醫(yī)學(xué)院校大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽培訓(xùn)的研究與實(shí)踐
——以贛南醫(yī)學(xué)院為例

黃麒睿，歐陽威

（1.贛南醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)信息工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程教研室；2.贛南醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)信息工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000）

2017 年全國教育大會(huì)上，首次提出“新工科”的理念，2019 年5 月，教育部印發(fā)《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》，要求推進(jìn)“新工科”建設(shè)［1］。新工科建設(shè)是主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略行動(dòng)，它要求工科生不僅要在某一學(xué)科專業(yè)理論和實(shí)踐動(dòng)手能力上精深，而且還應(yīng)具有“學(xué)科交叉融合”的特征，他們不僅能運(yùn)用所長的知識(shí)去解決現(xiàn)有的問題，也有能力去學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)去解決未來發(fā)展出現(xiàn)的問題。醫(yī)學(xué)院校提出學(xué)科發(fā)展思路——“醫(yī)理工”交叉學(xué)科，該思路正與教育部的發(fā)展思路不謀而合。

針對(duì)“新工科”的“要在某一學(xué)科專業(yè)理論和實(shí)踐動(dòng)手能力上精深”和“不僅能運(yùn)用所長的知識(shí)去解決現(xiàn)有的問題，也有能力去學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)去解決未來發(fā)展出現(xiàn)的問題”的特點(diǎn)，醫(yī)學(xué)院校將提升學(xué)生的創(chuàng)新能力列入到學(xué)校的教學(xué)綱領(lǐng)之中，并啟動(dòng)了眾多教學(xué)方案，意在推動(dòng)本校學(xué)生實(shí)踐能力的發(fā)展。其中“以賽促學(xué)”是一個(gè)重要的方案，這種教學(xué)方式不僅可以提升學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力，更能提高學(xué)生的創(chuàng)新思維［2-5］。

全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是由教育部高等教育司、工業(yè)和信息化部人事教育司共同主辦的全國性大學(xué)生科技競(jìng)賽活動(dòng)，競(jìng)賽目的在于提高參賽學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作精神、動(dòng)手能力、工程實(shí)踐能力以及針對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行電子設(shè)計(jì)制作的能力［6-8］。與此同時(shí)，江西省教育廳每年會(huì)組織江西省大學(xué)生電子專題設(shè)計(jì)大賽。本文以“新工科”為指導(dǎo)思想，以贛南醫(yī)學(xué)院信息工程學(xué)院的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)體系為研究對(duì)象，通過回顧2013年以來組織學(xué)生參加大學(xué)生電子競(jìng)賽的培訓(xùn)方法，闡述醫(yī)學(xué)院校大學(xué)生電子競(jìng)賽的培訓(xùn)方法和所面臨的困境并提出建議。

1 醫(yī)學(xué)院校電子培訓(xùn)存在的問題

大學(xué)生電子競(jìng)賽的目的是創(chuàng)造條件讓優(yōu)秀學(xué)生脫穎而出，本科教學(xué)是為了培養(yǎng)符合社會(huì)基本要求的工程技術(shù)人員，兩者有著一定的差距。大學(xué)生電子競(jìng)賽的命題雖是以電子專業(yè)的課程內(nèi)容為基礎(chǔ)，但對(duì)知識(shí)的要求遠(yuǎn)高于本科教學(xué)，對(duì)參賽學(xué)生而言，僅僅掌握本科教學(xué)大綱中的內(nèi)容是完全不夠的。由此可見，大學(xué)生電子競(jìng)賽對(duì)學(xué)生的要求與本科教學(xué)有著巨大的差異，電子培訓(xùn)不能僅限于本科的培養(yǎng)模式，而醫(yī)學(xué)院校的電子培訓(xùn)更需要對(duì)原有的培訓(xùn)體系進(jìn)行修正。原有的培訓(xùn)體系在以下方面存在問題：

