甘 肃 省 教 学 成 果 奖

            科 学 总 结

成 果 名 称         基于全国电子设计竞赛的实践教学研究

成果完成人           杨志民，马永杰，摆玉龙，严春满，王全洲

成果完成单位        西北师范大学物理与电子工程学院  

申 请 等 级         省级一等奖   

申报单位名称及盖章  西 北 师 范 大 学

申 请 时 间         2007 年  7  月  20  日

成 果 科 类         工   学      

依托电子设计竞赛，推进电子专业教学模式改革

——教学研究项目“基于全国电子设计竞赛的实践教学研究”的

科  学  总  结

全国大学生电子设计竞赛是面向大学生的群众性科技活动。我们积极参加并组织了全国电子竞赛甘肃赛区的工作。从1995年起，开始组队参加全国电子设计大赛，并以电子竞赛为基础，紧密结合教学实际，对电子与信息技术专业的教学模式、课程内容、课程设置、课堂教学、教学方法及教学管理等进行全面的研究与改革实践。以电子技术课程为基础、注重电子技术发展的前沿，促进电子信息类专业和课程的建设，在教学中注重培养大学生的创新能力；加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生针对实际问题进行电子设计、制作的综合能力；吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，推动了我校电子技术教学的改革，特别是加快了电子技术实践教学的改革，取得了显著的成果。目前，此项成果已经在本专业的教学实践中得到了全面推广和应用。主要成果的内容如下：

一、 成果主要内容

1. 以电子竞赛为基础，推动课程体系和课程内容的改革

电子竞赛的主要目的是紧密结合教学实际，着重电子技术的基础、注重电子技术发展的前沿，促进电子信息类专业和课程的建设，引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新能力；加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生针对实际问题进行电子设计、制作的综合能力；吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动。我校从1995年起积极参加全国大学生电子设计竞赛。并以电子竞赛为基础，推动我校电子技术教学的改革，特别是加快电子技术实践教学的改革，取得了较好的成绩。

电子竞赛的主要思想充分体现在历届竞赛题目中。多年来，我们非常重视对电子设计竞赛试题的研究，通过研究和对比，发现我们在电子技术教学中的不足，进行了电子技术实践教学的改革，调整了不合理的教学计划和教学大纲，实现了四个结合：基础教学知识与综合能力的结合，设计计算与制作测试的结合，基本内容与专业内容的结合，传统器件与新型器件应用的结合。在其题目的导向下，要调整不合理的教学计划和教学大纲，对于出现的新技术，新器件，在课堂及时更新，对于专业基础理论和基础技能则加以保留。鉴于此，我校先后在电子相关专业开设了EDA，可编程控制器，指导电子设计为主的电子设计工艺课程，对于传统的8051单片机教学，也及时加入了十六位机，MOTOROLA单片机，单片机C语言编程等方面的内容。在电子课程教学中，及时介绍一些新器件和新技术，让同学及时了解学科发展动态，得到广大同学广泛好评，极大的提高了教学水平，与此同时，也受到就业单位的普遍欢迎。

我校在2003年和2005年的电子竞赛中，各获一个全国二等奖，同时获两个甘肃省特等奖和其它奖项。教学改革的实践证明，通过参赛加深了我们对电子技术实践教学改革重要性和必要性的认识，强化了我们对学生动手能力的训练，促进了我们对学生基本素质的培养，推动了我们和兄弟院校的交流与合作，加快了我们电子技术的教学改革的步伐。这些年来，利用电子竞赛这个平台，以提高大学生综合素质为目标，实现了教学目标、课程设置、教学内容、教学方法、课堂教学、教学评估、教学管理等方面改革的突破，完善了多元化的实践教学模式。课程体系作如下调整：

(1) 先后增开了EDA、嵌入式系统、电子技术前沿讲座、电子技术综合实验、通信原理、DSP 等新课程。

(2) 开设了“高密度、重应用”课程。我们将Matlab与Protel合并、Visual Foxpro与ASP合并、AutoCAD 与3DMAX合并。

(3) 新建嵌入式系统实验室、开放实验室。

(4) 对传统教学内容进行改革。比如对于传统的8051单片机教学,也及时加入了十六位机、 MOTOROLA单片机、单片机C语言编程等方面的内容的介绍；在电子课程教学中,及时介绍一些新器件和新技术,让学生及时了解学科发展动态 。

