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电子设计大赛范文1
(1)学生掌握的专业知识参差不齐，而电子设计所用的集成芯片种类型号繁多，学生必须学会自己查阅资料，尤其要会查阅英文资料。
(2)学生虽有一定的动手能力，但容易仅凭经验拿到元器件直接在电路板上进行焊接，往往导致功能测试时纠错困难。随着计算机技术的飞速发展，学生利用计算机仿真软件进行硬件原理图的设计是发展的必然趋势。
(3)学生制作出的电子作品外观布局多样，如何将设计好的电路进行科学PCB制板能力制板，才能方便焊接，且减少相互干扰，是设计最终成功的关键。
(4)学生在焊接技术不够娴熟，使得电子作品调试不能完全达到要求，焊接的好坏，直接关系到电子产品或制作的质量。为了取得好的赛绩，必须着力培养学生电子设计制作的综合能力，即查阅资料、硬件原理图的设计、电路板的布线与制作、焊接功能测试能力。其中硬件原理图的设计能力的培养是教学中的突出难点。
二、Proteus硬件仿真技术改革电子设计大赛教学内容
电子设计大赛采取理论教学与制作训练结合的集训思路对学生进行指导。理论部分进行模块化分解包括:基本元件;传感器;集成芯片部分。教师按此分类进行模块化理论教学，学生通过模块来构建自己的知识结构，形成个体独特的知识体系。制作训练部分包括:电子仪器和Proteus仿真软件的使用;常用的基本单元模块的设计和制作;综合电子制作训练。理论教学和制作训练在时间安排上遵循交替进行原则，并增加了Proteus硬件仿真技术的应用。Proteus是英国Lab-centerelectronics公司于1989年开发的一款电路仿真软件，拥有丰富的元器件、各种虚拟仪器、图形化的分析功能，现已在全球50多个国家得到应用，广泛应用于高校的大学生或研究生电子学教学与实验以及公司实际电路设计与生产。Proteus主要由两部分组成:ISIS原理图设计仿真系统;ARES印制电路板设计系统。硬件原理图的设计能力是困扰学生的突出难题，也是保障电子设计制作成功的重要前提。因此，在电子设计大赛中将主要应用Proteus软件的ISIS原理图设计仿真系统辅助教学。Proteus软件硬件原理图设计及仿真的具体步骤为:新建设计文件并设置图纸参数和相关信息;放置元器件;对原理图进行布线;利用ISIS提供的电气规则检查命令检查原理图，调整原理图布局;电路运行调试。
三、Proteus硬件仿真技术在电子设计大赛中的教学实施
Proteus硬件仿真技术作为一种先进的教学手段，贯穿应用于电子设计大赛的理论教学和制作训练教学全过程。
1．Proteus硬件仿真技术在理论教学中应用Proteus软件提供了很多种类的虚拟仿真工具，包括探针、虚拟仪器、信号发生器、仿真图表等。Proteus软件的虚拟仿真模式包括交互式动态仿真和基于图表的静态仿真。采用虚拟演示实验的方法，将Proteus仿真技术引入电子设计大赛理论教学环节，教师可以通过多媒体展示电路的仿真情况，形象地讲解电路理论及原理，使学生清晰观察到电路运行的现象、信号波形以及各种参数曲线，从感性上加深对电路原理与性能的理解，直观地掌握教学内容，提高教学的效果与效率。以非门电路组成非对称型振荡电路为例，电路的基本工作原理是利用电容器的充放电。当输入电压达到非门的阀值电压Vth时，非门的输出状态发生变化。因此，电路输出地脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。通过Proteus软件的交互式动态仿真方式，采用虚拟示波器输出电路中的四处节点波形，从波形结果发现:非对称型多谐振荡器的输出波形是不对称的，输出脉冲宽度tw1=RC，tw2=1．2RC，T=2．2RC。通过调节R和C值，可改变输出信号的振荡频率，改变C实现输出频率的粗调，改变R实现输出频率的细调。
2．Proteus硬件仿真技术在制作训练中应用
制作训练采用循序渐进的方式进行，制作训练初期主要是电子仪器和Proteus软件的使用;从制作训练中期开始，需针对常用的基本单元模块进行设计与制作;制作训练后期，以往届赛题和模拟赛题为训练内容进行综合电子制作。通过分析往届赛题发现，计数显示电路的设计训练是赛前培训的重点之一。现以一款数字显示倒计时定时基本单元电路的设计为例，该电路适用于各种需要定时的场合，如电话定时、路灯定时、某一种状态或过程控制定时等。按照Proteus硬件原理图设计步骤，电路主要由计数脉冲产生电路、减法计数与数字显示电路组成。其中计数脉冲产生电路可以由NE555芯片按照多谐振荡电路进行接线，也可以由简单的门电路产生，还可以由运放电路产生，此处简要地用矩形波信号源表示计数脉冲输入信号。减法计数与数字显示电路主要由可预置4位二进制可逆计数器U1(74HC193)、U2(译码/驱动CD4511)、U3共阴极七段数码管组成。R2与C1组成预置数电路，在通电瞬间对U1(74HC193)进行预置数9。之后，U1的4脚每接收到一个负脉冲，U1计数一次并减一，数码显示由9变成8，当定时时间一到，显示器显示0，并且U1的13脚TCD输出一负脉冲，由该信号驱动各种执行元件，如晶体管、晶闸管、继电器、光耦合器等。本电路作为一款通用基本电路，只需稍作改动就可实现多种功能，例如需要进行两位数显示，只需改用两片74HC193分别对个位和十位进行计数，再用两片CD4511驱动两位数字显示即可;如果需要实现倒计时定时报警功能，只需利用U1(74HC193)的13脚TCD作为触发信号连接驱动蜂鸣器的执行电路即可。采用Proteus硬件仿真技术，在原理图设计阶段就可以进行评估，验证所设计的电路是否达到要求的技术指标，还可以通过改变元器件参数使整个电路的性能最优化，大大节省了设计时间与经费，提高了设计效果和质量。
