基于飛思卡爾智能車比賽談高校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與傳承

包振明+王琪+陳四杰+劉學(xué)芳+龔雪

摘 要 介紹近幾年來基于全國大學(xué)生“飛思卡爾”智能車競賽而構(gòu)建的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室平臺的建設(shè)情況及其在培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力方面發(fā)揮的作用，總結(jié)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的組織建設(shè)、運(yùn)行管理方法、取得的成果以及經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞 “飛思卡爾”智能車競賽；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G482 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2015）20-0001-04

Construction and Inheritance of University Innovation Labora-

tory based on Freescale Cup College Intelligent Car Competition//

BAO Zhenming， WANG Qi， CHEN Sijie， LIU Xuefang， GONG Xue

Abstract This article introduces a new lab of creation platform of our school based on the Freescale Cup Intelligent Car Competition， and its role in fostering students innovative ability to play. The paper also summarizes the organization， operation and management of the lab as well as the outcome， the experience of heritage.

Key words Freescale Cup Intelligent Car Competition； innovation laboratory； innovative ability

全國大學(xué)生“飛思卡爾杯”智能車比賽是面向大學(xué)生的群眾性科技活動，自創(chuàng)辦以來引起全國廣大高校的廣泛關(guān)注[1]。倡導(dǎo)以大學(xué)生為主體的創(chuàng)新實(shí)踐與科學(xué)研究，能夠調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造性[2]。如何構(gòu)建開放式自動化實(shí)踐教學(xué)中心與大學(xué)生創(chuàng)新培養(yǎng)模式，傳承創(chuàng)新成果等方面的研究，是當(dāng)前創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的一個研究熱點(diǎn)[3-5]。

與研究型本科院校不同，對于普通本科院校，其培養(yǎng)目標(biāo)側(cè)重于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，而該應(yīng)用型人才又不同于?？平逃膶Ｏ驊?yīng)用人才，對工科大學(xué)生的培養(yǎng)應(yīng)著眼于理論與實(shí)踐的結(jié)合，具有解決現(xiàn)實(shí)工程問題的能力和從事工程活動的綜合素質(zhì)[6]。因此，以學(xué)生為主體的開放性實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)尤為重要。本文以為全國大學(xué)生“飛思卡爾杯”智能車比賽而創(chuàng)建的智能車實(shí)驗(yàn)室為例，探討大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建及傳承。

1 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建

智能車創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)依托 智能車實(shí)驗(yàn)室是以全國大學(xué)生“飛思卡爾杯”智能車比賽為平臺的本科生創(chuàng)新項目實(shí)驗(yàn)室。本實(shí)驗(yàn)室立足比賽但又不局限于比賽，通過比賽激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。它是以智能汽車為研究對象的創(chuàng)意性科技競賽，是面向全國大學(xué)生的一種具有探索性工程實(shí)踐活動，是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生科技競賽之一。本競賽以“立足培養(yǎng)，重在參與，鼓勵探索，追求卓越”為指導(dǎo)思想，旨在促進(jìn)高等學(xué)校素質(zhì)教育，培養(yǎng)大學(xué)生的綜合知識運(yùn)用能力、基本工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，激發(fā)大學(xué)生從事科學(xué)研究與探索的興趣和潛能，倡導(dǎo)理論聯(lián)系實(shí)際、求真務(wù)實(shí)的學(xué)風(fēng)和團(tuán)隊協(xié)作的人文精神，為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。

此外，智能車平臺涉及多領(lǐng)域、多學(xué)科（如圖1所示），可以聚集不同專業(yè)不同特長的學(xué)生參與其中，同時多領(lǐng)域多學(xué)科也可以拓寬學(xué)生的視野，發(fā)散學(xué)生的創(chuàng)新思維，有利于學(xué)生綜合思想能力的培養(yǎng)。因此，基于智能車平臺的實(shí)驗(yàn)室也更加綜合，留給學(xué)生的創(chuàng)新思路也更加寬廣。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的組織體系 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室始建于2010年，是由當(dāng)時的創(chuàng)新項目積極分子牛蘇峰同學(xué)（現(xiàn)為美國伊利諾理工大學(xué)博士學(xué)位研究生）、程飛同學(xué)（現(xiàn)為英國利物浦大學(xué)博士研究生）等人提議，在機(jī)電與汽車工程學(xué)院院長支持下建立的。該實(shí)驗(yàn)室（Smart Car Laboratory）是一個提倡個性化，雖然隸屬于江蘇科技大學(xué)（張家港）/蘇州理工學(xué)院機(jī)電與汽車工程學(xué)院，但是面向校區(qū)及蘇州理工學(xué)院全體在校大學(xué)生的、開放的自主科技創(chuàng)新組織。

