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電子設計大賽范文1
(1)學生掌握的專業知識參差不齊，而電子設計所用的集成芯片種類型號繁多，學生必須學會自己查閱資料，尤其要會查閱英文資料。
(2)學生雖有一定的動手能力，但容易僅憑經驗拿到元器件直接在電路板上進行焊接，往往導致功能測試時糾錯困難。隨著計算機技術的飛速發展，學生利用計算機仿真軟件進行硬件原理圖的設計是發展的必然趨勢。
(3)學生制作出的電子作品外觀布局多樣，如何將設計好的電路進行科學PCB制板能力制板，才能方便焊接，且減少相互干擾，是設計最終成功的關鍵。
(4)學生在焊接技術不夠嫻熟，使得電子作品調試不能完全達到要求，焊接的好壞，直接關系到電子產品或制作的質量。為了取得好的賽績，必須著力培養學生電子設計制作的綜合能力，即查閱資料、硬件原理圖的設計、電路板的布線與制作、焊接功能測試能力。其中硬件原理圖的設計能力的培養是教學中的突出難點。
二、Proteus硬件仿真技術改革電子設計大賽教學內容
電子設計大賽采取理論教學與制作訓練結合的集訓思路對學生進行指導。理論部分進行模塊化分解包括:基本元件;傳感器;集成芯片部分。教師按此分類進行模塊化理論教學，學生通過模塊來構建自己的知識結構，形成個體獨特的知識體系。制作訓練部分包括:電子儀器和Proteus仿真軟件的使用;常用的基本單元模塊的設計和制作;綜合電子制作訓練。理論教學和制作訓練在時間安排上遵循交替進行原則，并增加了Proteus硬件仿真技術的應用。Proteus是英國Lab-centerelectronics公司于1989年開發的一款電路仿真軟件，擁有豐富的元器件、各種虛擬儀器、圖形化的分析功能，現已在全球50多個國家得到應用，廣泛應用于高校的大學生或研究生電子學教學與實驗以及公司實際電路設計與生產。Proteus主要由兩部分組成:ISIS原理圖設計仿真系統;ARES印制電路板設計系統。硬件原理圖的設計能力是困擾學生的突出難題，也是保障電子設計制作成功的重要前提。因此，在電子設計大賽中將主要應用Proteus軟件的ISIS原理圖設計仿真系統輔助教學。Proteus軟件硬件原理圖設計及仿真的具體步驟為:新建設計文件并設置圖紙參數和相關信息;放置元器件;對原理圖進行布線;利用ISIS提供的電氣規則檢查命令檢查原理圖，調整原理圖布局;電路運行調試。
三、Proteus硬件仿真技術在電子設計大賽中的教學實施
Proteus硬件仿真技術作為一種先進的教學手段，貫穿應用于電子設計大賽的理論教學和制作訓練教學全過程。
1．Proteus硬件仿真技術在理論教學中應用Proteus軟件提供了很多種類的虛擬仿真工具，包括探針、虛擬儀器、信號發生器、仿真圖表等。Proteus軟件的虛擬仿真模式包括交互式動態仿真和基于圖表的靜態仿真。采用虛擬演示實驗的方法，將Proteus仿真技術引入電子設計大賽理論教學環節，教師可以通過多媒體展示電路的仿真情況，形象地講解電路理論及原理，使學生清晰觀察到電路運行的現象、信號波形以及各種參數曲線，從感性上加深對電路原理與性能的理解，直觀地掌握教學內容，提高教學的效果與效率。以非門電路組成非對稱型振蕩電路為例，電路的基本工作原理是利用電容器的充放電。當輸入電壓達到非門的閥值電壓Vth時，非門的輸出狀態發生變化。因此，電路輸出地脈沖波形參數直接取決于電路中阻容元件的數值。通過Proteus軟件的交互式動態仿真方式，采用虛擬示波器輸出電路中的四處節點波形，從波形結果發現:非對稱型多諧振蕩器的輸出波形是不對稱的，輸出脈沖寬度tw1=RC，tw2=1．2RC，T=2．2RC。通過調節R和C值，可改變輸出信號的振蕩頻率，改變C實現輸出頻率的粗調，改變R實現輸出頻率的細調。
2．Proteus硬件仿真技術在制作訓練中應用
制作訓練采用循序漸進的方式進行，制作訓練初期主要是電子儀器和Proteus軟件的使用;從制作訓練中期開始，需針對常用的基本單元模塊進行設計與制作;制作訓練后期，以往屆賽題和模擬賽題為訓練內容進行綜合電子制作。通過分析往屆賽題發現，計數顯示電路的設計訓練是賽前培訓的重點之一?，F以一款數字顯示倒計時定時基本單元電路的設計為例，該電路適用于各種需要定時的場合，如電話定時、路燈定時、某一種狀態或過程控制定時等。按照Proteus硬件原理圖設計步驟，電路主要由計數脈沖產生電路、減法計數與數字顯示電路組成。其中計數脈沖產生電路可以由NE555芯片按照多諧振蕩電路進行接線，也可以由簡單的門電路產生，還可以由運放電路產生，此處簡要地用矩形波信號源表示計數脈沖輸入信號。減法計數與數字顯示電路主要由可預置4位二進制可逆計數器U1(74HC193)、U2(譯碼/驅動CD4511)、U3共陰極七段數碼管組成。R2與C1組成預置數電路，在通電瞬間對U1(74HC193)進行預置數9。之后，U1的4腳每接收到一個負脈沖，U1計數一次并減一，數碼顯示由9變成8，當定時時間一到，顯示器顯示0，并且U1的13腳TCD輸出一負脈沖，由該信號驅動各種執行元件，如晶體管、晶閘管、繼電器、光耦合器等。本電路作為一款通用基本電路，只需稍作改動就可實現多種功能，例如需要進行兩位數顯示，只需改用兩片74HC193分別對個位和十位進行計數，再用兩片CD4511驅動兩位數字顯示即可;如果需要實現倒計時定時報警功能，只需利用U1(74HC193)的13腳TCD作為觸發信號連接驅動蜂鳴器的執行電路即可。采用Proteus硬件仿真技術，在原理圖設計階段就可以進行評估，驗證所設計的電路是否達到要求的技術指標，還可以通過改變元器件參數使整個電路的性能最優化，大大節省了設計時間與經費，提高了設計效果和質量。
