边晓明 吴岭清

中南民族大学 湖北武汉 430074

专业实验室为电子竞赛服务的实践

边晓明 吴岭清

中南民族大学 湖北武汉 430074

电子设计创新实验室具有专业、设备、人才、项目的综合优势。在为电子竞赛服务的实践中，体现出教学内容丰富、教学过程生动、教学效果显著的特点。依托其教学、科研、培训三位一体的功能性优势展开实践性教学，推动了实验教学内容和教学方法的改革，促进了实验室管理方法和观念的转变，带动了教师和实验技术人员专业技能学习的积极性，为创新人才的培养起到了极其重要的作用。

专业实验室；创新人才；实践教学改革；大学生电子竞赛

2009年全国大学生电子竞赛，我校获得国家二等奖两项、湖北省一等奖三项、湖北省二等奖四项。全校共13个队参加竞赛，9个队获奖，获奖率达到70%。这么高的获奖率得益于学校一贯重视专业实验室的基础设施建设，充分运用创新创业中心在专业、设备、人才和项目诸方面的优势，利用电子设计创新实验室的教学、科研、培训三位一体强大实验教学功能，引导广大在校学生踊跃参与全国大学生电子竞赛活动，以此挖掘他们的潜力，调动他们的学习热情，推动实验课程教学内容和教学方法的改革，促进了实验室管理方法及管理观念的转变，从而带动教师和实验技术人员加强专业技能学习的积极性，为创新人才的培养起到了极其重要的作用。

一、专业实验室在组织电子竞赛中的优势

1.专业优势

我校以往参加电子竞赛都是以各个学院自主组队参加，没有固定的仪器设备和实验场地。不同专业之间相互牵扯、机构重复、人员分散，不好形成合力。2005年，创新创业中心成立后，通过建立电子设计创新实验室，集中电信、生医和计科三个学院教师资源，将10个不同专业的学生集中进行集训，形成多学科融合互补的局面，为学生打造一个独立思考，综合分析的实验平台。教师根据自身擅长的不同专业进行针对性的实验教学和指导，教师之间相互学习、相互促进，彼此分享教学经验，形成优势互补的专业特色。

2.设备优势

创新创业中心现拥有约5000m2实验室的场地、配置了200台计算机的硬件资源，通过整合3个学院电子竞赛实验培训任务，调配和购置电子竞赛各项所需的实验仪器设备，现有设备总价值达170万元。仪器设备的集中使用和统一管理，极大地提升了我校电子设计创新实验室为学生科研和实验教学服务的层次和水平。学校因此减少机构的重复建设、设备的重复购置；不仅节省了教育资源，而且提高了设备的利用率，形成设施齐全的设备配置。

3.人才优势

电子竞赛指导教师是从3个学院分别经过精心选拔出来的。他们是各个学院承担一线教学任务的骨干老师，其中部分教师在从事教学任务前曾经是电子产品研发、软件开发等企业的专业技术人员。由他们组成的这支教师队伍，知识结构合理，专业技术突出，他们既熟悉电子竞赛培训课程结构和教学内容，又具有娴熟的电子技术专业技能和计算机专业技能，形成综合专长的人才队伍。

4.项目优势

电子竞赛促使实验教学方法有了较大的改变，尤其是对于传统实验性教学模式形成有力的冲击。电子设计创新实验室的建立弥补了传统实验室功能性的不足，有效解决了教学、科研和培训相互间脱节的矛盾，形成集教学、科研和培训功能于一体的综合性实验室，促进实验室传统功能的改变，形成功能专一的项目强势。

二、电子设计创新实验室为电子竞赛服务的实践

1.参赛队员的选拔

参赛队员主要从在校大二和大三的学生中选拔，形成参赛选手的年级梯队。首先进行电子竞赛的宣讲活动，让学生了解电子竞赛，每年自愿报名要求参加电子竞赛的学生人数都在200人以上。学生通过基础理论知识考核后，每届都有约70人获得进入电子设计创新实验室学习的机会资格。学生以团队的形式组成3人一组，自主进行基础的数字和模拟电路的设计制作，单片机应用等技能练习。采用逐步淘汰制，最终确定约35名学生获得代表学校参加全国大学生电子竞赛的资格。先后被淘汰的学生因为参加了电子竞赛知识的初步培训，他们在基础知识、基础理论和动手能力等方面得到了较大提高。因此，我们在队员的选拔上既注重尖子，又注重普及；做到在学生广泛参与的前提下进行精英选拔，通过精英选拔调动普通学生的积极参与，提高了广大学生的学习热情。

