再談創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

摘要：本文以西北工業(yè)大學(xué)參加“英特爾杯”電子設(shè)計(jì)大賽為例，分別從教師和學(xué)生的角度提出了對(duì)高校計(jì)算機(jī)教學(xué)新的思考及對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的深思。

關(guān)鍵詞：英特爾杯；嵌入式競(jìng)賽；創(chuàng)新；計(jì)算機(jī)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

本屆英特爾杯大學(xué)生電子競(jìng)賽嵌入式專題邀請(qǐng)賽是政府主辦、專家主導(dǎo)、學(xué)生主體的全國(guó)頂級(jí)賽事，旨在不斷拓展嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，提高高校在嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)方面的水平。在長(zhǎng)達(dá)三個(gè)多月的競(jìng)賽中，學(xué)生在英特爾公司提供的處理器平臺(tái)上自主創(chuàng)意、自主設(shè)計(jì)、自主開發(fā)新的應(yīng)用系統(tǒng)，提高了提出問(wèn)題的興趣，拓展了分析問(wèn)題的思路，增強(qiáng)了解決問(wèn)題的能力，創(chuàng)造性潛能得到了充分激發(fā)。同時(shí)，西北工業(yè)大學(xué)在與國(guó)內(nèi)外高校師生探討大學(xué)生創(chuàng)新基地中學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)、嵌入式系統(tǒng)教學(xué)時(shí)取人之長(zhǎng)，補(bǔ)己之短，獲得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，極大地促進(jìn)了學(xué)校在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。

本屆大賽繼承了往屆大賽由政府主辦、專家主導(dǎo)、學(xué)生主體的成功經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)又有新的特點(diǎn)：

①首次邀請(qǐng)國(guó)外高校參加。本屆大賽邀請(qǐng)了包括中國(guó)、美國(guó)、印度等6個(gè)國(guó)家72所頂尖學(xué)府的學(xué)生參加。極大地拓展了賽事的影響力，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)外高校在嵌入式系統(tǒng)人才培養(yǎng)方面的合作與交流。

②使用了最新型的基于酷睿2處理器的開發(fā)平臺(tái)，使師生能夠接觸到最新的嵌入式技術(shù)，促進(jìn)了嵌入式技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

③本屆大賽的作品更加緊貼時(shí)代背景，也更加關(guān)注人文。有利于學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新品質(zhì)的培養(yǎng)。本屆作品主題涉及殘疾人輔助系統(tǒng)、汽車安全駕駛、工業(yè)控制等多個(gè)領(lǐng)域，更多體現(xiàn)大學(xué)生對(duì)社會(huì)的關(guān)愛(ài)和責(zé)任感。英特爾軟件與服務(wù)事業(yè)部副總裁王文漢博士則表示，英特爾致力于培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，也透露出英特爾“嵌入”整個(gè)社會(huì)的雄心。

1、本屆大賽對(duì)于高校計(jì)算機(jī)教學(xué)的啟示

嵌入式系統(tǒng)是相對(duì)于誦用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提出的“嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，它的設(shè)計(jì)是復(fù)合型的新興技術(shù)?；谇度胧较到y(tǒng)設(shè)計(jì)的課程既與計(jì)算機(jī)、電子、通信、自動(dòng)控制技術(shù)相關(guān)，又與具體的應(yīng)用背景相關(guān)。理工科各專業(yè)需要根據(jù)專業(yè)特色開設(shè)先進(jìn)的、具有深入內(nèi)容的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程，注重科學(xué)對(duì)技術(shù)所起的支持作用，不斷促進(jìn)各學(xué)科的交叉與融合，拓寬學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)中視野和思維的廣度與深度，提高學(xué)生不斷創(chuàng)新和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人才時(shí)，必須重點(diǎn)把握實(shí)踐和創(chuàng)新兩個(gè)方面。

本次競(jìng)賽的培訓(xùn)過(guò)程大體可以分為以下幾個(gè)步驟：

通過(guò)以上培訓(xùn)，學(xué)生基本掌握提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法，并在反復(fù)訓(xùn)練中提高了綜合分析能力。

具體知識(shí)體系的學(xué)習(xí)上則按以下層次進(jìn)行:

以上體系以數(shù)學(xué)和外語(yǔ)兩大基礎(chǔ)為內(nèi)核，根據(jù)具體的問(wèn)題拓展專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，并向外不斷拓展學(xué)生的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)。這種輻射型的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)可以極大地增強(qiáng)學(xué)生快速獲取新知識(shí)的能力，提升學(xué)生適應(yīng)不斷高速發(fā)展的社會(huì)的能力。