四、Proteus硬件仿真技術在電子設計大賽中實施的效果評價
1．Proteus為電子設計大賽提供了多媒體教學平臺
Proteus軟件為理論教學提供了先進的實驗、演示和電路分析。教師可以在多媒體教室中深入淺出地分析各種電路的特性，講解各種參數改變對電路的影響，幫助學生突破抽象的難點知識的理解，形成扎實系統的知識體系。
2．Proteus為電子設計大賽提供了虛擬實訓平臺
Proteus軟件所提供的一系列元件庫，既能實現實驗箱固定模塊的驗證功能，還能根據教學內容進行調整，整個過程不受時間、空間限制，突破了傳統實訓室的局限性，克服了學校經費不足和儀器設備不足對教學指導的困擾。
3．Proteus為電子設計大賽提供了創新平臺
Proteus軟件提供的硬件仿真功能，為電子設計大賽注入了活力，培養了學生科學的電子設計方法，有效地提高了學生針對實際問題進行電子設計制作的能力以及創新發揮的能力。
五、結語
電子設計大賽范文2
1、實驗教學環節的改革
1.1調整實驗內容的設置。在傳統的實驗教學環節中，驗證性實驗比較多，學生大多數實驗是照著實驗指導書上的步驟來做，忽視了學生的主體作用，無法鍛煉學生的獨立思考能力和實際動手能力。為此我們根據課程的需要重新構建了實驗教學體系，合理安排實驗內容，加強了設計性實驗、應用性實驗和綜合性實驗的設置。基礎課可以安排較多的驗證性實驗，專業基礎課的設計性實驗比例要占到一半左右，而在專業課中，要以設計性實驗和綜合性實驗為主。另外，回顧歷年的電子大賽，內容涉及數字電路、模擬電路、單片機、傳感器等多門課程的知識，題目綜合性很強。而原來的實驗內容設置相對比較獨立，課程之間的銜接不好，因此我們在制定實驗教學大綱時，各科老師坐在一起討論，做到課程體系的連貫性，前導課和后續課之間能緊密銜接。
1.2改革實驗教學手段。傳統的實驗教學手段基本是老師講解，學生照做，實驗設備也大都是實驗箱和實驗開發板，大部分電路已經搭建好，學生只需要按實驗指導書做簡單的連線，教學手段單一刻板，培養出來的學生缺乏創新精神和設計能力。我們在實驗教學中引入了計算機和EDA技術，將傳統的實驗教學和Proteus仿真結合起來，讓學生先用Proteus仿真來設計電路，仿真探索規律，再自己搭建電路去實現，培養學生的獨立思考能力，提高了學生的實踐動手能力。另外一些因為某些資金、設備等條件限制而無法開設的實驗也可以通過仿真來實現，拓寬了學生的知識面。
2、課程設計環節的改革
課程設計是非常重要的實踐教學環節，以往的課程設計往往是全班統一的題目、統一的評分標準，結果往往是全班一套方案，同樣的結論，好多同學渾水摸魚，沒有達到課程設計的目的。為改變這種弊端，我們在課程設計中應用了項目教學法。把全班同學分成若干個小組，每個小組人數控制在三、四人，每組的題目不同，促使每個同學都參與到設計中。題目的選擇也要因材施教，難易不同，既有符合大多數同學能力題目，也有針對優秀學生設定的有難度和挑戰性的題目。在項目的設計過程中，要發揮學生的主體作用，從資料查詢、方案論證、軟件仿真、系統調試到最后的提交報告，整個過程都由學生自主完成，教師是只是起指導作用。在團隊中每個成員分工不同，又要團結合作，因此在整個項目的完成的過程中，既鍛煉了學生的創新能力，又培養了相互之間的團結協作能力，為畢業后走上工作崗位打下了良好的基礎。
3、開展第二課堂活動
為培養學生對電子設計的興趣，調動學生的學習積極性，在學生中大力開展了第二課堂活動。引導學生成立電子科技小組，聘請專家學者來校做專題知識講座等，開闊了學生的視野，也促進了學生之間的相互交流和學習。同時，我們在每年的5、6月份舉辦校內的電子設計大賽，有興趣的同學都可參加。校內大賽參照國賽和省賽的模式，要求學生完成從設計、仿真、制板到調試直致形成成品，到最后提交設計報告，讓學生熟悉作品設計的整個流程，提前感受全國大賽的氛圍。校內電子競賽為全國和省內的電子大賽積累了實戰經驗和選拔了儲備人才，同時也促進了教師之間的相互交流和水平的提高。
4、考核方式的改革
課程考核是評價學生學習效果和教師教學質量的一個重要手段，它對學生的學習起著導向的作用。電子大賽中學生暴露出了動手能力差的缺點，因此我們要改變重理論、輕實踐的教學現狀，就要從考核內容上進行改革。改變傳統的單一卷面考試模式，增加實踐技能的考試部分，并針對不同課程的特點，設置不同的考核方式?？荚嚦煽冇衫碚摮煽兒蛯嵺`成績綜合評定。通過多元化的考核方式，提高學生的綜合實踐能力，促進學生的全面發展。
電子設計大賽范文3
關鍵詞：電子設計大賽；應用型人才；培養方案；教師輔導
高校的主要教育任務在于為社會培養、提供具備創新意識與實踐能力的專業、應用型人才，為社會經濟、技術以及文化的發展帶來相應的人才資源與作用。近年來國家為培養具備相應高素質應用型人才組織、創辦了多項工作活動。這其中全國的大學生電子設計大賽，就是專門面向高校學生所舉辦的科技活動，為促進高等院校電子信息相應課程的改革發展，并推動大學生創新意識、實踐能力以及團隊精神的提升鍛煉。有助于高校進一步教育培養出社會所需的高素質應用型人才，實現社會的高效發展建設。