2.制定培训计划、举办模拟竞赛

教师改变传统的实验教学指导方法，强调“做中学”。以先实践后理论的教学方式调动学生的积极性和学习兴趣。培训内容分为“仪器仪表”“电力电子”和“测量控制”3个方向，仪器仪表要求学生熟悉AD9851-DDS、小信号放大、AD/DA(高速)、程控放大器、程控滤波器等模块的性能；电力电子要求学生了解SG3525PWM波形、全桥驱动、峰值保护电路、过压过流保护电路等模块的特性；测量控制要求学生掌握电机驱动、温度传感器等模块的运用。低年级学生跟随高年级同学一起实践，通过自学和向老师及同学请教的方式弥补没有学过的课本知识。教师不断提出需要解决的问题，要求学生积极思考，启动学生思维。仪器仪表布置LC谐振频率测量、基于MSP430单片机的DDS设计、简易频谱图显示仪、宽带直流放大器等课题；电力电子布置恒流电源、稳压电源、正弦逆变电源等课题；测量控制布置水温控制系统、程控放大器、超声波信息传输等课题。要求学生自主查阅资料，自行设计方案，自拟方法和步骤，选择元器件进行课题设计和作品制作，经过电路调试积累实践经验，达到强化基本实验技能训练的目的。教师再对学生作品检查指导，重点放在电路设计方案新颖性和技巧性的论证，尤其是新技术和新器件的使用；经过循序渐进的理论指导，促使学生将其逐步积累和掌握的理论知识再运用到实践中去。使他们既能够实际动手，又能够进行理论分析，从而制作出符合课题要求的电子作品。培训后期举办模拟竞赛，让学生模拟电子竞赛在4天3夜的时间里做出一个作品，撰写实验报告，使学生文字表达力和创新成果的实物表现力得到提高。教师着重教授学生掌握了正确的学习方法，包括实践方法、自学方法、问答方法等，通过现场教学、讨论教学、模拟教学等手段，使得电子设计创新实验室集教学、科研、培训三位一体的功能性优势突显出来，实践教学效果十分显著。学生独立完成能力和协同合作能力得到锻炼，充分培养学生的创新思维和创新能力，增强了学生自己动手运用所掌握知识解决实际问题的能力，为学生自主开展探索性实验研究做好铺垫，实验课教学内容和教学方法也因此得到了明显改进。

3.开放实验室提供时间、场地和设备保证

我们的做法是从上一年的电子竞赛结束时起就开始准备下一年的比赛。电子设计创新实验室每天早上8点至晚上10点对学生开放，节假日不休息，学生完全利用课余时间进行基础实验技能练习，练习过程既管理严格又变得十分自主。实验技术人员主要任务是教授和指导学生如何正确使用仪器设备，普通的仪器设备放开让学生使用，个别贵重仪器设备有专人负责指导使用。一方面方便学生的使用和学习，锻炼和提高学生动手能力；另一方面，促使大学生逐步自觉养成爱护仪器设备的良好习惯。设备开放的同时，实验技术人员动手修理仪器设备的维修量也有所增加，但经过维修经验的积累，排除常见故障能力相应得到提高，紧急处理和请厂家来人检修的应变能力得到加强。通过组织电子竞赛培训，实验室工作方式有了较大的改变，改原来的8小时坐班制，为现在的轮班制，每天实验室都正常开放，学生随到随学。比赛期间甚至采取24小时轮班制。实验技术人员分工具体职责明确，一切工作都以满足实验教学的需要为宗旨，实验室管理方法及管理观念发生了根本性的转变。

