电子设计范文10篇

摘要：推动部分本科高校向应用型转变，是教育领域人才供给侧结构性改革的重要内容，也是国家对教育结构调整的重要举措。教育部发展规划司提出要加强应用型本科高校实验实训实习环境、平台和基地建设。设计了一种用于教学的电子设计综合实训平台，从主控芯片、电动伸缩杆的控制、直线电机的控制等方面详细介绍平台主要控制功能的实现。在平台上可进行模拟电路、数字电路、单片机应用等相关电子设计类课程的实验、组装与焊接，平台还具有辅助教学的功能。

关键词：电子设计；综合实训；辅助教学

为了使人才培养结构和质量适应经济结构调整和产业升级的要求，解决人才供给与需求之间的矛盾，以及毕业生就业难和就业质量低的问题，高校建立了以提高实践能力为引领的人才培养流程，实现教学过程与生产过程对接［1］。加强高校实验实训实习环境、平台和基地建设便是其中的主要措施之一。目前实验室建设中存在如下问题：第一，有的学校实验室功能分散，不同的课程需要到不同的实验室进行，有的实验室只能进行电路基础课程的实验，有的只能进行模拟电子的实验，有的只能进行单片机应用的实验等，给管理和学习带来不便，也不便于进行综合性实验的开展；第二，实验室内相关计算机硬件的实验装置大都在普通桌面上进行，以至于无法对电路板等零部件进行固定，实际训练时现场凌乱，影响实训的教学效果，尤其是针对电子元器件的焊接，焊接的工具都是另外准备，既不方便教学，也不方便收纳；第三，实验室只有实验功能，教师需要讲解、示范实验过程及分享学生实验结果时，学生只能在教师或学生所在的实验台分批围观，不方便进行实验教学的开展等等。为了解决以上问题，我们设计并实现了一个电子设计综合实训平台，不仅可以进行综合模拟电路、数字电路、单片机应用等相关电子设计类课程的实验、组装、焊接，而且可以有效地对主板的位置进行固定，方便电子元器件的焊接和收纳整理，另一方面此平台还具有辅助教学的功能。

1平台总体功能设计

教学用电子设计综合实训平台具有电子类课程实验功能、元器件组装与焊接功能、收纳整理功能、辅助教学功能等，具体功能模块图如图1所示：电子实验功能：在此平台上可分别进行电路基础、数字电路、模拟电路、单片机等电子设计类各门课程的实验，还可以开展一些涉及多门课程的综合实验，这样更有利于学生完成综合性、研究性的实验项目，更有助于培养学生综合应用所学知识解决实际问题的能力。组装与焊接功能：平台中支撑板中部的矩形箱体可以固定电路板，并且在支撑板上表面左右两侧有工具箱和储存槽，可以归类放置焊锡原料辊、电烙铁、锡枪、热风枪、松香盒等焊接工具和原料以及各类元器件，并且电路板的固定、工具和元器件的拿取都可以通过控制面板上的按钮简单地进行控制，而且还有放大镜可以方便使用者清楚地观察和操作。整个设计使得电路的组装与焊接非常便捷有序。收纳整理功能：平台中支撑板的左右两侧有托板和工具箱，托板上的第一储存槽和第二储存槽的内侧面设有大小不一的储存腔，可以将元器件分类储存到其内。工具箱设置有电烙铁支架、热风枪支架等方便放置各种工具和设施。这一功能克服了传统实训现场凌乱不堪的不足。辅助教学功能：在显示器的后侧面下端设有数据接口，可以方便电脑外接设备的连接。数据接口包括USB接口、VGA视频输出接口、网络接口和耳机接口。通过操作控制面板控制第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆工作将放大镜和微距摄像头移动到电路板的正上方，由微距摄像镜头将电器元件放大后清晰显示在显示器上，方便对电路板进行观察；当教师想要进行演示时，通过数据接口上的数据和网络接口将显示器上电路板及元器件情况输出到局域网中其它显示器等教学设备上，方便学生观看。综合实训平台的结构示意图如图2所示。

2平台硬件环境设计

1.竞赛中发现的问题大学生电子设计竞赛[1]

知识面广，内容涵盖多个专业领域新技术的应用，学生在连续四天三夜内完成赛题的设计、制作及调试，并写出设计报告。竞赛考察学生的设计能力、实践动手能力，对学生的心理素质及团队精神是一个极大的挑战。在竞赛的过程中，学生应用各种资源，不断提升自己的学习能力、发展创新能力。通过对连年来竞赛作品、设计报告的分析，发现在参赛学生中，以下问题较为普遍。（1）对专业前沿知识了解不足，缺乏对新器件、新技术的应用；（2）知识面较窄，综合分析、设计运用能力不够，创新能力较差；（3）实践动手及调试能力不足。

