以智能車競(jìng)賽為依托提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力探索

張曉冬++蘇玉玲++李繼光++曹偉風(fēng)++云康

摘要：參加學(xué)科競(jìng)賽是提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的一個(gè)非常有效途徑。我校積極引導(dǎo)、培訓(xùn)、鍛煉學(xué)生參加全國(guó)“飛思卡爾”杯智能車競(jìng)賽，通過競(jìng)賽平臺(tái)鍛煉，提高了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：智能車競(jìng)賽；實(shí)踐創(chuàng)新；培訓(xùn)鍛煉

中圖分類號(hào)：G718 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5727（2014）01-0125-03

隨著國(guó)家不斷推行“走自主創(chuàng)新之路，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家”的發(fā)展戰(zhàn)略，更多的企業(yè)對(duì)高校工科畢業(yè)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力要求越來越高。而培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力，造就實(shí)踐創(chuàng)新型人才這個(gè)任務(wù)則責(zé)無旁貸地落在了高校的身上。

實(shí)踐創(chuàng)新能力是衡量人才的重要標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)科競(jìng)賽是培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新人才的有效途徑。學(xué)科競(jìng)賽是在緊密結(jié)合課堂教學(xué)和課外實(shí)踐的基礎(chǔ)上，通過競(jìng)賽的方法培養(yǎng)學(xué)生綜合能力，引導(dǎo)學(xué)生通過完成競(jìng)賽任務(wù)來發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，并增強(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣以及研究的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和創(chuàng)新精神的系列化活動(dòng)。大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽重點(diǎn)考察大學(xué)生實(shí)際分析、解決問題的能力，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和思維，注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)和鍛煉。學(xué)生準(zhǔn)備學(xué)科競(jìng)賽的過程就是對(duì)創(chuàng)新思維以及實(shí)踐能力培養(yǎng)鍛煉的過程；就是對(duì)知識(shí)深入理解、靈活運(yùn)用的過程；同時(shí)，實(shí)際的參賽過程還是對(duì)學(xué)生心理素質(zhì)和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神考驗(yàn)和培養(yǎng)的過程。因此，學(xué)科競(jìng)賽成為提高工科大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的一個(gè)有效的途徑。實(shí)踐證明，各類學(xué)科競(jìng)賽對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要的引導(dǎo)性作用，也是學(xué)生成長(zhǎng)為企業(yè)所需人才的有效途徑。

“飛思卡爾”杯智能車競(jìng)賽簡(jiǎn)介

為加強(qiáng)大學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)，促進(jìn)高等教育教學(xué)改革，受教育部高等教育司委托，教育部高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱自動(dòng)化分教指委）主辦了全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽。該競(jìng)賽是以智能汽車為研究對(duì)象的創(chuàng)意性科技競(jìng)賽，是面向全國(guó)大學(xué)生的一種具有探索性的工程實(shí)踐活動(dòng)，是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生科技競(jìng)賽之一。該競(jìng)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(shí)運(yùn)用能力、基本工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，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。

全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽原則上由全國(guó)有自動(dòng)化專業(yè)的高等學(xué)校（包括港、澳地區(qū)的高校）參賽。競(jìng)賽首先在各個(gè)分賽區(qū)進(jìn)行報(bào)名、預(yù)賽，各分賽區(qū)的優(yōu)勝隊(duì)將參加全國(guó)總決賽。每屆比賽根據(jù)參賽隊(duì)伍和隊(duì)員情況，分別設(shè)立光電組、攝像頭組、電磁組、創(chuàng)意組等多個(gè)賽題組別。該競(jìng)賽由競(jìng)賽秘書處設(shè)計(jì)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)硬軟件技術(shù)平臺(tái)，競(jìng)賽過程包括理論設(shè)計(jì)、實(shí)際制作、整車調(diào)試、現(xiàn)場(chǎng)比賽等環(huán)節(jié)，要求學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，協(xié)同工作，初步體會(huì)一個(gè)工程性的研究開發(fā)項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)的全過程。該競(jìng)賽融科學(xué)性、趣味性和觀賞性于一體，是以迅猛發(fā)展、前景廣闊的汽車電子為背景，涵蓋自動(dòng)控制、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械與汽車等多學(xué)科專業(yè)的創(chuàng)意性比賽。該競(jìng)賽規(guī)則透明，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)客觀，堅(jiān)持公開、公平、公正的原則，力求向健康、普及、持續(xù)的方向發(fā)展。

