电子设计竞赛与生物医学工程专业学生创新能力的培养

王春雷 韩玲娜

长治医学院 山西长治 046000

电子设计竞赛与生物医学工程专业学生创新能力的培养

王春雷 韩玲娜

长治医学院 山西长治 046000

组织生物医学工程专业的大学生参加电子设计竞赛活动，是一种新型的教学模式，对生物医学工程专业人才的培养和全面培养学生素质起到促进作用。在参加竞赛的过程中，不仅培养生物医学工程专业学生的实践创新能力，而且也培养学生团队合作的精神和勇于克服困难的精神，同时也促进生物医学工程专业教师教学实践能力的提高。

生物医学工程；电子设计竞赛；创新能力

全国大学生电子设计竞赛是教育部高等教育司和信息产业部人事司共同举办的大型学科竞赛之一。电子设计竞赛为学生科研创新活动提供了良好的平台，促进了学生实践创新能力的培养。

培养大学生的创新能力、动手能力和协作精神，加强科研和大学生创新能力的培养是社会发展的需求，更是当前高等教育的主要目标。鼓励大学生参加竞赛活动是实现这一目标的途径之一。全国大学生电子设计竞赛其目的在于引导高校树立“注重学生动手能力和创新能力培养”的理念，大力推进创新教育的实施，深化教学改革，激发学生的自主参与性，使学生的创新能力和实践应用能力得到有效培养，为优秀人才的脱颖而出创造条件。竞赛试题反映电子技术的先进水平，强调创新设计新思想，引导大学生关注科技发展，培养其创新思想。

长治医学院生物医学工程系从2009年开始组织学生参加电子设计竞赛，取得了不错的成绩。笔者根据参赛的实际情况，培训参加竞赛学生的工作经验，提出了竞赛过程中的问题，探讨了电子设计竞赛对教学工作的促进作用，并讨论了在电子设计竞赛中培养学生创新能力的一些具体措施方法的可行性。

1 竞赛的显著效果和存在的问题

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，以“政府主办、专家主导、学生主体、社会参与”的组织运行模式蓬勃发展。在全国四大学科竞赛活动中，因其举办时间长、规模大、参赛人数多、极高的权威性和影响力，已成为高校考核大学生创新实践能力的一个重要标尺，得到了高等教育界和社会的广泛认可。竞赛内容既有理论设计，又有实际制作，全面检验和加强参赛学生的理论基础和实践创新能力。全国大学生电子设计竞赛自1994年举办第一届以来，已经成功举办了九届，每两年举办一次。2009年本专业代表长治医学院第一次参加了电子设计竞赛，我系学生获得省级一等奖一项、二等奖五项、三等奖六项。不仅给本院、本系带来荣誉，更重要的是给我们提供了一个培养创新、协作和钻研精神的平台，是大学生展现自己、积累经验的舞台。这次竞赛给教学工作带来了很大的帮助，以课堂教学改革为切入点和突破口，切实提高了人才培养质量，推进了整体教学改革。

首次参加竞赛，从准备到比赛结束暴露出很多问题。由于学院是第一次参赛，又是医学院校，学院中大多数的实验室设备都是医学设备。导致工科实验室建设条件准备不足，缺乏电子创新实验室设备。在了解和学习往届电子设计竞赛题目和参赛作品后，发现本系实验室元器件、实验仪器等硬件只能满足个别题目的设计，还不能满足竞赛中所有题目需要的实验设备条件。此问题得到学院领导的重视，规划建立一个开放性电子创新设计实验室，并且在竞赛前分批采购了竞赛急需的一些实验仪器。创新性实验室的建成可以给学生和教师提供设计电子电路所需的硬件资源，也可以作为全国大学生电子竞赛的场地。在参赛学生的选拔培训、资料准备、活动场地及经费等方面都需要多部门协调解决，经过沟通与协调，问题得到了解决。