2.依托电子设计竞赛推动电子信息工程专业教学改革

学生在竞赛中出现的问题，充分说明了在现行的教学过程中，缺乏对学生能力的培养，教学内容没有跟上当代科技的发展，必须进行教学改革。

2.1依托竞赛充实教学内容，更新教学体系

随着科技的高速发展，学科之间相互交叉渗透，电子设计竞赛的题目正朝着新器件、新技术及新应用方面发展，赛题综合性强，设计指标要求高。传统的教学内容和课程体系已不能满足科技的发展，这就需要我们更新教育理念，扩充教学内容。对学生的专业知识结构进行有效的整合，构建新的课程体系，在新课程体系中增设一些综合性课程设计，在毕业设计和课程设计中鼓励学生制作电子实物，以加强学生的工程实践能力。在信息和电子技术飞速发展的今天，相关专业课程内容更新快，课程的内容不仅要有基础知识和专业知识部分，同时还应该注重学科前沿知识，把新技术、新应用充实到教学中。要在有限的学时里增加新知识，我们必须对授课内容做相应调整，在基础课中减少基本公式推导等理论性论证过程。在专业基础课中增加实用性电路设计的实例，而在专业课的教学过程中则需扩充一些综合性电路系统设计的案例。通过相应案例的分析、设计过程来加强学生分析问题、解决问题的能力，强化学生综合运用知识的能力。教学方法上应采用多样化的教学手段，激发学生自主性学习热情，培养学生创新性思维，改变传统的“满堂灌”，以及教学过程中只注重知识的传授，忽视对学生综合应用能力的培养，尤其是创新能力培养的现象。适当地采用启发式、讨论式以及案例教学方法，有意识地把实际工程案例中的某些问题留给学生，引导学生通过思考、讨论、自学等方法解决实际问题，增强学生的成就感，提高学习兴趣，培养他们的自主学习能力、解决问题能力和创新能力。

1电子线路CAD技术在电子设计中应用

近年来，我国电子技术获得突飞猛进发展，新型元器件和集成电路得以广泛应用，电集成化与复杂化显然已成为新时期电路设计的发展趋势。为更好满足当代电路设计需求，利用电子线路CAD技术取代传统的手工操作很有必要。在电子线路CAD技术的辅助下，电路设计的精密度将获得可靠保障。电子线路CAD技术的应用，其实是电路设计者在电路设计理论上具有可行性的基础上，通过计算机绘图、设计软件等工具，完成实际的设计工具。在电子线路CAD技术的帮助下，电路设计工作的效率与质量均将得以显著提升。目前，电子线路CAD技术在电子设计中的应用主要包括以下内容：

1.1电路图的设计。作为电子设计中的重要环节，设计结构完善、功能全面的电路图很有必要，这是确保电子设计最终产物能够正常使用的根本保障。在电子设计者进行电路原理图的设计工作时，完全可以借助Protel工具，实现原理图的输入。Protel蕴藏着资源丰富的电子器件库，在Protel的辅助下，设计者在绘图期间能够结合设计需求，灵活使用各类电子器件，大大简化了设计的工作量，同时提高了电路原理图的精密度。譬如，使用者绘制完成元器件后，可以根据自己的想象，将其放在任何一个位置，仅需通过拖动就能实现，无需进行其他调整参数等操作。

1.2模拟数据。电子线路CAD技术还能起到模拟数据的作用，以便设计者根据模拟电路运行产生的数据，检验电路设计有无异常。同时，可结合模拟数据，对电路进行更深层次的分析。Protel软件本身自带多种模拟功能，设计者可通过模拟功能的运用，对电子设计在通电情况下的温度、瞬态、灵敏度等情况有一个初步的了解，以确保该电路的功能是否达到预期效果。另外，还可利用数据模拟，了解电路各环节的运行情况，以便设计者及时察觉线路异常，并尽快采取措施进行调整。

1.3设计PCB板。利用Protel软件，将电路设计图进行布线，最终形成的电路板即为PCB板。PCB板的设计，离不开电路原理图的导入，而电路原理图的导入工作，势必需要借助Protel软件的数据模拟功能。同时，为确保PCB板的设计达到理想效果，电路原理图与PCB板中的各类元器件的电气特点务必要保持一致。只有这样，设计者才能借助Prote软件的布线功能完成布线工作，并在后期，通过人工调整的方式，进一步改善布线工作的效果，使电路布线更加精确、整洁。