(5) 压缩传统的理论教学课时 。比如模拟电路、数字电路、信号与系统、数字信号处理的课时都由周5压缩成周4。

2. 以电子竞赛为基础，促进专业理论教学和实践教学的和谐发展

从本质上讲，电子技术专业的部分课程理论性较强，要求学生有较好的数学基础，学生在学习过程中，容易产生枯燥厌学，脱离实际的情绪，教学效果也不尽如人意。

全国大学生电子设计竞赛题目具有良好的导向作用， 竞赛题目始终以基本理论和基础知识为依据， 例如: 低频信号发生器，简易数字存储示波器等。而辅导电子竞赛的老师都是经过精心挑选的一批工作在教学第一线的教师。一方面， 他们具有良好的专业理论基础， 可以胜任辅导学生工作; 另一方面， 他们通过指导比赛， 了解教学中的弱点。在教学上改变专业理论教学的误区、盲区，加强对于实用部分的教学。克服重理论轻实践、重数字轻模拟、重数字怕模拟、重低频怕高频的现象。通过及时的调整教学计划和教学方法， 促进专业理论教学和实践教学的和谐发展。帮助学生在理论和实践方面都得到全面的发展。

为了带领学生积极参加全国电子设计竞赛，并取得满意的成绩，除了加强和改进理论课教学以外，我们还利用暑假和寒假的一部分时间，组织电子竞赛的培训班，鼓励有能力有条件的高年级学生积极参加培训。培训班为学生提供了施展才华天地，学生在培训班里可以按照自己地兴趣去发展，自觉自愿地进行学习。另外，我们每隔一年还组织全校的电子设计类的大赛，积极鼓励相近专业的学生广泛参加，扩大了学生的受益面。

对实践教学的促进主要表现在以下方面：

(1) 通过竞赛，促使学生加强理论知识和专业技能的结合，在提高实践能力的同时，提高理论学习的积极性。

(2) 教师通过指导比赛, 了解教学中存在的弱点，从而有的放矢地调整教学内容，避免重数字轻模拟、 重低频轻高频、重理论轻实验的现象。

(3) 精减课内学时, 加强实践教学环节。我们调整了现有的教学计划, 压缩部分课程的理论学时, 增加实验课时。比如我们将Visual Foxpro由3+1调整成2+2、AutoCAD 由4+1调整成2+2甚至1+3。

3. 以电子竞赛为基础，推动实验教学的深入改革

为了适应电子设计竞赛的要求，必须提高基础实验教学的效果。我们从实验课教师的配备、师资队伍的建设，实验内容开设到实验课程组织等方面都采取了相应的措施，使实验课教学向更加正规化、完善化、体系化的方向发展。

传统的实验课教学基本依附于理论课程，实验内容大多停留在单一的验证性实验上，内容过于陈旧，形式呆板，方法单一，无法激发广大学生的积极性、主动性。当然也就不能满足培养学生的创新能力、协作精神，提高学生的综合素质的要求。我们认为，电子设计竞赛正好能够补充我们在这方面的不足，适应人才培养目标的要求。

现在的实验课不单纯是让学生学会仪表的使用，学会测量几个实验数据，更重要的是帮助他们树立一种系统的概念，培养他们系统分析问题、解决问题的能力，提高他们的工程实践能力。当然，这就要求任课老师不仅有很强的理论基础，而且还要有很强的业务能力。为了适应电子设计竞赛的要求，适应人才培养模式的要求，必须对传统的实验教学模式和内容进行适当的调整，在实验中注重新技术、新器件的运用，提前布置实验内容，要求学生课下独立思考，自行设计，搭建电路。在实验课上，老师讲解的重点是元器件的选取原则，电路的设计方法和与本实验内容相关的新技术、新器件的运用。在实验阶段，由学生自行拟定实验方法及步骤，调试电路， 测试电路的性能参数，对电路的参数指标进行改进。两年一度的电子设计竞赛，适应了社会发展的需要，不仅给广大学生提供了展示自己个性空间的舞台，而且给我们的实验教学指明了正确的方向，为实验室的教学和改革带来了新的生机与活力，对实验课程体系的建设起到一定的推动作用。

