論文摘要：針對(duì)我國(guó)高校工科學(xué)生普遍存在的高分低能、創(chuàng)新意識(shí)薄弱和缺乏實(shí)踐能力等問題，結(jié)合高校卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的要求，分析了大學(xué)生電子競(jìng)賽對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)、造就卓越工程師的重要作用，提出了在高校電子學(xué)科中大力開展大學(xué)生電子競(jìng)賽，以滿足未來創(chuàng)新性工程技術(shù)人才培養(yǎng)的需要。

論文關(guān)鍵詞：電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽；卓越工程師培養(yǎng)；實(shí)踐能力；創(chuàng)新能力

為解決高校工科教育重理論、輕實(shí)踐、畢業(yè)生工程能力缺乏的現(xiàn)實(shí)問題，培養(yǎng)一批適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新型工程人才，教育部于2010年6月啟動(dòng)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”）。卓越計(jì)劃擬用10年時(shí)間培養(yǎng)數(shù)百萬高質(zhì)量的各類型工程技術(shù)人才，為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化奠定人力資源優(yōu)勢(shì)。卓越計(jì)劃具有三個(gè)特點(diǎn)：一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程，二是學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才，三是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。目前，教育部已在全國(guó)65所高校中開展了卓越計(jì)劃的試點(diǎn)工作，鄭州大學(xué)名列其中。

在當(dāng)前高校學(xué)生普遍缺少工程實(shí)踐環(huán)節(jié)、動(dòng)手能力較差的情況下，如何突出專業(yè)特色，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力，造就社會(huì)所需的卓越工程師將是卓越計(jì)劃實(shí)施的關(guān)鍵問題，也是工科高等教育發(fā)展需要探索的重要課題。

對(duì)于高校工科電子類學(xué)科來說，參加大學(xué)生電子競(jìng)賽，利用電子競(jìng)賽改革課程教學(xué)體系、完善實(shí)驗(yàn)設(shè)備、培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，改變學(xué)生的工作方式、工作思維、工作效率、協(xié)作能力將是實(shí)施卓越計(jì)劃的重要途徑。

全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是1993年由原國(guó)家教委倡導(dǎo)的在全國(guó)普通高校組織開展的四大學(xué)科競(jìng)賽之一，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和提升就業(yè)能力的一個(gè)有效手段和途徑。在歷年的比賽中，參賽學(xué)生數(shù)量巨大，受益匪淺，不僅加深了對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握能力，而且培養(yǎng)了創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

一、大學(xué)生電子競(jìng)賽概述

全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽每逢單數(shù)年的9月份舉辦，賽期4天，目前已主辦九屆。競(jìng)賽采用全國(guó)統(tǒng)一命題、分賽區(qū)組織，通過“半封閉、相對(duì)集中”的方式進(jìn)行。競(jìng)賽以三人作為一隊(duì)，以隊(duì)為基本單位獨(dú)立完成競(jìng)賽任務(wù)。

每屆電子競(jìng)賽包括6～8道題。內(nèi)容以模電和數(shù)電設(shè)計(jì)為主，涉及模-數(shù)混合電路、單片機(jī)、DSP、ARM、可編程器件、EDA軟件和PC應(yīng)用。題目包括理論設(shè)計(jì)和實(shí)際制作調(diào)試兩部分，一般具有工程應(yīng)用背景，實(shí)踐性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)、技術(shù)水平發(fā)揮余地大。所涉及的專業(yè)課程包括：電路原理、模擬、數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)原理、可編程器件設(shè)計(jì)、電子測(cè)量、計(jì)算機(jī)控制等；實(shí)踐性教學(xué)有：電子線路實(shí)驗(yàn)課、單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)等；可選用器件有晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路、可編程邏輯器件等；設(shè)計(jì)手段可采用傳統(tǒng)，也可采用現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)工具。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽反映了電子技術(shù)的先進(jìn)水平，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。而這正是卓越工程師培養(yǎng)過程中所必需的內(nèi)容。

二、大學(xué)生電子競(jìng)賽實(shí)戰(zhàn)

大學(xué)生電子競(jìng)賽需要在四天三夜的短暫時(shí)間內(nèi)完成一套符合功能要求的電子設(shè)備。競(jìng)賽過程一般包括如下幾步：題目選擇、系統(tǒng)分析及整體方案設(shè)計(jì)、子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作、系統(tǒng)綜合、制版與裝配、調(diào)試與測(cè)量、完成作品和設(shè)計(jì)報(bào)告等。