2运用电子线路CAD技术提高电子设计课程教学质量的有效建议

摘要：以计算机为基础的电子设计自动化技术发展迅速，成为虚拟电子设计技术中的关键技术。电子设计自动化技术的硬件设备强大，实现了大规模集成电路制造技术、ASIC测试和封装技术、自动测试技术等技术的融合，使得电子设计成本大幅度下降。电子设计自动化技术可以进行系统逻辑程序设计的描述，实现逻辑简化、合成、布局、转换电路和系统的描述语言。

关键词：虚拟电子设计技术；电子设计自动化技术；应用

随着计算机软件功能的不断强大，电子设计自动化技术在电子设计技术中扮演着重要的角色，通过运用EDA工具软件和平台可以对电子设计逻辑进行整体性描述，为电子线路系统提供了其所需要的功能。而且电子设计自动化技术融合了先进的计算机辅助设计、辅助制造等多种设计概念，是虚拟电子设计技术的发展重点。

1虚拟电子设计技术中的电子设计自动化技术

1．1发展前景。电子设计自动化技术也就是EDA技术，其发展先导是现代科学技术，由计算机科学与微电子技术结合构成，将电子设计与计算机图形学、拓扑逻辑学、微电子结构学等内容进行了不同程度的融合。因此，可以更好地利用发挥计算机的功能，大大提高电子设计过程中的自动化，其主要用于电子工程开发出的电子系统软件设计工具，所以强大的计算机功能被很好地融合进来[1]。发展电子设计自动化技术可以为电子设计方案提供明确的方向，使得计算机等先进科学技术的语言描述范围增大，实现电子设计与生产工艺的统一，编程的设计更加系统完整，实现了自动化技术语言的交流、保存与修改。而且电子设计自动化技术推动了虚拟电子设计技术的自动化发展，在各级仿真、纠错和调试中可以及时发现改正电子结构设计中的不足，保证了电子设计的具体细节，有利于充分发挥电子设计自动化技术的功能。在社会、经济、政治发展，现代EDA技术有了良好的框架工作环境，为提高人们的生活工作质量奠定了基础。1．2发展优势。在虚拟电子设计技术中应用电子设计自动化技术，不仅可以加强复杂电路的设计调试功能，而且电子硬件系统的功能仿真可以通过计算机软件来加强，方便进行电子数据的查找和错误修改。对于电子设计技术发展过程中的文档管理有一定的简化作用，有利于大幅度降低其设计成本费用。在虚拟电子设计技术中加强电子设计自动化技术的应用，是电子设计自动化工具功能充分发挥的要求，推动了虚拟电子设计过程的自动化。电子设计自动化技术利用了计算机各类库的支持作用，使得虚拟电子设计技术的逻辑仿真性能加强，并通过模拟库、综合库、版图库与测试库的导向运用提高了其逻辑综合功能，有利于充分发挥HDL的功能[2]。电子设计自动化技术主要运用了数字电子系统，所以可以进行电子设计抽象性行为的逻辑性描述，通过运用功能描述和内部线路结构描述，实现了各个阶段与各个层次中电子设计过程的应用。因此，电子设计自动化技术通过一定程度上相应的模拟验证，使得电子设计过程成本费用大幅度降低，设计过程中工作的正确性大大提高，设计周期缩短，设计工作效率也得到了提高。虚拟电子设计技术中的电子设计自动化技术提高了其发展过程的自动化程度，通过对计算机软件与技术功能的运用，使得电子设计过程中电子文档管理作用加强，电子设计文档管理得到了简化。而且不同于以往的虚拟电子设计技术，电子设计自动化技术的逻辑设计与仿真测试技术强大，通过运用明确的电子设计方法在制定明确的标准规范时约束了其设计工作，所以有利于提高设计效率，设计过程中的系统性能也有所加强。而且电子设计自动化技术的出现使得电子设计的市场竞争能力降低，电子设计自动化技术标准化语言的功能作用得到了充分发挥。通过对不同设计对象的管理推动了电子开发工具的规范作用，所以电子设计系统开发的可靠性提高，是电子设计技术发展过程自动化程度发展的重要技术。