四、Proteus硬件仿真技术在电子设计大赛中实施的效果评价
1．Proteus为电子设计大赛提供了多媒体教学平台
Proteus软件为理论教学提供了先进的实验、演示和电路分析。教师可以在多媒体教室中深入浅出地分析各种电路的特性，讲解各种参数改变对电路的影响，帮助学生突破抽象的难点知识的理解，形成扎实系统的知识体系。
2．Proteus为电子设计大赛提供了虚拟实训平台
Proteus软件所提供的一系列元件库，既能实现实验箱固定模块的验证功能，还能根据教学内容进行调整，整个过程不受时间、空间限制，突破了传统实训室的局限性，克服了学校经费不足和仪器设备不足对教学指导的困扰。
3．Proteus为电子设计大赛提供了创新平台
Proteus软件提供的硬件仿真功能，为电子设计大赛注入了活力，培养了学生科学的电子设计方法，有效地提高了学生针对实际问题进行电子设计制作的能力以及创新发挥的能力。
五、结语
电子设计大赛范文2
1、实验教学环节的改革
1.1调整实验内容的设置。在传统的实验教学环节中，验证性实验比较多，学生大多数实验是照着实验指导书上的步骤来做，忽视了学生的主体作用，无法锻炼学生的独立思考能力和实际动手能力。为此我们根据课程的需要重新构建了实验教学体系，合理安排实验内容，加强了设计性实验、应用性实验和综合性实验的设置。基础课可以安排较多的验证性实验，专业基础课的设计性实验比例要占到一半左右，而在专业课中，要以设计性实验和综合性实验为主。另外，回顾历年的电子大赛，内容涉及数字电路、模拟电路、单片机、传感器等多门课程的知识，题目综合性很强。而原来的实验内容设置相对比较独立，课程之间的衔接不好，因此我们在制定实验教学大纲时，各科老师坐在一起讨论，做到课程体系的连贯性，前导课和后续课之间能紧密衔接。
1.2改革实验教学手段。传统的实验教学手段基本是老师讲解，学生照做，实验设备也大都是实验箱和实验开发板，大部分电路已经搭建好，学生只需要按实验指导书做简单的连线，教学手段单一刻板，培养出来的学生缺乏创新精神和设计能力。我们在实验教学中引入了计算机和EDA技术，将传统的实验教学和Proteus仿真结合起来，让学生先用Proteus仿真来设计电路，仿真探索规律，再自己搭建电路去实现，培养学生的独立思考能力，提高了学生的实践动手能力。另外一些因为某些资金、设备等条件限制而无法开设的实验也可以通过仿真来实现，拓宽了学生的知识面。
2、课程设计环节的改革
课程设计是非常重要的实践教学环节，以往的课程设计往往是全班统一的题目、统一的评分标准，结果往往是全班一套方案，同样的结论，好多同学浑水摸鱼，没有达到课程设计的目的。为改变这种弊端，我们在课程设计中应用了项目教学法。把全班同学分成若干个小组，每个小组人数控制在三、四人，每组的题目不同，促使每个同学都参与到设计中。题目的选择也要因材施教，难易不同，既有符合大多数同学能力题目，也有针对优秀学生设定的有难度和挑战性的题目。在项目的设计过程中，要发挥学生的主体作用，从资料查询、方案论证、软件仿真、系统调试到最后的提交报告，整个过程都由学生自主完成，教师是只是起指导作用。在团队中每个成员分工不同，又要团结合作，因此在整个项目的完成的过程中，既锻炼了学生的创新能力，又培养了相互之间的团结协作能力，为毕业后走上工作岗位打下了良好的基础。
3、开展第二课堂活动
为培养学生对电子设计的兴趣，调动学生的学习积极性，在学生中大力开展了第二课堂活动。引导学生成立电子科技小组，聘请专家学者来校做专题知识讲座等，开阔了学生的视野，也促进了学生之间的相互交流和学习。同时，我们在每年的5、6月份举办校内的电子设计大赛，有兴趣的同学都可参加。校内大赛参照国赛和省赛的模式，要求学生完成从设计、仿真、制板到调试直致形成成品，到最后提交设计报告，让学生熟悉作品设计的整个流程，提前感受全国大赛的氛围。校内电子竞赛为全国和省内的电子大赛积累了实战经验和选拔了储备人才，同时也促进了教师之间的相互交流和水平的提高。
4、考核方式的改革
课程考核是评价学生学习效果和教师教学质量的一个重要手段，它对学生的学习起着导向的作用。电子大赛中学生暴露出了动手能力差的缺点，因此我们要改变重理论、轻实践的教学现状，就要从考核内容上进行改革。改变传统的单一卷面考试模式，增加实践技能的考试部分，并针对不同课程的特点，设置不同的考核方式。考试成绩由理论成绩和实践成绩综合评定。通过多元化的考核方式，提高学生的综合实践能力，促进学生的全面发展。
电子设计大赛范文3
关键词：电子设计大赛；应用型人才；培养方案；教师辅导
高校的主要教育任务在于为社会培养、提供具备创新意识与实践能力的专业、应用型人才，为社会经济、技术以及文化的发展带来相应的人才资源与作用。近年来国家为培养具备相应高素质应用型人才组织、创办了多项工作活动。这其中全国的大学生电子设计大赛，就是专门面向高校学生所举办的科技活动，为促进高等院校电子信息相应课程的改革发展，并推动大学生创新意识、实践能力以及团队精神的提升锻炼。有助于高校进一步教育培养出社会所需的高素质应用型人才，实现社会的高效发展建设。
