基于開源硬件的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐

劉 威，謝耀濱，常 瑞

（戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)，河南 鄭州 450002）

0 引言

在當(dāng)前新工科建設(shè)如火如荼的大背景下，高素質(zhì)工程人才的能力培養(yǎng)被賦予了新的內(nèi)涵[1]。新工科建設(shè)行動(dòng)路線明確提出：新工科教育要注重培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維、工程思維，提升其創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和自主終身學(xué)習(xí)能力[2]。這對(duì)新工科人才的綜合素質(zhì)培養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力提升提出了更高的要求，創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)需求從教學(xué)中知識(shí)傳遞的副產(chǎn)品，逐步上升為融入教學(xué)本質(zhì)的根本基因。

硬件設(shè)計(jì)開發(fā)與系統(tǒng)分析能力是高素質(zhì)工程人才創(chuàng)新實(shí)踐能力的重要組成部分，計(jì)算機(jī)硬件類課程的實(shí)踐教學(xué)過程不僅起到奠定硬件知識(shí)體系基礎(chǔ)的作用，而且擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐能力的使命[3]?；陂_源硬件平臺(tái)改革計(jì)算機(jī)硬件類課程的實(shí)踐教學(xué)體系，充分利用開源硬件的優(yōu)勢(shì)，以創(chuàng)新實(shí)踐課程體系為依托、以學(xué)科競(jìng)賽為驅(qū)動(dòng)，形成新的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式。該模式有助于本科低年級(jí)學(xué)生硬件系統(tǒng)思維的啟蒙、中高年級(jí)學(xué)生硬件動(dòng)手能力的提高、高年級(jí)學(xué)生創(chuàng)新思維的鍛煉和協(xié)作精神的養(yǎng)成，在計(jì)算機(jī)類和電子信息類學(xué)科人才的培養(yǎng)工作中具有顯著成效。

1 創(chuàng)新能力培養(yǎng)面臨的困境

計(jì)算機(jī)硬件類課程包括計(jì)算機(jī)組成原理、微機(jī)原理與應(yīng)用、匯編語言、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)等，覆蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、信息安全等專業(yè)。硬件類課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的重要途徑，但目前大部分國(guó)內(nèi)高校的計(jì)算機(jī)硬件類課程實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀與創(chuàng)新能力培養(yǎng)需求之間還存在一定差距，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

1）專用實(shí)驗(yàn)設(shè)備不利于開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。

計(jì)算機(jī)硬件類課程的專用實(shí)驗(yàn)設(shè)備大多價(jià)格較高、體積偏大，適合在實(shí)驗(yàn)室配備，學(xué)生只能在固定時(shí)間段、固定地點(diǎn)使用，從源頭上限制了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和課余時(shí)間的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)[4]。硬件類實(shí)踐與創(chuàng)新，專用實(shí)驗(yàn)設(shè)備的目的性強(qiáng)、功能單一，基于專用實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐需要大量的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù)做鋪墊，學(xué)生無法在短時(shí)間內(nèi)按照預(yù)定構(gòu)想設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)完整的硬件系統(tǒng)，創(chuàng)新思路無法落地，由此產(chǎn)生對(duì)創(chuàng)新實(shí)踐的畏難情緒。

2）眾多硬件課程未建立統(tǒng)一的實(shí)踐教學(xué)體系。

計(jì)算機(jī)硬件類課程的知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)緊密，而課程的獨(dú)立規(guī)劃造成了理論講授和實(shí)踐環(huán)節(jié)均存在一定程度的知識(shí)冗余與內(nèi)容脫節(jié)；每門課程采用的專用實(shí)驗(yàn)設(shè)備各不相同，學(xué)生需花費(fèi)較多精力去學(xué)習(xí)各種相似設(shè)備的使用方法[5]；實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，前后課程知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性沒有被強(qiáng)化，容易導(dǎo)致學(xué)生“一葉障目，不見泰山”，即便完成了整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，也沒能建立起硬件系統(tǒng)觀，無法形成系統(tǒng)能力，更無法依托課程實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。由此可見，分散、不成體系的實(shí)踐課程設(shè)計(jì)給創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)帶來了很大的障礙。