1）項目團(tuán)隊在核心教授的帶領(lǐng)下，組織了以專業(yè)骨干教師為主的指導(dǎo)團(tuán)隊，指導(dǎo)所有參加開展創(chuàng)新項目的學(xué)生。同時，評估項目的合理性及可行性，并提出具體的實(shí)施方案和指導(dǎo)意見。

2）大四學(xué)生經(jīng)過了大三時“飛思卡爾杯”智能車比賽，由于將進(jìn)入畢業(yè)找工作或考研階段，不可能繼續(xù)開展新的創(chuàng)新項目，但他們具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，是經(jīng)驗(yàn)介紹和項目傳承的榜樣。

3）大三學(xué)生知識體系結(jié)構(gòu)逐漸完整，并且有大四學(xué)生的幫助，有大二時積累的一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，已具備獨(dú)立完成一些項目的能力。因此，在創(chuàng)新項目中成為主力，能夠帶領(lǐng)并指導(dǎo)大二學(xué)生完成創(chuàng)新項目。此外，大三學(xué)生還要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室各項事務(wù)的管理、校內(nèi)科技競賽的籌辦及舉辦。

4）大二學(xué)生多為新加入成員，對實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)運(yùn)行還不是很熟，其主要任務(wù)是向高年級學(xué)生請教學(xué)習(xí)，逐步完成相關(guān)知識的積累，并逐漸培養(yǎng)自己獨(dú)立解決問題的能力，通過與大三學(xué)生的交流，進(jìn)行創(chuàng)新項目的制作，參與各個創(chuàng)新實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)項目設(shè)計，通過制作、調(diào)試，從實(shí)踐中獲取經(jīng)驗(yàn)。

5）大一學(xué)生，通過智能車協(xié)會的宣傳，對創(chuàng)新項目進(jìn)行觀摩，獲得感性知識，加深對創(chuàng)新項目的理解和提高對創(chuàng)新項目的興趣，從而由自發(fā)進(jìn)入自覺學(xué)習(xí)過程。

6）在每次參加完“飛思卡爾杯”智能車比賽后，要求項目選手進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并及時在團(tuán)隊中進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室人員構(gòu)成及職責(zé)如圖2所示。

成立智能車協(xié)會 作為實(shí)驗(yàn)室下屬機(jī)構(gòu)，智能協(xié)會的建立是考慮到對大一等學(xué)生的培養(yǎng)。智能協(xié)會屬社團(tuán)類組織，旨在于組織興趣團(tuán)隊，形成交流群體，并為“飛思卡爾杯”智能車比賽培養(yǎng)儲備后備力量。因此，通過招新，可以加速培養(yǎng)大一新生的創(chuàng)新興趣及提高創(chuàng)新意識。協(xié)會由實(shí)驗(yàn)室成員組織建設(shè)，會定期給大一新生以及其他新成員開展技術(shù)類講座，主要內(nèi)容為前沿科技動態(tài)以及實(shí)驗(yàn)室成員現(xiàn)在做的項目，特別是應(yīng)用到的相關(guān)專業(yè)類軟件工具的介紹，以引導(dǎo)有興趣的新生自主學(xué)習(xí)。主講者為實(shí)驗(yàn)室高年級成員或?qū)δ骋环矫嬗休^深研究的成員。

