作品，其中包含8個境外參賽隊(其中印度4隊，馬來西亞2隊，美國和中國香港各1隊)，境外參賽隊數(shù)量在逐年增加。在比較中外選手特點之時，王越院士認(rèn)為，從比賽的作品來看，中外學(xué)生的思維方法在逐漸靠近，不過國外選手在對問題的看法和思考方面比較突出，思維更開放、跳躍性更強(qiáng)，更善于表達(dá)自己。國內(nèi)的學(xué)生則在動手能力上比較強(qiáng)，對知識的運(yùn)用更為有優(yōu)勢，作品成功率也比較高。由于這次參加比賽的國外選手都來自各自國家最好的理工院校之一，因此還是很能體現(xiàn)我國重點理工院校在本科生教育階段的水平處在世界領(lǐng)先水平的。
來自北航的張曉林教授認(rèn)為，本次比賽通過作品的審核，能夠突出體現(xiàn)以下幾個特點：一是參賽學(xué)生對嵌入式概念的理解更加深化；二是對系統(tǒng)體系概念的理解和動手能力都有顯著的增強(qiáng)，比賽的開發(fā)板讓學(xué)生對系統(tǒng)并行處理和高速運(yùn)用、線程調(diào)入等方面的理解更加深入；三是大部分學(xué)生能夠用Windows XP開發(fā)作品，難度相對低一些，比較可喜的是有些參賽隊采用Linux自己設(shè)計并且成功，可以說難度很大，充分證明了學(xué)生的開發(fā)能力，對學(xué)生能力的驗證比上屆更突出。與此同時，本次比賽的開發(fā)板可以說很具有市場開發(fā)價值，可能會成為引領(lǐng)未來嵌入式開發(fā)方向的產(chǎn)品，學(xué)生參加此次比賽學(xué)到的知識將對她們對嵌入式開發(fā)理念、先進(jìn)技術(shù)的了解和體系結(jié)構(gòu)的掌握有很大好處。參加本次競賽能讓學(xué)生掌握該領(lǐng)域的最新平臺技術(shù)，這將讓學(xué)生受益終生。
來自Intel公司的首席工程師AtulKwatra在談到本次比賽時高度評價了參賽學(xué)生的開發(fā)能力，他認(rèn)為，基于這樣一款市場上最新的Core 2 Duo產(chǎn)品，本科生能夠開發(fā)到這種水平令他感到很滿意。特別的，并行處理軟件對于許多商業(yè)化軟件企業(yè)都是個不小的挑戰(zhàn)，而這次僅僅三個月的時間，一些學(xué)生就能開發(fā)出一定并行基礎(chǔ)的軟件，足以證明這些學(xué)生具備相當(dāng)好的技術(shù)應(yīng)用能力。同時，他希望能通過未來的比賽，獲得更多學(xué)生對Intel產(chǎn)品的反饋，指導(dǎo)Intel更好的開發(fā)新的產(chǎn)品。
上海交通大學(xué)教務(wù)處處長江志斌教授則從教育方面談了對本次大賽的看法，他認(rèn)為Intel杯競賽是對學(xué)生教育的一種延伸，教育不僅僅是傳授知識，還要滿足學(xué)生的需求，推進(jìn)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用水平，學(xué)校培養(yǎng)未來的人才更需要轉(zhuǎn)向?qū)W(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這次比賽恰恰提供了這樣一個出色的平臺?？梢哉f，Intel杯不僅僅是競賽，更是對學(xué)生能力促進(jìn)、啟發(fā)和再培養(yǎng)的一個難得的過程。
Intel公司的包益平先生在評價本次比賽時，重點介紹了Intel公司組織競賽的初衷，他認(rèn)為，Intel公司希望能通過這樣的競賽形式，一方面推廣了Intel產(chǎn)品在學(xué)生中的認(rèn)知范圍，更重要的是，通過這樣的一個過程，提供學(xué)生一個應(yīng)用知識的平臺，Intel希望可以借這個平臺幫助中國的大學(xué)生更好地鍛煉創(chuàng)新能力，從而為中國的產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)更多出色的人才，促進(jìn)中國產(chǎn)業(yè)的壯大，盡到Intel在中國的社會責(zé)任。
作者簡介：李穩(wěn)國（1977-），男，湖南新邵人，湖南城市學(xué)院通信與電子工程學(xué)院，講師；崔治（1982-），男，湖南益陽人，湖南城市學(xué)院通信與電子工程學(xué)院，講師。（湖南益陽413000）
基金項目：本文系湖南城市學(xué)院教學(xué)改革研究項目（湘城院發(fā)[2011]46號13）、湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項目（湘教通[2009]321號305）的研究成果。
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）08-0115-02