一發揮教師的輔導作用，做好學生參賽的準備工作
要提升高校學生參與電子設計大賽熱情與力度，不僅需對其做教育引導，還應積極調動教師的力量，發揮出各個教師的專業特長與表率、輔導作用，將電子設計的參賽題目劃分為多項專題，由不同專業的教師做專題教育與輔導。通過開設專題輔導課程等方式，令學生能接受系統的電子設計賽前輔導與各專題的講解教育。以便充分發揮高校教師的力量，在提升學生參賽水平的同時，促進其創新思維與實踐能力的發展進步。賽前的輔導、指引工作是高校學生參與電子設計大賽極為關鍵的階段。絕大部分參與競賽的大學生只有兩到三年的高校學習經驗，對于電子設計大賽的相應題目進行理解與探究，還存在一定的困難。這一方面是因為電子設計大賽的題目本身就是對專業知識的系統總結與囊括，相應會檢驗大學生在校期間的學習情況與成果。另一方面理論知識學習與實踐運作也是存在差異的，許多學生基礎知識掌握較為牢固熟練，但對于電子設計大賽的實踐題目就會顯得無所適從，不知從何下手。對此就需要高校教師在賽前為學生做系統、具體的專業輔導工作，經由各專題環節的講解教育，幫助學生有效理清題目的考查思路與范圍，明確自身工作重點，在教師的指引下正確進行相關實驗操作與研究，以盡可能降低學生出現思維誤區與“走彎路”等情況的概率。并且也能在賽前輔導進程中，相應培養強化高校學生的實踐創造能力，能基于自身所學知識，在題目的要求與引導之下，懂得從哪方面入手，怎樣操作實踐。以此發展學生將自身思維、學習內容轉化為學習成果的能力。此外高校也應高度重視電子設計大賽的賽前輔導工作，制定每一年度的賽前輔導、培訓規劃與具體工作安排，確保大學生能在參與競賽之前得到各專業教師具體、系統的知識輔導與實踐教育。以此在保證高校學生參賽成績的同時，高效推動發展學生創新意識與實踐能力的培養發展。
二以培養應用型人才為目標實施學生素質能力發展方案
（一）對學生創新意識的培養發展方案
電子設計大賽相比其他的大學生專業競賽活動，在注重考查學生知識基礎的同時也更為強調其創新意識的運用。創新本身是高校學生教育培養的能力之一，而電子設計大賽的每一道題目都含有基本題與發揮題兩部分，以此即完成對高校學生基礎專業知識的檢驗工作過，又能相應考查評估學生的創新思維能力。學生在參與電子設計大賽的培訓以及實踐訓練過程中，也能相應鍛煉自身的創新思維。電子設計大賽題目不是傳統的驗證性實驗，本身具備多種實現手段，以此指引學生從題目不同角度、方向與思路上尋求更為全面與多樣的實現方法，進而帶動高校學生思維的開拓延伸，并進而培養其主動進行創新探究的思維習慣，在促進學生創新能力與意識發展的同時，為其今后步入社會工作打下堅實的能力基礎。對此高校在電子設計大賽的賽前輔導以及平時訓練進程中，也應重視相應的創新意識培養目標，注意在訓練試題上給予學生更多的思維自由與實施空間。令其脫離固有思維模式的限制，充分展現、發揮出學生自身的思維創造力與想象力，以此提出、實踐不同角度與層次的題目實現手段，帶動學生創新思維能力的進步發展。
（二）對學生實踐能力水平的培養鍛煉方案
理論與實踐是相互存在差異又互為結合的關系，高校學生的理論知識所學，并需經由相應的實踐操作才能轉化為學習成果，其實踐能力也是高素質應用型人才的基本要求之一。而電子設計大賽作為注重實踐運用的大學生競賽活動，就是專門考查學生將題目理論轉化為實際實驗、設計成果的能力水平。整個競賽活動從賽前訓練到最終參賽，都需要學生全程進行動手實踐，以此驗證、檢查自身實驗設計的進度、成果以及測試情況，可以說電子設計大賽中學生就是在進行一場沒有停歇的“實踐競賽”。在整個參與動手進程中，學生需要基于大賽題目的要求，將自身要實現什么以及怎樣實現作為研究操作的核心目標。以此進行實物的設計制作，并在整個操作進程中相應逐步鍛煉學生的自主實踐水平，其也會在不斷的研究、操作中逐漸掌握到發現問題本質，以及如何解決問題的技巧能力。學生將從一開始參加競賽時滿腹經綸，但是理論與實踐卻相脫離窘境，到最后發展為參賽階段高效進行動手操作的狀態，以此推動高校學生實踐運用水平的不斷發展提高。學生也能在自主動手實踐中培養建立起良好的自信心與對實踐工作的參與熱情，在優化高校應用型人才培養成效的同時，也能相應為其今后參與社會崗位的實踐運用工作奠定堅實的經驗基礎。
（三）對學生團隊精神的培養創建方案
人類社會自古以來就是合作發展的社會，人在社會中進行工作都離不開與集體和團隊成員的協作活動。團隊精神也是當今社會與企業對人才的重要能力要求之一，也是高校進行應用型人才培養的重點。電子設計大賽的參賽設置，是以三人為一組組隊參賽，進行小組間的對抗競賽，同時其大賽還規定了時間限制，這就要求同一小組內的學生必須具備團隊合作精神與能力，進行電子設計的合作分工，并能默契配合。否則不但難以與其他小組做競爭，本小組的設計任務也較難完成。因此電子設計大賽的競賽重點，就在于小組團隊的合作效率高低，具備競爭力的小組團隊一定是團隊精神優異，并且善于配合分工的隊伍，以此才能有效克服電子設計中的各類問題困難以及時間限制?？梢哉f電子設計大賽的成績，取決于小組團隊中三個人之間的團隊協作與分工情況，小組的設計成果也是三人集體合作的體現。因此高校在進行學生教育與賽前訓練進程中，就應針對性注重對學生團隊精神、協作能力的培養發展，在保證學生個性發揮的同時，令組內成員之間做充分的溝通交流，并彼此建立互信關系。以此強化組內學生間的合作意識與協作水平，在電子設計大賽的參賽進程中，推動高校學生自身團隊協作水平的發展提高。