一发挥教师的辅导作用，做好学生参赛的准备工作
要提升高校学生参与电子设计大赛热情与力度，不仅需对其做教育引导，还应积极调动教师的力量，发挥出各个教师的专业特长与表率、辅导作用，将电子设计的参赛题目划分为多项专题，由不同专业的教师做专题教育与辅导。通过开设专题辅导课程等方式，令学生能接受系统的电子设计赛前辅导与各专题的讲解教育。以便充分发挥高校教师的力量，在提升学生参赛水平的同时，促进其创新思维与实践能力的发展进步。赛前的辅导、指引工作是高校学生参与电子设计大赛极为关键的阶段。绝大部分参与竞赛的大学生只有两到三年的高校学习经验，对于电子设计大赛的相应题目进行理解与探究，还存在一定的困难。这一方面是因为电子设计大赛的题目本身就是对专业知识的系统总结与囊括，相应会检验大学生在校期间的学习情况与成果。另一方面理论知识学习与实践运作也是存在差异的，许多学生基础知识掌握较为牢固熟练，但对于电子设计大赛的实践题目就会显得无所适从，不知从何下手。对此就需要高校教师在赛前为学生做系统、具体的专业辅导工作，经由各专题环节的讲解教育，帮助学生有效理清题目的考查思路与范围，明确自身工作重点，在教师的指引下正确进行相关实验操作与研究，以尽可能降低学生出现思维误区与“走弯路”等情况的概率。并且也能在赛前辅导进程中，相应培养强化高校学生的实践创造能力，能基于自身所学知识，在题目的要求与引导之下，懂得从哪方面入手，怎样操作实践。以此发展学生将自身思维、学习内容转化为学习成果的能力。此外高校也应高度重视电子设计大赛的赛前辅导工作，制定每一年度的赛前辅导、培训规划与具体工作安排，确保大学生能在参与竞赛之前得到各专业教师具体、系统的知识辅导与实践教育。以此在保证高校学生参赛成绩的同时，高效推动发展学生创新意识与实践能力的培养发展。
二以培养应用型人才为目标实施学生素质能力发展方案
（一）对学生创新意识的培养发展方案
电子设计大赛相比其他的大学生专业竞赛活动，在注重考查学生知识基础的同时也更为强调其创新意识的运用。创新本身是高校学生教育培养的能力之一，而电子设计大赛的每一道题目都含有基本题与发挥题两部分，以此即完成对高校学生基础专业知识的检验工作过，又能相应考查评估学生的创新思维能力。学生在参与电子设计大赛的培训以及实践训练过程中，也能相应锻炼自身的创新思维。电子设计大赛题目不是传统的验证性实验，本身具备多种实现手段，以此指引学生从题目不同角度、方向与思路上寻求更为全面与多样的实现方法，进而带动高校学生思维的开拓延伸，并进而培养其主动进行创新探究的思维习惯，在促进学生创新能力与意识发展的同时，为其今后步入社会工作打下坚实的能力基础。对此高校在电子设计大赛的赛前辅导以及平时训练进程中，也应重视相应的创新意识培养目标，注意在训练试题上给予学生更多的思维自由与实施空间。令其脱离固有思维模式的限制，充分展现、发挥出学生自身的思维创造力与想象力，以此提出、实践不同角度与层次的题目实现手段，带动学生创新思维能力的进步发展。
（二）对学生实践能力水平的培养锻炼方案
理论与实践是相互存在差异又互为结合的关系，高校学生的理论知识所学，并需经由相应的实践操作才能转化为学习成果，其实践能力也是高素质应用型人才的基本要求之一。而电子设计大赛作为注重实践运用的大学生竞赛活动，就是专门考查学生将题目理论转化为实际实验、设计成果的能力水平。整个竞赛活动从赛前训练到最终参赛，都需要学生全程进行动手实践，以此验证、检查自身实验设计的进度、成果以及测试情况，可以说电子设计大赛中学生就是在进行一场没有停歇的“实践竞赛”。在整个参与动手进程中，学生需要基于大赛题目的要求，将自身要实现什么以及怎样实现作为研究操作的核心目标。以此进行实物的设计制作，并在整个操作进程中相应逐步锻炼学生的自主实践水平，其也会在不断的研究、操作中逐渐掌握到发现问题本质，以及如何解决问题的技巧能力。学生将从一开始参加竞赛时满腹经纶，但是理论与实践却相脱离窘境，到最后发展为参赛阶段高效进行动手操作的状态，以此推动高校学生实践运用水平的不断发展提高。学生也能在自主动手实践中培养建立起良好的自信心与对实践工作的参与热情，在优化高校应用型人才培养成效的同时，也能相应为其今后参与社会岗位的实践运用工作奠定坚实的经验基础。
（三）对学生团队精神的培养创建方案
人类社会自古以来就是合作发展的社会，人在社会中进行工作都离不开与集体和团队成员的协作活动。团队精神也是当今社会与企业对人才的重要能力要求之一，也是高校进行应用型人才培养的重点。电子设计大赛的参赛设置，是以三人为一组组队参赛，进行小组间的对抗竞赛，同时其大赛还规定了时间限制，这就要求同一小组内的学生必须具备团队合作精神与能力，进行电子设计的合作分工，并能默契配合。否则不但难以与其他小组做竞争，本小组的设计任务也较难完成。因此电子设计大赛的竞赛重点，就在于小组团队的合作效率高低，具备竞争力的小组团队一定是团队精神优异，并且善于配合分工的队伍，以此才能有效克服电子设计中的各类问题困难以及时间限制。可以说电子设计大赛的成绩，取决于小组团队中三个人之间的团队协作与分工情况，小组的设计成果也是三人集体合作的体现。因此高校在进行学生教育与赛前训练进程中，就应针对性注重对学生团队精神、协作能力的培养发展，在保证学生个性发挥的同时，令组内成员之间做充分的沟通交流，并彼此建立互信关系。以此强化组内学生间的合作意识与协作水平，在电子设计大赛的参赛进程中，推动高校学生自身团队协作水平的发展提高。