2电子设计自动化技术的主要内容

一、课程教学改革的思路

1.教学目标要具有明确的导向性。高职院校作为教育体系中的一个类型，与其他高校不同的是在人才培养目标的具体规格和标准上，是为生产、建设、管理、服务第一线培养高端技能型专门人才。这就要求教学必须有明确的导向性。2.教学要求必须具有够用性。要求教学应“必须够用”，我认为“必须够用”体现在四个方面：一是专业知识必须够用；二是专业技能和操作能力必须掌握；三是基本职业素质和职业道德必需具备；四是创新精神、开拓意识和创业能力必须强化。本课程必须根据电子类专业群的需要，以必需够用为原则制定合理的大纲，编写适用性强的教材。3.教学内容要具有实用性和针对性。4.教学方法要具有实践性。高职教育的教学方法更加强调实践性，这既是高职教育的教学特色所在，也是培养技术技能性人才的基本保证。5.教学考评要具有技能性。注重考评学生的技能水平及实践能力主要体现以下几个方面：一是注重专业技术水平和职业能力的考评；二是整个教学过程注意恰当渗透职业技能考核教育，努力使学生取得“职业技能证书”，具有“双成果”。

二、课程教学改革的实施

1.制定符合高职特点的教学大纲。在制定课程教学大纲时主要考虑解决以下几个问题：一是专业群的适用性。根据教育部《普通高等学校高职高专教育指导性专业介绍》要求，电子信息类专业群把电子设计自动化（EDA）作为专业核心课程，因此大纲所指向的内容必须为电子类各专业所适用；二是工具应用性的掌握。本课程是以使用设计软件进行电路设计为主要内容，熟练应用软件工具进行各种电路设计是重点内容；三是要与电子技术等专业课程进行关联。使学生既掌握了设计知识和技能，又进一步增进了对专业课程电路的理解，具有整体专业观念；四是充分体现以应用性、技能性为核心的考核方案。2.进行教材的改革与建设。现有的教材不能满足高职院校教学的实际需要的，一定要改，系成立了《电子设计自动化》教材编写小组，着力注意解决以下几个问题：一是应体现出最基本的足够的理论与操作知识，面面俱到的软件操作知识要省略，但原理图元器件知识、PCB知识、封装知识、制板知识等理论要详细突出；二是如何应用到实际电路的设计，将电子技术课程的具有典型性的项目作为教学的一部分编入教材和讲义，让学生掌握实际电路的设计流程，将理论和实践有机结合起来，使学生学用结合；三是如何成为产品化的PCB，这也是进行教材建设的重点，增加实物制作内容，其目的是让学生通过实际实物制作，既掌握电路设计技能，又熟悉了工作流程，形成了产品化的印刷板，实现了在课程中的工学结合。3.实操内容与相关课程的结合与应用。工学结合、解决实际工程问题是高职院校教学切入点，而实训是最好的载体，为此笔者在教学中根据总体改革方案的要求，对实验实训教学也进行了相应的改革。一是将本课程的训练与相关课程连接、沟通。如与模拟、数字、综合实训、毕业设计相互衔接，将相关课程的电路作为基础，由于学生比较熟悉，进行设计时得心应手。二是除了正常的实操训练外，进一步增加了课程设计内容，让学生动手制作实物，通过实物制作这个工程实践环节，真正掌握书本知识在实际中的应用。在训练掌握基本操作方面，将训练课改为任务驱动方式。根据教学内容，将教学任务分为六大块（即模板制作、原理图库元件制作、PCB库封装制作、层次原理图设计、PCB设计、课程设计），十小块（增加原理图检查、设计规则设置、原理图综合训练、PCB综合训练），每一块独立为一个任务，所有任务完成了，教学总体任务也相应完成。具体执行如下：①制订实训任务书。将每一个任务以《XXX实训指导报告》形式出现，提出本次实训的工作题目和实现目标，给出主要实现的主要步骤，学生当堂工作，得到结果，完成任务，同时让学生回答问题找到解决问题的方法。②教师指导。在实训中教师主要负责两方面指导：一是解决学生遇到的问题，如在绘制原理图元器件时，有的学生将管脚方向放置反了，教师要纠正而且进行强调其方向的重要性；二是介绍相应的技能技巧，提高学生掌握的熟练性及工作效率，笔者通过教学实践和网上交流，编写了教材上没有的应用技巧15例，在训练中不断让学生掌握，提高了学生设计速度和质量。③单元任务与综合任务相结合。在设计教学任务时，做到两个结合：一是单元任务与技能考核相结合，争取让学生获得技能鉴定证书，具备国家认可的电路设计绘图员资格；二是单元任务与实践结合，通过课程设计，让学生掌握实际设计与制作电路印刷板的方法，通过参与工程实践，全面掌握课程知识与技能。在训练成为产品化PCB板方面，增加课程设计部分，采取实物制作训练方式，课时约为6～10学时，该训练要求采取“电子技术（模拟、数字电路）”课程提供电路，为了搞好训练，笔者与数字电子技术等相关课程教师组成了项目开发小组，研究如何有效地进行课程设计有关实训环节，我们制订了“先易后难，稳步提高”的训练计划，为此我们为学生准备了两个训练项目，一是在数字电路中已经用万能板做过的“三人表决电路”，由于学生掌握了其工作原理，并有制作经验，因此在设计PCB设计中能有效结合，提高了工作效率；二是选用较为复杂一点的“循环彩灯电路”，这是选做训练，该电路既可以作为复杂的单面板电路训练，又可以作为双面板电路制作，有很强的课程代表性。4.考核系统的建设。①实用性。传统的考试方式是以试卷定成绩，虽然卷面能反映一定的实践知识，但缺乏对应用能力，尤其是实际的操作能力的考查。新的考核要求的设计都是可以成为现实的产品，这样学生在考试过程中既有设计的兴趣，又可以得到技能的提高。②与相关的课程的结合性。采取相关课程电路为基础进行设计，既可以较好地进行课程之间的沟通、复习，又可以增加设计的准确性和规范性。③与技能证书考核相结合。由于学生要参加广东省技能鉴定中心“计算机辅助绘图员（电子CAD）”职业技能考核，考试形式与之接轨，要使学生适应技能考核的环境和题型，提高考证的通过率。考试改革主要体现以下方面。改形式，期末考试全部上机实践考核，通过实际操作切实掌握知识和技能；改内容，试题与省高级技能考核形式相同，虽然难度有所降低，但考试的知识点和技能掌握的重点部分，在试卷上充分体现；改评卷，制定与行业标准相一致的评分标准，进行电子文档的教师评卷；改构成，平时占20%，主要是课程设计和平时实验报告得分，期末考试为大型综合实践技能考核，分数占80%。学期考核方式的改变，促使学生不断强化操作技能，才能在上机考试中得以应用，从另一方面激发学生的学习动机，也提高了学生设计应用能力。