（四）對學生求真務實作風的培養引導
在電子設計大賽的參與、訓練進程中，高校學生也能在不斷的探究、學習與實踐中，了解到務實作風的重要性。如果學生缺乏務實精神，凡事眼高手低、不踏實努力，所設計的作品不但難以符合大賽題目要求，更難以解決實踐運用中的各類突發問題與困境。由于電子設計大賽的題目囊括了多方面的專業學識與技能，具備較強的實踐性與專業性。學生對此進行學習、參賽，若缺乏相應嚴謹務實的作風精神，不能扎實一步一個腳印的打下知識基礎，就無法設計出合格的產品成果，同時電子設計大賽僅有四天的競爭期限，也必須要求學生放棄投機取巧的僥幸心理，必須具備扎實的專業知識基礎與能力，才能在如此短的時間內設計出高質量的成果。因此也需要高校教師在平時的教育與訓練工作中，強化對學生求真務實作風的培養力度，令其及時認知到，只有平時的努力積累與嚴謹學習，所打下的能力基礎才能幫助學生取得好的競賽成績。任何投機、浮躁的心理與想法都不能幫助學生提高競賽成績，反而會對其設計水平與應用型能力發展造成不利影響。
三結語
讓高校學生參與電子設計大賽這類競賽活動，能在高效培養其創新意識與實踐能力的同時，極大促進學生團隊精神、綜合素質的成長發展。各高校的應用型人才培養規劃，也應結合電子設計大賽做專門的培養方案設計，以促進參賽學生在學習、培訓進程中，獲得各方面能力素質的高效發展培養。以此帶動整個院校學風的轉變優化，推動高校高素質應用型人才培養成效的提升。
參考文獻
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電子設計大賽范文4
關鍵詞：電子設計大賽；大學生；科技創新基地
“大學生電子設計競賽”作為面向大學生的群眾性科技創新活動，目的在于推動高等學校促進信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革，有助于高等學校實施素質教育，培養大學生的實踐創新意識與基本能力、團隊協作的人文精神和理論聯系實際的學風；有助于學生工程實踐素質的培養、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力；有助于吸引、鼓勵廣大青年學生踴躍參加課外科技活動，為優秀人才的脫穎而出創造條件。隨著我國教育科學“十二五”規劃的實施，拔尖創新型人才的培養已經成為高校必須面臨的重大課題。為適應社會發展形勢的需要，越來越多的高校開始著眼于培養大學生的創新能力。目前，華中科技大學、電子科技大學等重點高校已著手大學生科技創新基地的建設并取得了良好的效果，但這些科技創新基地的建設大多依托于重點學科或綜合實驗室的建設，很少有以電子設計競賽為依托而開展的建設實踐。同時目前這類大賽的參賽培訓體系往往重視的只是競賽的本身，它的主要工作是為參加競賽而進行的學員選拔、培訓以及組織參賽等環節，所有的工作都是以競賽成績為目標的，忽略了對學生創新能力的后期培養，缺乏層次遞進型的培養大學生科技創新基地的教學實踐與經驗。
將具有一定的創新能力和科研素質的電子設計競賽參賽隊員有效的組織起來，進一步結合專業進行科研能力的訓練.積極開展包括參與指導教師科研項目在內的科研創新活動，是高校探索拔尖創新人才培養的一種新模式和新視角，科技創新基地是大學生開展科技創新活動的有力依托和平臺，認真總結大學生科技創新基地建設的有益經驗、挖掘不足和分析存在的問題，有針對性地研究基地建設新模式，采取有效措施推動大學生科技創新活動，對提升人才培養質量，增強高等教育的自主創新能力具有重要意義。
一、依托電子設計競賽建設創新基地的目標
經過“大學生電子設計競賽”脫穎而出的高年級學生在經過系統的培訓和比賽后，已經具備了一定的創新思維、科研能力和協作精神。建設系統全面的大學生創新基地，充分發揮競賽能夠持續提供優秀參賽隊員的優勢，建立科學系統的競賽后期管理模式，有利于對大學生創新能力培養的持續性和實效性。
1.結合電子設計競賽的參賽準備工作，研究構思大學生創新活動基地運作程式。學院的科技創新活動開展以基地建設為依托，以學年為周期，于每年九月召開動員大會的形式啟動，組織和動員學生參與科技創新，以指導教師課題立項、學生自由搭配小組進行雙項選擇的方式展開，即教師選學生，學生選教師和課題項目。初期對立項課題進行審查，對通過者立項并給予資金支持；中期對科技創新活動進行跟蹤檢查，進行中期匯報；后期一般為每學年的六、七月份對相關立項課題進行成果驗收，鑒定評價。
2.在充分調研的基礎上，研究制定合理的相應的配套政策，給予配套硬件，支持基地的建設和發展。以電子設計競賽為依托的大學生科技創新基地可以由學院與學校共建，以學院建設為主，面向全校學生組織、開展自然科學類和科技制作類科技創新活動。圍繞基地建設搭建基地管理委員會，全面負責科技創新基地的管理、組織和協調工作；由各相關學科專家組成專家委員會，負責對創新課題進行綜合評價、評審、指導和驗收；由學院團委為主的競賽辦公室，負責科技創新活動日常管理和運作。對科技創新活動進行全程監控，做到立項有評審，過程有監督，活動有記錄，成果有匯報。