3）創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)缺乏有效的激勵(lì)機(jī)制。

現(xiàn)有的實(shí)踐能力培養(yǎng)模式主要依托計(jì)算機(jī)硬件類課程的實(shí)踐教學(xué)，大多重視理論知識(shí)的重現(xiàn)，而缺少對(duì)創(chuàng)新實(shí)踐的鼓勵(lì)?，F(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)的大部分實(shí)驗(yàn)屬于演示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，對(duì)于數(shù)量有限的綜合性實(shí)驗(yàn)，其內(nèi)容設(shè)計(jì)也是固定的，缺乏創(chuàng)新性和可擴(kuò)展性。學(xué)生即便完成了綜合性實(shí)驗(yàn)，也無法享受到理想變成現(xiàn)實(shí)的快樂，很難形成有效的正反饋來激發(fā)創(chuàng)新熱情[5]。

基于開源硬件的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式能在一定程度上解決上述問題，為硬件類教學(xué)與實(shí)踐提供了新思路和新方法，在學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)方面展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)效能。

2 開源硬件的優(yōu)勢(shì)分析

開源硬件是指基于開源思想設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)硬件和電子設(shè)備，開發(fā)者將硬件平臺(tái)的全部資料，包括電路原理圖、PCB版圖、固件、元器件列表以及軟件等，都對(duì)外公開，允許任何人使用。具有代表意義的開源硬件有Arduino、樹莓派Raspberry Pi、BeagleBone、kiwiboard和訊為iTOP4412開發(fā)板等。這些開源硬件不但種類繁多、功能齊全，而且兼具價(jià)格低廉和資源豐富等優(yōu)勢(shì)，成為計(jì)算機(jī)硬件類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要平臺(tái)。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備相比較，開源硬件平臺(tái)在創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)方面具有以下4個(gè)優(yōu)勢(shì)。

（1）低成本。開源硬件的主體板卡價(jià)格基本在400元以內(nèi)，加配常用的外設(shè)，價(jià)格也在800元以內(nèi)，可以減少實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)費(fèi)用。以微機(jī)原理與應(yīng)用課程為例，專用的微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)箱價(jià)格約為6 000元，如果在實(shí)踐教學(xué)中以樹莓派2外加必要外設(shè)代替，功能上能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，而價(jià)格將降低到實(shí)驗(yàn)箱的1/10。在經(jīng)費(fèi)投入相等的情況下，原來3～4人共用實(shí)驗(yàn)設(shè)備變?yōu)槿耸忠惶组_源硬件平臺(tái)。

（2）便攜性。開源硬件板卡體積小巧、方便攜帶。以樹莓派2為例，板卡尺寸是8.6cm×6cm×2cm，和一張卡片的體積差不多；而傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱的尺寸約為55cm×36cm×20cm，基本不具備便攜性。設(shè)備體積決定了學(xué)生可以在課后帶回開源硬件平臺(tái)，根據(jù)自身時(shí)間安排學(xué)習(xí)實(shí)踐。這種方式充分利用了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)時(shí)間，將課堂教學(xué)延伸到課外，促成學(xué)生實(shí)現(xiàn)主動(dòng)學(xué)習(xí)。

（3）易用性。開源硬件平臺(tái)基于開源思想設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，全部資料都對(duì)外公開，國(guó)內(nèi)外有大量的論壇資源可供使用和公開課程可供學(xué)習(xí)，學(xué)生很容易在網(wǎng)上找到所需的相關(guān)資料解決自身的疑惑和遇到的困難。只要學(xué)生掌握簡(jiǎn)單的硬件開發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)，依托于開源硬件的易用性，融入創(chuàng)意，就能快速搭建出系統(tǒng)原型。相比之下，由于涉及企業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)等問題，專用實(shí)驗(yàn)箱的詳細(xì)設(shè)計(jì)資料通常不會(huì)向使用者提供，學(xué)生只能機(jī)械地按照生產(chǎn)商提供的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書模板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不能深刻理解實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的工作原理，更無法在此基礎(chǔ)上開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。此外，專用實(shí)驗(yàn)箱的受眾群體規(guī)模較小，幾乎沒有在線資源，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)交流的平臺(tái)。

