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作者：陈林 汪小燕 曾喻江 单位：华中科技大学
全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一，是面向大学生的群众性科技活动，目的在于推动信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革，有助于高等学校实施素质教育，培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风；有助于学生工程实践素质的培养；有助于提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力；有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才的脱颖而出创造条件［5－7］。从1994年开赛至今，全国大学生电子设计竞赛从某些方面有效地推动了各高校的教学改革和人才培养。电子设计竞赛要求参赛学生完成从选题、收集技术资料、设计方案论证、软硬件设计、元器件选择、组装制作、调试测试、排除故障、做出样品到撰写设计报告的设计制作全过程，并且要求组队参赛，因此队员需要有很好的协调能力，合理地进行分工与合作。总之，电子设计大赛对于学生的理论联系实际能力、实践动手能力、软硬件综合应用能力、文档书写能力及品质意志、团结协作精神等都是一个很好的训练，而这正与我们的硬件课程设计教学目标不谋而合。经过分析论证，我们提出引入国际著名半导体器件公司的技术平台与设计支持，以电子设计竞赛的方式来实施硬件课程设计的教学改革思路。
竞赛式课程设计教学的实施
课程实施形式为集中讲座与开放实验相结合。集中讲座4～8学时，内容包括硬件系统设计方法及过程介绍、规范、工具、报告文档整理等，引导学生建立系统产品开发的总体概念，明确项目开发的过程及各阶段时间节点要求、文档规范性要求与开发作品的功能与性能要求，使学生明确努力的方向。考虑学生还有其他课程的学习，开放实验时间约为15周。学生在规定时间内完成设计内容，并以报告和实物运行参加课程考核。整个过程着眼于学、思、知、行的有机结合。具体实施过程及各步骤所需时间如图1所示。由于课程设计是学生在学校阶段必修的实践性教学环节，因此设计题目应充分考虑不同层次学生的特点，同时兼顾设计内容的实用性、先进性。我们通过设置指定项目与自选项目、基本内容要求与发挥部分要求，使学生可以根据自己的实际情况，逐步完成项目要求并进行改善与提高，使学生够得着又不断超越。
首先学生根据所选题目，通过各种途径、各种方法、各种手段去图书馆或网络查找相关资料，结合所学理论知识，对选题进行认真分析；同时还须针对所拨经费数额进行元器件的市场调研，在此基础上提出切实可行的设计方案并进行方案论证，包括实现方法研究、技术水平分析、理论计算推导和分析设计仿真等几个方面。然后教师对每个组的设计方案进行分析、评价，引导学生发现设计方案的缺陷和不足，明确后期工作计划与努力方向，同时督促学生在规定时间内备齐所需器件。这期间教师既要避免包办代替，也要避免撒手不管，做到既能鼓励学生独立思考问题、解决问题，培养学生的独立性，同时又在学生遇到难于解决的问题时不至于感到孤立无援、束手无策以至于放弃。
在课程设计的末尾阶段，专门设置2周的集中时间，使学生能进入实验室进行课程设计项目的实现、调试与性能指标的测试。这个阶段是课程设计中非常重要的环节，它能促使学生直接面对实际工程项目与产品开发中的困难，领会科研与产品研发的挫折、压力与成功，并在实战中获取更多的实践经验与体会。
学生完成整个选题后，各个小组将在课程中展示实际成果，接受包括指导教师在内的验收教师组的评价、质询，并进行答辩。这个环节主要是考查学生基础知识、基本技能与方法的掌握程度，项目计划组织、工程实现、总结表达能力，观察学生实践过程中在构思、方法、设计等方面的闪光点。这是学生专业技术能力形成和提高的重要阶段，也是一个画龙点睛的过程。
我们的教学不仅仅要“授之以鱼”，更强调“授之以渔”，强调创新能力的培养与全面素质的提高，促使学生能够向更高目标冲刺［8－10］。为了保护并鼓励学生的创新欲望与主动学习、主动实践的兴趣，我们在这种竞赛式课程设计教学中采用了2种评价体制并行的策略。一方面，针对电子设计竞赛，参照全国电子设计大赛施行方式，主要“强调项目以团队为单位的实现结果”，通过比较各组基本与发挥部分的功能与性能，评出奖项等级，对学生的创新与才华给以充分肯定；另一方面，针对课程设计教学环节的课程成绩，采用“结果与过程并重”的考核方式，针对所有学生实行个人评分。这样对于那些在项目中出现了错误，导致最后实现不够成功的学生，仍然可以根据其过程中的努力，给予正确的、与学生努力相应的评价分数等级。这种将学生的过程考核与小组的最后实现结果进行综合考核的评价体制，既保护了学生的创新精神，又强调了学生的个人努力与小组项目结果的协调发展，培养了学生将个人的成就荣誉与集体的成就荣誉相结合的良好的职业道德与职业行为习惯，同时也锻炼了学生的沟通能力与团队协作能力。
实践效果
经过在2届学生中实施竞赛式课程设计的教学改革与实践，教学效果较以前有明显提高。虽然学生作品有其不完善和稚嫩的地方，但学生在实践过程中表现出了极大的兴趣，发挥了主动性和创造性。正如学生在报告中写的：“实验过程中，我们具有自由发挥的空间，过程由自己控制，是对我们全局把握能力的很好的锻炼。在装调过程中熟悉并学习了单片机语言、FPGA和模拟电路参数计算与调试技能，对以后的学习和工作都能带来非常大的益处。在此过程中，遇到了很多困难，在解决这些困难的过程中，学会将理论和实际联系起来，体会到同学间的互相帮助和学习十分重要。指导老师启发式的帮助也使我们收益颇多。”
这种竞赛形式的课程设计，使学生在质疑中强化了问题意识，在答疑中提升了自主学习能力，在答辩中锻炼了表达能力，在实施中产生了灵感，在挫折中锻炼了意志。既品尝了挫折和失败的滋味，也感受到了获得创新灵感和成功带来的喜悦［11－13］。整个课程设计过程中，新知识、新技能的学习渗透其中，使学生对科学研究有了更清晰的认识，开阔了视野，扩大了知识面，摆脱了书本的局限和旧有的观念。实践证明，该方法对培养学生的自学能力、分析能力、实践能力、创新意识和协作精神，效果显著。同时它对其他实践教学也具有一定的借鉴作用。#p#分页标题#e#