1.1 選拔范圍單一由于大學(xué)生電子競(jìng)賽需要學(xué)生掌握的理論知識(shí)較多，同時(shí)需要電類學(xué)科基本的理論知識(shí)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)，最終動(dòng)手以實(shí)物的形式實(shí)現(xiàn)。而動(dòng)手實(shí)踐和設(shè)計(jì)思維并不是短期能建立和培養(yǎng)起來的，至少需要半年的培訓(xùn)時(shí)間。而當(dāng)前此類競(jìng)賽的參與學(xué)生多為大二、大三和大四的學(xué)生，對(duì)大二的學(xué)生來說，由于剛剛進(jìn)入專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)，往往缺乏整體的理論知識(shí)；對(duì)于剛進(jìn)大三的學(xué)生來說，由于剛剛學(xué)習(xí)完整相應(yīng)理論，大多學(xué)生缺少相應(yīng)的項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，多數(shù)仍不能滿足競(jìng)賽要求；而大四的學(xué)生由于忙于畢業(yè)實(shí)習(xí)及就業(yè)壓力，基本不能全身心投入。

與此同時(shí)，大學(xué)生電子競(jìng)賽需要電類學(xué)科基本的理論知識(shí)，選拔主要面向信息工程學(xué)院的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)生。因此，只有少量平時(shí)注重實(shí)踐的大三的學(xué)生較適合參加，且僅限于某特定專業(yè)的學(xué)生，造成選拔的范圍不寬，數(shù)量更是有限，最后對(duì)競(jìng)賽成果或多或少存在影響。

1.2 培訓(xùn)內(nèi)容單一對(duì)于剛剛參加大學(xué)生電子競(jìng)賽培訓(xùn)的學(xué)生，即便學(xué)習(xí)了相應(yīng)的理論知識(shí)，但實(shí)際動(dòng)手能力差，多數(shù)學(xué)生習(xí)慣了理論設(shè)計(jì)，但是實(shí)物焊接、調(diào)試能力差，與競(jìng)賽要求脫節(jié)。而老師往往是進(jìn)行理論講授，缺乏實(shí)物焊接的指導(dǎo)，導(dǎo)致有些參加培訓(xùn)的學(xué)生因焊接和調(diào)試不過關(guān)，而降低了培訓(xùn)興趣。

另外，大學(xué)生電子競(jìng)賽的學(xué)習(xí)資料單一，資料多是針對(duì)以往的競(jìng)賽題目進(jìn)行理論解析、方法論證，由于技術(shù)的保留，缺少電路原理設(shè)計(jì)、芯片的應(yīng)用、調(diào)試方法的詳細(xì)說明，且多數(shù)資料只有結(jié)果，看不到設(shè)計(jì)思路。因此，培訓(xùn)資料不但沒有起到引導(dǎo)作用，還給學(xué)生帶來了一定誤導(dǎo)的作用。而學(xué)生最最缺乏的就是解決問題的能力，且不會(huì)進(jìn)行資料的收集、辨別和使用，最終導(dǎo)致競(jìng)賽培訓(xùn)效果不佳。

1.3 賽前準(zhǔn)備單一賽前準(zhǔn)備包括：資料的回顧、信息的收集、元器件的準(zhǔn)備和新模塊的學(xué)習(xí)等。這個(gè)準(zhǔn)備過程多數(shù)是學(xué)生利用課余時(shí)間各自進(jìn)行，由于缺乏比賽經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生習(xí)慣單獨(dú)進(jìn)行某方面的研究，往往方法不對(duì)，很難達(dá)到預(yù)期效果。

與此同時(shí)，在準(zhǔn)備過程中需要學(xué)生和老師之間的相互協(xié)作，這個(gè)時(shí)候，老師往往很難對(duì)每個(gè)參賽選手都做到面面俱到的指導(dǎo)。老師以往的習(xí)慣是：學(xué)生遇到問題，主動(dòng)來找老師探討并解決問題。但實(shí)際情況卻是：大多數(shù)時(shí)候，學(xué)生明明問題很多，但基本不主動(dòng)問老師，導(dǎo)致老師接收不到相關(guān)信息，不能及時(shí)的在賽前幫助學(xué)生解決相關(guān)問題。

