大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽探索和實(shí)踐

時間:2022-04-11 09:19:12

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大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽探索和實(shí)踐

1.“工匠精神”的內(nèi)涵

一般認(rèn)為,工匠精神包括高超的技藝和精湛的技能,嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、專注負(fù)責(zé)的工作態(tài)度,精雕細(xì)琢、精益求精的工作理念,以及對職業(yè)的認(rèn)同感、責(zé)任感。在信息化時代,質(zhì)低價廉、千篇一律的產(chǎn)品越來越不受歡迎。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,滿足消費(fèi)者個性化需求的定制服務(wù)成為可能。這一變化不僅包含了工業(yè)化時代對標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的遵循和堅(jiān)守,同時也包含了為滿足個性化需求而進(jìn)行的創(chuàng)新和創(chuàng)造。第一,提倡工匠精神是促進(jìn)我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需要。“十三五”時期,我們?nèi)匀幻媾R著經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的重大任務(wù),而要完成這一任務(wù),實(shí)現(xiàn)由制造大國到制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)由中國制造到中國創(chuàng)造的跨越,離不開廣大職工的創(chuàng)新和創(chuàng)造,離不開對工匠精神的繼承和發(fā)揚(yáng)。第二,提倡工匠精神,是實(shí)施“一帶一路”戰(zhàn)略,推動中國制造走出去的需要。當(dāng)前,在中國制造走出去的過程中,一些產(chǎn)品的質(zhì)量也常常受到詬病,迫切需要提高產(chǎn)品質(zhì)量。因此,要在競爭中取勝,關(guān)鍵在于提高中國制造的產(chǎn)品質(zhì)量。只有充分發(fā)揚(yáng)工匠精神,培養(yǎng)大批高素質(zhì)的大國工匠,才能打造高質(zhì)量的產(chǎn)品,提高企業(yè)的核心競爭力,推動中國制造走出去。第三,提倡工匠精神,是滿足個性化定制、柔性化生產(chǎn)的需要。總理在2016年《政府工作報(bào)告》中提到,鼓勵企業(yè)開展個性化定制、柔性化生產(chǎn),培育精益求精的工匠精神,增品種、提品質(zhì)、創(chuàng)品牌。在這里,工匠精神是和個性化定制、柔性化生產(chǎn)并提的,這說明,隨著信息化時代的到來,重提工匠精神具有某種歷史必然性。

2.大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽對師生的實(shí)際能力要求

2.1對學(xué)生的要求。2.1.1知識要求。電子設(shè)計(jì)競賽均包含多道題,覆蓋電源類、放大器類、儀器儀表類、通信類和運(yùn)動控制類等學(xué)科,要求學(xué)生必須對電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)有著深厚的基礎(chǔ),以儀器儀表設(shè)計(jì)為例,硬件方面的知識點(diǎn)有:1)數(shù)據(jù)采集:傳感器及其接口電路,阻抗匹配。2)輸入通道:信號產(chǎn)生,DDS,信號整形,程控放大及衰減,濾波,多路開關(guān),采樣保持,鎖相環(huán),乘法器,比較器,A/D。3)輸出通道:D/A,功放,阻抗匹配。軟件方面的知識點(diǎn)有:數(shù)據(jù)存儲,顯示(多級菜單、波形曲線等)、通信接口(RS-232,485,USB,CAN,藍(lán)牙,射頻,WIFI等)。量程自動轉(zhuǎn)換,數(shù)字濾波,F(xiàn)FT(DFT),PID,曲線擬合,模糊算法等。另外,各種儀器儀表的電參數(shù)測量原理一定要熟悉,應(yīng)側(cè)重掌握以下4類儀器:信號發(fā)生器、基于電壓測量的儀器、基于時間頻率測量的儀器、波形曲線類儀器。2.1.2技能要求。1)能在規(guī)定時間內(nèi)獨(dú)立完成業(yè)余條件下的PCB制作,熟練PCBLayerOut規(guī)則(EDA工具Protel99SE,ORCAD等)。2)熟練基于Multisim等軟件的電路仿真分析。3)熟練基于VHDL、AHDL的CPLD、FPGA、GAL的內(nèi)核設(shè)計(jì)。4)熟練萬用表、示波器、掃頻儀、信號源、頻率計(jì)等儀表的使用。5)能對小規(guī)模系統(tǒng)獨(dú)立完成整機(jī)調(diào)試。6)能讀懂器件的Datasheet,書寫實(shí)驗(yàn)手記,書寫設(shè)計(jì)報(bào)告。2.2對教師的要求。2.2.1扎實(shí)的專業(yè)知識。參與指導(dǎo)的教師大多是40歲以下的青年教師,他們的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研經(jīng)驗(yàn)相對欠缺,競賽對于教師的知識面要求很高,這就不斷促使教師充電學(xué)習(xí),更新教學(xué)內(nèi)容,追蹤國際前沿技術(shù),利用信息化手段,促進(jìn)科研水平和教學(xué)能力的提高。2.2.2熟練的專業(yè)技能?,F(xiàn)在競賽試題的實(shí)用性、綜合性和先進(jìn)性很強(qiáng),技術(shù)水平發(fā)揮的余地大,這就要求教師不斷學(xué)習(xí)、更新最先進(jìn)的電子信息技術(shù),幫助學(xué)生從元器件選擇、電路調(diào)試、印制電路板制作、焊接、程序調(diào)試等方面快速提高,只有教師具備很強(qiáng)的實(shí)踐動手能力經(jīng)驗(yàn),才能在指導(dǎo)培訓(xùn)學(xué)生時游刃有余,讓學(xué)生少走彎路。2.2.3創(chuàng)新的專業(yè)思維。雖然電子競賽是命題式、半封閉的形式,最后評分是也是按照條條框框打分,但是,競賽帶來的附加效應(yīng)是明顯的。學(xué)生可以以競賽獲得的知識和技能去參加挑戰(zhàn)杯、互聯(lián)網(wǎng)+等科技活動,甚至以作品為基礎(chǔ),進(jìn)行二次創(chuàng)作。這就需要教師也要具備創(chuàng)新的思維和意識,打破常規(guī)、標(biāo)新立異引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造獨(dú)到的思維成果。

