作者：陳林 汪小燕 曾喻江 單位：華中科技大學(xué)

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，目的在于推動信息與電子類學(xué)科課程體系和課程內(nèi)容的改革，有助于高等學(xué)校實施素質(zhì)教育，培養(yǎng)大學(xué)生的實踐創(chuàng)新意識與基本能力、團隊協(xié)作的人文精神和理論聯(lián)系實際的學(xué)風(fēng)；有助于學(xué)生工程實踐素質(zhì)的培養(yǎng)；有助于提高學(xué)生針對實際問題進(jìn)行電子設(shè)計制作的能力；有助于吸引、鼓勵廣大青年學(xué)生踴躍參加課外科技活動，為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件［５－７］。從１９９４年開賽至今，全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽從某些方面有效地推動了各高校的教學(xué)改革和人才培養(yǎng)。電子設(shè)計競賽要求參賽學(xué)生完成從選題、收集技術(shù)資料、設(shè)計方案論證、軟硬件設(shè)計、元器件選擇、組裝制作、調(diào)試測試、排除故障、做出樣品到撰寫設(shè)計報告的設(shè)計制作全過程，并且要求組隊參賽，因此隊員需要有很好的協(xié)調(diào)能力，合理地進(jìn)行分工與合作。總之，電子設(shè)計大賽對于學(xué)生的理論聯(lián)系實際能力、實踐動手能力、軟硬件綜合應(yīng)用能力、文檔書寫能力及品質(zhì)意志、團結(jié)協(xié)作精神等都是一個很好的訓(xùn)練，而這正與我們的硬件課程設(shè)計教學(xué)目標(biāo)不謀而合。經(jīng)過分析論證，我們提出引入國際著名半導(dǎo)體器件公司的技術(shù)平臺與設(shè)計支持，以電子設(shè)計競賽的方式來實施硬件課程設(shè)計的教學(xué)改革思路。

競賽式課程設(shè)計教學(xué)的實施

課程實施形式為集中講座與開放實驗相結(jié)合。集中講座４～８學(xué)時，內(nèi)容包括硬件系統(tǒng)設(shè)計方法及過程介紹、規(guī)范、工具、報告文檔整理等，引導(dǎo)學(xué)生建立系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)的總體概念，明確項目開發(fā)的過程及各階段時間節(jié)點要求、文檔規(guī)范性要求與開發(fā)作品的功能與性能要求，使學(xué)生明確努力的方向。考慮學(xué)生還有其他課程的學(xué)習(xí)，開放實驗時間約為１５周。學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成設(shè)計內(nèi)容，并以報告和實物運行參加課程考核。整個過程著眼于學(xué)、思、知、行的有機結(jié)合。具體實施過程及各步驟所需時間如圖１所示。由于課程設(shè)計是學(xué)生在學(xué)校階段必修的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，因此設(shè)計題目應(yīng)充分考慮不同層次學(xué)生的特點，同時兼顧設(shè)計內(nèi)容的實用性、先進(jìn)性。我們通過設(shè)置指定項目與自選項目、基本內(nèi)容要求與發(fā)揮部分要求，使學(xué)生可以根據(jù)自己的實際情況，逐步完成項目要求并進(jìn)行改善與提高，使學(xué)生夠得著又不斷超越。

首先學(xué)生根據(jù)所選題目，通過各種途徑、各種方法、各種手段去圖書館或網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)資料，結(jié)合所學(xué)理論知識，對選題進(jìn)行認(rèn)真分析；同時還須針對所撥經(jīng)費數(shù)額進(jìn)行元器件的市場調(diào)研，在此基礎(chǔ)上提出切實可行的設(shè)計方案并進(jìn)行方案論證，包括實現(xiàn)方法研究、技術(shù)水平分析、理論計算推導(dǎo)和分析設(shè)計仿真等幾個方面。然后教師對每個組的設(shè)計方案進(jìn)行分析、評價，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案的缺陷和不足，明確后期工作計劃與努力方向，同時督促學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)備齊所需器件。這期間教師既要避免包辦代替，也要避免撒手不管，做到既能鼓勵學(xué)生獨立思考問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的獨立性，同時又在學(xué)生遇到難于解決的問題時不至于感到孤立無援、束手無策以至于放棄。

在課程設(shè)計的末尾階段，專門設(shè)置２周的集中時間，使學(xué)生能進(jìn)入實驗室進(jìn)行課程設(shè)計項目的實現(xiàn)、調(diào)試與性能指標(biāo)的測試。這個階段是課程設(shè)計中非常重要的環(huán)節(jié)，它能促使學(xué)生直接面對實際工程項目與產(chǎn)品開發(fā)中的困難，領(lǐng)會科研與產(chǎn)品研發(fā)的挫折、壓力與成功，并在實戰(zhàn)中獲取更多的實踐經(jīng)驗與體會。