1.4 培訓(xùn)場(chǎng)所不足大學(xué)生電子競(jìng)賽的培訓(xùn)要花費(fèi)老師和學(xué)生很多的業(yè)余時(shí)間，幾乎是賽前4 個(gè)月內(nèi)所有的課后時(shí)間。學(xué)生都需要“泡”在實(shí)驗(yàn)室，反復(fù)的動(dòng)手操作和理論學(xué)習(xí)，需要從初級(jí)培訓(xùn)“磨”到參加競(jìng)賽。對(duì)參加大學(xué)生電子競(jìng)賽培訓(xùn)的學(xué)生來說，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地是無法和他人共享的，因?yàn)槊课粚W(xué)生都會(huì)全天候使用場(chǎng)地，所以大學(xué)生電子競(jìng)賽需要配備專用的培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，供學(xué)生自由使用。

由于學(xué)校的教室較少，現(xiàn)在的競(jìng)賽培訓(xùn)所用場(chǎng)所是利用電子工藝實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)室和計(jì)算機(jī)機(jī)房的空余時(shí)間，學(xué)生只能在特定時(shí)間內(nèi)，帶了電子元器件進(jìn)實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手操作，時(shí)間一到，不管電子作品有沒有做完，都需要帶著電子元器件和所做的作品離開，大大的降低了培訓(xùn)的效率。

2 改革內(nèi)容和方法

2.1 擴(kuò)大選拔范圍，延長培訓(xùn)時(shí)間根據(jù)以往的大學(xué)生電子競(jìng)賽培訓(xùn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，擴(kuò)大選拔范圍、延長培訓(xùn)時(shí)間，對(duì)競(jìng)賽的人才選拔進(jìn)行改進(jìn)和完善。

隨著電子協(xié)會(huì)的建立和發(fā)展，在選材上可以依托電子科技協(xié)會(huì)，通過在協(xié)會(huì)招新時(shí)，吸收醫(yī)學(xué)類專業(yè)和鄰近類專業(yè)的有興趣的新生。對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理的指導(dǎo)，并以興趣為導(dǎo)向，打破專業(yè)壁壘，利用新生的積極性，來達(dá)到擴(kuò)大選材范圍的目的。

提前進(jìn)行電子類知識(shí)的介紹。提前半年，利用晚上和周末的時(shí)間，對(duì)培訓(xùn)的學(xué)生進(jìn)行電子相關(guān)知識(shí)的講授。采取知識(shí)介紹的方法，對(duì)培訓(xùn)的學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的電路識(shí)圖、電路原理內(nèi)容培訓(xùn)指導(dǎo)。并給學(xué)生安排學(xué)習(xí)的討論小組，安排固定的學(xué)習(xí)場(chǎng)所，給予一定的適應(yīng)時(shí)間，學(xué)生課下互相討論學(xué)習(xí)。這半年的培訓(xùn)還要進(jìn)行日?？记冢瑏砹私鈱W(xué)生的自制能力，為接下來的選拔提供依據(jù)。

這樣的競(jìng)賽選拔體系的改進(jìn)和完善，不僅增加了選才面，也為下一步的競(jìng)賽培訓(xùn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 豐富培訓(xùn)方法，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)的能力針對(duì)缺乏動(dòng)手實(shí)踐指導(dǎo)和資料單一的狀況，通過增加虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、增加醫(yī)學(xué)電子模塊的設(shè)計(jì)指導(dǎo)和豐富培訓(xùn)資料等方法，豐富培訓(xùn)方法，細(xì)化培訓(xùn)內(nèi)容，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和設(shè)計(jì)能力。