三、教学改革的成效

1.教师技能水平不断提高。由于本课程设计是我们自己开发的项目，这就要求教师在备课中既要考虑学生的特点和训练的适用性，还要充分进行实验，在亲自设计并成功达到理想的效果以后才能给学生使用，在此过程中教师的技能水平得到长足提高。如在PCB板的制版方面，我们通过网上查询和自我反复实验，开发出背胶纸制版法和热转印制版法，尤其是热转印制版法的开发使用，提高了PCB板制作的效果，使学生作品更美观，更漂亮。2010年学院购置了两台PCB刻板机，使得优秀设计包括学生毕业设计得到了精密工具，教师的技能水平也得到长足的进步。

1模式探索

电子设计竞赛是面向高校大学生的群众性科技活动，目的在于推动高等学校信息与电子类学科面向21世纪课程体系和课程内容的改革。推动高等学校实施素质教育，培养学生工程实践能力、提高学生解决实际问题、进行电子设计制作的能力，吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动，特别是在高校大学生创新能力、协作精神培养方面，起到了积极引导和推进作用［1－3］。

1.1ADI大赛的前期筹备

基于科学研究和研究生技能培养的需求，在长期合作的基础上，2003年电子科技大学与ADI公司共同建立了“电子科技大学－ADI联合实验室”，为我们能够成功地承办这一大赛提供了坚实的保障。2004年ADI公司希望在电子科技大学设立研究生奖学金。基于以上考虑，电子科技大学建议将设立奖学金改为赞助研究生综合设计竞赛，由ADI公司提供样片和部分制作费与奖金，电子工程学院组织和提供场地与实验条件。