（四）对学生求真务实作风的培养引导
在电子设计大赛的参与、训练进程中，高校学生也能在不断的探究、学习与实践中，了解到务实作风的重要性。如果学生缺乏务实精神，凡事眼高手低、不踏实努力，所设计的作品不但难以符合大赛题目要求，更难以解决实践运用中的各类突发问题与困境。由于电子设计大赛的题目囊括了多方面的专业学识与技能，具备较强的实践性与专业性。学生对此进行学习、参赛，若缺乏相应严谨务实的作风精神，不能扎实一步一个脚印的打下知识基础，就无法设计出合格的产品成果，同时电子设计大赛仅有四天的竞争期限，也必须要求学生放弃投机取巧的侥幸心理，必须具备扎实的专业知识基础与能力，才能在如此短的时间内设计出高质量的成果。因此也需要高校教师在平时的教育与训练工作中，强化对学生求真务实作风的培养力度，令其及时认知到，只有平时的努力积累与严谨学习，所打下的能力基础才能帮助学生取得好的竞赛成绩。任何投机、浮躁的心理与想法都不能帮助学生提高竞赛成绩，反而会对其设计水平与应用型能力发展造成不利影响。
三结语
让高校学生参与电子设计大赛这类竞赛活动，能在高效培养其创新意识与实践能力的同时，极大促进学生团队精神、综合素质的成长发展。各高校的应用型人才培养规划，也应结合电子设计大赛做专门的培养方案设计，以促进参赛学生在学习、培训进程中，获得各方面能力素质的高效发展培养。以此带动整个院校学风的转变优化，推动高校高素质应用型人才培养成效的提升。
参考文献
[1]李莎,汤峥,李琳娜.基于应用型人才培养的研讨式课程教学研究[J].教育观察(上半月),2016(11):80-81.
[2]单继芳.全国电子大赛的应用人才培养初探[J].大家,2012(07):154.
[3]王亚飞,杨曙辉,李学华.以电子设计竞赛为契机培养应用型人才[J].实验科学与技术,2009(01):128-130.
电子设计大赛范文4
关键词：电子设计大赛；大学生；科技创新基地
“大学生电子设计竞赛”作为面向大学生的群众性科技创新活动，目的在于推动高等学校促进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、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。随着我国教育科学“十二五”规划的实施，拔尖创新型人才的培养已经成为高校必须面临的重大课题。为适应社会发展形势的需要，越来越多的高校开始着眼于培养大学生的创新能力。目前，华中科技大学、电子科技大学等重点高校已着手大学生科技创新基地的建设并取得了良好的效果，但这些科技创新基地的建设大多依托于重点学科或综合实验室的建设，很少有以电子设计竞赛为依托而开展的建设实践。同时目前这类大赛的参赛培训体系往往重视的只是竞赛的本身，它的主要工作是为参加竞赛而进行的学员选拔、培训以及组织参赛等环节，所有的工作都是以竞赛成绩为目标的，忽略了对学生创新能力的后期培养，缺乏层次递进型的培养大学生科技创新基地的教学实践与经验。
将具有一定的创新能力和科研素质的电子设计竞赛参赛队员有效的组织起来，进一步结合专业进行科研能力的训练.积极开展包括参与指导教师科研项目在内的科研创新活动，是高校探索拔尖创新人才培养的一种新模式和新视角，科技创新基地是大学生开展科技创新活动的有力依托和平台，认真总结大学生科技创新基地建设的有益经验、挖掘不足和分析存在的问题，有针对性地研究基地建设新模式，采取有效措施推动大学生科技创新活动，对提升人才培养质量，增强高等教育的自主创新能力具有重要意义。
一、依托电子设计竞赛建设创新基地的目标
经过“大学生电子设计竞赛”脱颖而出的高年级学生在经过系统的培训和比赛后，已经具备了一定的创新思维、科研能力和协作精神。建设系统全面的大学生创新基地，充分发挥竞赛能够持续提供优秀参赛队员的优势，建立科学系统的竞赛后期管理模式，有利于对大学生创新能力培养的持续性和实效性。
1.结合电子设计竞赛的参赛准备工作，研究构思大学生创新活动基地运作程式。学院的科技创新活动开展以基地建设为依托，以学年为周期，于每年九月召开动员大会的形式启动，组织和动员学生参与科技创新，以指导教师课题立项、学生自由搭配小组进行双项选择的方式展开，即教师选学生，学生选教师和课题项目。初期对立项课题进行审查，对通过者立项并给予资金支持；中期对科技创新活动进行跟踪检查，进行中期汇报；后期一般为每学年的六、七月份对相关立项课题进行成果验收，鉴定评价。
2.在充分调研的基础上，研究制定合理的相应的配套政策，给予配套硬件，支持基地的建设和发展。以电子设计竞赛为依托的大学生科技创新基地可以由学院与学校共建，以学院建设为主，面向全校学生组织、开展自然科学类和科技制作类科技创新活动。围绕基地建设搭建基地管理委员会，全面负责科技创新基地的管理、组织和协调工作；由各相关学科专家组成专家委员会，负责对创新课题进行综合评价、评审、指导和验收；由学院团委为主的竞赛办公室，负责科技创新活动日常管理和运作。对科技创新活动进行全程监控，做到立项有评审，过程有监督，活动有记录，成果有汇报。