學(xué)生完成整個選題后，各個小組將在課程中展示實際成果，接受包括指導(dǎo)教師在內(nèi)的驗收教師組的評價、質(zhì)詢，并進(jìn)行答辯。這個環(huán)節(jié)主要是考查學(xué)生基礎(chǔ)知識、基本技能與方法的掌握程度，項目計劃組織、工程實現(xiàn)、總結(jié)表達(dá)能力，觀察學(xué)生實踐過程中在構(gòu)思、方法、設(shè)計等方面的閃光點。這是學(xué)生專業(yè)技術(shù)能力形成和提高的重要階段，也是一個畫龍點睛的過程。

我們的教學(xué)不僅僅要“授之以魚”，更強調(diào)“授之以漁”，強調(diào)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與全面素質(zhì)的提高，促使學(xué)生能夠向更高目標(biāo)沖刺［８－１０］。為了保護(hù)并鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新欲望與主動學(xué)習(xí)、主動實踐的興趣，我們在這種競賽式課程設(shè)計教學(xué)中采用了２種評價體制并行的策略。一方面，針對電子設(shè)計競賽，參照全國電子設(shè)計大賽施行方式，主要“強調(diào)項目以團隊為單位的實現(xiàn)結(jié)果”，通過比較各組基本與發(fā)揮部分的功能與性能，評出獎項等級，對學(xué)生的創(chuàng)新與才華給以充分肯定；另一方面，針對課程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)的課程成績，采用“結(jié)果與過程并重”的考核方式，針對所有學(xué)生實行個人評分。這樣對于那些在項目中出現(xiàn)了錯誤，導(dǎo)致最后實現(xiàn)不夠成功的學(xué)生，仍然可以根據(jù)其過程中的努力，給予正確的、與學(xué)生努力相應(yīng)的評價分?jǐn)?shù)等級。這種將學(xué)生的過程考核與小組的最后實現(xiàn)結(jié)果進(jìn)行綜合考核的評價體制，既保護(hù)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，又強調(diào)了學(xué)生的個人努力與小組項目結(jié)果的協(xié)調(diào)發(fā)展，培養(yǎng)了學(xué)生將個人的成就榮譽與集體的成就榮譽相結(jié)合的良好的職業(yè)道德與職業(yè)行為習(xí)慣，同時也鍛煉了學(xué)生的溝通能力與團隊協(xié)作能力。

實踐效果

經(jīng)過在２屆學(xué)生中實施競賽式課程設(shè)計的教學(xué)改革與實踐，教學(xué)效果較以前有明顯提高。雖然學(xué)生作品有其不完善和稚嫩的地方，但學(xué)生在實踐過程中表現(xiàn)出了極大的興趣，發(fā)揮了主動性和創(chuàng)造性。正如學(xué)生在報告中寫的：“實驗過程中，我們具有自由發(fā)揮的空間，過程由自己控制，是對我們?nèi)职盐漳芰Φ暮芎玫腻憻挕Ｔ谘b調(diào)過程中熟悉并學(xué)習(xí)了單片機語言、ＦＰＧＡ和模擬電路參數(shù)計算與調(diào)試技能，對以后的學(xué)習(xí)和工作都能帶來非常大的益處。在此過程中，遇到了很多困難，在解決這些困難的過程中，學(xué)會將理論和實際聯(lián)系起來，體會到同學(xué)間的互相幫助和學(xué)習(xí)十分重要。指導(dǎo)老師啟發(fā)式的幫助也使我們收益頗多。”

這種競賽形式的課程設(shè)計，使學(xué)生在質(zhì)疑中強化了問題意識，在答疑中提升了自主學(xué)習(xí)能力，在答辯中鍛煉了表達(dá)能力，在實施中產(chǎn)生了靈感，在挫折中鍛煉了意志。既品嘗了挫折和失敗的滋味，也感受到了獲得創(chuàng)新靈感和成功帶來的喜悅［１１－１３］。整個課程設(shè)計過程中，新知識、新技能的學(xué)習(xí)滲透其中，使學(xué)生對科學(xué)研究有了更清晰的認(rèn)識，開闊了視野，擴大了知識面，擺脫了書本的局限和舊有的觀念。實踐證明，該方法對培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、分析能力、實踐能力、創(chuàng)新意識和協(xié)作精神，效果顯著。同時它對其他實踐教學(xué)也具有一定的借鑒作用。