通過高年級學(xué)生帶領(lǐng)低年級學(xué)生，不僅形成了良好的內(nèi)部傳承關(guān)系，而且在整個過程中學(xué)生既是學(xué)習(xí)者也是管理組織者，摒棄了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的教師管理組織、學(xué)生聽從的模式，在不知不覺中鍛煉了學(xué)生的自我管理組織能力。同時在良好的實(shí)驗(yàn)室氛圍中，學(xué)生可以自由交流探討問題，分享自己的經(jīng)驗(yàn)相互學(xué)習(xí)相互進(jìn)步，大大提高了學(xué)習(xí)的效率，使每個成員在這種和諧的氛圍中得到成長與進(jìn)步，這又是一種不同于傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式的新的大學(xué)學(xué)習(xí)方式。經(jīng)過幾屆的調(diào)查，實(shí)驗(yàn)室成員學(xué)習(xí)成績大多名列班級前茅。

除了實(shí)驗(yàn)室方面的活動，其成員也在校園文化建設(shè)中表現(xiàn)突出，也有兼任班級干部、社團(tuán)組織干部等重要職務(wù)。

2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的傳承和發(fā)展

一個好的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展除了需要必要的硬件條件之外，還要有良好的傳承，不僅需要將每屆的經(jīng)驗(yàn)積累傳承下去，最重要的是將寶貴的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新熱情傳承下去，這就需要每一屆的高年級學(xué)生為低年級學(xué)生帶好頭，做好榜樣。榜樣的作用很重要，可以激勵低年級的學(xué)生努力拼搏，樹立更加遠(yuǎn)大的人生理想和目標(biāo)。同時需要營造一個良好的實(shí)驗(yàn)室氛圍。有學(xué)生曾在本校其他類實(shí)驗(yàn)室待過，通過與其他對本科生開放的創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)室對比，認(rèn)為智能車實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新氛圍是最好的，有了好的氛圍才能更好地激發(fā)創(chuàng)新想法，也為想法的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)；自由散漫的環(huán)境和過于壓抑的環(huán)境都不利于學(xué)生的創(chuàng)新。因此，一個適當(dāng)寬松而積極向上的環(huán)境才是創(chuàng)新的沃土。實(shí)驗(yàn)室一直以來傳承的創(chuàng)新精神是團(tuán)結(jié)協(xié)作、追求卓越，正是這種精神激勵著每一屆學(xué)子努力拼搏。

實(shí)驗(yàn)室的良好傳承取決于實(shí)驗(yàn)室的每一個成員，因此，成員的招新是實(shí)驗(yàn)室一件重要的事情。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，招新的成敗決定了接下來實(shí)驗(yàn)室傳承和發(fā)展的好壞。在招新中不會以傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)成績或技術(shù)水平來作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，而是首要考慮個人的綜合素質(zhì)，其中個人的團(tuán)隊合作能力又是考察的重點(diǎn)。無論對于實(shí)驗(yàn)室的日常運(yùn)行還是實(shí)施某些項目，都會涉及不同專業(yè)領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)室需要各專業(yè)的人才，招新也是面向全校不同專業(yè)具有不同特長的學(xué)生。因此，團(tuán)隊合作、與人溝通的能力就顯得尤為重要，這也與社會職場生活極其類似。成員招新每年一次，具體時間為九月至十月份，招新對象是校內(nèi)循跡車比賽的優(yōu)秀者，以大二、大三學(xué)生為主；對大一學(xué)生，通過交流，對具有濃厚興趣的優(yōu)秀學(xué)生會適當(dāng)考慮。

成員招新申報流程 整個招新過程均由實(shí)驗(yàn)室成員學(xué)生完成，無需要任何教師參與。通過智能車協(xié)會，前期實(shí)驗(yàn)室宣傳會充分介紹實(shí)驗(yàn)室的情況，以吸引有興趣的學(xué)生主動參與，如前文提到的對于大一新生，會通過實(shí)驗(yàn)室下屬機(jī)構(gòu)智能協(xié)會以講座方式激發(fā)他們的興趣，主要考慮到大一新生基礎(chǔ)知識還不夠牢固，對于自身的真正優(yōu)勢定位還不準(zhǔn)確，避免盲目加入，造成時間的浪費(fèi)，影響基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)。在多人面試篩選環(huán)節(jié)中，采用無領(lǐng)導(dǎo)小組討論法，通過觀察個人在討論中的表現(xiàn)，初步確定面試者的團(tuán)隊協(xié)調(diào)能力以及問題解決能力；敲定人選面試采取群面的方式，在此過程中，實(shí)驗(yàn)室每個成員會向被面試者提出自己關(guān)心的問題，主要是考慮新成員與老成員能否很好地融合。對每個創(chuàng)新項目團(tuán)隊，一般要求2～3人構(gòu)成，通常形成大三、大二以及個別大一學(xué)生組成的梯隊。成員招新的基本流程如圖3所示。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的傳承 對于新加入的成員會進(jìn)行短期的實(shí)驗(yàn)室安全、設(shè)備使用的培訓(xùn)，對于新老成員的熟悉與融合會定期組織集體活動，增進(jìn)彼此的了解，從而促進(jìn)成員間的關(guān)系，為今后的傳承打下基礎(chǔ)。