各部分完成的具體任務(wù)如下：

1.題目選擇

主要是明確題目的設(shè)計(jì)任務(wù)、系統(tǒng)功能和指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上選擇最熟悉和最有條件完成的題目。題目選擇需對(duì)題意仔細(xì)分析，主要包括題目需完成的任務(wù)、系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)等方面。

2.系統(tǒng)分析及整體方案設(shè)計(jì)

根據(jù)題目的具體功能需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體構(gòu)建，采用層次分析法和模塊化方法，劃分系統(tǒng)的功能子模塊。同時(shí)對(duì)各子模塊之間的數(shù)據(jù)關(guān)系和接口進(jìn)行定義、設(shè)計(jì)。在進(jìn)行模塊劃分時(shí)，強(qiáng)度模塊內(nèi)部高的內(nèi)聚性，模塊之間低的耦合性。

3.子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作

對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。先通過查閱資料提出幾種不同原理的方案；然后再?gòu)墓δ堋⒓夹g(shù)指標(biāo)、元器件、完成時(shí)間等幾個(gè)方面進(jìn)行綜合，選擇一個(gè)最優(yōu)的方案。在方案確定以后，畫出子系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)電路圖，并完成子系統(tǒng)的相應(yīng)程序。

4.系統(tǒng)綜合

在完成各個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后，對(duì)系統(tǒng)整體進(jìn)行綜合實(shí)現(xiàn)，包括各個(gè)模塊及其數(shù)據(jù)接口。繪制系統(tǒng)整體的硬件電路圖，完成系統(tǒng)整體軟件的編制。

5.制版與裝配

即實(shí)際硬件的制作，包括繪制電路板圖、腐蝕電路板，并進(jìn)行裝配等工作。對(duì)于模擬部分，特別是高頻部分，制版時(shí)要考慮電磁干擾。因此，需通過覆銅、模地和數(shù)地分離等方法降低電磁干擾的影響。對(duì)于高頻數(shù)電部分也要采取覆銅、避免環(huán)路等方法降低干擾。

6.調(diào)試與測(cè)量

先進(jìn)行外觀檢查，用萬用表檢查是否短路，再進(jìn)行通電檢查。調(diào)試時(shí)應(yīng)先調(diào)試各部件，然后整機(jī)調(diào)試，最后測(cè)試技術(shù)指標(biāo)。先測(cè)部件或分機(jī)指標(biāo)，再測(cè)整體指標(biāo)。

三、電子競(jìng)賽對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)

1.提升學(xué)生工程實(shí)踐能力

目前，高等工科院校的教學(xué)以理論為主，一般采取先理論后實(shí)驗(yàn)的方式。實(shí)驗(yàn)以演示實(shí)驗(yàn)和簡(jiǎn)單連線居多，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力提高幫助甚微。很多學(xué)生幾乎未接觸過任何專業(yè)電子設(shè)備。因此，工科學(xué)生不會(huì)用電烙鐵和萬用表等基本設(shè)備也就是很正常的事情。而參加電子競(jìng)賽必須要制作實(shí)際的電子設(shè)備，因此，要求學(xué)生能夠使用常用的電子儀器設(shè)備進(jìn)行元器件選型、電路板制作調(diào)試等各種復(fù)雜的工程實(shí)踐。從某種意義上來說，電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽可看作是高校電子類學(xué)科真正的工程實(shí)訓(xùn)。通過電子競(jìng)賽，學(xué)生對(duì)實(shí)際元器件和電子設(shè)備制作方法均有深刻認(rèn)識(shí)，其動(dòng)手能力明顯提升，從而解決了卓越工程師培養(yǎng)過程中工程實(shí)踐能力缺乏的難題。 2.加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

由于電子學(xué)科是實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，其與生產(chǎn)生活緊密結(jié)合。參加大學(xué)生電子競(jìng)賽將促使學(xué)生加深對(duì)本專業(yè)知識(shí)和技能的理解。同時(shí)，由于大學(xué)生電子競(jìng)賽題目均具有一定的復(fù)雜性和創(chuàng)新性，將促使學(xué)生迎難而上，開拓思維，不斷創(chuàng)新。學(xué)生只有通過在現(xiàn)有知識(shí)基礎(chǔ)上的不斷創(chuàng)新，才有可能突破競(jìng)賽題目的瓶頸，取得滿意的競(jìng)賽效果。因此，從某種意義上來說，大學(xué)生電子競(jìng)賽并不是簡(jiǎn)單的電子制作競(jìng)賽，而是對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的一次集中強(qiáng)化訓(xùn)練。其成功開展將極大激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情和能力，為卓越工程師培養(yǎng)提供取之不盡的創(chuàng)新源泉。