面對科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，擺在每一位教育工作者面前的任務(wù)不僅是傳授系統(tǒng)的知識，另一個更為深遠(yuǎn)的任務(wù)是要培養(yǎng)學(xué)生能適應(yīng)今后就業(yè)所需要的各種能力，包括閱讀自學(xué)能力、探索發(fā)現(xiàn)能力、實際操作能力、邏輯推理能力、獨立工作能力和創(chuàng)新開拓能力。[1-5]由國家教委高教司倡導(dǎo)并組織的全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽從1994年的首屆試點到2010年已經(jīng)成功地舉辦了9屆。[2-3]大學(xué)生電子設(shè)計大賽是高校高層次學(xué)科競賽之一，它對培養(yǎng)大學(xué)生的實踐創(chuàng)新意識與基本能力有著十分重要的作用。但從每年參賽的情況來看，學(xué)生在比賽當(dāng)中出現(xiàn)了諸多問題，針對出現(xiàn)的種種問題，如何對學(xué)生進(jìn)行專業(yè)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是在高校當(dāng)中日益突出并亟待解決的問題。[3-6]
本文以本校往屆電子設(shè)計大賽和研究性創(chuàng)新性項目的實際數(shù)據(jù)和情況為基礎(chǔ)，通過大學(xué)生電子設(shè)計大賽的組織培訓(xùn)和對大學(xué)生研究性創(chuàng)新性項目指導(dǎo)的實踐經(jīng)驗，探討如何通過大學(xué)生設(shè)計大賽這種新的思路來培養(yǎng)大學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。
一、大學(xué)生電子設(shè)計大賽的組織與策略
依托大學(xué)生電子設(shè)計大賽系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，培訓(xùn)學(xué)生的創(chuàng)新能力，需要對大學(xué)生電子設(shè)計大賽進(jìn)行系統(tǒng)的組織。
首先，成立大學(xué)生電子設(shè)計與制作興趣小組。成立大學(xué)生電子設(shè)計與制作興趣小組有三個最主要的目的，一是提高大學(xué)生的實踐動手能力與創(chuàng)新能力的興趣；二是為大學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新能力提供基礎(chǔ)的平臺；三是為將來大學(xué)生電子設(shè)計大賽提供必要的人才儲備。
其次是選拔大學(xué)生電子設(shè)計大賽的參與人員。選拔大學(xué)生電子設(shè)計大賽的參與人員可以在大學(xué)生電子設(shè)計與制作興趣小組基礎(chǔ)上，以校級或是電子信息等相關(guān)專業(yè)所在的院系為單位，舉辦比較基礎(chǔ)的電子設(shè)計與制作大賽，從中選出成績優(yōu)異或動手能力較強(qiáng)的學(xué)生作為參加電子設(shè)計大賽的人員。在選拔過程中，可以采取動態(tài)的方式：一方面，對成功入選者中積極性高、動手能力強(qiáng)的學(xué)生予以保留，不理想的勸其退出團(tuán)隊；另一方面，從大學(xué)生電子設(shè)計與制作興趣小組中選出冒尖的學(xué)生重新入選電子設(shè)計大賽團(tuán)隊。然后是為大學(xué)生電子設(shè)計大賽的參與人員提供足夠的軟硬件平臺，為其提供系統(tǒng)的全面培訓(xùn)。
其后，引導(dǎo)與指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新性與研究性項目的設(shè)計與研究。這里也可以從兩個方面開展，一是積極支持與指導(dǎo)學(xué)生申報大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性項目，以項目為依托著重培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力與創(chuàng)新意識。二是以社會實踐需求為依托，開展創(chuàng)新性產(chǎn)品的開發(fā)和專利的申報。
二、電子設(shè)計競賽對課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革的促進(jìn)作用