（4）可擴(kuò)展性。傳統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)箱大多采用整塊電路板設(shè)計(jì)，使用時(shí)需要學(xué)生連接大量接線，可擴(kuò)展區(qū)域相對(duì)較少，限制了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐空間。而開源硬件均采用模塊化設(shè)計(jì)，主板和擴(kuò)展板及各外設(shè)模塊之間均采用標(biāo)準(zhǔn)接口連接，學(xué)生只要對(duì)硬件接口有一定了解，便可以充分發(fā)揮自身的創(chuàng)造力，通過模塊間的組合將創(chuàng)新思路付諸實(shí)現(xiàn)，極易形成正反饋，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。

3 基于開源硬件的創(chuàng)新實(shí)踐課程體系設(shè)計(jì)

針對(duì)硬件課程知識(shí)體系不連貫、實(shí)踐內(nèi)容離散的問題，基于開源硬件設(shè)計(jì)了服務(wù)于硬件課程群的創(chuàng)新實(shí)踐課程體系；以開源硬件為鏈，連接所有硬件類課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，層層遞進(jìn)，貫通整個(gè)硬件知識(shí)體系；根據(jù)計(jì)算機(jī)硬件類課程的教學(xué)目標(biāo)和創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)需求，基于開源硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)制訂全體系實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)規(guī)劃。該規(guī)劃囊括計(jì)算機(jī)硬件類的主要課程和密切相關(guān)的前修課程，包括數(shù)字電路基礎(chǔ)、單片機(jī)原理、計(jì)算機(jī)組成原理、微型機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)等，基本涵蓋計(jì)算機(jī)硬件類課程的主要知識(shí)點(diǎn)，在從硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件移植、應(yīng)用軟件開發(fā)3個(gè)層次上設(shè)計(jì)了多種可供選擇的對(duì)應(yīng)實(shí)踐模塊。

以不同硬件課程為縱坐標(biāo)，以知識(shí)體系為橫坐標(biāo)，基于開源硬件的創(chuàng)新實(shí)踐課程體系中的部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容見表1。

為了覆蓋課程群的實(shí)踐教學(xué)需求，我們?cè)谥T多開源硬件平臺(tái)中選取Arduino Uno和Raspberry Pi 2B和Zybo 3款常用平臺(tái)。

（1）Arduino Uno是在創(chuàng)客圈里最常見的Arduino平臺(tái)，對(duì)使用者的知識(shí)基礎(chǔ)需求相對(duì)較弱，是創(chuàng)客入門的首選。Arduino Uno有著豐富的在線教學(xué)視頻和開源項(xiàng)目開發(fā)資料，本科生幾乎不需要教師的額外指導(dǎo)就可以上手開發(fā)。Arduino Uno基于ATmega328 MCU微控制器開發(fā)，使用16MHz時(shí)鐘，對(duì)外有14根IO引腳、6路模擬輸入、USB 等外設(shè)接口，能夠支持?jǐn)?shù)字電路基礎(chǔ)、單片機(jī)原理、微型機(jī)技術(shù)等課程的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，如交通燈綜合實(shí)驗(yàn)和環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就可以滿足觸發(fā)器與譯碼器、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)和微型機(jī)IO接口等實(shí)驗(yàn)需求。