3.加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)和技能的掌握

目前，學(xué)生對(duì)所學(xué)理論普遍缺乏深刻的認(rèn)識(shí)和理解，對(duì)理論的實(shí)際應(yīng)用缺少直觀的了解，學(xué)習(xí)積極性和興趣一般不高。而大學(xué)生電子競(jìng)賽的準(zhǔn)備和實(shí)戰(zhàn)過程中將涵蓋高校電子類專業(yè)的大部分專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，是一次理論的集中運(yùn)用，也是學(xué)生學(xué)以致用、檢驗(yàn)所學(xué)知識(shí)的絕佳場(chǎng)合。電子競(jìng)賽也使學(xué)生加深了對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，并提高了深入學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的積極性。即學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的態(tài)度由無興趣到有興趣，發(fā)生了根本的改變。通過往屆對(duì)參加電子競(jìng)賽學(xué)生的跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，參加電子競(jìng)賽的學(xué)生，其專業(yè)技能的熟練掌握程度明顯高于未參加電子競(jìng)賽的學(xué)生，并且普遍成為本專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)能手。

4.加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)

目前，我國(guó)高等工科教育的教與學(xué)兩方面均存在重理論輕實(shí)踐的風(fēng)氣。老師以理論講解為主，對(duì)理論的實(shí)際應(yīng)用只是簡(jiǎn)單描述。而學(xué)生學(xué)習(xí)以掌握理論、獲得高分為目的，因此高分低能現(xiàn)象比較普遍。很多學(xué)生學(xué)完了單片機(jī)卻連基本的“跑馬燈”實(shí)驗(yàn)也不會(huì)，理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)。而大學(xué)生電子競(jìng)賽試題內(nèi)容涵蓋了電子學(xué)科主要的專業(yè)課程，參賽者必須將所學(xué)理論全部應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)過程中才能圓滿完成競(jìng)賽試題。理論與實(shí)際的緊密結(jié)合對(duì)于解決競(jìng)賽中的瓶頸問題將起到關(guān)鍵作用。

四、電子競(jìng)賽對(duì)卓越工程師培養(yǎng)的影響

1.工作效率

大學(xué)生電子競(jìng)賽將提高學(xué)生的工作學(xué)習(xí)效率。由于電子競(jìng)賽需在短短的4天3晚完成一套具有一定功能指標(biāo)的設(shè)備，因此需要參賽者夜以繼日、爭(zhēng)分奪秒的工作。有些學(xué)生甚至每天只睡2個(gè)小時(shí)。而這種惜時(shí)如金的工作方式在高校的其他學(xué)科競(jìng)賽及教學(xué)活動(dòng)中幾乎沒有，這對(duì)于提高學(xué)生工作效率、改變拖拉懶散的工作作風(fēng)具有促進(jìn)作用。眾所周知，隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，追求效率已成為各企業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。實(shí)際工程項(xiàng)目工期一般較短，客觀上要求工程設(shè)計(jì)人員具有較強(qiáng)的時(shí)間觀念和較高的效率。而參加大學(xué)生電子競(jìng)賽將提高學(xué)生的時(shí)間觀念和工作效率，使學(xué)生更好地融入工程實(shí)踐中，為培養(yǎng)高效率的卓越工程師提供保障。

2.工作方式

學(xué)生通過參加大學(xué)生電子競(jìng)賽，將完成第二節(jié)所述競(jìng)賽實(shí)戰(zhàn)全過程。而以上過程是電子信息領(lǐng)域?qū)嶋H工程項(xiàng)目的一個(gè)簡(jiǎn)單濃縮。通過以上過程的鍛煉，學(xué)生不僅設(shè)計(jì)了符合功能要求的電子設(shè)備，也學(xué)習(xí)到電子信息領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)方法和實(shí)際工程的開展方式。這種競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)下的實(shí)踐，相對(duì)于教科書枯燥的理論說教具有更深刻的意義，能夠極大地提高學(xué)生的實(shí)際電子工程設(shè)計(jì)能力。參加過電子競(jìng)賽的學(xué)生到企業(yè)，只需簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可上崗工作，這一點(diǎn)已被各高校和廣大企業(yè)實(shí)踐所證實(shí)。以至于有些企業(yè)在招聘中直接把參加大學(xué)生電子競(jìng)賽作為一個(gè)重要的聘用條件。因此，電子競(jìng)賽將改變學(xué)生工作設(shè)計(jì)方式，為造就卓越工程師提供技術(shù)保障。