电子竞赛是制作类的大赛，所以对于实验教学具有巨大的促进作用，体现如下：

(1) 重视实验教学环节，提高学生的动手能力。目前，我系大部分课程，已经实现理论与实验并重、理论教学必须与实际应用相结合的目标。

(2) 建立基础实验、设计性实验、综合设计性实验、设计研究性实验四个层次的实验教学模式，同时降低基础性、验证性实验的比例。

(3) 增开电子技术综合实验课，防止学生知识割裂，培养学生综合应用多门课所学知识来解决实际问题的能力。

(4) 建立开放实验室，实现时间和内容的开放。时间上的开放保证学生可以在时间上有较大的灵活性，提高学生学习的主动性；内容上的开放保证学生可以根据自己的专业和爱好，选择规定以外的实验内容，这样有助于学生创新能力的培养和提高。

4. 以电子竞赛为基础，提高学生创新思维能力的培养

电子设计竞赛促进了新型人才的培养、创新教育的发展，作为一名电子专业的毕业生，要有较强的动手实践、实验能力，必须有一种开放的充满竞争和活力的创新教学环境，即建立一种开放式的实验教学基地，这种环境更有利于培养学生独立分析问题、解决问题的能力，有利于培养学生的创新精神和创新能力，以培养带动竞赛、以竞赛促进培养，调动学生积极进行能力拓展的活动，使学生在动手实践能力方面取得长足进步，增强了学生学习的主动性，对学习技能的提高有很大好处。在开放性实验基地，学生可以构建自己感兴趣的实验，也可以选做综合性、设计性实验，根据实验结果水平和开发创新等要素，由学院予以评估，优秀者可作为学院奖学金的评定和参加全国大学生电子设计竞赛选拔条件的依据。这样极大地调动学生自觉性，改善了学生学习的习惯。通过这样一系列举措，有效拓展一大批学生的知识面，同学动手能力和综合分析技能得以全面提高，学生的整体实验的质量有很大提高，极大地增强了同学认识问题和解决困难的信心。同时我们也深刻认识到，要提高学生的动手能力，必须要给学生更多动手实践的机会和动手设计的时间，让学生敢于面对仪器，敢于面对困难，领会科学研究的压力和成功的乐趣，使其提高实验兴趣并在实验中获取更多的实践经验。

 5. 以电子竞赛为基础，推动学生的团队协作精神培养

电子竞赛是以3人为一参赛队，竞赛题目要求完成产品制作并写出设计报告，产品制作须软件及硬件相互配合。组队后首先应有明确分工，一人负责单片机编程，一人负责模拟电子和数字电子的应用知识及其他综合知识，即硬件部分，一人负责撰些设计报告论文，在竞赛中不仅有分工，还要相互配合，这就需要有团队精神。我们在辅导过程，既要向学生传授知识，还要刻意培养学生的团队精神，鼓励大组合作，高低年级合作，充分调动每位学生的积极性，同时指导教师也应该具备必要的专业技能和奉献精神，并通过不断地学习新知识来提高自己。

二、 项目创新点

1.教学观念创新

由教育部高教司组织的全国大学生电子设计竞赛是面向大学生的群众性科技活动。也是对电子技术教学的一种导向。它促使我们对电子技术教学必须进行改革。首先要在教学观念上进行创新。多年来我们积极参加并组织了全国电子竞赛甘肃赛区的工作，利用电子设计竞赛这个平台，树立为学生服务、加强实践教学的教学观念。在教学目标、课程设置、教学内容、教学方法、课堂教学、等方面实现了进一步的改革，充分体现了教学观念创新。

2. 教学模式创新

近年来，我们以电子竞赛为基础，紧密结合教学实际，着重电子技术的基础、注重电子技术发展的前沿，促进电子信息类专业和课程的建设，在教学中注重培养大学生的创新能力；加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生针对实际问题进行电子设计、制作的综合能力；吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，推动我校电子技术教学的改革，特别是加快电子技术实践教学的改革。较好地处理了理论与实践的关系，实现了四个结合：基础教学知识与综合能力的结合，设计计算与制作测试的结合，基本内容与专业内容的结合，传统器件与新型器件应用的结合。使参赛学生的理论基础、系统设计与综合能力、实际动手能力、协作精神等综合素质得到全面提高。从一个侧面探索了专业人才培养的模式，取得了明显的实践效果。