對于傳承的另一個重要任務(wù)就是實(shí)驗(yàn)室歷屆資料的整理及存檔，包括比賽資料、創(chuàng)新成果資料，以及實(shí)驗(yàn)室成員個人資料、元器件的歸類與使用、雕刻機(jī)的使用與保養(yǎng)、電路板的制作等，相關(guān)工作都是通過傳幫帶以及相關(guān)的制度來開展。經(jīng)過五屆的積累，實(shí)驗(yàn)室積累了豐碩的成果，如何讓將這些成果更好地傳承下去是一個亟待解決的問題，其中人員信息的整理是一個最重要的環(huán)節(jié)。如何將新成員與已畢業(yè)的成員聯(lián)系起來，這個問題尤為重要，因?yàn)橹悄苘噲F(tuán)隊是一個不斷發(fā)展、不斷變化的團(tuán)隊，每一屆有每一屆的特點(diǎn)，但每一屆和每一屆之間也應(yīng)建立緊密的聯(lián)系，這不僅關(guān)系著實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊的壯大，更關(guān)系著每個成員今后的發(fā)展，尤其那些已經(jīng)工作的或正在深造的，他們的經(jīng)驗(yàn)和建議會給予新加入的學(xué)生很大的幫助。

雖然每次創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的招收成員不多，只有少數(shù)人加入，但總是形成大三、大二以及個別大一學(xué)生組成的梯隊，保證后繼的傳承。因此，通過舉辦一些科技活動來擴(kuò)大它的影響面，使創(chuàng)新活動不僅僅局限于實(shí)驗(yàn)室，而是讓它作為一個開放式創(chuàng)新平臺去激發(fā)每一個有創(chuàng)新想法的學(xué)生去實(shí)現(xiàn)他們的想法，盡力將“團(tuán)結(jié)協(xié)作，追求卓越”精神傳達(dá)到每一個學(xué)生的心中。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項目的發(fā)展 除了每年一次的正式招新活動，平時還會通過舉辦的科技競賽活動發(fā)掘適合的人才從而吸納到實(shí)驗(yàn)室中來，如已經(jīng)舉辦了兩屆的校內(nèi)循跡車比賽。校內(nèi)循跡車比賽借鑒“飛思卡爾杯”智能汽車比賽方案并進(jìn)行簡化，面向全校各年級學(xué)生，最終收到良好的效果，涌現(xiàn)出許多具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的優(yōu)秀學(xué)生。

實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建與發(fā)展當(dāng)然離不開學(xué)校和教師的大力支持，如果沒有教師的指導(dǎo)與支持，學(xué)生的很多想法也難以施行，特別是在面對困難和難題時，指導(dǎo)教師的鼓勵和支持對學(xué)生創(chuàng)新活動帶來極大的幫助。

3 智能車創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新成果

圍繞全國大學(xué)生“飛思卡爾杯”比賽的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室成立五年以來，已初步取得豐碩的成果，所獲得的創(chuàng)新成果是其他創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室中最多的。

