2021-4-9 | 电子设计论文
作者：高原 单位：桂林电子科技大学
1建设电子设计培训中心，搭建电子信息活动平台
作为近年来组织与引导学生开展自主学习、科学研究与设计创新的第二课堂，大学生实践培训基地已逐渐引起国内各高校的关注，对于形成“课内外结合、全方位、立体化”的科技活动平台，提升学生工程实践能力起到了重要作用。近年来，桂林电子科技大学投资过百万创建了电子设计培训中心，该中心既是电子设计竞赛的学生培训基地，也是广西区电子设计竞赛的测评场所，更是桂林电子科技大学的电子信息科技活动平台。其建设思路定义为：以全国大学生电子设计竞赛为主线，整合电子信息类教学资源，以学生为中心，以创新思维和实践动手能力的训练为核心，以培养创新务实高素质的应用型人才为宗旨，以创新思维、基本科研技能及知识综合应用能力等多层次训练为目标的电子信息科技文化活动平台。中心根据学生科技活动特点及学科发展要求，除购置了电脑、示波器、信号发生器、稳压电源等常用仪器设备以外，还配置了EDA开发系统、DSP开发系统、单片机开发系统、德国“乐普科”自动制版系统等设备。中心网站定期公布一些题目，全校学生均可自愿参加制作，经培训中心指导教师验收合格后，即可进入中心学习。中心在时间、空间、资源、指导等方面对学生进行开放式管理，培养学生的自觉研究习惯。培训中心的主要功能包括：
1.1开展一系列分项目、分层次的讲座，包括有关电源、DDS信号源、扫频仪的原理，设计思路，高频电路，FPGA，单片机，控制理论，论文写作等专题以及电路调试中的实用方法和技巧。近三年来，电子设计培训中心在区内开出公开讲座2次，校内讲座10余次。
1.2编写《Protel设计与提高》、《FPGA实践与应用》等培训教材，面向电子设计爱好者组织经常性的培训，通过训练考核促进学生设计与制作能力的提高。同时，利用与电子行业相关企业建立的合作机制，由企业主动提供新产品、新设备，对师生开展进校集中培训，介绍行业的新知识、新理论、新技术。
1.3为有较强创新意识和实践动手能力的学生参与创新性实验项目、教师科研、毕业设计、课程设计等提供技术指导及设备支持。“小功率数控交直流电流源”、“基于FPGA的RFID实训平台”、“智能无线搜救系统”、“基于软件无线电的数字SSB无线收发机”等一批学生项目相继完成并通过测试。
1.4作为大学生电子设计竞赛广西赛区的测评基地，为整个广西赛区作品的测评提供全套设备和良好的测试环境。培训中心的管理采用教学改革项目模式，学校每年验收一次，根据中心当年的培训规模、参赛成果等划拨下一年度经费。电子信息类专业学生通过中心的活动扩大了知识面，同时学校也遴选出了一批参加区级和国家级竞赛的种子选手。
2注重兴趣培养，夯实入门基础
在学生入校之初，就宣传“先实践、后理论、再实践”的学习方式，鼓励学生及早参与竞赛培训、体验实践创新。通过获奖学生经验介绍会等形式，使新生深刻意识到:具有大赛经历的学生，会带着大赛中的许多实践问题学习理论课，迅速渡过认知阶段，加深对理论知识的理解。因此，并非要课程都学完才能参加大赛，要提前介入，介入得越早越好［4］20-22。参与培训的学生以自愿为基础，采用三人组队形式。组队时，提倡专业搭配、学科交叉，具有电路制作、软件仿真、单片机编程、机械设计等专长的学生合理分工，优劣互补。组队形式从一开始便基本固定下来，经过长期的磨合、磋商后，一旦有了赛事，小组成员之间即可默契配合、各司其职，为获取佳绩奠定了基础。对于刚接触竞赛培训的学生，组织参观演示性强的往届学生获奖作品，提高学生的参与兴趣。分别从数字电路、模拟电路、单片机、DSP及EDA等几个方面介绍基础理论知识，然后开设一些简单的单元制作项目，具体内容包括：信源电路、抢答器、计时器、放大器、传感器、滤波器等。这些单元电路既是各种通用电路的基础，又都具有趣味性和可欣赏性，可以作为独立的成果进行展示，从而激发学生学习电子信息类知识的热情和自信心，初步体验电子设计制作的基本流程，迈出实践创新的第一步。
3研究竞赛选题，推行层次化训练
全国大学生电子设计竞赛的选题范围“以电子技术（包括模拟电路和数字电路）的应用设计为主，可以涉及单片机、可编程器件及微机（微机主要作开发用）。题目尽可能考虑到教学的基本要求，并兼顾新技术的发展。”历年竞赛题目主要分为：（1）无线收/发信机；（2）数据采集、测量、传输与控制系统；（3）高、低频信号源；（4）交、直流放大器。细化到实际课程中，则涵盖模拟电子电路、数字电子电路、高频电路、传感器技术及应用、微机原理、单片机接口技术、PLD可编程技术、自动控制原理等多门课程［5-7］131-148，415-420，130-132。根据大学生电子设计竞赛的题型和内容倾向，针对需要掌握的基本知识、技术及技能，结合电子信息类应用型人才培养方案要求，开展层次化训练。
3.1分项训练对于具备一定设计制作基础的学生，根据模拟电路、数字电路和单片机电路模块分别进行分项专题训练。模拟电路部分主要训练项目为：音频功放（包括音调、功率放大）、电源（稳压、稳流）、程控放大器；数字电路部分包括：常规器件实现数字钟、方波的展宽与变窄、常规器件实现的频率计；单片机电路部分包括：单片机配合A/D转换器实现数字电压表、单片机与D/A转换器实现的波形发生器、单片机对电机的控制。
3.2综合训练融合基础层次的多个模块给出设计题目和参数要求，启发性地讲解设计要点，使学生建立起系统的概念并自主设计、制作作品。
3.3跨学科集成训练集中进行涉及自动化、机械、光学等多方面、跨学科的综合训练，包括：直流稳压源、信号发生器、无线收/发信机、信号检测与控制系统、数据采集与控制等。指导教师给出参数要求和大致参考方案，具体的设计和实施则通过学生查阅资料、教师答疑和学生自己的实践来完成［8］154-156。
3.4赛前冲刺在开赛前期，参照电子设计竞赛模式，采用模拟试题，要求学生以2-3人组队的形式，在设定的时间限度内完成资料查阅、方案选择、电路制作、程序调试、问题排查、论文写作等一系列工作，体验竞赛氛围和工作模式。同时，邀请有丰富竞赛经验的指导教师或企业工程师开设专题讲座，讲评电子制作作品，补充竞赛方法和技巧，开拓学生的知识结构，使学生的实战能力得到快速提高［9］120-123。为了能更真实地反映出学生电子设计制作的实际水平，当前在区级赛和国家级赛中，逐渐加设了全封闭式的制作类专项竞赛。由组委会提供仪器设备、电路元件、万能板等硬件设备，各参赛队只能携带参考书籍和未写入程序的单片机小系统板入场。参赛队员需自行查阅资料、设计电路方案、列出元件清单并领用元件、在万能板上布设元件、焊接电路、调试并测量数据。针对这一竞赛形式，反馈到赛前培训中，则更需要加强对学生基础知识、独立工作能力和拼搏精神的培养和锻炼。