3.建立科學的量化考核管理機制。學院（下轉第105頁）（上接第103頁）將學生科技創新成果進行量化，納入教師年終聘期考核，以及學生綜合素質測評中，進一步提高學生和教師參與課外科技活動的積極性。形成以科技創新基地建設為依托，以科研立項和開放性實驗室建設為基礎，以科技人文講座活動為補充，以社會實踐活動為強化手段的大學生創新實踐模式。
二、大學生科技創新基地建設面臨的困境
1.基地的建設和發展受到諸多限制。目前大學生科技創新活動主要以第二課堂身份開展，這本身就使基地建設在資金、設備、場地和受眾層面上受到一定的限制，影響了設發展的規模和綜合效應。例如沒有專門配套的經費投入、沒有專門的配套設施和專門的實驗室和場地，中青年教師在大賽指導方面存在經驗不足、工程實踐能力薄弱的狀況等。
2.大學生科技創新團隊建設缺乏梯度。由于缺乏長期穩定的基地環境以及受教學條件、學生自身情況以及學分制等諸多客觀因素的限制，大學生參與科研活動的熱情不同程度受到影響，學生參與科技創新活動的時間無法保證、局限性大。低年級學生雖有熱情，但面對鋪天蓋地的社團招新難以抉擇，高年級學生忙于考研和就業，難有大量精力從事科技創新活動；科技活動指導教師也沒有穩定的團隊和系統。這些因素造成學生科技創新活動出現斷層，傳幫帶穩定的學生團隊和教師團隊少，參與大型競賽利用業余時間突擊的多，長期穩定研究的少，出大成果的少。
依托大學生電子設計競賽建設大學生創新基地，有助于充分挖掘高效的競賽培訓機制與參賽隊員的潛力，與單純為比賽而比賽的培訓模式相比，大學生創新基地意在持續培養大學生創新能力與合作精神，為培養創新型拔尖人才提供新的視角。
參考文獻：
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電子設計大賽范文5
向 楠 安徽國防科技職業學院汽車工程系 安徽六安 237011
基金項目：安徽省示范實驗實訓中心《汽車技術實驗實訓中心》項目階段性成果，項目編號：2013sxzx042
【文章摘要】
高職學生實踐能力提升一直以來都是高職專業人才培養的重中之重， 也是高職教育教學改革的方向標。本文在對實踐能力的涵義、形成機制分析的基礎上，提出了基于電子設計大賽的學生主動實踐能力培養模式為高職院校深化實踐教學改革提供了參考。
【關鍵詞】
電子設計大賽；主動實踐能力；實踐教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼: A 文章編號：
1 實踐能力內涵特質
學術界往往更多強調學習者的認知能力，實踐能力更多地被忽略。國外學者加德納指出：“智力是在某種社會和文化環境的價值標準下，個體用以解決自己遇到的真正難題或產生及創造出某種產品所需要的能力?！?，這一對智力概念的理解接近于我們所說的實踐能力，在國內，傅維利、劉磊、吳志華等學者又進行了進一步的探索，他們認為：“實踐能力是個體在生活和工作中解決 實際問題所顯現的綜合性能力，是個體生活、工作所必不可少的；它不是由書本傳授而得到的，而是由生活經驗和實踐活動磨練習得的。”劉磊等人指出：“實踐能力就是對個體解決問題的進程及方式上直接起穩定的調節控制作用的個體生理和心理特征的總和。
在國內外學者研究的基礎上，實踐能力可以理解為使用知識、技能解決現實問題的能力。這種理解可以從以下四個方面進行理解：一是它是能力的重要組成；二是它的活動對象包括工作、生活的各個領域；三是它是在實踐中不斷積累形成的； 四是它的基礎是基本知識、技能的掌握， 創新意識和創造精神對實踐能力的提升也很重要。
實踐能力是在日常的工作、生活中通過日積月累的勞動積累形成的，不同職業形成不同實踐能力。如機床操作員對機床的操作能力、工藝員對零件工藝的設計能力、管理人員的企業管理能力等。對于大學生而言，在沒有職業活動的條件下，他們實踐能力的形成主要依靠以下幾種方式：
1）將已有知識轉化為實際問題的解決技能
高職學生在專業知識、技能的學習的基礎上，通過專周實訓、頂崗實習等實踐環節培養自己的實際操作能力和面對實際問題的解決能力，久而久之，這種實踐不僅加深了對已有知識的掌握理解程度， 同時也具備了解決現實生產過程中實際問題的方法、步驟，實現了將已有知識轉化為實際問題的解決技能。這種能力形成的關鍵是：實訓實習崗位要與學習者的專業知識應用對接，同時有實踐經驗豐富的師傅進行指導。
2）長期運用，實踐技能更為熟練
實際操作技能，在長期實際運用中， 不斷強化，逐漸達到熟練。解決實際問題的方法、步驟，在不斷進行各種問題的解決中，逐漸形成自己獨有的思維方式和風格。這種能力形成的關鍵是：學習者必須自己參與實踐，并能進行大量的訓練，且實踐經驗豐富的師傅能及時得針對學習者的錯誤進行指導。
3）綜合運用，形成解決綜合問題的能力
在解決單一問題的基礎上，通過對綜合問題解決過程中多種知識、技能、方法等的綜合應用，逐步形成綜合問題的解決能力。這種能力形成的關鍵是：具備綜合問題解決所需的各種知識、技能、方法，且能在實際問題中綜合使用并加以總結。
學習者將已有知識轉化為實際問題的解決技能、實踐技能更為熟練、形成解決綜合問題的能力這一過程即為其實際能力的形成過程。在這一過程中學習者的主動性就顯得尤為重要。
2 基于電子設計大賽的學生主動實踐能力培養
2.1 主動實踐能力的涵義