（2）Raspberry Pi2B（樹莓派二代）是當(dāng)前流行的嵌入式開發(fā)平臺(tái)之一，使用Broadcom BCM2836處理器，該處理器基于ARM Cortex-A7內(nèi)核設(shè)計(jì)，配備VideoCore IV雙核GPU，支持OpenGL,OpenVG硬件加速和H.264高清解碼，時(shí)鐘頻率為900MHz。處理器配備1GB SRAM,對(duì)外有HDMI、USB、網(wǎng)口、LCD接口等，帶Micro SD卡插槽，可運(yùn)行全系列ARM GNU/Linux發(fā)行版、Snappy Ubuntu Core及Windows 10 IoT Core(物聯(lián)網(wǎng)版)等操作系統(tǒng)。結(jié)合labview創(chuàng)客版軟件，Raspberry Pi2B能運(yùn)行數(shù)字電路基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)課程的實(shí)驗(yàn)?zāi)K；配備不同外設(shè)，Raspberry Pi2B 可實(shí)現(xiàn)微型機(jī)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，如串口通信實(shí)驗(yàn)可滿足微型機(jī)技術(shù)中的IO接口、串行通信和嵌入式系統(tǒng)中的GPIO、UART等實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求；移植嵌入式Linux系統(tǒng)后，平臺(tái)可支持操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)等課程的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，如文件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和啟動(dòng)引導(dǎo)程序設(shè)計(jì)移植實(shí)驗(yàn)等。

（3）Zybo（Zynq? Board）是一款資源豐富、兼具易用性的嵌入式開發(fā)平臺(tái)，使用Xilinx Zynq-7000系列的Z7010處理器，其中包含雙核Cortex-A9 ARM內(nèi)核和Xilinx 7系列FPGA編程邏輯。Zybo平臺(tái)上集成有豐富的外設(shè)接口，能支持完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。Zybo是3個(gè)開源硬件平臺(tái)中功能最全、價(jià)格最高的，支持的實(shí)驗(yàn)?zāi)K也最多，幾乎能夠涵蓋所有課程的實(shí)驗(yàn)，特別是能夠支撐組成原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的課程實(shí)踐模塊，學(xué)生可以借助FPGA完成處理器的內(nèi)部邏輯實(shí)現(xiàn)和指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，但是這些實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的要求也隨之“水漲船高”，需要學(xué)生掌握VHDL/Verilog硬件描述語言，能熟練使用硬件描述語言設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯電路。

表1 基于開源硬件的創(chuàng)新實(shí)踐課程體系的典型實(shí)驗(yàn)安排示例

3個(gè)平臺(tái)按照從易到難的順序?qū)訉舆f進(jìn)，每個(gè)平臺(tái)都能夠完整支持3門以上課程的實(shí)踐教學(xué)，從而將多門課程的知識(shí)要素和實(shí)踐技能有效鏈接在一起；外設(shè)模塊在平臺(tái)間使用幾乎完全兼容，可有效縮短學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)環(huán)境的時(shí)間，使學(xué)生在課程伊始就進(jìn)入狀態(tài)，與理論知識(shí)同步開展實(shí)驗(yàn)操作，為后續(xù)開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；各平臺(tái)上運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)?zāi)K在不同課程的實(shí)踐教學(xué)中可以復(fù)用，后續(xù)課程實(shí)驗(yàn)所需知識(shí)、方法和技能是對(duì)前修課程實(shí)踐的深化與綜合，既保證學(xué)習(xí)進(jìn)度的無縫銜接，又能強(qiáng)化各門課程知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性，有利于培養(yǎng)形成學(xué)生的系統(tǒng)觀。

4 競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)與檢驗(yàn)

全國(guó)性的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽，以其規(guī)模大、導(dǎo)向性強(qiáng)等特點(diǎn)，受到學(xué)生廣泛關(guān)注，是培養(yǎng)計(jì)算思維和實(shí)踐能力的有效抓手[6]。在人才培養(yǎng)過程中充分發(fā)揮學(xué)科競(jìng)賽的優(yōu)勢(shì)引領(lǐng)，能有效激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，使學(xué)生在參賽過程中逐步完善分析解決問題的能力、養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，最終達(dá)成培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐能力的目的。