1.2ADI大赛的探索与推广

2005年3～10月，电子科技大学成功举办了首届“电子科技大学－ADI研究生创新设计大赛”。获得了学校广大师生，特别是在校研究生的热烈反响。活动的成功举办也使ADI公司意识到了举办大赛对学校和自身的双赢关系，故在2005年比赛结束之后，ADI公司计划将大赛规模进一步扩大。2006年度的第一届全国创新设计大赛继续在电子科技大学举办。在统筹全国大赛进度的同时，学校负责西部赛区的具体组织工作。西部赛区负责四川、重庆、云南、贵州、西藏、甘肃、宁夏、青海、新疆和陕西10个省和自治区相关高校的联系和组织。短短两周的报名时间，我们收到了西部赛区30多支代表队的报名表。全国共有来自30多所高校的60多支代表队参与竞赛。经过初评、复赛、现场答辩等多层选拔，来自16所高校的20支参赛队分获特等奖至三等奖。与此同时，为了总结大赛的经验，承上启下，并保存大赛成果，在2006年ADI创新设计大赛圆满结束之际，学校联合ADI公司，同电子工业出版社合作，收集和出版了各获奖队的设计方案。以供学生之间进行思维的交流，为将来赛事的参与者提供灵感。第一届中国大学生创新设计竞赛历时半年，于2006年11月顺利结束。我院的承办工作受到了ADI公司上下的一致认同，并总结此次活动的组织过程，形成一定的规程，作为后续赛事的参照指导。

摘要：随着信息技术的不断发展，科研能力的不断提高，电子设计技术进入了一个快速发展的全新阶段，发展效果较好，发展势头较强，实现了软件设计与硬件设计的有机融合，具有广泛的应用性，在电子系统设计中具有重要的作用，研究现代电子技术设计的发展历程以及应用，有助于对电子设计技术产生更深层次的认识，促进电子设计技术的发展。

关键词：电子设计技术；电子系统设计；应用

电子设计技术是一种新兴技术，通过电子设备进行设计不仅能够提高设计的准确性与便捷性，提高设计效果，还能够节约设计制图的时间，并将平面的图形立体化形象化，方便设计人员进行再次修改，因此，电子设计技术在生产生活中具有重要作用，研究电子设计技术在生产生活中的应用至关重要。

1.现代电子设计技术概述

现代电子设计技术的发展速度较快，受到信息技术发展与市场需求的影响，市场需求量大，对技术的发展要求较高，资金与科研力量投入较大，现代电子设计技术的发展也就越迅速，电子设计技术也就进入了一个快速发展的阶段，并获得了一定成效。现代电子设计技术中发展最为迅速的是EDA电子设计自动化技术，下面主要围绕电子设计自动化设计进行简要概述。电子设计自动化技术为电子系统设计带来了革命性的变化，在各个领域都有广泛的应用，电子设计自动化技术经历了三个发展阶段，从计算机辅助设计到计算机辅助工程设计再发展到电子设计自动化技术，经过不断的发展变革，已经逐渐完善，在电子系统中的多个领域，尤其是微波领域以及模拟领域等发挥着无可替代的作用[1]。电子设计自动化技术的功能主要为以下几点，第一，进行电子系统设计仿真测试，第二，进行电子系统的布局布线，第三，完成电路的功能设计与逻辑分析，第四，实现印刷电路板的自动化设计。电子设计自动化技术的工作平台只需要计算机硬件以及系统软件，在具备电脑以及电子设计自动化软件的情况下，就可以进行工作，方便、快捷，投入小，回报高，具有重要的应用价值，在电路性能分析与设计方面具有重要作用。由于电子设计自动化技术的发展带动了电子产品以及通讯事业的发展，对社会的发展起到了较大的促进作用。

2.现代电子设计的发展历程与趋势

一、引言

由教育部高等教育司和信息产业部人事司主办的全国大学生电子设计竞赛是教育部所倡导的四大学科竞赛之一，是面向全国大学生的群众性科技活动，其规模和影响力在不断扩大，全国大学生电子设计竞赛已举办了九届，由1994年第一届的44所院校219支参赛队657人发展到2009年第九届923所院校9042支参赛队人数达27126人。该项竞赛举办目的是：通过竞赛推动高校对电子信息类专业的课程体系和课程内容的改革，促进高校实施素质教育，以此培养大学生的创断能力，协作精神和理论联系实际的能力，培养大学生针对实际问题进行电子设计制作的能力。全国大学生电子设计竞赛经过了15年的积累与沉淀，为电子信息产业界搭建了一个宝贵的人力资源和在校大学生择业的桥梁，为社会输送了大量电子方面的优秀人才。我院2009年首次组两个代表队参加了比赛，获得了湖南省的三等奖一项。我们在和兄弟院校拼搏竞争、交流切磋的过程中看到了差距、也看到了信心，更体会到了电子信息类教学改革的迫切要求。面对竞赛暴露的问题应如何加以解决，值得探讨和研究。