2 竞赛对教学改革的促进作用

电子设计竞赛无疑为本系教学改革注入一剂“强心针”，使得教学工作不断完善提高的同时，也能够扩大学校、院系的影响力。但是通过电子设计竞赛培养学生的创新能力，提高人才培养的质量，更是我们教育工作者的初衷。在培训和竞赛过程中，我们学习和研究了历届电子设计竞赛的题目，选题都具有一定的实际意义和应用背景，大量新技术、新器件的使用让我们认识到电子技术的飞速发展，同时也反映了目前电子技术的先进水平。要培养具有创新能力的科技人才，提高学生专业知识和综合能力的水平，必须跟上先进电子技术发展的速度，不断进行电子基础课程内容的调整和实验教学内容的更新。

2.1 有利于深化电子类课程内容

随着电子技术的快速发展，新器件、新技术的不断涌现，需要不断更新教学、实验内容。如软硬结合的嵌入式系统应用、可编程逻辑芯片等。在2009年竞赛的题目中，NEC电子将节能理念引入竞赛，这使我们清楚地认识到当今电子技术的飞速发展，进一步显示出教学改革发展速度的滞后。因此必须深化电子类课程内容，让学生掌握的电子技术跟得上社会发展的脚步。为提高学生综合素质和创新能力，对电子类课程内容进行了调整，如在单片机教学内容中，51系列单片机内部资源、外围扩展作为讲授的重点，但是随着电子技术的发展，许多新型单片机的强大功能与低廉价格，越来越受到使用者的青睐，应用领域非常广。因此，这就需要更改部分教学内容，让学生避免在外围扩展上纠缠。在赛前培训中舍去学习这部分内容，改用凌阳单片机，由于其内部资源丰富，模块化的结构易于系列的扩展，其指令结构提供了对高级语言的支持，这可以大大缩短产品的开发时间，让学生在竞赛中提高设计效率。

2.2 促进了实践教学环节的改革与发展

实践教学是培养创新人才必不可少的重要环节，针对传统的教学模式中，多数学生偏重理论知识、动手能力差的情况，本专业依托电子设计竞赛，在实验课中积极推进实践性教学。如将验证性实验贯穿在设计性实验中、单科性实验包含在综合性实验中，指导学生将理论和实践结合起来灵活应用，培养学生综合素质和创新能力，改变以往的教师教什么，学生学什么的传统模式，从而提高了教学质量，激发了学生的创新欲望。

结合本系实践教学改革的思路，将赛前培训模式引入实践教学。通过借鉴电子设计竞赛的特点与组织运行模式，我们举办了校电子设计竞赛。针对生物医学工程专业，我们请国内知名的医疗器械公司工程部的设计人员出题和评审，本系教师对报名参赛的学生进行培训，参赛的学生按照电子设计竞赛的模式需要写出设计论文和实物演示。不仅锻炼了学生的动手能力，同时为全国电子设计竞赛选拔和考核了参赛队员，也增强了学生在生物医学工程领域内的实际应用和设计能力，为更多的优秀学生脱颖而出创造了条件。

2.3 提高了指导教师的教学水平和工程实践能力

本系教师队伍参加赛前培训任务，青年教师占有相当大的比重，他们对新技术、新软件接受快，但缺乏工程实践经验。提高实践能力是高校青年教师克服自身弱点、提高教学水平、实现自我发展的必然途径。实践经验的缺乏，不仅导致科研能力不足，盲目仿效，缺乏独立工作能力，难以实现学术独立；而且在教学上内容贫乏，照本宣科，课堂气氛缺乏活力，难以培养优秀人才。以电子设计竞赛为契机，充分调动教师的积极性努力提高青年教师的实践能力。竞赛命题范围广，内容新颖，涉及多门课程的综合应用，难度适中，指导教师在培训过程中互相学习，共同提高，取长补短，知识和经验相互渗透和补充使得青年教师业务素质快速提高，能够在日常的教学和科研中发挥重要的促进作用。

3 培养学生创新能力

培养创新人才是社会发展的需求，更是当前高等教育的首要任务。根据本专业的培养目标和方向，以素质教育为基础，能力培养为主线，充分发挥电子设计竞赛对学生创新能力培养的促进作用，为社会培养优秀的创新型应用人才。