該競(jìng)賽以飛思卡爾半導(dǎo)體公司為協(xié)辦方，得到了教育部相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、飛思卡爾公司領(lǐng)導(dǎo)與各高校師生的高度評(píng)價(jià)，已發(fā)展成全國(guó)30個(gè)省市自治區(qū)近300所高校廣泛參與的全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽，2008年起被教育部批準(zhǔn)列入國(guó)家教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程資助項(xiàng)目中科技人文競(jìng)賽之一。

智能車競(jìng)賽引導(dǎo)、培訓(xùn)、鍛煉過程

目前，國(guó)內(nèi)教育部門和高校為了提高大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，均已開展了各種形式的學(xué)科競(jìng)賽，其中適合電子類專業(yè)的競(jìng)賽有電子設(shè)計(jì)大賽、智能車競(jìng)賽、全國(guó)節(jié)能減排大賽，全國(guó)信息應(yīng)用大賽等。我們以鄭州輕工業(yè)學(xué)院電子類專業(yè)學(xué)生為教改試點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新，以全國(guó)“飛思卡爾”杯智能車競(jìng)賽為平臺(tái)，進(jìn)行一系列的引導(dǎo)、培訓(xùn)、鍛煉等實(shí)踐活動(dòng)。具體過程如下：

第一步，做動(dòng)員宣傳工作。通過匯報(bào)、講座、座談等形式，向新生介紹智能車競(jìng)賽的內(nèi)容以及參加的意義和參與鍛煉的重要性。通過宣傳歷屆智能車競(jìng)賽成績(jī)、作品展示和參賽學(xué)長(zhǎng)們目前的工作現(xiàn)狀、現(xiàn)階段用人單位的要求等一系列手段營(yíng)造和樹立起良好的學(xué)科競(jìng)賽氛圍，形成班級(jí)之間的學(xué)科競(jìng)賽之風(fēng)，使學(xué)生在課余時(shí)間積極往實(shí)驗(yàn)室跑，去實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手實(shí)踐鍛煉，而不是去網(wǎng)吧等娛樂場(chǎng)所。從而使將要參加學(xué)科競(jìng)賽的學(xué)生從數(shù)量上形成一定規(guī)模，積累一定的后備力量。

第二步，指導(dǎo)師資隊(duì)伍的建設(shè)。參加學(xué)科競(jìng)賽不僅需要學(xué)生的努力鉆研，同時(shí)也離不開高素質(zhì)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)。在配備指導(dǎo)教師時(shí)，應(yīng)注重教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、綜合素質(zhì)和研究成果，同時(shí)注意優(yōu)秀年輕教師的培養(yǎng)，保證指導(dǎo)教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)的合理性。此外，應(yīng)根據(jù)不同學(xué)科競(jìng)賽的特點(diǎn)吸收不同專業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)秀教師參與指導(dǎo)，開闊學(xué)生的視野和思路，以保證競(jìng)賽工作穩(wěn)步有效地進(jìn)行。通過指導(dǎo)學(xué)科競(jìng)賽，加大知識(shí)儲(chǔ)備量、了解技術(shù)前沿、提高指導(dǎo)教師自身理論水平和實(shí)踐能力，建立“雙師型”指導(dǎo)教師隊(duì)伍。

