作者：陳林 汪小燕 曾喻江 單位：華中科技大學

全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一，是面向大學生的群眾性科技活動，目的在于推動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；有助于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［５－７］。從１９９４年開賽至今，全國大學生電子設計競賽從某些方面有效地推動了各高校的教學改革和人才培養。電子設計競賽要求參賽學生完成從選題、收集技術資料、設計方案論證、軟硬件設計、元器件選擇、組裝制作、調試測試、排除故障、做出樣品到撰寫設計報告的設計制作全過程，并且要求組隊參賽，因此隊員需要有很好的協調能力，合理地進行分工與合作。總之，電子設計大賽對于學生的理論聯系實際能力、實踐動手能力、軟硬件綜合應用能力、文檔書寫能力及品質意志、團結協作精神等都是一個很好的訓練，而這正與我們的硬件課程設計教學目標不謀而合。經過分析論證，我們提出引入國際著名半導體器件公司的技術平臺與設計支持，以電子設計競賽的方式來實施硬件課程設計的教學改革思路。

競賽式課程設計教學的實施

課程實施形式為集中講座與開放實驗相結合。集中講座４～８學時，內容包括硬件系統設計方法及過程介紹、規范、工具、報告文檔整理等，引導學生建立系統產品開發的總體概念，明確項目開發的過程及各階段時間節點要求、文檔規范性要求與開發作品的功能與性能要求，使學生明確努力的方向。考慮學生還有其他課程的學習，開放實驗時間約為１５周。學生在規定時間內完成設計內容，并以報告和實物運行參加課程考核。整個過程著眼于學、思、知、行的有機結合。具體實施過程及各步驟所需時間如圖１所示。由于課程設計是學生在學校階段必修的實踐性教學環節，因此設計題目應充分考慮不同層次學生的特點，同時兼顧設計內容的實用性、先進性。我們通過設置指定項目與自選項目、基本內容要求與發揮部分要求，使學生可以根據自己的實際情況，逐步完成項目要求并進行改善與提高，使學生夠得著又不斷超越。

首先學生根據所選題目，通過各種途徑、各種方法、各種手段去圖書館或網絡查找相關資料，結合所學理論知識，對選題進行認真分析；同時還須針對所撥經費數額進行元器件的市場調研，在此基礎上提出切實可行的設計方案并進行方案論證，包括實現方法研究、技術水平分析、理論計算推導和分析設計仿真等幾個方面。然后教師對每個組的設計方案進行分析、評價，引導學生發現設計方案的缺陷和不足，明確后期工作計劃與努力方向，同時督促學生在規定時間內備齊所需器件。這期間教師既要避免包辦代替，也要避免撒手不管，做到既能鼓勵學生獨立思考問題、解決問題，培養學生的獨立性，同時又在學生遇到難于解決的問題時不至于感到孤立無援、束手無策以至于放棄。

在課程設計的末尾階段，專門設置２周的集中時間，使學生能進入實驗室進行課程設計項目的實現、調試與性能指標的測試。這個階段是課程設計中非常重要的環節，它能促使學生直接面對實際工程項目與產品開發中的困難，領會科研與產品研發的挫折、壓力與成功，并在實戰中獲取更多的實踐經驗與體會。

學生完成整個選題后，各個小組將在課程中展示實際成果，接受包括指導教師在內的驗收教師組的評價、質詢，并進行答辯。這個環節主要是考查學生基礎知識、基本技能與方法的掌握程度，項目計劃組織、工程實現、總結表達能力，觀察學生實踐過程中在構思、方法、設計等方面的閃光點。這是學生專業技術能力形成和提高的重要階段，也是一個畫龍點睛的過程。

我們的教學不僅僅要“授之以魚”，更強調“授之以漁”，強調創新能力的培養與全面素質的提高，促使學生能夠向更高目標沖刺［８－１０］。為了保護并鼓勵學生的創新欲望與主動學習、主動實踐的興趣，我們在這種競賽式課程設計教學中采用了２種評價體制并行的策略。一方面，針對電子設計競賽，參照全國電子設計大賽施行方式，主要“強調項目以團隊為單位的實現結果”，通過比較各組基本與發揮部分的功能與性能，評出獎項等級，對學生的創新與才華給以充分肯定；另一方面，針對課程設計教學環節的課程成績，采用“結果與過程并重”的考核方式，針對所有學生實行個人評分。這樣對于那些在項目中出現了錯誤，導致最后實現不夠成功的學生，仍然可以根據其過程中的努力，給予正確的、與學生努力相應的評價分數等級。這種將學生的過程考核與小組的最后實現結果進行綜合考核的評價體制，既保護了學生的創新精神，又強調了學生的個人努力與小組項目結果的協調發展，培養了學生將個人的成就榮譽與集體的成就榮譽相結合的良好的職業道德與職業行為習慣，同時也鍛煉了學生的溝通能力與團隊協作能力。

實踐效果

經過在２屆學生中實施競賽式課程設計的教學改革與實踐，教學效果較以前有明顯提高。雖然學生作品有其不完善和稚嫩的地方，但學生在實踐過程中表現出了極大的興趣，發揮了主動性和創造性。正如學生在報告中寫的：“實驗過程中，我們具有自由發揮的空間，過程由自己控制，是對我們全局把握能力的很好的鍛煉。在裝調過程中熟悉并學習了單片機語言、ＦＰＧＡ和模擬電路參數計算與調試技能，對以后的學習和工作都能帶來非常大的益處。在此過程中，遇到了很多困難，在解決這些困難的過程中，學會將理論和實際聯系起來，體會到同學間的互相幫助和學習十分重要。指導老師啟發式的幫助也使我們收益頗多。”

這種競賽形式的課程設計，使學生在質疑中強化了問題意識，在答疑中提升了自主學習能力，在答辯中鍛煉了表達能力，在實施中產生了靈感，在挫折中鍛煉了意志。既品嘗了挫折和失敗的滋味，也感受到了獲得創新靈感和成功帶來的喜悅［１１－１３］。整個課程設計過程中，新知識、新技能的學習滲透其中，使學生對科學研究有了更清晰的認識，開闊了視野，擴大了知識面，擺脫了書本的局限和舊有的觀念。實踐證明，該方法對培養學生的自學能力、分析能力、實踐能力、創新意識和協作精神，效果顯著。同時它對其他實踐教學也具有一定的借鑒作用。