1）2007級學(xué)生雖然只組織了一支隊伍，但獲得大學(xué)生“飛思卡爾杯”智能車競賽第五屆全國賽二等獎、華東賽區(qū)一等獎。

2）2008級學(xué)生在第六屆光電、CCD組華東賽區(qū)獲二等獎，

電磁組華東賽區(qū)獲三等獎；2009級學(xué)生在第七屆電磁組、光電組華東區(qū)獲三等獎。

3）2010級學(xué)生榮獲第八屆電磁組全國二等獎、華東區(qū)一等獎，以及電磁、攝像頭、光電組均獲華東區(qū)二等獎；2010級學(xué)生制作的簡易旋轉(zhuǎn)倒立擺及控制裝置獲得2013全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽江蘇賽區(qū)二等獎；實(shí)驗(yàn)室精英團(tuán)隊自主研制開發(fā)的“四旋翼飛行器”獲得“大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽”省二等獎等。

4）2011級有五支隊伍獲得2014年“大學(xué)生飛思卡爾杯智能車競賽”華東區(qū)二等獎。

除獲獎作品之外，實(shí)驗(yàn)室還參與了多項本科生創(chuàng)新計劃，如：仿照六足動物的肢體結(jié)構(gòu)，以飛思卡爾MC9S08AW60八位單片機(jī)作為核心控制器的六足仿生機(jī)器人；基于Cortex-M4的四自由度旋轉(zhuǎn)平臺以及簡易滑翔機(jī)、手動遙控式船模、太陽能跟隨裝置、實(shí)時溫度顯示及報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等一些列成果。參加“飛思卡爾”智能車創(chuàng)新項目的教師和學(xué)生還發(fā)表了研究成果[7-8]，從而進(jìn)一步促進(jìn)了成果的傳承。

4 結(jié)語

以“飛思卡爾杯”智能車競賽活動的開展為切入點(diǎn)，要時常注意對創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室成員的安全意識和衛(wèi)生習(xí)慣進(jìn)行教育，規(guī)范行為，指導(dǎo)正確使用裝備，合理選用器件。業(yè)務(wù)上，通過引導(dǎo)大一學(xué)生觀摩、大二學(xué)生參與制作、大三學(xué)生領(lǐng)軍比賽以及大四學(xué)生經(jīng)驗(yàn)交流等，同時根據(jù)他們對專業(yè)知識的掌握程度，分階段進(jìn)行培訓(xùn)。發(fā)揮智能車協(xié)會的紐帶作用，通過智能車協(xié)會組織宣傳、興趣培養(yǎng)、傳授知識、能力鍛煉，有效地促進(jìn)各專業(yè)大學(xué)生參與和團(tuán)隊合作創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

同時，本文提出的資源優(yōu)化配置、創(chuàng)新平臺建設(shè)為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了智能車實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和傳承，完善了智能車實(shí)驗(yàn)室制度建設(shè)，保障了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項目實(shí)現(xiàn)，同時能夠取得較好的成果。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)緊張有序的技術(shù)交流氛圍，有利于形成良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，最終實(shí)現(xiàn)智能車實(shí)驗(yàn)室科學(xué)、健康和可持續(xù)發(fā)展。參考文獻(xiàn)

[1]卓晴，王京春，黃開勝，等.全國大學(xué)生智能汽車競賽的研究與實(shí)踐[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012（4）：74-77.

[2]范小蘭，趙春鋒，姚晨迪.大學(xué)生創(chuàng)新活動實(shí)踐與探討[J].教育教學(xué)論壇，2015（7）：87-88.

[3]董海兵，羅雪蓮.開放式自動化實(shí)踐教學(xué)中心構(gòu)建與大學(xué)生創(chuàng)新培養(yǎng)模式研究[J].中國教育技術(shù)裝備，2014（14）：

132-135.

[4]石樂義.大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的探索實(shí)踐[J].當(dāng)代教育科學(xué)，2014（3）：60-61.

[5]陳四杰，王琪，張禮華，等.基于行動學(xué)習(xí)法的大學(xué)生科技創(chuàng)新平臺研究[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，

2014（3）：192-195.

[6]鄢志丹，王宇紅，廖明燕.基于大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2013（4）：98-100，103.

[7]王琪，程飛，陳四杰，等.基于Freescale S12微控制器的高速智能尋跡車設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].江蘇科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2012（1）：75-80.

[8]眭翔，王琪，薛朋駿，等.基于LabVIEW的智能車綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012（20）：149-151.