第三步，培養(yǎng)梯隊(duì)力量。將積極要求進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生專門集中起來到我校專門成立的學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新基地進(jìn)行實(shí)踐鍛煉培養(yǎng)。一般說來，二年級(jí)至三年級(jí)期間是培養(yǎng)關(guān)鍵期。在此期間，學(xué)生可以根據(jù)自身興趣，結(jié)合各自專業(yè)特長(zhǎng)，組合成科技小組。前期由指導(dǎo)教師分配給每個(gè)科技小組一些基礎(chǔ)任務(wù)進(jìn)行基礎(chǔ)性質(zhì)的實(shí)踐鍛煉。例如，給每個(gè)科技小組配備單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)板和相應(yīng)軟件，讓學(xué)生掌握單片機(jī)I/O口、PWM模塊、定時(shí)/計(jì)時(shí)器、串口通訊等基本功能；正確連接單片機(jī)和外部電路，通過編程實(shí)現(xiàn)電源模塊、電機(jī)模塊、顯示模塊、鍵盤模塊等不同單元模塊的驅(qū)動(dòng)；通過三極管等IC器件組裝不同參數(shù)的放大電路或?yàn)V波電路。后期讓小組成員充分利用課堂上所學(xué)的知識(shí)，通過大學(xué)生科技活動(dòng)項(xiàng)目、?。ㄊ屑?jí)）、國(guó)家級(jí)別的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等具有一定經(jīng)費(fèi)的實(shí)際項(xiàng)目來進(jìn)行實(shí)踐鍛煉。通過這些帶有經(jīng)費(fèi)的實(shí)際項(xiàng)目的激勵(lì)，再加上前期學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐開發(fā)的積累，學(xué)生往往可以開發(fā)出具有較高科技含量的科技作品，如車載音樂播放器、籃球比賽無線遙控計(jì)分器、危險(xiǎn)環(huán)境智能搜救車、無線遙控打印機(jī)傳輸系統(tǒng)、智能避障搬運(yùn)車、旋轉(zhuǎn)LED景觀燈、室內(nèi)智能停車場(chǎng)等科技作品。同時(shí)在這些科技作品中不乏優(yōu)秀之作，一方面，我們可將它們推薦到更高層次的科技競(jìng)賽活動(dòng)中進(jìn)行比賽交流；另一方面，其設(shè)計(jì)思路、創(chuàng)新點(diǎn)已經(jīng)被企業(yè)看中，正處在進(jìn)一步的交流合作階段。這些實(shí)踐鍛煉培養(yǎng)環(huán)節(jié)既可以讓學(xué)生進(jìn)行充分的鍛煉，又可為學(xué)校儲(chǔ)備教學(xué)人才，形成梯隊(duì)建設(shè)做好充分的保障。endprint