3.建立科学的量化考核管理机制。学院（下转第105页）（上接第103页）将学生科技创新成果进行量化，纳入教师年终聘期考核，以及学生综合素质测评中，进一步提高学生和教师参与课外科技活动的积极性。形成以科技创新基地建设为依托，以科研立项和开放性实验室建设为基础，以科技人文讲座活动为补充，以社会实践活动为强化手段的大学生创新实践模式。
二、大学生科技创新基地建设面临的困境
1.基地的建设和发展受到诸多限制。目前大学生科技创新活动主要以第二课堂身份开展，这本身就使基地建设在资金、设备、场地和受众层面上受到一定的限制，影响了设发展的规模和综合效应。例如没有专门配套的经费投入、没有专门的配套设施和专门的实验室和场地，中青年教师在大赛指导方面存在经验不足、工程实践能力薄弱的状况等。
2.大学生科技创新团队建设缺乏梯度。由于缺乏长期稳定的基地环境以及受教学条件、学生自身情况以及学分制等诸多客观因素的限制，大学生参与科研活动的热情不同程度受到影响，学生参与科技创新活动的时间无法保证、局限性大。低年级学生虽有热情，但面对铺天盖地的社团招新难以抉择，高年级学生忙于考研和就业，难有大量精力从事科技创新活动；科技活动指导教师也没有稳定的团队和系统。这些因素造成学生科技创新活动出现断层，传帮带稳定的学生团队和教师团队少，参与大型竞赛利用业余时间突击的多，长期稳定研究的少，出大成果的少。
依托大学生电子设计竞赛建设大学生创新基地，有助于充分挖掘高效的竞赛培训机制与参赛队员的潜力，与单纯为比赛而比赛的培训模式相比，大学生创新基地意在持续培养大学生创新能力与合作精神，为培养创新型拔尖人才提供新的视角。
参考文献：
[1]刘允，陈小惠.大学生创新基地建设与运行机制研究与探索[J].实验技术与管理.2012（12）：176-178.
电子设计大赛范文5
向 楠 安徽国防科技职业学院汽车工程系 安徽六安 237011
基金项目：安徽省示范实验实训中心《汽车技术实验实训中心》项目阶段性成果，项目编号：2013sxzx042
【文章摘要】
高职学生实践能力提升一直以来都是高职专业人才培养的重中之重， 也是高职教育教学改革的方向标。本文在对实践能力的涵义、形成机制分析的基础上，提出了基于电子设计大赛的学生主动实践能力培养模式为高职院校深化实践教学改革提供了参考。
【关键词】
电子设计大赛；主动实践能力；实践教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码: A 文章编号：
1 实践能力内涵特质
学术界往往更多强调学习者的认知能力，实践能力更多地被忽略。国外学者加德纳指出：“智力是在某种社会和文化环境的价值标准下，个体用以解决自己遇到的真正难题或产生及创造出某种产品所需要的能力。”，这一对智力概念的理解接近于我们所说的实践能力，在国内，傅维利、刘磊、吴志华等学者又进行了进一步的探索，他们认为：“实践能力是个体在生活和工作中解决 实际问题所显现的综合性能力，是个体生活、工作所必不可少的；它不是由书本传授而得到的，而是由生活经验和实践活动磨练习得的。”刘磊等人指出：“实践能力就是对个体解决问题的进程及方式上直接起稳定的调节控制作用的个体生理和心理特征的总和。
在国内外学者研究的基础上，实践能力可以理解为使用知识、技能解决现实问题的能力。这种理解可以从以下四个方面进行理解：一是它是能力的重要组成；二是它的活动对象包括工作、生活的各个领域；三是它是在实践中不断积累形成的； 四是它的基础是基本知识、技能的掌握， 创新意识和创造精神对实践能力的提升也很重要。
实践能力是在日常的工作、生活中通过日积月累的劳动积累形成的，不同职业形成不同实践能力。如机床操作员对机床的操作能力、工艺员对零件工艺的设计能力、管理人员的企业管理能力等。对于大学生而言，在没有职业活动的条件下，他们实践能力的形成主要依靠以下几种方式：
1）将已有知识转化为实际问题的解决技能
高职学生在专业知识、技能的学习的基础上，通过专周实训、顶岗实习等实践环节培养自己的实际操作能力和面对实际问题的解决能力，久而久之，这种实践不仅加深了对已有知识的掌握理解程度， 同时也具备了解决现实生产过程中实际问题的方法、步骤，实现了将已有知识转化为实际问题的解决技能。这种能力形成的关键是：实训实习岗位要与学习者的专业知识应用对接，同时有实践经验丰富的师傅进行指导。
2）长期运用，实践技能更为熟练
实际操作技能，在长期实际运用中， 不断强化，逐渐达到熟练。解决实际问题的方法、步骤，在不断进行各种问题的解决中，逐渐形成自己独有的思维方式和风格。这种能力形成的关键是：学习者必须自己参与实践，并能进行大量的训练，且实践经验丰富的师傅能及时得针对学习者的错误进行指导。
3）综合运用，形成解决综合问题的能力
在解决单一问题的基础上，通过对综合问题解决过程中多种知识、技能、方法等的综合应用，逐步形成综合问题的解决能力。这种能力形成的关键是：具备综合问题解决所需的各种知识、技能、方法，且能在实际问题中综合使用并加以总结。
学习者将已有知识转化为实际问题的解决技能、实践技能更为熟练、形成解决综合问题的能力这一过程即为其实际能力的形成过程。在这一过程中学习者的主动性就显得尤为重要。
2 基于电子设计大赛的学生主动实践能力培养
2.1 主动实践能力的涵义