3.1 培养学生团队合作精神

在当今日益激烈的社会竞争中，团队合作成为社会经济发展的一种必然，在校大学生更应该加强“团队合作”的教育。通过发挥团队精神不仅可以营造一种工作氛围，使每个参赛队员有一种归属感，有助于提高团队成员的积极性和效率，而且有利于产生新颖的创意，激发团队成员的潜力，完成个人无法独立完成的事情。电子设计竞赛是电子类课程知识和实际应用能力的综合运用，其知识的广度和深度、实际动手能力都具有一定的水平和难度。每个参赛小组都由3名学生组成，要在4天时间内完成从题目选择、技术资料收集、设计创新性论证、电子元器件选购、软硬件设计、实物制作、调试测试、撰写设计报告的全过程。对参加竞赛的学生来说无疑具有极大的挑战性，只有密切配合，发挥团队合作精神才能够取得成功。而长期以来学校强调的却是个人学习，强调的是个人能力的培养，缺乏团队意识的训练。因此，在平时的培训过程中需要锻炼参赛队员的团队合作精神。为了加强学生这方面能力的训练，实施“小组合作学习”的教学方式，不仅可以把团队的整体目标分割成许多小目标，然后再分配给团队的成员一起完成，这样就可以缩短完成大目标的时间而提高效率；而且团队组成的多元化有助于产生不同的观点，从而有助于在决策时集思广益产生最优的方案。

3.2 培养拔尖人才

学院领导十分重视电子设计竞赛对学生创新能力的培养，制定了一系列的奖励政策，如学院对参加全国大学生电子设计竞赛获全国一等奖的学生免试推荐攻读硕士研究生，对获得省一等奖以上的学生毕业设计评定为优秀。通过电子设计竞赛等科技活动可以开阔视野，激发对新知识的探索欲望，增强学生的自学能力、研究能力、操作能力、组织能力、创造能力。不仅需要学生具备深厚而扎实的基础知识，了解本专业的最新科学成就和发展趋势，还要鼓励学生在实验课和见习、毕业设计等实践教学环节中敢于创新、敢于面对困难。

对具有严谨的科学思维能力和对事物做出系统、综合分析与准确判断能力较强的拔尖人才，在课程设置上适当加大选修课的比例，有助于了解相邻学科必要的横向学科知识。在实验课中增加综合性实验，培养其敏锐的观察力，能够提高从本源上发现问题的能力。此外，设立大学生科研训练计划，积极支持大学生开展课外科研活动，如本专业学生在2009年申请国家自然科学基金两项，在教师的指导下，自主设计完成了课题，并撰写、发表了论文，成功地完成了科研任务的同时也充分调动了学生学习的主动性和积极性，不断提高学生的创新能力。

4 结束语

当今社会的竞争，与其说是人才的竞争，不如说是人的创造力的竞争。大学人才的培养模式必定从“知识型”转向“知识能力型”，大学生电子设计竞赛作为面向大学生的几项重大赛事之一，对教学改革的促进作用是明显的，对培养学生的实践能力，培养创造型的人才，全方位调动学生学习的积极性起到了引导和推进作用。

[1] 王勇.依托大学生电子设计竞赛培养学生创新能力[J].中国地质教育，2009，1：145～148

[2] 林建英.电子设计竞赛在综合设计实验课程建设中的促进作用[J].实验室科学，2006，4：130～132

[3] 王朝.从大学生电子设计竞赛谈高校青年教师实践能力的培养[J].吉林师范大学学报，2008，2：117～119

[4] 石玉军.参加大学生电子设计竞赛的体会[J].河西学院学报，2008，24(2)：124～125

[5] 刘永强.浅析大学生参加电子设计大赛的必要性[J].考试周刊，2008，45：185～186

Research of cultivating modes for students’ creativing capabilities of biomedical engineering major by electronic design contests

Wang Chunlei, Han Lingna
Changzhi medical college, Changzhi, 046000, China

Organizing students of biomedical engineering major to take part in electronic design contest is a new mode of education, which plays a promoting role in cultivating electronic talents and in cultivating students’ quality in biomedical engineering major. In scientif c and technologic competitions, students’ abilities in practicing and creating were greatly exercised. Their consciousness of team work and overcoming diff culties were also increased, meanwhile, the teachers’ practical ability was promoted in biomedical engineering major.

biomedical engineering major; electronic design contests; creativing capabilities

2011-03-15 稿件编号：1103102

王春雷，在读研究生，助教。