從前幾屆電子設(shè)計競賽的試題來看，可以歸納成5類，即電源類、信號源類、無線電類、簡易無線電遙控系統(tǒng)儀器類、數(shù)據(jù)采集與控制類。所涉及的電子信息類專業(yè)的課程有：低頻電路、高頻電路、數(shù)字電路、微機(jī)原理、單片機(jī)、FPGA和嵌入式等。[2]課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革思路也應(yīng)反映這些特點，使學(xué)生的知識和能力達(dá)到電子設(shè)計競賽的水平。為此，我們在課程體系、教學(xué)內(nèi)容的改革方面進(jìn)行了一些實踐。
1.以電子信息學(xué)科為依托，進(jìn)行機(jī)構(gòu)調(diào)整與課程的整合與優(yōu)化
將電子信息工程教研室、電子科學(xué)與技術(shù)教研室、通信工程以及電子信息實驗室等合并，成立電子教學(xué)基地。基地開出的課程有：電子技術(shù)、低頻、高頻、脈沖數(shù)字電路、微機(jī)原理、單片機(jī)、嵌入式原理等。
2.建立四個層次的實驗教學(xué)模式
基礎(chǔ)實驗：教學(xué)內(nèi)容為基本電子器件的應(yīng)用性實驗。電路由學(xué)生自行安裝與測試，目的是加深學(xué)生對電子技術(shù)基本理論的理解，提高學(xué)生對基礎(chǔ)實驗的興趣。
設(shè)計性實驗：教學(xué)內(nèi)容為低頻、高頻、數(shù)字電路中各單元電路的設(shè)計及小系統(tǒng)設(shè)計。采用積木式、模塊化結(jié)構(gòu)，將設(shè)計的單元電路組合成小系統(tǒng)電路，完成應(yīng)用電路系統(tǒng)的設(shè)計。目的是培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行低頻、高頻、數(shù)字電路中各種電子電路設(shè)計、裝調(diào)與測試的能力，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力與書寫設(shè)計性實驗報告的能力。
綜合設(shè)計性實驗：教學(xué)內(nèi)容包括電子信息類專業(yè)的信號檢測、控制、傳輸與處理等應(yīng)用性較強(qiáng)的綜合設(shè)計性實驗。目的是培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行低頻、高頻和數(shù)字電路綜合設(shè)計、裝調(diào)與測試的能力，強(qiáng)調(diào)各種設(shè)計方案的實現(xiàn)與創(chuàng)造性思維能力的發(fā)揮，鼓勵創(chuàng)新與突破。要求書寫綜合性實驗報告。
設(shè)計研究性實驗：教學(xué)內(nèi)容包括與電子信息學(xué)科相關(guān)的科研課題或?qū)W生自擬的課題（向?qū)W校申請的創(chuàng)新設(shè)計基金課題）；要求學(xué)生自擬設(shè)計方案并自行設(shè)計電路，應(yīng)用新技術(shù)、新器件；培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力及科學(xué)研究能力與新技術(shù)、新器件應(yīng)用的能力；要求學(xué)生發(fā)表研究論文。[2]
三、大學(xué)生電子設(shè)計大賽對創(chuàng)新能力的提高及成功案例
1.大學(xué)生電子設(shè)計大賽為創(chuàng)新能力提供了必要的基礎(chǔ)
大學(xué)生電子設(shè)計大賽的培訓(xùn)提高了學(xué)生元器件的識別、電子焊接這些基本技能，提高了學(xué)生對電子產(chǎn)品的設(shè)計軟硬件使用能力。這些實踐經(jīng)驗和技能是創(chuàng)新能力的必要基礎(chǔ)。[7]
2.大學(xué)生電子設(shè)計大賽提高了實踐操作能力
電子設(shè)計大賽既不是單純的理論設(shè)計競賽，也不僅僅是實驗競賽，而是一個需要參賽選手綜合幾方面的能力來設(shè)計、制作完成、有特定功能的電路競賽。它既強(qiáng)調(diào)理論設(shè)計更強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)。它考查了學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識的能力，更注重考查學(xué)生的實踐動手能力。電子設(shè)計大賽的競賽題目一般都是模擬現(xiàn)實社會電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中的許多實際問題，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實性、針對性和應(yīng)用性。
3.重視學(xué)生個性發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力