全國(guó)性學(xué)科競(jìng)賽參賽門檻往往較高，以往只有少數(shù)能力出眾的學(xué)生能夠把創(chuàng)新理念付諸實(shí)踐，獲得參賽資格，而大多數(shù)學(xué)生由于受知識(shí)體系和實(shí)踐能力的限制，空有好的創(chuàng)意，卻無法外化。因此無論教學(xué)雙方如何重視，學(xué)生參賽愿望有多強(qiáng)，都很難擴(kuò)大學(xué)科競(jìng)賽的參與范圍，難以建立起萬眾創(chuàng)新的氛圍。這種現(xiàn)象很大程度上違背了學(xué)科競(jìng)賽的初衷：并非只向優(yōu)秀者提供展示平臺(tái)，而是讓更多的學(xué)生通過參與競(jìng)賽提高自身的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

開源硬件平臺(tái)的引入降低了競(jìng)賽的參與門檻，使不同層次學(xué)生的創(chuàng)新理念、思路和方法都能夠落地變成現(xiàn)實(shí)。借助開源硬件的易用性，引入新培養(yǎng)模式后，學(xué)科競(jìng)賽的參與度有了很大提高，基本上實(shí)現(xiàn)了全員參賽。在競(jìng)賽組織過程中，遵循“以人為本”的個(gè)性化發(fā)展原則，由學(xué)生根據(jù)興趣點(diǎn)自主選題設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，建立起活躍的創(chuàng)新氣氛；同時(shí)，面向競(jìng)賽提供的開源硬件也并不局限于教學(xué)中使用的3款，針對(duì)不同層次的創(chuàng)新實(shí)踐應(yīng)用需求，還增加聯(lián)發(fā)科的link-it-one、XILINX的ZC702、TI的Zigbee開發(fā)板等，學(xué)生在眾多平臺(tái)中選擇最合適的一款，融入創(chuàng)意快速搭建出原型系統(tǒng)，無論最終能否參賽獲獎(jiǎng)，都能夠有效形成正反饋，加速了創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的進(jìn)程。

學(xué)科競(jìng)賽不僅是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的平臺(tái)，還是檢驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)效果的有效方法。自2015年依托開源硬件開展創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)活動(dòng)以來，先后組織學(xué)生參加了全國(guó)大學(xué)生智能互聯(lián)創(chuàng)新大賽、全國(guó)大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽等多個(gè)賽事。其中，學(xué)生基于Arduino平臺(tái)設(shè)計(jì)的“個(gè)人穿戴防丟失系統(tǒng)”“智能交通系統(tǒng)”等獲得2016年物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競(jìng)賽賽區(qū)一等獎(jiǎng)，基于Raspberry Pi平臺(tái)和zigbee模塊的“移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)”和“家庭電力自主管理系統(tǒng)”分獲2017年物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競(jìng)賽全國(guó)一等獎(jiǎng)，基于XILINX的ZC702平臺(tái)設(shè)計(jì)的“通用密碼算法加速平臺(tái)”獲得計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽全國(guó)三等獎(jiǎng)，上述賽事均為首次參賽即獲獎(jiǎng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，學(xué)生在基于開源硬件的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式直接支持下參與各類學(xué)科競(jìng)賽的活動(dòng)中，共獲得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)10余項(xiàng)、賽區(qū)級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)30余項(xiàng)，充分顯示了新模式在人才創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)方面的優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié)語

近年來，隨著基于開源硬件的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式在教學(xué)中的逐步推進(jìn)，已成功在微型機(jī)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3門課程的17個(gè)班次進(jìn)行了實(shí)踐。結(jié)果顯示，學(xué)生的硬件知識(shí)得以夯實(shí)，實(shí)踐能力有效提升，創(chuàng)新思維充分激發(fā)，團(tuán)隊(duì)精神日趨完善，完全達(dá)到了預(yù)期效果。此外，依托新模式組織的各類學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)，參賽獲獎(jiǎng)隊(duì)伍人員數(shù)量逐年增加，充分展現(xiàn)了依托開源硬件培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐能力模式的顯著成效。

在新工科建設(shè)的大背景下，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的高素質(zhì)工程人才，是實(shí)現(xiàn)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的要求[7]。創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式也非一成不變，隨著新理念、新技術(shù)、新成果的不斷融入和應(yīng)用，創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式必將得到進(jìn)一步的發(fā)展和完善，在具備新工科素養(yǎng)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。