在以上培養(yǎng)體系框架下，西北工業(yè)大學(xué)依托大學(xué)生創(chuàng)新基地開放實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)，結(jié)合工程實(shí)踐，將教學(xué)目標(biāo)分解為可供操作的學(xué)習(xí)任務(wù)，輔以必要的教育技術(shù)支持手段(教材、課件、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、評(píng)估體系)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，在實(shí)際工程環(huán)境中掌握和內(nèi)化工程的理念。

2對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

這次比賽要充分利用新平臺(tái)的優(yōu)良技術(shù)性能進(jìn)行開發(fā)，發(fā)揮其最大的效率，對(duì)大三的本科生具有相當(dāng)大的壓力與挑戰(zhàn)。面對(duì)挑戰(zhàn)，學(xué)生們抓緊一切可利用的時(shí)間搜集國(guó)內(nèi)外最新的科研資料，通過(guò)一切渠道與指導(dǎo)老師及相關(guān)領(lǐng)域的專家進(jìn)行交流，虛心學(xué)習(xí)，和不同專業(yè)的學(xué)生跨專業(yè)交流，不斷拓展思維領(lǐng)域，最終克服了一個(gè)個(gè)技術(shù)難題。

大賽極大地拓展了學(xué)生們的視野，使他們把學(xué)習(xí)的焦點(diǎn)從單純的書本知識(shí)轉(zhuǎn)移到社會(huì)生產(chǎn)的實(shí)際中來(lái)，時(shí)時(shí)關(guān)注社會(huì)發(fā)展，激發(fā)他們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的熱情，促進(jìn)他們充分利用更加先進(jìn)的平臺(tái)如互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、圖書館學(xué)習(xí)新的理論；也使他們了解到當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域，增加了他們對(duì)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)了他們做工程研究的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的態(tài)度。學(xué)生在大學(xué)期間已基本養(yǎng)成了良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，利用課余時(shí)間參與競(jìng)賽，對(duì)學(xué)業(yè)不會(huì)有太大影響。同時(shí)，參加競(jìng)賽又不斷鞏固了課堂所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，使枯燥的理論變成了解決實(shí)際問(wèn)題的方案，極大地增進(jìn)了學(xué)生對(duì)于課本知識(shí)的理解程度，養(yǎng)成了用理論來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐的思維習(xí)慣。

競(jìng)賽不但提高了學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)的能力，還培養(yǎng)了他們積極的思維習(xí)慣與溝通技巧，促進(jìn)了多學(xué)科的交叉融合。更重要的是學(xué)生具有了“自我培養(yǎng)”的意識(shí)，他們不再把教育當(dāng)成學(xué)校和老師的事，而是在導(dǎo)師的引導(dǎo)下主動(dòng)地創(chuàng)造各種條件，克服各種困難，不斷提升自己的綜合素養(yǎng)。西工大創(chuàng)新基地負(fù)責(zé)人邵舒淵教授就指出：“大學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，既有賴于教師的引導(dǎo)，又有賴于學(xué)生的自我培養(yǎng)，但關(guān)鍵還在于自我培養(yǎng)。教師的引導(dǎo)要通過(guò)自我培養(yǎng)才能起作用；否則，難以發(fā)揮作用?！?/p>

最后談?wù)勎覀儏①愖髌藩?dú)特的創(chuàng)意視角。它來(lái)源于一維球桿運(yùn)動(dòng)平衡系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用發(fā)散思維對(duì)其進(jìn)行二維拓展，使小球能在二維平面內(nèi)的軌跡運(yùn)動(dòng)得到控制，并創(chuàng)造性地運(yùn)用視覺(jué)反饋系統(tǒng)進(jìn)行控制。復(fù)雜的抗干擾算法雖然增加了系統(tǒng)構(gòu)建難度，但卻大大提高了其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景。下一步就是將系統(tǒng)模型運(yùn)用到空間站交匯對(duì)接以及空中加油技術(shù)等領(lǐng)域，這方面的工作還在進(jìn)行之中。

3小結(jié)

整個(gè)參賽期間，學(xué)校給我們創(chuàng)造了良好的氛圍，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)也極為關(guān)心，主管副校長(zhǎng)、教務(wù)處領(lǐng)導(dǎo)等曾多次到實(shí)驗(yàn)室給予我們指導(dǎo)和鼓勵(lì)。航天學(xué)院、365所等單位的教授、專家、領(lǐng)導(dǎo)也給出了很好的建議。在剛剛結(jié)束的英特爾杯獲獎(jiǎng)作品展上，我們更是得到王越院士、匡定波等著名科學(xué)家和英特爾公司副總裁Matta先生以及研祥公司副總裁的教誨與肯定。

競(jìng)賽已經(jīng)結(jié)束，榮譽(yù)已成歷史，而我們將繼續(xù)為中國(guó)教育事業(yè)的良好發(fā)展，為培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)的人才而不懈努力。