學習者在教師制定的實踐要求、步驟等規定框架下，按要求完成具體的實踐任務，這種實踐能力的形成往往被稱為被動實踐，這種實踐只是對現有知識的一種掌握。這種實踐學習者是在被動的狀態下完成既定任務，往往缺乏對解決問題所需知識的主動理解、思考，當問題發生變化時往往又手足無措。要改變這一現狀，關鍵是解決問題的方法、步驟必須有學習者自身通過思考，結合已有知識、技能去完成某一工作任務，這種實踐往往被稱之為主動實踐。 建構主義的觀點是：知識是學習者在特定的工作任務或工作情境中, 在教師或師傅的指導幫助下，通過主動學習和查閱資料，采用意義建構獲取。建構主義教學理論對學習環境在知識掌握中的作用特別重視， 它的觀點是學習環境的四大要素“情景”、“協作”、“會話”和“意義建構”對于知識的學習和掌握尤為重要。這一理論與主動實踐能力對學習者的要求不謀而合。重視學生的主動性和參與性這一建構主義的思想，也為學生主動實踐能力的培養提出了很好的理論基礎。
2.2 基于電子設計大賽的學生主動實踐能力培養
高職學生創新能力培養的關鍵是要主動實踐，而電子設計競賽則為學生主動實踐能力培養提供了平臺。電子設計競賽的目的就在于培養大學生的實踐創新意識與基本能力、團隊協作的人文精神和理論聯系實際的學風；有助于學生工程實踐素質的培養、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力。從這個意義上說學生在參與電子設計競賽的過程中，就必須從對競賽題目的理解、分析到選題、具體方案設計、元器件的選擇、設計裝配制作、調試、最后完成作品并寫出論文這一過程必須主動通過自己的思考來完成，且時間要求往往很緊。競賽過程中對學生的理論運用能力、實踐技能、軟硬件結合能力、論文寫作能力及意志品質、團隊協作精神等都是一個很好的檢驗。
創新能力培養必須融入大學教學的每個環節、每個實驗之中，探索基于項目研究的綜合性課程設計、學生課外研學與自主創新的實驗項目，拾級而上、循序漸進、漸次提升學生的主動實踐能力。
2.2.1 開發基于項目研究的實驗項目
在基礎實驗中，以項目為載體，通過教師的引導，在解決問題、完成任務的過程中讓學生體驗和掌握電工電子基礎知識，并安排涵蓋課程知識點、具有工程背景或實際應用價值的可實現多項功能及性能指標的綜合設計性實驗項目，在項目構思中，盡可能選擇實現方法具有多樣性，或實驗結果隨外部條件變化具有不確定性的內容，促進學生的主動探索與實踐?？砂央娮釉O計大賽技能要求分解成具體的實驗項目，探索、創新實驗案例，例如交流控制電路設計、黑匣子電路結構與參數判定、多路搶答器設計步進電機轉速控制系統設計、電磁式繼電器的特征參數測量、R、L、C 網絡頻率特性測試與參數測量等。
2.2.2 開展綜合型課程設計
在課程設計中，學生可根據所學專業和興趣愛好選擇具有工程背景的課題作為課程實踐項目，自主制定課題的詳細功能、規模和性能指標，經教師確認課題合理性、實現的可行性、知識廣度、專業深度與工作量后，學生自主選擇工作平臺， 開始系統分析、研究設計、調試與工程實現，并進行項目總結，撰寫設計報告，制定測試和演示方案，教師對項目作品進行驗收、質詢并分組進行演示。在整個課程設計中，突出學生主體、手腦并用及學生的研究探索，實現“知、情、意、能”復合培養， 提升學生的主動實踐能力。例如依托電子設計大賽可開展簡易邏輯分析儀設計、電能參數測試儀設計、高頻調諧放大器設計、數字示波器設計等綜合性課程設計。
2.2.3 實施以學生為中心的教學模式
在教學中積極倡導自主研學，著眼于學、思、知、行的有機結合，引導學生通過研究探索、信息查詢、方案研討、設計仿真、系統實現、調試測試等多種途徑進行自主學習，精心安排實驗內容，前期多以簡單問題的提出，作為綜合、復雜問題的鋪墊，在問題發現和解決的過程中引導學生學會學習、學會思考、學會動手，后期設計綜合實驗項目，讓學生很難找到現成答案，通過提出實驗要求讓學生必須經歷“調查、研究、分析、規劃、設計、實現、測試、總結”的研究過程，才能完成任務，通過設置考核內容調動學生關注實踐過程中的各個環節，提升學生實踐的樂趣及主動性。
2.2.4 優化集成創新實踐環境
分層次按功能設置實驗室，建設電子工藝、電工技術、電子技術及創新展示實驗室等學科基礎實驗平臺，優化電子系統設計、電氣控制系統、高頻電子電路等專業基礎實驗平臺的儀器配置，拓展課外研學創新基地，以滿足學習、研究、設計、分析、仿真、實驗、制作、焊接、測試等不同環節的軟硬件需求。建立網絡信息化的教學管理制度，實施教師定時帶班實驗與學生自由開放實驗相結合，同時加強實踐項目管理與過程監控，保障教學質量。
“競賽+ 項目”的教育教學改革模式的實質其實是將理論知識與實踐技能分解成電子設計競賽的各個模塊化的工作任務，并通過競賽加已完成。這種教育教學改革模式以現代職業教育理念為指導， 注重學生的職業發展需求，改變傳統的單一的“填鴨式”教學，更多強調學習者學習的主動性、積極性，強調創新意識和團隊精神的培養。在實踐教學中通過合理的教學情景設計，實現教學做一體化，強化師生互動，充分發揮學生的主體作用。具體來說即是以電子設計競賽的競賽規程和競賽任務為基礎，將競賽任務分解為一個個子任務，并將其轉化為一個個實踐教學情景，在日常教學中指導學生自主完成， 這種基于實際任務的教學情景設計能很好的激發學習者的學習積極性，契合建構主義理論。