電路仿真實(shí)驗(yàn)是對(duì)電路的功能行為進(jìn)行模擬，不需要建立實(shí)際的電路（這過程可能繁瑣而昂貴），因此它是實(shí)用性很強(qiáng)的工具［6］。電路仿真軟件一般具有較好的圖形化界面，而且對(duì)電腦的配置要求不高，因此能很好的輔助學(xué)生分析、綜合、組織和評(píng)估所學(xué)的知識(shí)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)對(duì)有關(guān)人體的各種生命現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)和量化的現(xiàn)象越來越普遍。在大學(xué)生電子競(jìng)賽培訓(xùn)中，結(jié)合醫(yī)學(xué)院校的優(yōu)勢(shì)，開展醫(yī)學(xué)電子的模塊設(shè)計(jì)教學(xué)，不僅能激發(fā)學(xué)生的興趣、提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，更符合“新工科”的要求。

對(duì)競(jìng)賽學(xué)習(xí)資料的豐富，不僅對(duì)培訓(xùn)資料的內(nèi)容進(jìn)行整理，更主要的是指導(dǎo)學(xué)生擬定適合自身的學(xué)習(xí)計(jì)劃，有步驟地消化、理解已有的知識(shí)，避免學(xué)生把精力花費(fèi)在不必要的地方［7］。同時(shí)，積極開展對(duì)新方法、新模塊的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，使學(xué)生能夠了解電子發(fā)展的方向，引導(dǎo)學(xué)生盡快提高設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，適應(yīng)競(jìng)賽和就業(yè)的需要。

另外，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行資料的收集，收集資料不僅僅限于書本及參考資料，應(yīng)該定期對(duì)各大電子論壇的內(nèi)容進(jìn)行整理，并組織學(xué)習(xí)，專任指導(dǎo)教師定期組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和討論。

通過增加虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、增加醫(yī)學(xué)電子模塊的設(shè)計(jì)和豐富培訓(xùn)資料等方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，豐富培訓(xùn)內(nèi)容。

2.3 細(xì)化賽前訓(xùn)練內(nèi)容，提高學(xué)生臨場(chǎng)應(yīng)變能力通過細(xì)化賽前準(zhǔn)備過程和賽前模擬比賽環(huán)境，提高學(xué)生的臨場(chǎng)應(yīng)變能力。細(xì)化賽前準(zhǔn)備過程，需要根據(jù)參賽學(xué)生的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)分項(xiàng)進(jìn)行有針對(duì)性的培訓(xùn)強(qiáng)化；并進(jìn)行模擬比賽，提高學(xué)生臨場(chǎng)應(yīng)變能力。

在比賽前，參賽選手已經(jīng)具備了一定的實(shí)踐能力和設(shè)計(jì)能力，這時(shí)需要根據(jù)每位參賽選手的實(shí)際情況有步驟的完成各項(xiàng)準(zhǔn)備。特別是賽前出現(xiàn)的、與競(jìng)賽有關(guān)的元件或模塊都要提前采購，認(rèn)真學(xué)習(xí)芯片手冊(cè)，并研究典型電路，探索芯片或者模塊的最佳使用方法［8］。整個(gè)賽前培訓(xùn)過程中要注重學(xué)生理論與實(shí)踐的應(yīng)用情況，尤其是學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的加強(qiáng)，指導(dǎo)老師要定期現(xiàn)場(chǎng)跟蹤指導(dǎo)，當(dāng)學(xué)生調(diào)試遇到問題或者進(jìn)展緩慢時(shí)，幫助其分析原因，盡快解決問題。

江西省大學(xué)生電子專題設(shè)計(jì)大賽的比賽模式是固定的，即在7個(gè)半小時(shí)內(nèi)完成從讀題、審題到作品功能實(shí)現(xiàn)的所有步驟。這個(gè)比賽模式可以在學(xué)校內(nèi)模擬，通過在學(xué)校內(nèi)模擬比賽環(huán)境，讓學(xué)生熟悉比賽流程，對(duì)在真實(shí)比賽時(shí)更好的發(fā)揮自己的水平有一定的幫助。

3 結(jié) 果

近年來，我校將學(xué)科競(jìng)賽作為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要抓手，以賽促教，以賽促學(xué)，不斷激發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)體協(xié)作意識(shí)和創(chuàng)新精神；將競(jìng)賽融入專業(yè)教學(xué)，強(qiáng)化競(jìng)賽與課程建設(shè)的結(jié)合，推動(dòng)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革。從表1 可以看出，2014 年至2017 年，贛南醫(yī)學(xué)院在江西省電子大賽個(gè)人賽中的成績(jī)表現(xiàn)較為一般。究其原因，主要是缺乏一套合適的訓(xùn)練體系。