二、竞赛的内容和形式

全国大学生电子设计竞赛以电子电路应用设计为主要内容，主要涉及电子技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术和传感技术多个专业，涉及到模数电路、单片机、可编程器件、嵌入式系统等多门课程及EDA软件工具的应用。竞赛分为高职高专组和本科组，题目一般四到六份，参赛队可以在相应组里任选一题。竞赛时间为连续的四个白天和三个晚上，在半封闭状态下进行。每个参赛队由三名学生组成，在规定时间内独立完成设计、制作、调试工作，并且写出设计报告。该竞赛对学生设计能力、实践能力、心理素质、团队精神以及体力都是一个挑战，它检验学生综合运用知识的能力和综合实验的能力[1]。全国电子设计竞赛时间短、任务重，参赛队要求在连续四天三晚完成设计任务。设计内容知识覆盖面广，涉及到许多相关领城的新技术的应用。学生必须灵活地综合运用所学的知识完成设计任务。电子设计竞赛不但对参赛学生综合能力是一种检验，而且也是对高等院校电子信息类专业课程教学质量的一次检验[2]。

三、竞赛反映出来的主要问题

从历届竞赛的题目来看，试题难度逐届加大，实用性、综合性越来越强，多学科交叉和渗透明显，留给参赛学生发挥的空间越来越大，对学生的要求越来越高。通过研究我院参加的第九届电子设计竞赛情况，普遍存在以下问题：

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。从1994年的首届试点到今年已经成功地举办了十届，受到了各大专院校及社会各界的广泛关注，已成为我国电子信息类学科竞赛中持续时间最长、竞赛规模最大、颇具影响力的大学生学科竞赛活动，对促进高校教学改革和培养优秀人才起到了非常重要的作用。许多高职院校从成立之初，对参加大学生电子设计竞赛非常重视，派队参赛的高职院校逐年增加。从2007年开始，全国大学生电子设计竞赛采用了本科生组与高职高专组分开竞赛的形式，大大增加了高职生的参与人数和获奖机会。电子设计竞赛对推动高职院校电子信息类专业的课程体系与教学内容的改革起到了促进作用，许多院校以竞赛的内容、要求与形式为导向开展教学改革，对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；培养学生的创新设计能力、协作精神，提高学生的综合素质都产生了积极的影响。

1对电子设计竞赛高职组试题的探讨

大学生电子设计竞赛命题一般是以电子电路（含模拟和数字电路）应用设计为主要内容，可以涉及模-数混合电路、单片机、可编程器件、EDA软件工具和PC机（主要用于开发）的应用。题目包括“理论设计”和“实际制作与调试”两部分，着重考核学生综合运用基础知识进行理论设计的能力，考核学生的创新精神和独立工作能力，考核学生的实验技能（制作、调试）。具体的竞赛试题一般具有特定工程背景，其涉及的专业知识面广，综合应用性强。在给定功能和性能参数要求的情况下，由一个参赛队在四天内共同设计、制作完成。起初在竞赛的选题上，高职院校的参赛选手与本科生没有什么区别，都是从同一组试题中进行选题，其竞赛的成绩与本科生差距明显，多数参赛队伍都难以按要求完成其中的理论设计部分。从2007年开始，组委会采用了本科生组（甲组）和高职高专学生组（乙组）分开的两组竞赛题目，高职组的题目相对本科组除难度小些，要求降低外，其他方面并没有多大区别，仍然是以电路的综合设计与制作为主，评分标准也大体相同。从今年9月份举办的竞赛来看，仍是这种情况，给人的感觉只是本科生试题要求的缩水。竞赛对高职生在理论设计上的要求分量显得过重，与当前高职教学改革的方向似乎有些偏离。高职教育在我国经历了十多年的发展，全国各类高职院校成立之初，课程的设置与本科院校同类专业差别不大，许多课程只是本科课程的压缩。随着高职教学改革的深入开展，其培养目标和职业岗位定位越来越清晰。教育部对高职生的培养目标是要求学生具有较强的动手能力与实践能力，要求学生毕业后从事生产第一线的设备维护、维修、安装、调试等工作，这与就业市场对高职生的需求是相符的。高职的课程改革也逐渐走上了以就业为导向，校企合作、工学结合的道路。在这种趋势下，大学生电子竞赛对高职生在电路综合设计方面的要求则难以发挥导向作用，以至于一些院校为了应付竞赛而另外为参赛选手开设培训课程的情况。既然竞赛专门开设了高职高专组，在题目的设计和要求上是否能多考虑高职教育的特点和职业岗位的要求，不仅在难度上与本科组有所区别，在竞赛的侧重点和评分标准也应有所不同。例如本科组可侧重综合设计，高职组侧重制作和测试，这样更符合不同层次的高等院校对人才培养的定位要求。