4.建立元器件库

电子竞赛一个重要环节是建立一个比较完备的电子元器件库，这样可以让学生在电子制作过程中，不必要在购买电子元器件上浪费过多的精力，可以在设计、制作过程当中有着充裕的时间。首先考虑的是建立一个门类比较齐全适合于培训、常规性制作的电子元器件库。如各种单片机平台、二极管系列、三极管系列、稳压管、74系列、CD4000系列、A/D、D/ A、普通运放以及各种规格的电阻、电容等。对于个别比较特殊的芯片可以另行购买。我们将不同元器件按照其市场价格分为3类：1元以下；1元至15元；15元以上。建立学生元器件领用档案，1元以下的元器件学生可以自由领取；1至15元的元器件学生领用后需要进行登记；15元以上的元器件需要经过指导教师签字后方可领用。实行计算机软件管理，登陆创新创业中心网站随时可以查询各种元器件实时库存数量、单价，以及每个活动小组所领用元器件详细清单，方便核算。电子竞赛结束后，所有元器件都要按领用清单全部收回，遗失和损坏元器件的根据实验室管理规定酌情赔偿。部分设计新颖的获奖作品予以存档保留外，其他作品予以拆卸，对零部件和元器件进行回收。创新创业中心每年用于元器件购置经费约5万元，通过几年来“滚雪球”式的发展，现有元器件总价值达到约十余万元，从建立元器件库初期的服务于电子竞赛，逐步演变成为共享资源，为创新创业中心在全校范围内组织学生开展电子类第二课堂活动提供了物质保障。

5.配备专职教师、实验技术人员

创新创业中心现有实验技术人员7名，负责整个中心8个专业实验室的管理，其中包括电子设计创新实验室设备的日常运作和维护。加上从3个学院抽调的指导教师12人，组成精干的电子竞赛师资班子。历届大学生电子竞赛的题目都十分重视对学生综合能力的全方位考核，教师在指导学生过程中开阔了思路，更加关注科技前沿，自觉对各个教学环节进行全面思考，及时发现平时教学中存在的问题，对教学内容和教学方法进行及时改进。同学们通过参加电子竞赛的磨练，尤其是在正式比赛的4天3夜里感受了人生的挑战，感到了时间的紧迫，学会了和时间赛跑；同学们反映其锻炼作用比听40堂课都要有效果。因此，依托创新创业中心的专业实验室，积极开展科研活动，提高学生的实践能力、培养学生的创新能力，是将课内与课外、自学与指导、理论与实践、继承与创新相结合的一种非常好的途径。通过指导学生参加电子竞赛活动，不仅帮助学生取得好的比赛成绩，也是提高教师和实验技术人员创新能力的重要途径，从而促进教师和实验技术人员素质的提高。

三、电子竞赛为拔尖人才的培养创造条件

1.电子竞赛为参赛选手营造了良好的成长环境

在学生广泛的参与和学生素质普遍提高的前提下，通过系统的培训和“精雕细琢”，再经过参加电子竞赛的实践检验，拔尖人才就会被发现和挖掘出来。电子竞赛为特殊人才的成长营造了良好的培养环境，同学们也因为参加了电子竞赛而受益终生。

2.通过参加电子竞赛为大学生就业和创业打下理论基础

通过电子竞赛的培训，队员们对于传统的知识平台课程的学习有了更深刻的认识。明显表现为书本知识学得透，实践动手能力强，并能根据项目设计需要自主设计电路和编写运用程序，提高了学生自主开发能力，增强了学生就业的适应性，为学生毕业后可持续发展奠定了扎实的基础。

[1]宗静静，车仁信.电子设计竞赛与创新型人才的培养[J].实验室科学,2009, 1：18～20

[2]边晓明.管家婆7.2在实验室固定资产及元器件管理中的应用[J].科技创业,2007,8:188～190

[3]宋智，车仁信.结合电子竞赛开展实践教学的研究与实践[J].实验室科学,2008,6：174～175

The practice of specialized laboratories serving for electronic contest

Bian Xiaoming,Wu Lingqing
Innovatiou and venture center south-central university for nationalities, Wuhan，430074，China

Electronic design creative Labs has the comprehensive advantages of the expertise, equipment, talent and project. In the practice of serving the electronic contest, they reflect the features of teaching content rich, teaching process vivid and teaching effects salient. Relying on functional superiority trinity of their teaching, research and training, practical teaching is activing, promoting the reform of the teaching content and teaching methods, progressing the change of the laboratory management methods and conception, ledding the enthusiasm of the teachers and laboratory technicians for learning professional skills, playing an extremely important role in cultivation of innovation talents.

specialized laboratories;creative talents;the reform of practice teaching;students electronic contest

2009-12-11

边晓明，本科，实验师。