基于電子設計大賽的學生主動實踐能力培養為學生理論聯系實際，解決實際問題提供了平臺，提供了一種很好的技術技能型人才培養路徑，這種強調大學生主動實踐能力和創新意識的培養方式，必將為學生畢業后更好的適應企業工作崗位奠定基礎。
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電子設計大賽范文6
本設計利用可變增益寬帶放大器AD603來提高增益和擴大AGC控制范圍，通過軟件補償減小增益調節的步進間隔和提高準確度。輸入部分采用高速電壓反饋型運放OPA642作跟隨器提高輸入阻抗，并且在不影響性能的條件下給輸入部分加了保護電路。使用了多種抗干擾措施以減少噪聲并抑制高頻自激。功率輸出部分采用分立元件制作。整個系統通頻帶為1kHz～20MHz，最小增益0dB，最大增益80dB。增益步進1dB，60dB以下預置增益與實際增益誤差小于0.2dB。不失真輸出電壓有效值達9.5V，輸出4.5～5.5V時AGC控制范圍為66dB。
方案論證與比較
1.增益控制部分
方案一 原理框圖如圖1所示，場效應管工作在可變電阻區，輸出信號取自電阻與場效應管與對V’的分壓。采用場效應管作AGC控制可以達到很高的頻率和很低的噪聲，但溫度、電源等的漂移將會引起分壓比的變化，用這種方案很難實現增益的精確控制和長時間穩定。
方案二 采用可編程放大器的思想，將輸入的交流信號作為高速D/A的基準電壓，這時的D/A作為一個程控衰減器。理論上講，只要D/A的速度夠快、精度夠高就可以實現很寬范圍的精密增益調節。但是控制的數字量和最后的增益(dB)不成線性關系而是成指數關系，造成增益調節不均勻，精度下降。
方案三 使用控制電壓與增益成線性關系的可編程增益放大器PGA，用控制電壓和增益（dB）成線性關系的可變增益放大器來實現增益控制（如圖2）。用電壓控制增益，便于單片機控制，同時可以減少噪聲和干擾。
綜上所述，選用方案三，采用集成可變增益放大器AD603作增益控制。AD603是一款低噪聲、精密控制的可變增益放大器，溫度穩定性高，最大增益誤差為0.5dB，滿足題目要求的精度，其增益（dB）與控制電壓（V）成線性關系，因此可以很方便地使用D/A輸出電壓控制放大器的增益。
2.功率輸出部分
根據賽題要求，放大器通頻帶從10kHz到6MHz，單純用音頻或射頻放大的方法來完成功率輸出，要做到6V有效值輸出難度較大，而用高電壓輸出的運放來做又很不現實，因為市面上很難買到寬帶功率運放。這時候采用分立元件就能顯示出優勢來了。
3.測量有效值部分
方案一 利用高速ADC對電壓進行采樣，將一周期內的數據輸入單片機并計算其均方根值，即可得出電壓有效值：
此方案具有抗干擾能力強、設計靈活、精度高等優點，但調試困難，高頻時采樣難且計算量大，增加了軟件難度。
方案二 對信號進行精密整流并積分，得到正弦電壓的平均值，再進行ADC采樣，利用平均值和有效值之間的簡單換算關系，計算出有效值顯示。只用了簡單的整流濾波電路和單片機就可以完成交流信號有效值的測量。但此方法對非正弦波的測量會引起較大的誤差。
方案三 采用集成真有效值變換芯片，直接輸出被測信號的真有效值。這樣可以實現對任意波形的有效值測量。
綜上所述，我們采用方案三，變換芯片選用AD637。AD637是真有效值變換芯片，它可測量的信號有效值可高達7V，精度優于0.5％，且元件少，頻帶寬，對于一個有效值為1V的信號，它的3dB帶寬為8MHz,并且可以對輸入信號的電平以dB形式指示，該方案硬件、軟件簡單，精度也很高，但不適用于高于8MHz的信號。
此方案硬件易實現，并且8MHz以下時候測得的有效值的精度可以保證，在題目要求的通頻帶10kHz～6MHz內精度較高。8MHz以上輸出信號可采用高頻峰值檢測的方法來測量，但是由于時間關系，高于8MHz的信號我們未能測量顯示。
4.自動增益控制（AGC）
利用單片機根據輸出信號幅度調節增益。輸出信號檢波后經過簡單2級RC濾波后由單片機采樣，截止頻率為100Hz。由于放大器通頻帶低端在1kHz，當工作頻率為1kHz時，為保證在增益變化時輸出波形失真較小，將AGC響應時間設定為10ms，用單片機定時器0來產生10ms中斷進行輸出有效值采樣，增益控制電壓也經過濾波后加在可變增益放大器上。AGC控制范圍理論上可達0～80dB，實際上由于輸入端加了保護電路，在不同輸出電壓時AGC范圍不一樣，輸出在4.5～5.5V時AGC范圍約為70dB，而當輸出為2～2.5V時AGC范圍可達80dB。
5.系統整體框圖（見圖3）
理論分析與參數計算
1．電壓控制增益的原理
AD603的基本增益為：Gain (dB) = 40 VG + 10，其中，VG是差分輸入電壓,單位是V，Gain是AD603的基本增益,單位是dB。
從此式可以看出，以dB作單位的對數增益和電壓之間是線性的關系。由此可以得出，只要單片機進行簡單的線性計算就可以控制對數增益，增益步進可以很準確地實現。但若要用放大倍數來表示增益的話，則需將放大倍數經過復雜的對數運算轉化為以dB為單位后再去控制AD603的增益，這樣在計算過程中就引入了較大的運算誤差。
2.AGC介紹 br>
AGC是自動增益控制電路的簡稱，常用在收音機、電視機、錄像機的信號接收和電平處理電路中。它的作用是當信號較強時，使其增益自動降低；當信號較弱時，又使其增益自動增高，從而保證輸出信號基本穩定。
3.正弦電壓有效值的計算
