《光电系统嵌入式开发与应用实验B》

课赛结合总结报告

 

 

 

课程名称：  光电系统嵌入式开发与应用实验B  

课赛题目：      光电嵌入式设计竞赛         

课赛类型：           实践类                

参赛对象：   光电1801~1805（传感方向）     

指导教师： 崔利平、张斌、魏世秀、张稳稳    

课赛时间：     2020-2021学年第2学期       

 

 

 

 

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目 录

 

1. 课赛结合执行情况    

2. 课赛结合学生选题及获奖情况    

3. 优秀作品示例    

4. 经费使用情况    

5. 课赛结合经验总结    

附录1：颁奖照片    

附录2：学生答辩和验收照片（部分）    

《光电系统嵌入式开发与应用实验B》

课赛结合总结报告

2020-2021学年第2学期，针对光电 18级（光电1801-05）传感方向学生，在《光电系统嵌入式开发与应用》理论课程（32学时）、《光电系统嵌入式开发与应用实验B》（32学时）实验课程的基础上，进行课赛结合比赛。

课程内容主要是完成STM32嵌入式相关基础知识教学和相关实验任务解析与实践指导。理论课主要以讲授，问卷、随堂测验、课后实践作业方式展开，配以网课辅助学习；实验课（独立开课）是在理论课基础上，主要以讲解、实验操作指导为主。

本次课赛结合目标是使学生能在相关实验项目中应用所学的嵌入式知识和操作技能；能在相关实验项目基础上有所拓展和创新；在项目的分工合作中提高学生的动手实践能力、设计创新能力、答辩演讲能力、报告撰写能力，提高学生的团队合作意识。考核形式主要包括：项目验收及答辩；资料提交：项目报告、项目视频介绍、答辩PPT的制作。

课赛结合主要内容有：光电嵌入式课程相关实验内容（如液晶显示；定时器中断；AD实验；颜色识别；红外测距；红外报警；红外遥控实验）及其原理、应用等方面的拓展和创新。

1. 课赛结合执行情况

课赛结合活动从4月初撰写申请表开始、通知学生、提交报名信息、确定比赛各个环节…到赛前准备、正式比赛…及赛后评奖、提交作品和资料、撰写课赛结合报告等，历时约3个月。具体执行情况如表1所示。

表1 课赛结合活动流程
2021.4.9	填写《光电系统嵌入式开发与应用实验B》课程课赛结合申请表
2021.4.13-30	l  课赛结合事项通知学生
	l  制作《课赛结合报名信息统计表》
	l  通知学生按小组报名，并收集报名信息
2021.5.27	确定比赛报告模板，并下发给学生
2021.6.17	商定比赛时间、地点，及比赛具体流程，并通知学生
2021.6.17-18	奖品奖状采购
2021.6.18	比赛前具体事项安排：
	答辩实验室安排
	学生待提交材料命名的细节要求
	学生答辩PPT制作及答辩建议
	答辩名单制作
	答辩横幅设计
	评分表设计及打印
2021.6.20	课赛结合比赛：
	比赛前准备：抽签排序；答辩拍照安排；学生拷贝PPT等资料并进行实物调试
	开始比赛：小组答辩前先拍照，然后学生答辩；最后进行实物演示
	赛后成绩评定：4位代课老师根据评分表，并充分交换意见，及时评出一、二、三等奖
2021.6.21	学生提交资料包括：1.答辩PPT；2.设计报告；3.答辩和作品演示的照片和视频；4.工程打包文件
	学生提交资料问题反馈：比如资料命名不规范、题目不一致、设计报告中明显的格式或内容问题等。
	学生资料修改并再次提交。
2021.6.22	课赛结合颁奖
2021.6.23-29	学生资料整理、学生优秀作品提交
	撰写课赛结合工作总结

 

2. 课赛结合学生选题及获奖情况

课赛结合学生组队、选题及具体获奖情况如表2。获奖等级设置了三级：一等奖、二等奖和三等奖。其中，一等奖三组，14人；二等奖8组，35人；三等奖10组，48人。应参赛学生有101人，实际参赛97人，学生参赛率96%。参赛学生全部都有奖品和奖状。对未参赛的4名同学，经过4位老师的交流沟通，也颁发了奖品，以资鼓励。部分颁奖照片见附录1。