学习者在教师制定的实践要求、步骤等规定框架下，按要求完成具体的实践任务，这种实践能力的形成往往被称为被动实践，这种实践只是对现有知识的一种掌握。这种实践学习者是在被动的状态下完成既定任务，往往缺乏对解决问题所需知识的主动理解、思考，当问题发生变化时往往又手足无措。要改变这一现状，关键是解决问题的方法、步骤必须有学习者自身通过思考，结合已有知识、技能去完成某一工作任务，这种实践往往被称之为主动实践。 建构主义的观点是：知识是学习者在特定的工作任务或工作情境中, 在教师或师傅的指导帮助下，通过主动学习和查阅资料，采用意义建构获取。建构主义教学理论对学习环境在知识掌握中的作用特别重视， 它的观点是学习环境的四大要素“情景”、“协作”、“会话”和“意义建构”对于知识的学习和掌握尤为重要。这一理论与主动实践能力对学习者的要求不谋而合。重视学生的主动性和参与性这一建构主义的思想，也为学生主动实践能力的培养提出了很好的理论基础。
2.2 基于电子设计大赛的学生主动实践能力培养
高职学生创新能力培养的关键是要主动实践，而电子设计竞赛则为学生主动实践能力培养提供了平台。电子设计竞赛的目的就在于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、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力。从这个意义上说学生在参与电子设计竞赛的过程中，就必须从对竞赛题目的理解、分析到选题、具体方案设计、元器件的选择、设计装配制作、调试、最后完成作品并写出论文这一过程必须主动通过自己的思考来完成，且时间要求往往很紧。竞赛过程中对学生的理论运用能力、实践技能、软硬件结合能力、论文写作能力及意志品质、团队协作精神等都是一个很好的检验。
创新能力培养必须融入大学教学的每个环节、每个实验之中，探索基于项目研究的综合性课程设计、学生课外研学与自主创新的实验项目，拾级而上、循序渐进、渐次提升学生的主动实践能力。
2.2.1 开发基于项目研究的实验项目
在基础实验中，以项目为载体，通过教师的引导，在解决问题、完成任务的过程中让学生体验和掌握电工电子基础知识，并安排涵盖课程知识点、具有工程背景或实际应用价值的可实现多项功能及性能指标的综合设计性实验项目，在项目构思中，尽可能选择实现方法具有多样性，或实验结果随外部条件变化具有不确定性的内容，促进学生的主动探索与实践。可把电子设计大赛技能要求分解成具体的实验项目，探索、创新实验案例，例如交流控制电路设计、黑匣子电路结构与参数判定、多路抢答器设计步进电机转速控制系统设计、电磁式继电器的特征参数测量、R、L、C 网络频率特性测试与参数测量等。
2.2.2 开展综合型课程设计
在课程设计中，学生可根据所学专业和兴趣爱好选择具有工程背景的课题作为课程实践项目，自主制定课题的详细功能、规模和性能指标，经教师确认课题合理性、实现的可行性、知识广度、专业深度与工作量后，学生自主选择工作平台， 开始系统分析、研究设计、调试与工程实现，并进行项目总结，撰写设计报告，制定测试和演示方案，教师对项目作品进行验收、质询并分组进行演示。在整个课程设计中，突出学生主体、手脑并用及学生的研究探索，实现“知、情、意、能”复合培养， 提升学生的主动实践能力。例如依托电子设计大赛可开展简易逻辑分析仪设计、电能参数测试仪设计、高频调谐放大器设计、数字示波器设计等综合性课程设计。
2.2.3 实施以学生为中心的教学模式
在教学中积极倡导自主研学，着眼于学、思、知、行的有机结合，引导学生通过研究探索、信息查询、方案研讨、设计仿真、系统实现、调试测试等多种途径进行自主学习，精心安排实验内容，前期多以简单问题的提出，作为综合、复杂问题的铺垫，在问题发现和解决的过程中引导学生学会学习、学会思考、学会动手，后期设计综合实验项目，让学生很难找到现成答案，通过提出实验要求让学生必须经历“调查、研究、分析、规划、设计、实现、测试、总结”的研究过程，才能完成任务，通过设置考核内容调动学生关注实践过程中的各个环节，提升学生实践的乐趣及主动性。
2.2.4 优化集成创新实践环境
分层次按功能设置实验室，建设电子工艺、电工技术、电子技术及创新展示实验室等学科基础实验平台，优化电子系统设计、电气控制系统、高频电子电路等专业基础实验平台的仪器配置，拓展课外研学创新基地，以满足学习、研究、设计、分析、仿真、实验、制作、焊接、测试等不同环节的软硬件需求。建立网络信息化的教学管理制度，实施教师定时带班实验与学生自由开放实验相结合，同时加强实践项目管理与过程监控，保障教学质量。
“竞赛+ 项目”的教育教学改革模式的实质其实是将理论知识与实践技能分解成电子设计竞赛的各个模块化的工作任务，并通过竞赛加已完成。这种教育教学改革模式以现代职业教育理念为指导， 注重学生的职业发展需求，改变传统的单一的“填鸭式”教学，更多强调学习者学习的主动性、积极性，强调创新意识和团队精神的培养。在实践教学中通过合理的教学情景设计，实现教学做一体化，强化师生互动，充分发挥学生的主体作用。具体来说即是以电子设计竞赛的竞赛规程和竞赛任务为基础，将竞赛任务分解为一个个子任务，并将其转化为一个个实践教学情景，在日常教学中指导学生自主完成， 这种基于实际任务的教学情景设计能很好的激发学习者的学习积极性，契合建构主义理论。
基于电子设计大赛的学生主动实践能力培养为学生理论联系实际，解决实际问题提供了平台，提供了一种很好的技术技能型人才培养路径，这种强调大学生主动实践能力和创新意识的培养方式，必将为学生毕业后更好的适应企业工作岗位奠定基础。
【参考文献】