3.工作思維

大學(xué)生電子競(jìng)賽試題不僅有基本功能，還有擴(kuò)展功能。而擴(kuò)展功能一般帶有一定的性能指標(biāo)。要想獲得較高級(jí)別獎(jiǎng)勵(lì)，需要完成擴(kuò)展的指標(biāo)性功能。這種競(jìng)賽方式改變了高校電子類學(xué)科實(shí)驗(yàn)一般只重功能而忽略技術(shù)指標(biāo)的現(xiàn)狀。在真正的工業(yè)電子產(chǎn)品中，功能只是基本，而穩(wěn)定性、誤差、精度等指標(biāo)才是決定產(chǎn)品質(zhì)量的真正因素。因此，電子競(jìng)賽以技術(shù)指標(biāo)來要求競(jìng)賽者，將與電子行業(yè)的工程實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)相吻合，使得學(xué)生的競(jìng)賽設(shè)計(jì)行為與未來的工程實(shí)際設(shè)計(jì)相符，將扭轉(zhuǎn)電子類學(xué)生普遍重功能、忽略性能指標(biāo)的現(xiàn)狀，使得學(xué)生在未來的電子設(shè)計(jì)活動(dòng)中更多地考慮性能指標(biāo)，與實(shí)際工程接軌。大學(xué)生電子競(jìng)賽將改變學(xué)生的工作思維方式，使其與卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)相一致。

4.團(tuán)隊(duì)協(xié)作

大學(xué)生電子競(jìng)賽是以3人作為一個(gè)團(tuán)隊(duì)參加比賽。每一個(gè)參賽隊(duì)就好比是一個(gè)工程項(xiàng)目組。因此，參賽選手需要緊密團(tuán)結(jié)、共同努力、分工合作、互相協(xié)助才能較好地完成電子競(jìng)賽任務(wù)。在每個(gè)團(tuán)隊(duì)內(nèi)部，需根據(jù)隊(duì)員的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行合理分工，包括總體軟硬件設(shè)計(jì)者、分模塊設(shè)計(jì)者等。總體軟硬件設(shè)計(jì)者實(shí)際上相當(dāng)于項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，技術(shù)上需要具有項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)能力，同時(shí)要有團(tuán)隊(duì)的組織和領(lǐng)導(dǎo)能力。而其他兩名隊(duì)員將作為團(tuán)隊(duì)的技術(shù)骨干，配合負(fù)責(zé)人完成整個(gè)制作任務(wù)。這種團(tuán)隊(duì)協(xié)作的開發(fā)模式本質(zhì)上與實(shí)際工程的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)制完全吻合。實(shí)際工程中，每個(gè)項(xiàng)目建立一個(gè)項(xiàng)目組，由項(xiàng)目經(jīng)理領(lǐng)導(dǎo)并負(fù)責(zé)，按照既定的計(jì)劃和分工開展項(xiàng)目實(shí)施工作。因此，以團(tuán)隊(duì)的形式參加大學(xué)生電子競(jìng)賽將改變學(xué)生以自我為中心的學(xué)習(xí)和工作模式，使學(xué)生提前適應(yīng)未來的團(tuán)隊(duì)工作模式。因此，參加大學(xué)生電子競(jìng)賽將為卓越工程師的培養(yǎng)提供組織上的保障。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過本院對(duì)多屆參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的學(xué)生進(jìn)行跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，參賽學(xué)生普遍具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，已成為各用人單位和研究生培養(yǎng)的青睞對(duì)象。大學(xué)生電子競(jìng)賽已經(jīng)為高校電子類卓越工程師的培養(yǎng)提供了一條重要途徑。因此，需要在高校電子學(xué)科中大力開展大學(xué)生電子競(jìng)賽，以滿足未來創(chuàng)新性工程技術(shù)人才培養(yǎng)需要。