現(xiàn)代社會知識的更新日新月異，高新技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)。任何一個個人都不可能擁有足夠的知識、時間和精力去完成一項復(fù)雜的系統(tǒng)性工作。[3]大學(xué)生電子設(shè)計大賽要求在較短的時間內(nèi)完成產(chǎn)品的設(shè)計、制作、調(diào)試，這要求學(xué)生之間有明確的分工與合作，一個從事硬件的設(shè)計，一個從事軟件的設(shè)計，一個要制作PCB版與文檔的整理。這樣學(xué)生的團(tuán)隊分工與協(xié)作能力自然得以提高，學(xué)生個性得到了充分的發(fā)展。
4.成功案例
湖南城市學(xué)院2008級學(xué)生參與2011年大學(xué)生電子設(shè)計與制作興趣小組的人數(shù)為85人，從中動態(tài)選拔參與大學(xué)生電子設(shè)計大賽訓(xùn)練的人數(shù)為30人，最終定下21人組成7個隊伍參加全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽。最終7支隊伍有2支隊伍獲得2011年全國大學(xué)生大賽全國二等獎，1支隊伍獲得2011年全國大學(xué)生大賽湖南賽區(qū)三等獎，4支隊伍獲得2011年全國大學(xué)生大賽湖南賽區(qū)優(yōu)勝獎。
除此之外，參加大學(xué)生電子設(shè)計培訓(xùn)的學(xué)生參加第九屆“挑戰(zhàn)杯”湖南省大課外學(xué)術(shù)科技作品競賽并獲得科技發(fā)明制作B類三等獎1項，主持湖南城市學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新項目4項、大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗校級項目3項、大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗省級項目1項。大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗省級項目做出了具體的產(chǎn)品并順利結(jié)題，達(dá)到了同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，撰寫的論文被科技核心刊物錄用，該項目成功結(jié)題為省級優(yōu)秀。[8]
從2008級參加大學(xué)生電子設(shè)計大賽的學(xué)生的就業(yè)情況來看，提前簽約的學(xué)生達(dá)45%，且簽約單位好。這說明參加大學(xué)生電子設(shè)計大賽的訓(xùn)練能提高學(xué)生的就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量。同時也表明經(jīng)過大學(xué)生電子設(shè)計大賽的鍛練，學(xué)生的實踐動手能力與創(chuàng)新能力得到了明顯的提高。
四、改進(jìn)與思考
1.建立現(xiàn)代電子創(chuàng)新設(shè)計實驗室
為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力，給優(yōu)秀學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)與研究的環(huán)境，展現(xiàn)新思維、新設(shè)計的舞臺，我們建立了現(xiàn)代電子創(chuàng)新設(shè)計實驗室，下學(xué)期可以正式投入使用。實驗室的設(shè)備先進(jìn)，配置比較齊全：提供各種單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)、嵌入式和FPGA開發(fā)版、萬用表、數(shù)字存儲示波器、頻譜分析儀以及電源。創(chuàng)新設(shè)計實驗室面向提高班學(xué)生、興趣小組、參加電子設(shè)計競賽學(xué)生等優(yōu)秀本科生和研究生開放。
2.因材施教，鼓勵創(chuàng)新
在電子技術(shù)、單片機(jī)、嵌入式等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中對有創(chuàng)新設(shè)計思想、能力較強(qiáng)的優(yōu)秀學(xué)生可以免做普通實驗的內(nèi)容，安排難度較大的實驗課題或?qū)W生自定課題，要求他們自擬設(shè)計方案，實驗室提供所需的特殊器件。對實驗課題完成較好的學(xué)生可以免考，并給予較好的成績。
3.以省級和校級研究性與創(chuàng)新性項目為依托提高學(xué)生的創(chuàng)新能力