3. 依托电子竞赛，探索多元化的实践教学模式

在西部高校受硬件条件、学生来源等不利客观因素的限制下，为实现能力培养目标，实施多元化的实践教学模式，以实验室开放为基础，在教师有意识的引导和指导下，将原来松散的、彼此之间毫无关联的兴趣小组、学生社团、竞赛、科技创新、科学研究等活动有机地组织到一起，并有意识地进行引导活动的开展，作为课堂教学的延伸和补充，分阶段、分层次、有步骤、有重点地培养学生的创新意识和创新能力，将知识传授与创新能力的培养有机地结合在一起，更好地解决了知识传授与能力培养长期脱节的难题。我们还利用暑假和寒假的一部分时间，组织电子竞赛的培训班，鼓励有能力有条件的高年级学生积极参加培训。培训班为学生提供了施展才华地天地，学生在培训班里可以按照自己地兴趣去发展，自觉自愿地进行学习。另外，我们每隔一年还组织全校的电子设计类的大赛，基极鼓励相近专业的学生广泛参加。扩大了学生的受益面。

三、应用情况

1. 将新的实践教学模式应用于创新人才的培养

多年来的教学实践表明，新的多元化实践教学模式在不消耗更多教学资源的条件下，能够培养学生的创新能力，提高学生的综合素质。在实践教学活动中，提高了学生的主体地位，激发了学生自觉学习的积极性，为了完成某一实践任务，学生能够积极主动地利用课堂所学知识来解决问题，并自觉地获取新的知识。不仅能够使拔尖人才脱颖而出，而且能够使其他同学能够找到施展个人才华的机会，从而使学生的综合素质大大提高，在一系列的科技创新活动中取得了优异的成绩。自实施新的实践教学模式以来，我系学生在全国大学生电子竞赛中共获得国家二等奖1项、省级特等奖1项、省级一等奖1项、省级二等奖4项。

2. 将新的实践教学模式应用于中职教师培训

 经过多年的实践与探索，在多元化实践教学模式上积累了一定的经验，我系将该模式应用与教育部主办的全国中职骨干教师培训班中，开设电子技术的发展与展望、测控技术的发展等前沿讲座内容；开设电子技术实践课程Pspice，Multisim及应用、Protel及应用、单片机原理与应用等课程；组织了电路板焊接与电路调试等培训内容。培训效果显著，取得了学员的一致好评。

3. 实践教学使学生科研活动得到提高

在实施多元化的实践教学模式以来，我系学生在西北师范大学2003大学生学术科研项目的资助项目中，我系学生申请的项目10项，立项8项，立项率80%，立项的项目占全校总项目的20%，申请资金占总资金的38%。

4. 实践教学使学生的毕业论文水平明显提高

在实施多元化的实践教学模式的过程中，我们在毕业论文（设计）选题的可行性、科学性上严格把关，设计过程中认真指导，论文格式严格要求，答辩严肃认真。经过3年的实践，电子信息工程专业的毕业论文（设计）走过了由理到工、由软到硬的艰苦历程，近两年院级和校级优秀论文的比例大大提高，2004届毕业生论文（设计）有2篇获校级优秀论文。

5. 实践教学使学生适应社会的能力得到提高

通过各种训练和实践，学生们的主动性得到了充分发挥，学生的作品得到教师和专家的肯定，增强了学生的荣誉感和自信心，在克服困难的毅力和团结协作等非理性思维及素质方面也得到锻炼。学生毕业时敢于面对社会、敢于走出去、敢于面对陌生的领域，扩大了就业面。这也是高等学校培养的最终目标。

6. 实践教学使教师的教学水平得到提高

教师们在辅导参赛学生训练的过程中，不但提高了业务素质，而且认识到在教学中贯穿综合考虑解决问题的思想，对学生能力的培养的重要性。在教学实践过程中，对实践教学的研究也取得了可喜的成果，发表教学研究论文20篇，完成科研项目6项。

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