2综合设计型人才难以成为高职教育的培养目标

虽然高职生也是从每年的高考中录取的，但是在入学分数上毕竟比本科生差了一个等次，这个差距反映出他们的中学知识基础和学习能力与本科生的差距。许多学生读高职是想学一门专业技术，希望在动手能力上强于本科生，在今后的就业市场上找到属于自己的位子。基础、能力和心理上的定位预期决定了他们中的大多数人难以在电子电路的综合设计上有所作为。电子信息技术是现代科学技术中的高新技术，其理论抽象、高深，初学者不容易理解和掌握。高职生由于中学的物理和数学基础较差，教学中他们普遍反映专业理论课程的学习难度大，感到内容抽象、难以掌握，理论考试不及格的情况在各高职院校都较为普遍。另外，高职生在校学习时间短，也制约了他们深入、全面地学习电子信息技术和相关知识。许多高职生实际在校学习时间为2年或2年半，最后一年或半年学校安排到企业实习。所以每届参赛的高职生，多以二年级的学生为主，以他们的课程安排来说，还只是学了一些基础理论，加上近年来的高职教学改革更侧重于培养学生的动手实操能力，许多理论课程被压缩，或降低要求，有设计要求的课程很少。在这种情况下，培养的高职生大多数不具备综合全面的设计能力。因此，课程难度与学习时间的限制决定了难以将高职生培养成为电子电路方面的设计型人才。就业市场对高职生的需求和定位也越来越清晰，多数电子企业并不要求高职生具备设计开发电子产品的能力。以我校应用电子技术专业多年来毕业生的就业情况来看，在电子行业工作的大多数毕业生都是从事电子产品的生产制造与维修工作，只有极个别的学生有机会从事电子产品的设计开发。因此，就业的导向也决定了高职电子信息类专业教学不能以培养设计开发型的人才为目标。

3以专业职业岗位技能要求为导向设计高职竞赛题目

一、大学生电子设计竞赛试题分析

第一届全国大学生电子设计竞赛于1994年在北京、四川和陕西3个省市开展试点;1995年在9个省市开展了第二届竞赛活动,全国有60多个代表队参赛;到1997年,第三届竞赛活动已扩大到18个省市,有200多所高校1000多个代表队参赛。原国家教委高教司决定,以后每两年竞赛一次。这说明电子设计竞赛越来越被全国高等院校和有关部门重视。电子设计竞赛是全国范围的一种内容全面、要求较高的综合能力考试,既考理论知识,又考设计、安装、调试、相互协作、论文撰写等多方面的能力。现将前三届竞赛试题作一分析。第一届竞赛有2个题目,第二、三届竞赛各有4个题目,大致可归纳为6类:(1)电源类。如简易数控直流电源,直流稳定电源。除此之外,其他题目所需电源也要自己设计;(2)信号源类。如实用信号源的制作;(3)测控类。如多路数据采集系统,水温控制系统;(4)仪器仪表类。如简易电阻、电容和电感测试仪,简易数字频率计;(5)放大器类。如实用低频功率放大器;(6)无线电类。如简易无线电遥控系统,调幅广播收音机。分析以上试题有下列特点:(1)试题涉及的课程多。包括模拟电子电路、数字电子电路、高频电子电路、功率电子技术、微机原理、单片机接口技术、PLD在系统编程技术、电工电子测量、自控原理;(2)综合性强。每个题目必须依靠多学科知识才能解决问题,仅有理论水平是不够的,还应具有较强的设计能力、实验技能、计算机应用能力以及队员之间的协作能力等;(3)实用性强。上述题目都是工业、科研、实验室等方面经常用到的电路或仪器。

二、电子类课程存在的问题

通过分析以上试题,发现电子类课程目前存在着如下问题:(1)教学内容与科技发展不相适应。电子技术是发展最快、应用最广的一门技术,而我们目前的教学内容与当今迅速发展的电子技术有较大差距,正像有些毕业生所说:“学的用不上,有用的没有学”;(2)教学方法与能力培养要求不相适应。主要体现在我们的教学方式仍然是以知识传播为主,以教师讲为中心,学生的内在动力没有充分发挥出来,不利于学生能力的培养;(3)理论与实际不相适应。所讲内容与现场应用中的实际问题有一定距离,不利于调动学生学习的积极性;(4)考核方法与素质提高不相适应。目前我们实行的考试方法仍然是以书本知识为主,以闭卷笔试为主,注重死记硬背,不利于提高学生素质。

三、培养大学生电子设计能力的几点措施

1.更新教学内容,重构课程体系