湖南城市學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)十分重視和鼓勵學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，設(shè)立了校創(chuàng)新項目，提供一些必要的資金資助。省級或校級項目能夠讓學(xué)生切切實實地參與到項目中來，這些既能提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，也提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。項目的結(jié)題還給學(xué)生必要的壓力與動力，從而既快又好地提升學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
五、結(jié)論
綜上所述，全國電子設(shè)計競賽對推動湖南城市學(xué)院的教學(xué)改革起到了促進(jìn)作用。在廣泛吸引學(xué)生參加、發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀人才方面起到了獨特作用。通過電子設(shè)計競賽，將有一批優(yōu)秀人才脫穎而出，學(xué)生的實踐動手能力與創(chuàng)新能力得到了明顯提高，并能取得不錯的成績。當(dāng)然，獲獎不是最終目的，深入持久地進(jìn)行教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)造性的人才，全方位調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，吸引更多的學(xué)生參加，這才是參加全國電子設(shè)計競賽的最終目的。
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中圖分類號：G71文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
目前，全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽成為比較成功的大學(xué)生學(xué)科競賽之一，競賽的規(guī)模和影響力越來越大，越來越多的高職院校認(rèn)識到了這項競賽的積極作用。同時，通過競賽，激發(fā)了高職院校電子類專業(yè)學(xué)生對本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。
一、對“全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽”的認(rèn)知
全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生學(xué)科競賽之一，是面向大學(xué)生的群眾性科技活動，目的在于推動高等學(xué)校促進(jìn)信息與電子類學(xué)科課程體系和課程內(nèi)容的改革。全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的特點是與高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的課程體系和課程內(nèi)容改革密切結(jié)合，以推動其課程教學(xué)、教學(xué)改革和實驗室建設(shè)工作。競賽的特色是與理論聯(lián)系實際學(xué)風(fēng)建設(shè)緊密結(jié)合，競賽內(nèi)容既有理論設(shè)計，又有實際制作，以全面檢驗和加強(qiáng)參賽學(xué)生的理論基礎(chǔ)和實踐創(chuàng)新能力。競賽的組織運(yùn)行模式為：“政府主辦、專家主導(dǎo)、學(xué)生主體、社會參與”十六字方針，以充分調(diào)動各方面的參與積極性。
二、高職院校學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的意義
1、電子設(shè)計競賽培養(yǎng)高職學(xué)生的創(chuàng)新意識。電子設(shè)計競賽為學(xué)生實踐動手能力的培養(yǎng)搭建了一個平臺，利用這個平臺學(xué)生能理論聯(lián)系實際，電子競賽培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作精神、動手能力并使學(xué)生得到了工程訓(xùn)練，提高學(xué)生針對實際問題進(jìn)行設(shè)計、制作的能力，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的興趣和積極性。
