◆包振明 王琪 陳四杰 劉學(xué)芳 龔雪

作者：包振明，江蘇科技大學(xué)講師，博士，研究方向?yàn)檩啓C(jī)工程；王琪（通訊作者）、陳四杰，江蘇科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇科技大學(xué)蘇州理工學(xué)院；劉學(xué)芳，江蘇科技大學(xué)（212003）；龔雪，江蘇科技大學(xué)蘇州理工學(xué)院（215600）。

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(gè)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(xiàng)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(lì)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(duì)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(shí)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(shí)的創(chuàng)新項(xiàng)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(gè)提倡個(gè)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(xiàng)目團(tuán)隊(duì)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(duì)，指導(dǎo)所有參加開展創(chuàng)新項(xiàng)目的學(xué)生。同時(shí)，評估項(xiàng)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(shí)“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(xiàng)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(xiàng)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(shí)積累的一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，已具備獨(dú)立完成一些項(xiàng)目的能力。因此，在創(chuàng)新項(xiàng)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(xiàng)目。此外，大三學(xué)生還要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)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(xiàng)目的制作，參與各個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，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(xiàng)目進(jìn)行觀摩，獲得感性知識，加深對創(chuàng)新項(xiàng)目的理解和提高對創(chuàng)新項(xiàng)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(xiàng)目選手進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并及時(shí)在團(tuán)隊(duì)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(duì)，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(xiàng)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(gè)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(shí)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(gè)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(gè)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(lì)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(shí)需要營造一個(gè)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(gè)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(lì)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(gè)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(gè)人的綜合素質(zhì)，其中個(gè)人的團(tuán)隊(duì)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(xiàng)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(duì)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(shí)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(bào)流程整個(gè)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(shí)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(gè)人在討論中的表現(xiàn)，初步確定面試者的團(tuán)隊(duì)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(gè)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(gè)創(chuàng)新項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，一般要求2 ～3 人構(gòu)成，通常形成大三、大二以及個(gè)別大一學(xué)生組成的梯隊(duì)。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(gè)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(gè)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(gè)亟待解決的問題，其中人員信息的整理是一個(gè)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(gè)問題尤為重要，因?yàn)橹悄苘噲F(tuán)隊(duì)是一個(gè)不斷發(fā)展、不斷變化的團(tuán)隊(duì)，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(duì)的壯大，更關(guān)系著每個(gè)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(gè)別大一學(xué)生組成的梯隊(duì)，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(gè)開放式創(chuàng)新平臺去激發(fā)每一個(gè)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(gè)學(xué)生的心中。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的發(fā)展除了每年一次的正式招新活動，平時(shí)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(shí)，指導(dǎo)教師的鼓勵(lì)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(duì)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(jiǎng)、華東賽區(qū)一等獎(jiǎng)。

2）2008級學(xué)生在第六屆光電、CCD組華東賽區(qū)獲二等獎(jiǎng)，電磁組華東賽區(qū)獲三等獎(jiǎng)；2009 級學(xué)生在第七屆電磁組、光電組華東區(qū)獲三等獎(jiǎng)。

3）2010 級學(xué)生榮獲第八屆電磁組全國二等獎(jiǎng)、華東區(qū)一等獎(jiǎng)，以及電磁、攝像頭、光電組均獲華東區(qū)二等獎(jiǎng)；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(jì)大賽江蘇賽區(qū)二等獎(jiǎng)；實(shí)驗(yàn)室精英團(tuán)隊(duì)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(jiǎng)等。

4）2011 級有五支隊(duì)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(jiǎng)。

除獲獎(jiǎng)作品之外，實(shí)驗(yàn)室還參與了多項(xiàng)本科生創(chuàng)新計(jì)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(shí)溫度顯示及報(bào)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(xiàng)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(shí)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(shí)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(duì)合作創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

同時(shí)，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(xiàng)目實(shí)現(xiàn)，同時(shí)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。

[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(bào):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(jì)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(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào):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.