表2 光电18级《光电系统嵌入式开发与应用实验B》暨《光电嵌入式设计竞赛》课赛结合获奖情况
2021.6.22
组号	组长	组员1	组员2	组员3	组员4	比赛题目	等级	学生 班级
1	惠晨潇	陈肖蒙	范瑞晗	金鑫		基于STM32多种颜色识别及报警系统	一等奖	3
2	苗政永	陈思源	肖乐瑶	齐飞宇	宋帆	基于STM32的液晶显示计算器设计	一等奖	4
3	陈泽坤	杨尚志	殷乔	杨武	刘罡	基于STM32的音乐盒设计与实现	一等奖	5
4	王媛	吕一凡	李德顺	康开发	纪英豪+赵森	基于STM32的激光测距系统设计	二等奖	1
5	李盼盼	田雨妍	马岩	马思雨	王浩宇	基于单片机的颜色识别改良	二等奖	1
6	曹力	阿依提拉	房梦凡	姜姿元	罗淼	基于单片机的8x8led点阵	二等奖	1
7	胡家豪	田文	廖海斌			基于stm32的红外测距报警系统	二等奖	2
8	李文瑞	马睿	余智超	湛稀明		测距报警显示系统	二等奖	2
9	王彬	王海腾	浦吴超	王海龙	王前	烟雾报警ol测距冲水	二等奖	3
10	赵良	陈倩	车江丽	李富圣	蓝晓东	基于STM32的二维码生成与显示	二等奖	5
11	张鹏	袁昊楠				基于STM32的电子时钟	二等奖	5
12	张语铎	戴耀伟	张晓贝	马洋	杨青	基于stm32的红外测速报警系统	三等奖	1
13	程浩东	王攀	王通	王乙天	张立源	红外测距	三等奖	1
14	王国龙	程超	陈元柳	李傲林	赵西飞	基于stm32的颜色识别系统	三等奖	2
15	李志强	杜明威	郭威	张瀚文	胡俊韬	颜色识别	三等奖	2
16	龚瑞	景晨颖	李欣怡	王梦姣		基于STM32的红外测距报警系统	三等奖	3
17	黄威	郭智龙	同海明	田攀帅	刘皓天	红外测距	三等奖	3
18	彭柯园	马艳高	苗一寒	罗俊航		液晶显示	三等奖	4
19	王恒	魏泽宇	文飞	韦昭翰	张小慧	颜色识别系统	三等奖	4
20	职言	张懿瑄	郭思琪	李枭	郑欢欢	基于STM32的颜色识别系统设计	三等奖	4
21	张子杰	谭怡君	蒲佳宁	化荷静	杨雨凡	红外测距	三等奖	4

 

3. 优秀作品示例

学生答辩及完成作品的部分图片见附录2。部分优秀作品简介见表3。

表3  优秀作品简介

比赛题目	等级	作品功能	作品特点
基于STM32多种颜色识别及报警系统	一等奖	基于颜色识别基础实验，提出实际的应用场景；编程实现场景应用功能展示。	作品在产品线生产应用领域实现了创新，具有较好的实用性
基于STM32的液晶显示计算器设计	一等奖	在实验课基础开发平台上，独立设计并实现了计算器的加减乘除，删改等功能。	在基本实验平台基础上，实现了功能创新设计；设计的计算器作品功能考虑周全，具有较好的实用性。
基于STM32的音乐盒设计与实现	一等奖	在手机端编写app程序，控制音乐的选择、播放；经过蓝牙无线传输，在实验开发平台上实现播放音乐或切换音乐功能。	作品利用了无线传输技术、具有手机APP功能，完成的音乐盒作品具有良好的娱乐视听效果。
基于单片机的颜色识别改良	二等奖	基于颜色识别基础实验，提出新的颜色识别原理，实现了512种颜色的识别功能，原理上还可以实现更多。	在颜色识别原理创新性方面有较大突破，并实现了新的颜色识别功能的展示。团队合作表现突出。
基于STM32的激光测距系统设计	二等奖	采用激光传感模块，实现了激光测距功能。	更换了实验中的红外测距方法，采用激光测距，测试性能稳定

4. 经费使用情况

经费使用情况见表4。活动实际总花费未超出最初预算额。

表4 经费使用情况

	申请经费（元）	实际使用经费（元）	学生数（人）	生均费用（元/人）
元器件	5000	4201.18
奖品奖状	1500	1628.5
总费用	6500	5829.68	101	57.7

 

5. 课赛结合经验总结

课赛结合活动结束后，回顾总结，发现学生参赛过程中的几个特点：

1） 学生选题（学生选题不断在变，说明随着课程进度变化，学生思路也在不断发生变化）

2） 学生答辩（学生缺乏经验，部分学生是第一次参加PPT答辩活动）

学生PPT制作格式的问题主要有：

l 字小、颜色、布局结构不合理——时间紧

l 内容条理性：差异性比较大

l 作品演示：有的准备不充分，测试测量工具没有提前准备。

3） 学生资料提交：（格式问题、内容问题——提出修改意见，返回修改）

学生资料提交主要问题：

l 各处题目不完全一致

l 目录无页码，或不整齐，格式不规范

l 借鉴内容引用不合理

l 缺少部分内容

l 图片标注不准确

l 参考文献与内容相关度不够

 