AD637的內部結構如圖4所示。根據AD637芯片手冊所給出的計算真有效值的經驗公式為：
其中：VIN為輸入電壓，Vrms為輸出電壓有效值。
系統各模塊電路的設計
1.輸入緩沖和增益控制部分
圖5為輸入緩沖和增益控制電路，由于AD603的輸入電阻只有100Ω，要滿足輸入電阻大于2.4kΩ的要求，必須加入輸入緩沖部分用以提高輸入阻抗；另外前級電路對整個電路的噪聲影響非常大，必須盡量減少噪聲。故采用高速低噪聲電壓反饋型運放OPA642作前級跟隨，同時在輸入端加上二極管過壓保護。
輸入部分先用電阻分壓衰減，再由低噪聲高速運放OPA642放大，整體上還是一個跟隨器，二極管可以保護輸入到OPA642的電壓峰峰值不超過其極限（2V）。其輸入阻抗大于2.4kΩ。OPA642的增益帶寬積為400MHz，這里放大3.4倍，100MHz以上的信號被衰減。輸入輸出端口P1、P2由同軸電纜連接，以防自激。級間耦合采用電解電容并聯高頻瓷片電容的方法，兼顧高頻和低頻信號。
增益控制部分裝在屏蔽盒中，盒內采用多點接地和就近接地的方法避免自激，部分電容電阻采用貼片封裝，使得輸入級連線盡可能短。該部分采用AD603典型接法中通頻帶最寬的一種，通頻帶為90MHz，增益為－10～+30dB，輸入控制電壓U的范圍為－0.5～＋0.5V。圖6為AD603接成90MHz帶寬的典型方法。
增益和控制電壓的關系為：AG(dB)=40×U+10，一級的控制范圍只有40dB，使用兩級串聯，增益為AG(dB)=40×U1+40×U2+20，增益范圍是－20～+60dB，滿足題目要求。
由于兩級放大電路幅頻響應曲線相同，所以當兩級AD603串聯后，帶寬會有所下降，串聯前各級帶寬為90MHz左右，兩級放大電路串聯后總的3dB帶寬對應著單級放大電路1.5dB帶寬，根據幅頻響應曲線可得出級聯后的總帶寬為60MHz。
2.功率放大部分
電路如圖7所示。參考音頻放大器中驅動級電路，考慮到負載電阻為600Ω，輸出有效值大于6V，而AD603輸出最大有效值在2V左右，故選用兩級三極管進行直流耦合和發射結直流負反饋來構建末級功率放大，第一級進行電壓放大，整個功放電路的電壓增益在這一級，第二級進行電壓合成和電流放大，將第一級輸出的雙端信號變成單端信號，同時提高帶負載的能力，如果需要更大的驅動能力則需要在后級增加三極管跟隨器，實際上加上跟隨器后通頻帶急劇下降，原因是跟隨器的結電容被等效放大，當輸入信號頻率很高時，輸出級直流電流很大而輸出信號很小。使用2級放大已足以滿足題目的要求。選用NSC的2N3904和2N3906三極管（特征頻率fT＝250～300MHz）可達到25MHz的帶寬。整個電路沒有使用頻率補償，可對DC到20MHz的信號進行線性放大，在20MHz以下增益非常平穩，為穩定直流特性。我們將反饋回路用電容串聯接地，加大直流負反饋，但這會使低頻響應變差，實際上這樣做只是把通頻帶的低頻下限頻率從DC提高到1kHz，但電路的穩定性提高了很多。
本電路放大倍數為：AG≈1＋R10/R9 ，整個功放電路電壓放大約10倍。通過調節R10來調節增益，根據電源電壓調節R7可調節工作點。
3.控制部分
這一部分由51系列單片機、A/D、D/A和基準源組成。使用12位串行A/D芯片ADS7816和ADS7841（便于同時測量真有效值和峰值）和12位串行雙D/A芯片TLV5618。基準源采用帶隙基準電壓源MC1403?？驁D如圖8所示。
4.穩壓電源部分
電源部分電路見圖9，輸出±5V、±15V電壓供給整個系統。數字部分和模擬部分通過電感隔離。
抗干擾措施
系統總的增益為0～80dB，前級輸入緩沖和增益控制部分增益最大可達60dB，因此抗干擾措施必須要做得很好才能避免自激和減少噪聲。我們采用下述方法減少干擾，避免自激：
（1）將輸入部分和增益控制部分裝在屏蔽盒中，避免級間干擾和高頻自激；
（2） 電源隔離，各級供電采用電感隔離，輸入級和功率輸出級采用隔離供電，各部分電源通過電感隔離，輸入級電源靠近屏蔽盒就近接上1000μF電解電容，盒內接高頻瓷片電容，通過這種方法可避免低頻自激；
（3） 所有信號耦合用電解電容兩端并接高頻瓷片電容以避免高頻增益下降；
（4） 構建閉路環。在輸入級，將整個運放用較粗的地線包圍，可吸收高頻信號減少噪聲。在增益控制部分和后級功率放大部分也都采用了此方法。在功率級，此法可以有效地避免高頻輻射；
（5） 數模隔離。數字部分和模擬部分之間除了電源隔離之外，還將各控制信號用電感隔離；
（6） 使用同軸電纜，輸入級和輸出級使用BNC接頭，輸入級和功率級之間用同軸電纜連接。
實踐證明,電路的抗干擾措施比較好，在1kHz～20MHz的通頻帶范圍和0～80dB增益范圍內都沒有自激。
本系統單片機控制部分采用反饋控制方式，通過輸出電壓采樣來控制電壓增益。由于AD603的設定增益跟實際增益有誤差，故軟件上還進行了校正，圖10為其軟件流程圖。
系統調試和測試結果
1.測試方法
將各部分電路連接起來，先調整0dB，使輸出信號幅度和輸入信號幅度相等，然后接上600Ω的負載電阻進行整機測試。
2.測試結果
限于篇幅，測試結果見本刊網站。
3.誤差分析
我們測量的誤差主要來源是電磁干擾，由于試驗場地有許多電腦和儀器使用開關電源，電磁噪聲很大，而且使用的同軸電纜屏蔽效果并不好，所以測量輸入端短路的噪聲電壓時隨輸入短接方式不同而有很大的誤差。
測試性能總結