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电子设计大赛范文6
本设计利用可变增益宽带放大器AD603来提高增益和扩大AGC控制范围，通过软件补偿减小增益调节的步进间隔和提高准确度。输入部分采用高速电压反馈型运放OPA642作跟随器提高输入阻抗，并且在不影响性能的条件下给输入部分加了保护电路。使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。功率输出部分采用分立元件制作。整个系统通频带为1kHz～20MHz，最小增益0dB，最大增益80dB。增益步进1dB，60dB以下预置增益与实际增益误差小于0.2dB。不失真输出电压有效值达9.5V，输出4.5～5.5V时AGC控制范围为66dB。
方案论证与比较
1.增益控制部分
方案一 原理框图如图1所示，场效应管工作在可变电阻区，输出信号取自电阻与场效应管与对V’的分压。采用场效应管作AGC控制可以达到很高的频率和很低的噪声，但温度、电源等的漂移将会引起分压比的变化，用这种方案很难实现增益的精确控制和长时间稳定。
方案二 采用可编程放大器的思想，将输入的交流信号作为高速D/A的基准电压，这时的D/A作为一个程控衰减器。理论上讲，只要D/A的速度够快、精度够高就可以实现很宽范围的精密增益调节。但是控制的数字量和最后的增益(dB)不成线性关系而是成指数关系，造成增益调节不均匀，精度下降。
方案三 使用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器PGA，用控制电压和增益（dB）成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制（如图2）。用电压控制增益，便于单片机控制，同时可以减少噪声和干扰。
综上所述，选用方案三，采用集成可变增益放大器AD603作增益控制。AD603是一款低噪声、精密控制的可变增益放大器，温度稳定性高，最大增益误差为0.5dB，满足题目要求的精度，其增益（dB）与控制电压（V）成线性关系，因此可以很方便地使用D/A输出电压控制放大器的增益。
2.功率输出部分
根据赛题要求，放大器通频带从10kHz到6MHz，单纯用音频或射频放大的方法来完成功率输出，要做到6V有效值输出难度较大，而用高电压输出的运放来做又很不现实，因为市面上很难买到宽带功率运放。这时候采用分立元件就能显示出优势来了。
3.测量有效值部分
方案一 利用高速ADC对电压进行采样，将一周期内的数据输入单片机并计算其均方根值，即可得出电压有效值：
此方案具有抗干扰能力强、设计灵活、精度高等优点，但调试困难，高频时采样难且计算量大，增加了软件难度。
方案二 对信号进行精密整流并积分，得到正弦电压的平均值，再进行ADC采样，利用平均值和有效值之间的简单换算关系，计算出有效值显示。只用了简单的整流滤波电路和单片机就可以完成交流信号有效值的测量。但此方法对非正弦波的测量会引起较大的误差。
方案三 采用集成真有效值变换芯片，直接输出被测信号的真有效值。这样可以实现对任意波形的有效值测量。
综上所述，我们采用方案三，变换芯片选用AD637。AD637是真有效值变换芯片，它可测量的信号有效值可高达7V，精度优于0.5％，且元件少，频带宽，对于一个有效值为1V的信号，它的3dB带宽为8MHz,并且可以对输入信号的电平以dB形式指示，该方案硬件、软件简单，精度也很高，但不适用于高于8MHz的信号。
此方案硬件易实现，并且8MHz以下时候测得的有效值的精度可以保证，在题目要求的通频带10kHz～6MHz内精度较高。8MHz以上输出信号可采用高频峰值检测的方法来测量，但是由于时间关系，高于8MHz的信号我们未能测量显示。
4.自动增益控制（AGC）
利用单片机根据输出信号幅度调节增益。输出信号检波后经过简单2级RC滤波后由单片机采样，截止频率为100Hz。由于放大器通频带低端在1kHz，当工作频率为1kHz时，为保证在增益变化时输出波形失真较小，将AGC响应时间设定为10ms，用单片机定时器0来产生10ms中断进行输出有效值采样，增益控制电压也经过滤波后加在可变增益放大器上。AGC控制范围理论上可达0～80dB，实际上由于输入端加了保护电路，在不同输出电压时AGC范围不一样，输出在4.5～5.5V时AGC范围约为70dB，而当输出为2～2.5V时AGC范围可达80dB。
5.系统整体框图（见图3）
理论分析与参数计算
1．电压控制增益的原理
AD603的基本增益为：Gain (dB) = 40 VG + 10，其中，VG是差分输入电压,单位是V，Gain是AD603的基本增益,单位是dB。
从此式可以看出，以dB作单位的对数增益和电压之间是线性的关系。由此可以得出，只要单片机进行简单的线性计算就可以控制对数增益，增益步进可以很准确地实现。但若要用放大倍数来表示增益的话，则需将放大倍数经过复杂的对数运算转化为以dB为单位后再去控制AD603的增益，这样在计算过程中就引入了较大的运算误差。
2.AGC介绍 br>
AGC是自动增益控制电路的简称，常用在收音机、电视机、录像机的信号接收和电平处理电路中。它的作用是当信号较强时，使其增益自动降低；当信号较弱时，又使其增益自动增高，从而保证输出信号基本稳定。
3.正弦电压有效值的计算