第四步，參加智能車競(jìng)賽。經(jīng)過一系列科技活動(dòng)或者科技項(xiàng)目的培養(yǎng)鍛煉后，學(xué)生的水平和能力相對(duì)進(jìn)入一個(gè)高峰期。我們根據(jù)學(xué)生的興趣好愛、所學(xué)特長(zhǎng)，從中挑選學(xué)生分組參加全國(guó)“飛思卡爾”智能車競(jìng)賽。由于該競(jìng)賽涉及自動(dòng)控制、模式識(shí)別、圖像識(shí)別、傳感技術(shù)、電子技術(shù)、軟件編程、機(jī)械與汽車等多學(xué)科專業(yè)，不同專業(yè)背景組隊(duì)效果更好，所以一般在自愿原則下實(shí)行跨專業(yè)組隊(duì)。組隊(duì)之后就進(jìn)入了正式的競(jìng)賽籌備階段。在該階段，團(tuán)隊(duì)成員通過各司其職、分工協(xié)作來完成車模組裝（按照組委會(huì)要求組裝A、B、C三類車模）、軟件編程（飛思卡爾單片機(jī)控制各個(gè)模塊）、傳感器控制（通過激光、RL電路、攝像頭識(shí)別道路路徑）、電機(jī)驅(qū)動(dòng)（直流電機(jī)控制速度、舵機(jī)控制轉(zhuǎn)角）等工作。這些團(tuán)隊(duì)定期地進(jìn)行交流和探討，可以相互促進(jìn)、啟發(fā)，集思廣益。在智能車競(jìng)賽中學(xué)生的心理素質(zhì)的鍛煉是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。在競(jìng)賽的準(zhǔn)備過程中，總會(huì)有賽車參數(shù)調(diào)不好、速度上不去的情況，這都是很正常的現(xiàn)象。如果學(xué)生不能進(jìn)行自我調(diào)控和心理調(diào)節(jié)，一味地著急蠻干，反而會(huì)適得其反，賽車越調(diào)越慢，甚至在真正的競(jìng)賽中，在激烈的競(jìng)爭(zhēng)氣氛下，由于緊張或疏忽大意而自亂陣腳，最后造成操作失誤等，所以在日常的訓(xùn)練中還要加強(qiáng)學(xué)生心理品質(zhì)的培養(yǎng)。通過定期舉辦校內(nèi)競(jìng)賽，不但有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提高競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，還可以使學(xué)生通過模擬比賽場(chǎng)景，感受緊張而激烈的大賽氣氛，從而提高學(xué)生的心理素質(zhì)。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)成員之間的團(tuán)結(jié)協(xié)作也是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。智能車競(jìng)賽的準(zhǔn)備過程是一個(gè)非常繁瑣的流程，不可能一個(gè)人大包大攬。每個(gè)成員都應(yīng)承擔(dān)相應(yīng)的任務(wù)和職責(zé)，成員之間也應(yīng)保持交流溝通、相互配合和相互信任。只有這樣，才有可能合作開發(fā)出有競(jìng)爭(zhēng)力的賽車。因此，在日常培訓(xùn)中要引導(dǎo)學(xué)生深入理解團(tuán)隊(duì)合作的重要性，營(yíng)造成員之間分工合作、相互配合、相互尊重的良好團(tuán)隊(duì)氛圍，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感、體現(xiàn)集體榮譽(yù)感，形成團(tuán)隊(duì)的合作精神。當(dāng)學(xué)生在實(shí)踐創(chuàng)新基地相互組隊(duì)進(jìn)行智能車的備戰(zhàn)時(shí)，遇到不同的參賽隊(duì)伍，更多高水平的對(duì)手，通過彼此的競(jìng)爭(zhēng)、交流，學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)能力會(huì)在短時(shí)間內(nèi)迅速提高。同時(shí)，當(dāng)他們站在真正的競(jìng)賽現(xiàn)場(chǎng)，學(xué)生比拼的不僅僅是理論和實(shí)踐能力，更多的時(shí)候是臨場(chǎng)應(yīng)變能力、心理調(diào)控能力等。每當(dāng)一輪完整的智能車競(jìng)賽周期準(zhǔn)備下來，參賽學(xué)生的綜合能力就會(huì)實(shí)現(xiàn)從量變到質(zhì)變的跨越，而這種跨越更會(huì)使他們?cè)趯淼墓ぷ髦惺芤娣藴\。

智能車競(jìng)賽成績(jī)及效果

我校已把全國(guó)“飛思卡爾”杯智能車競(jìng)賽作為學(xué)生參加的主要學(xué)科競(jìng)賽之一，至今已連續(xù)參加五屆比賽，并且連年增加資助額度。截至目前，我校已有多名學(xué)生在智能車競(jìng)賽中獲得優(yōu)異的成績(jī)。智能車競(jìng)賽還有助于提高學(xué)生考研方面的競(jìng)爭(zhēng)力，尤其是考上名牌大學(xué)研究生的人數(shù)逐年增加。參賽學(xué)生在參加研究生復(fù)試時(shí)，由于參加過競(jìng)賽，實(shí)踐能力較強(qiáng)，對(duì)知識(shí)的靈活應(yīng)用能力較強(qiáng)，更能得到導(dǎo)師的青睞。這些學(xué)生的“競(jìng)賽、就業(yè)或考研”經(jīng)歷又吸引著下屆更多的學(xué)生加入到智能車競(jìng)賽的鍛煉之中，從而形成學(xué)科競(jìng)賽的良性循環(huán)。

學(xué)科競(jìng)賽是整合課堂內(nèi)教學(xué)與課外實(shí)踐鍛煉的重要環(huán)節(jié)，在整個(gè)智能車競(jìng)賽“選拔—培養(yǎng)鍛煉—參賽”的完整過程中，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作、心理素質(zhì)等各個(gè)方面都得到了極大的鍛煉和提高。

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（責(zé)任編輯：張維佳）endprint