本次课赛结合活动中最主要的几点收获：

1）理论课与实践课紧密配合，实践课再通过课赛结合的形式来延伸，非常有利于学生学会（理论课）、会用（实验课）和进一步的思考与创新（课赛结合比赛）。学生在理论课上学习相关项目任务要求、实现原理及具体实现思路，带着任务来学习；在实验课上采用真实的器材设备动手实践，学生根据自己实际基础情况，完成难度分级任务要求，能力强的同学可以完成更多更具挑战性的任务；实验课上允许学生相互交流讨论，动手能力强原理理解到位的同学可以给基础相对薄弱的同学讲解演示。也可以小组共同讨论新的功能、思路和方案。

教学中发现，实验课中的交流讨论讲解，比课堂的教学效果要好很多，学生喜欢在实验室交流讨论，成就感比较明显。实验课时毕竟有限，学生对实验项目的进一步思考成果，可以通过课赛结合的方式展示出来，在理论课和实践课基础上延伸出来的比赛，学生更容易上手实践、产生新的点子或思路，有利于学生创新意识和创新精神的培养。

2）课赛结合比赛以小组（每组必须有组长）的形式展开，有利于比赛任务的顺利完成，有利于提高学生的团队合作意识和合作能力。课赛结合比赛不仅要求学生做出比赛作品，同时要求学生进行作品答辩、资料提交（答辩PPT、作品设计报告、视频拍摄、工程资料文件等）。学生在课业相对较多情况下，要一个人高质量完成这诸多任务会非常辛苦。因此在这样的比赛活动中，学生自然形成以组长为核心，分工合作完成任务的模式（打酱油现象不可避免，需在后续活动中继续引导教育）：有人负责作品设计与实现、有人负责答辩PPT制作、有人负责设计报告制作、有人负责答辩、有人负责拍照，任务之间需要相互交流和沟通。学生在这样具有全员参与的比赛活动中，潜移默化、自然而然地锻炼了与人合作的意识和合作能力。

3）颁奖活动具有正面引导、肯定和鼓励作用。赛后的颁奖工作，是对学生参与比赛活动的认可和肯定，能起到正面的引导激励作用。本次活动中，学生全部获奖，但奖品依据完成情况分等级发放。同时，对于没有参加比赛的个别同学，（经评委老师根据实际情况，沟通商量）也在颁奖时给予了奖品鼓励。

4）选择合适的奖品，有利于降低比赛成本，同时提高活动质量。本次比赛奖品全部为学生文具，价格适中（不廉价也不昂贵），且全部印有学校学院logo。奖品对学生而言实用且具有纪念意义。

课赛结合比赛活动在本课程中是第一次开展，组织教师相对缺乏经验。本次课赛结合活动的不足之处有以下几点：

1）比赛动员阶段，学生报名不是很积极。班级报名人数差异很大。很多人不想报，一方面可能因为是新课程，还要做东西，学生怕学不会，做不出来，费时间没结果；多一事不如少一事，对课程实践成果没有强烈的向往和需求；另一方面，学生课业比较多，部分学生在考研准备，很多人觉得没时间。发现问题后，及时调整动员策略，帮助同学分析得失利弊，积极鼓励动员学生参加，最终参赛率96%。在应参加的101人中，有4位同学没有参加。虽然没参加，但老师并不区别冷眼对待，经商定，最终还是给予未参赛同学同样物质和精神鼓励。

2）学生作品的创新性，突破性，还有很大的提升空间。虽然全员获奖，但真正有突破性、创新性的作品还是很少。学生答辩PPT的制作、答辩展示技巧有待提高；学生提交资料内容质量和格式的规范性还可以进一步提高。

3）比赛中，学生作品展示与答辩活动同步进行，答辩环境噪音有点大，后续活动中需要进一步改进活动思路和开展流程。

总之，经过本次课赛结合比赛活动，有效提高了理论课、实验课的教学效果。课赛活动的开展，有效拓展了实验课教学质量的提升。在比赛活动过程中，学生根据课程相关实验内容，自拟参赛题目，同学间分工合作，完成作品设计任务、完成答辩、作品展示和相关资料的制作与提交。经历这样的比赛活动，学生的创新意识、创新能力得到锻炼；学生的团队合作意识和合作能力有效提高。在团队合作中，学生意识到，他们需要学到的不只是知识，还需要实践能力，更需要创新能力；需要的不只是把作品做出来，还需要通过语言表达、书面表达、视频制作等环节把作品展示出来。完成形式的东西容易，高质量完成不容易。

组织活动琐碎而繁杂，费人费钱费时间，但是经过理论与实践与比赛的有效结合，学生收获颇多，教师感受颇深。付出值得。虽然是第一次组织课赛结合活动，有诸多方面不足。但课赛结合的教学思路值得借鉴和推广。

 

附录1：颁奖照片

 

图1 一等奖颁奖留念

 

 

图2 二等奖颁奖留念

 

 

图3 三等奖颁奖留念

 

  

  

图4 部分颁奖过程

 

附录2：学生答辩和验收照片（部分）