AD637的内部结构如图4所示。根据AD637芯片手册所给出的计算真有效值的经验公式为：
其中：VIN为输入电压，Vrms为输出电压有效值。
系统各模块电路的设计
1.输入缓冲和增益控制部分
图5为输入缓冲和增益控制电路，由于AD603的输入电阻只有100Ω，要满足输入电阻大于2.4kΩ的要求，必须加入输入缓冲部分用以提高输入阻抗；另外前级电路对整个电路的噪声影响非常大，必须尽量减少噪声。故采用高速低噪声电压反馈型运放OPA642作前级跟随，同时在输入端加上二极管过压保护。
输入部分先用电阻分压衰减，再由低噪声高速运放OPA642放大，整体上还是一个跟随器，二极管可以保护输入到OPA642的电压峰峰值不超过其极限（2V）。其输入阻抗大于2.4kΩ。OPA642的增益带宽积为400MHz，这里放大3.4倍，100MHz以上的信号被衰减。输入输出端口P1、P2由同轴电缆连接，以防自激。级间耦合采用电解电容并联高频瓷片电容的方法，兼顾高频和低频信号。
增益控制部分装在屏蔽盒中，盒内采用多点接地和就近接地的方法避免自激，部分电容电阻采用贴片封装，使得输入级连线尽可能短。该部分采用AD603典型接法中通频带最宽的一种，通频带为90MHz，增益为－10～+30dB，输入控制电压U的范围为－0.5～＋0.5V。图6为AD603接成90MHz带宽的典型方法。
增益和控制电压的关系为：AG(dB)=40×U+10，一级的控制范围只有40dB，使用两级串联，增益为AG(dB)=40×U1+40×U2+20，增益范围是－20～+60dB，满足题目要求。
由于两级放大电路幅频响应曲线相同，所以当两级AD603串联后，带宽会有所下降，串联前各级带宽为90MHz左右，两级放大电路串联后总的3dB带宽对应着单级放大电路1.5dB带宽，根据幅频响应曲线可得出级联后的总带宽为60MHz。
2.功率放大部分
电路如图7所示。参考音频放大器中驱动级电路，考虑到负载电阻为600Ω，输出有效值大于6V，而AD603输出最大有效值在2V左右，故选用两级三极管进行直流耦合和发射结直流负反馈来构建末级功率放大，第一级进行电压放大，整个功放电路的电压增益在这一级，第二级进行电压合成和电流放大，将第一级输出的双端信号变成单端信号，同时提高带负载的能力，如果需要更大的驱动能力则需要在后级增加三极管跟随器，实际上加上跟随器后通频带急剧下降，原因是跟随器的结电容被等效放大，当输入信号频率很高时，输出级直流电流很大而输出信号很小。使用2级放大已足以满足题目的要求。选用NSC的2N3904和2N3906三极管（特征频率fT＝250～300MHz）可达到25MHz的带宽。整个电路没有使用频率补偿，可对DC到20MHz的信号进行线性放大，在20MHz以下增益非常平稳，为稳定直流特性。我们将反馈回路用电容串联接地，加大直流负反馈，但这会使低频响应变差，实际上这样做只是把通频带的低频下限频率从DC提高到1kHz，但电路的稳定性提高了很多。
本电路放大倍数为：AG≈1＋R10/R9 ，整个功放电路电压放大约10倍。通过调节R10来调节增益，根据电源电压调节R7可调节工作点。
3.控制部分
这一部分由51系列单片机、A/D、D/A和基准源组成。使用12位串行A/D芯片ADS7816和ADS7841（便于同时测量真有效值和峰值）和12位串行双D/A芯片TLV5618。基准源采用带隙基准电压源MC1403。框图如图8所示。
4.稳压电源部分
电源部分电路见图9，输出±5V、±15V电压供给整个系统。数字部分和模拟部分通过电感隔离。
抗干扰措施
系统总的增益为0～80dB，前级输入缓冲和增益控制部分增益最大可达60dB，因此抗干扰措施必须要做得很好才能避免自激和减少噪声。我们采用下述方法减少干扰，避免自激：
（1）将输入部分和增益控制部分装在屏蔽盒中，避免级间干扰和高频自激；
（2） 电源隔离，各级供电采用电感隔离，输入级和功率输出级采用隔离供电，各部分电源通过电感隔离，输入级电源靠近屏蔽盒就近接上1000μF电解电容，盒内接高频瓷片电容，通过这种方法可避免低频自激；
（3） 所有信号耦合用电解电容两端并接高频瓷片电容以避免高频增益下降；
（4） 构建闭路环。在输入级，将整个运放用较粗的地线包围，可吸收高频信号减少噪声。在增益控制部分和后级功率放大部分也都采用了此方法。在功率级，此法可以有效地避免高频辐射；
（5） 数模隔离。数字部分和模拟部分之间除了电源隔离之外，还将各控制信号用电感隔离；
（6） 使用同轴电缆，输入级和输出级使用BNC接头，输入级和功率级之间用同轴电缆连接。
实践证明,电路的抗干扰措施比较好，在1kHz～20MHz的通频带范围和0～80dB增益范围内都没有自激。
本系统单片机控制部分采用反馈控制方式，通过输出电压采样来控制电压增益。由于AD603的设定增益跟实际增益有误差，故软件上还进行了校正，图10为其软件流程图。
系统调试和测试结果
1.测试方法
将各部分电路连接起来，先调整0dB，使输出信号幅度和输入信号幅度相等，然后接上600Ω的负载电阻进行整机测试。
2.测试结果
限于篇幅，测试结果见本刊网站。
3.误差分析
我们测量的误差主要来源是电磁干扰，由于试验场地有许多电脑和仪器使用开关电源，电磁噪声很大，而且使用的同轴电缆屏蔽效果并不好，所以测量输入端短路的噪声电压时随输入短接方式不同而有很大的误差。
测试性能总结