2、電子設(shè)計競賽推動實踐教學(xué)體系改革和實驗室建設(shè)。電子設(shè)計競賽與高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的課程體系和課程內(nèi)容密切相關(guān)，組織電子設(shè)計競賽可以推動高職院校電子類專業(yè)課程體系的構(gòu)建、教學(xué)內(nèi)容的更新、教育教學(xué)改革和專業(yè)實驗室建設(shè)。競賽的教學(xué)采用開放式實驗教學(xué)模式，既有時間開放，又有內(nèi)容開放，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)的靈活性和主動性的提高，有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和增強(qiáng)。
3、電子設(shè)計競賽提高老師的業(yè)務(wù)能力。電子設(shè)計競賽培養(yǎng)學(xué)生的同時，教師也受益匪淺。由于競賽命題范圍廣，涉及多門課程，既有硬件又有軟件，并鼓勵新技術(shù)的應(yīng)用，所以要求指導(dǎo)教師要有更寬的知識面和更豐富的實踐經(jīng)驗。為此，老師必須相互學(xué)習(xí)，共同提高，并要求老師自覺地涉及新知識、新技術(shù)。知識和經(jīng)驗的相互滲透和補(bǔ)充使得指導(dǎo)教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)提高很快，這無疑使教師能夠在日常的教學(xué)和科研中發(fā)揮更重要的作用。
凡參加過電子設(shè)計競賽的畢業(yè)生都普遍受到社會的廣泛歡迎和用人單位的青睞，尤其是那些參賽獲獎的同學(xué)更是得到企業(yè)的高薪聘用。因為他們是在當(dāng)前建設(shè)創(chuàng)新型國家的背景下，最具有活力、最具有朝氣、最富有發(fā)散思維、最具有發(fā)明創(chuàng)造力和發(fā)展?jié)摿Φ闹髁姟?/p>
三、電子設(shè)計大賽在激發(fā)高職院校學(xué)生學(xué)習(xí)興趣中的作用
愛因斯坦有句至理名言：“興趣是最好的老師”，古人亦云：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”。興趣是學(xué)習(xí)的原動力、是學(xué)習(xí)的催化劑，它對學(xué)生的學(xué)習(xí)有著神奇的內(nèi)驅(qū)動作用，能變無效為有效，化低效為高效。
1、電子設(shè)計競賽就是一種競技，競技本身就充滿期待，帶給人快樂。參加競賽的學(xué)生從選題（或自擬）、教師指導(dǎo)、完成作品，學(xué)生自己感覺到每一點進(jìn)步，都會覺得離勝利更近一步，每一天的努力都是積攢力量，都是為最后決戰(zhàn)做著準(zhǔn)備，整個過程都充滿著艱辛付出后所收獲的那份快樂。另外，電子設(shè)計競賽快樂還來自于一種共同戰(zhàn)斗的友誼。學(xué)生之間，老師之間，師生之間，相互協(xié)作、相互鼓勵、相互幫助，都在為最后勝利而努力。
2、電子設(shè)計競賽讓學(xué)生積極期望。積極期望就是從改善學(xué)習(xí)者自身心理狀態(tài)入手，對自己喜歡的專業(yè)充滿信心，自己對本專業(yè)產(chǎn)生信心，想象中的興趣會推動學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)本專業(yè)知識和技能，從而導(dǎo)致對本專業(yè)真正感興趣。學(xué)生通過參加競賽，期望獲得名次，為求職添彩。
3、滿足電子類專業(yè)學(xué)生和電子愛好者的心理需要。學(xué)生參加電子設(shè)計競賽，創(chuàng)新和設(shè)計能力大大提高，大開了眼界，并且與外校參賽選手進(jìn)行交流，從中獲取了寶貴的經(jīng)驗。對于拿了獎的學(xué)生，獲得名次就是一種肯定，對于沒拿獎的學(xué)生，更是一種動力。
4、電子設(shè)計競賽是一個循序漸進(jìn)的過程。對參賽學(xué)生實踐、設(shè)計能力的培訓(xùn)是有組織、有計劃進(jìn)行的，基本有一個培訓(xùn)周期，循序漸進(jìn)地提高學(xué)生的各項能力，逐步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
四、通過設(shè)計競賽平臺，激發(fā)高職院校電子類專業(yè)學(xué)生興趣
興趣是最好的老師，有了興趣，學(xué)生學(xué)習(xí)起來就會感覺到比較輕松，學(xué)習(xí)由被動變?yōu)橹鲃?、由消極對待變?yōu)樽杂X探索，學(xué)習(xí)效率得到有效提高。全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽就是一項特別能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的學(xué)科競賽。