表1 2014—2019年我校在江西省大學(xué)生電子專題設(shè)計(jì)大賽中的獲獎(jiǎng)情況/人

經(jīng)過一段時(shí)間的摸索、調(diào)整和完善，通過擴(kuò)大選拔范圍，延長培訓(xùn)時(shí)間、豐富培訓(xùn)方法，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)的能力、一套相對(duì)完善的訓(xùn)練體系、細(xì)化賽前訓(xùn)練內(nèi)容，提高學(xué)生臨場(chǎng)應(yīng)變能力，一套比較完整的，且較適合我校的大學(xué)生電子競(jìng)賽培訓(xùn)體系逐漸成型。

2018年和2019年，贛南醫(yī)學(xué)院參賽隊(duì)采用了本文所述的培訓(xùn)體系，在2019 年5 月的江西省大學(xué)生電子專題設(shè)計(jì)大賽中，獲得一等獎(jiǎng)2 項(xiàng)，二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，三等獎(jiǎng)3 人，其中一名同學(xué)的作品得分在全省1 300 多位參賽選手中排名第五。2019 年的獲獎(jiǎng)數(shù)量和質(zhì)量較往年成績(jī)進(jìn)步十分明顯。

4 討 論

通過組織醫(yī)學(xué)院校學(xué)生參加大學(xué)生電子競(jìng)賽的培訓(xùn)，可以充分檢驗(yàn)學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)是否扎實(shí)，本科教學(xué)水平是否適應(yīng)當(dāng)下電子技術(shù)的發(fā)展。通過在醫(yī)學(xué)院校開展電子設(shè)計(jì)大賽培訓(xùn)，能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生學(xué)習(xí)更加主動(dòng)積極。通過開展醫(yī)學(xué)院校大學(xué)生電子競(jìng)賽的培訓(xùn)，還能迎合“學(xué)科交叉融合”的特征，讓學(xué)生把所學(xué)的電類知識(shí)運(yùn)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中去。通過在醫(yī)學(xué)院校組織學(xué)生參加大學(xué)生電子競(jìng)賽，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和邏輯思維能力，學(xué)生不僅能運(yùn)用現(xiàn)有的知識(shí)去解決實(shí)際的問題，更有能力去學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)來解決未來發(fā)展出現(xiàn)的問題。

近年來，在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的積極鼓勵(lì)和幫助下，我校大學(xué)生電子競(jìng)賽的培訓(xùn)體系逐漸完善，贛南醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)信息工程學(xué)院的學(xué)生在江西省電子設(shè)計(jì)大賽中也取得了喜人的成績(jī)。但依然存在不少的問題：醫(yī)學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，我校大學(xué)生電子競(jìng)賽培訓(xùn)依然欠缺前瞻性；對(duì)于全國電子設(shè)計(jì)大賽等全國性賽事的培訓(xùn)，還有許多需要學(xué)習(xí)和完善的地方等。

另外，針對(duì)我校學(xué)生參加2019年江西省大學(xué)生電子專題設(shè)計(jì)大賽過程中出現(xiàn)的邏輯思路上集中犯錯(cuò)的現(xiàn)象，我校的大學(xué)生電子競(jìng)賽培訓(xùn)體系在理論教學(xué)內(nèi)容上還需進(jìn)一步完善、訓(xùn)練計(jì)劃的執(zhí)行還需進(jìn)一步強(qiáng)化。我校的大學(xué)生電子競(jìng)賽培訓(xùn)將在當(dāng)前培訓(xùn)體系下，繼續(xù)完善，持續(xù)改進(jìn)，爭(zhēng)取在2020年的江西省電子設(shè)計(jì)大賽和2021 年的全國設(shè)計(jì)大賽中取得更好的成績(jī)。