3.在電子設(shè)計(jì)競賽訓(xùn)練中融入“工匠精神”培養(yǎng)的實(shí)踐

我們的培訓(xùn)分為三級進(jìn)階模式,先后分基礎(chǔ)模塊培訓(xùn)、綜合系統(tǒng)培訓(xùn)、賽前強(qiáng)化培訓(xùn)三個階段。第一階段主要是理論上課、制作一些基本模塊、調(diào)試基本控制算法、訓(xùn)練測試技術(shù)和故障診斷方法;第二階段要制作小型電子系統(tǒng),導(dǎo)師開展針對性訓(xùn)練,逐步確定團(tuán)隊(duì)和主攻方向,進(jìn)行校內(nèi)選拔賽;第三階段進(jìn)行真題強(qiáng)化訓(xùn)練,尋找知識短板,進(jìn)行模擬賽,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)的默契程度。在全程三個階段中,我們力求將“工匠精神”的內(nèi)涵貫穿到培訓(xùn)的過程中,主要體現(xiàn)在三個方面:3.1精益求精的追求。電子競賽只要是看作品達(dá)到的技術(shù)指標(biāo),這是用儀器儀表看到的實(shí)在的東西,這就需要學(xué)生在平時培養(yǎng)一種追求卓越、追求技術(shù)的信念,要綜合考慮作品的得分點(diǎn),因?yàn)樽罡擢劦闹笜?biāo)是沒有限制的,在出現(xiàn)多個滿分的情況下,作品的創(chuàng)新點(diǎn)和工藝性可能會讓你登上最高的領(lǐng)獎臺。指導(dǎo)教師在平常的訓(xùn)練中,應(yīng)該有目的地把訓(xùn)練內(nèi)容和工程實(shí)踐結(jié)合起來,把工匠精神融入每一個訓(xùn)練環(huán)節(jié),從而培養(yǎng)學(xué)生的工程師意識、競爭意識和工匠精神,營造積極向上的學(xué)習(xí)氛圍。3.2持之以恒的精神。電子設(shè)計(jì)競賽培訓(xùn)時間長,要求高,不僅是考量學(xué)生的實(shí)踐動手能力,更是考量一個人的工程師職業(yè)精神和對一件事物的執(zhí)著程度。很多學(xué)生一開始培訓(xùn)時熱情高漲,隨著考研、出國能因素的影響,逐漸失去興趣,從而退出比賽。只有堅(jiān)定信念,執(zhí)著追求的學(xué)生,苦練技術(shù)本事,才能笑到最后,從而具備電子工程師的基本素養(yǎng)。3.3相互包容的團(tuán)隊(duì)。聚沙成塔,聚木成林。電子競賽是團(tuán)體比賽,考察的是團(tuán)隊(duì)整合的實(shí)力。競賽只有四天三晚的時間,需要三名同學(xué)的精誠合作才能很好完成任務(wù),這對于學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神有著很大的考驗(yàn),知識互補(bǔ)、互相團(tuán)結(jié)、彼此信任的一個團(tuán)隊(duì)才能制作出一個好作品。

4.結(jié)束語

多年來,南華大學(xué)電氣工程學(xué)院以“工匠精神”為精神支柱,花大力氣營造科技創(chuàng)新的氛圍,在電子競賽等培訓(xùn)體系中融入工匠的一絲不茍、精益求精的精神,鍛煉了師生的實(shí)踐能力,同時促進(jìn)了教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。競賽獲得國家一等獎多項(xiàng),省級獎項(xiàng)位于全省前列,形成了電子競賽的品牌效應(yīng),為了滿足國家“新工科”建設(shè)需要,爭取為國家培養(yǎng)更多的“卓越工程師”人才!

作者:歐陽宏志 王彥 單位:南華大學(xué)電氣工程學(xué)院