1、設(shè)立“電子設(shè)計創(chuàng)新基地開放日”。高職院校在電子類專業(yè)新生入學(xué)初和學(xué)習(xí)過程中，定期開放電子設(shè)計創(chuàng)新基地，能夠幫助電子類專業(yè)大一、大二的學(xué)生以及電子愛好者了解電子類學(xué)科發(fā)展趨勢與行業(yè)發(fā)展方向。開放日活動主要包括基地參觀、作品展示和電子設(shè)計競賽介紹等。通過大三電子類專業(yè)的學(xué)生向?qū)W弟學(xué)妹們介紹和演示了基地的各項電子類作品，如MP3音樂播放器、收音機(jī)、客流量計數(shù)器、家用電器GSM控制、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、無線傳輸模塊、自動水位控制、自制示波器等多項作品，使參觀的學(xué)生對這些作品表現(xiàn)出了濃厚的興趣。活動不僅加深了低年級同學(xué)對專業(yè)的認(rèn)識，同時也展示了本校大學(xué)生在電子領(lǐng)域的實踐成果，很好地激發(fā)了學(xué)生參加電子設(shè)計競賽和電子類科研項目的熱情。
2、組織和動員電子類專業(yè)學(xué)生踴躍報名參加競賽。電子設(shè)計競賽應(yīng)由學(xué)校電子類專業(yè)所屬教學(xué)單位專業(yè)教師組成教師指導(dǎo)小組，教學(xué)職能部門、電子協(xié)會積極加以宣傳。學(xué)生自愿報名參加，經(jīng)過公平、公正、激烈地選拔，落實最佳人選。這一活動，無疑吸引了一群想施展自己才華的學(xué)生，被選上的學(xué)生斗志昂然，顯示出一定的綜合實力，而對落選的學(xué)生是一種動力，學(xué)好本專業(yè)、提高水平的動力，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)的興趣。參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽獲得成功的學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷、參賽經(jīng)歷對低年級學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)以及增強(qiáng)他們能力意識等方面有良好的輻射作用。
3、成立電子設(shè)計興趣小組。電子設(shè)計競賽與課外科技活動相結(jié)合，以電子設(shè)計興趣小組為依托，探索開展科技創(chuàng)新活動的新模式，為學(xué)有余力的電子類專業(yè)學(xué)生和電子愛好者提供創(chuàng)新設(shè)計的舞臺，培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力，為全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽活動的開展打下良好的基礎(chǔ)。利用電子設(shè)計興趣小組這個平臺，大力組織開展一些跟電子設(shè)計競賽有關(guān)的選修課、講座、技能訓(xùn)練等活動。
4、鼓勵學(xué)生積極加入學(xué)校社團(tuán)組織――電子協(xié)會。電子協(xié)會是學(xué)生的一個社團(tuán)組織，是電子愛好者交流心得和切磋技藝的平臺，是選拔學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的搖籃。組織電子協(xié)會成員到街道、社區(qū)、企業(yè)為廣大人民群眾進(jìn)行家電義務(wù)維修，將所學(xué)到的知識回報社會的同時，學(xué)生的理論知識得以鞏固、技能得以提高、經(jīng)驗不斷豐富積累，盡情享受學(xué)以致用的樂趣，使愛好和興趣不斷加深。
5、高職院校教師應(yīng)注重提高自身實踐能力。提高實踐能力是高職院校教師尤其是青年教師克服自身弱點、提高教學(xué)水平、實現(xiàn)自我發(fā)展的必然途徑。電子類專業(yè)教師要積極參與學(xué)生電子設(shè)計競賽的帶隊指導(dǎo)工作，通過組織學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽，不僅鍛煉了參賽學(xué)生的綜合能力，而且對指導(dǎo)教師的教學(xué)水平和實踐能力的提高也有極大的促進(jìn)作用。高職院校教師只有提高了自身實踐能力，具備更高的教學(xué)水平、科研能力，學(xué)生才能在與其學(xué)習(xí)中，有一個良好、正確的導(dǎo)向，有實質(zhì)性的提高與進(jìn)步，教師的人格魅力才能吸引學(xué)生，使學(xué)生對本專業(yè)產(chǎn)生濃厚的興趣。
