智能家用報(bào)警器項(xiàng)目的實(shí)踐與思考

陳劍雪　孟令成

摘 要 大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃是針對(duì)在校本科生開展的科學(xué)研究訓(xùn)練項(xiàng)目，是在本科教育階段實(shí)施實(shí)踐教學(xué)改革的一項(xiàng)措施。本文從本科生實(shí)際情況出發(fā)，基于一個(gè)具體的智能家用報(bào)警器項(xiàng)目，介紹了應(yīng)用型高校開展大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，探討了如何基于當(dāng)下的各種開源開放平臺(tái)，切實(shí)提高本科生的創(chuàng)新能力和科研素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃 創(chuàng)新能力 實(shí)踐與思考

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

創(chuàng)新是素質(zhì)教育的關(guān)鍵，當(dāng)下應(yīng)用型高校已經(jīng)把創(chuàng)新項(xiàng)目的實(shí)踐工作提升到非常重要的高度。大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目是學(xué)生根據(jù)自己的興趣和特長進(jìn)行選題和研究，以本科學(xué)生為主體，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐科研素養(yǎng)。本文將結(jié)合一個(gè)具體的家用報(bào)警器項(xiàng)目，探討大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)施過程中的一些具體經(jīng)驗(yàn)。

1 科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目的提出

目前Arduino是比較成熟的單片機(jī)平臺(tái)，接口眾多，各種配件較為齊全，開發(fā)調(diào)試和部署都非常方便。已經(jīng)出現(xiàn)非常多的使用arduino來作為智能家居開發(fā)基礎(chǔ)設(shè)備的應(yīng)用，家用報(bào)警器就是其中一個(gè)應(yīng)用價(jià)值比較大的切入點(diǎn)。近年來Andoid智能手機(jī)平臺(tái)也是比較成熟的智能終端開發(fā)開放平臺(tái)，android手機(jī)上的應(yīng)用開發(fā)數(shù)不勝數(shù)，已經(jīng)成為現(xiàn)在社會(huì)信息技術(shù)的一大熱點(diǎn)，越來越多的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)應(yīng)用開始遷移上手機(jī)平臺(tái)，并且出現(xiàn)了很多突破性的技術(shù)應(yīng)用 。

指導(dǎo)老師與學(xué)生多次討論、查閱資料后，選擇成本低廉、開放性好的arduino作為主力開發(fā)平臺(tái)，加上外購若干傳感器設(shè)備，再配合目前最為熱門的智能手機(jī)應(yīng)用開發(fā)，一個(gè)智能家用報(bào)警器的初步設(shè)計(jì)方案就成型了。

另外，arduino單片機(jī)模塊連接WiFi模塊，并可通過android智能手機(jī)客戶端查看當(dāng)前室內(nèi)環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)。利用arduino單片機(jī)及android手機(jī)，以極低成本方式實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和環(huán)境數(shù)據(jù)異常時(shí)的自動(dòng)報(bào)警。

2 科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目的實(shí)施環(huán)節(jié)

項(xiàng)目實(shí)施過程中，團(tuán)隊(duì)需要合理安排計(jì)劃進(jìn)度、人力分配，各個(gè)成員的分工配合，不同技術(shù)方向上的知識(shí)準(zhǔn)備和攻關(guān)。在本項(xiàng)目中，學(xué)生會(huì)用到很多專業(yè)知識(shí)，比如arduino原理、C語言、android系統(tǒng)平臺(tái)、Java語言和數(shù)字式傳感器的原理等，對(duì)于團(tuán)隊(duì)中一些還在學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的大學(xué)生來說，還是需要花很多精力去努力研究。

作為一個(gè)大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，除了設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新考慮，在具體項(xiàng)目運(yùn)作過程中，還有一定的項(xiàng)目管理要求。一個(gè)具體的實(shí)際動(dòng)手團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，對(duì)每個(gè)學(xué)生而言也是很好的鍛煉機(jī)會(huì)。不同起點(diǎn)的學(xué)生怎么分工、協(xié)作，怎么充分利用每個(gè)人的特長，如何分工研究項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)，這些都是非常有意義的操作問題。在整個(gè)項(xiàng)目過程中，做到了緊張有序，每個(gè)人都得到了充分鍛煉。

此外，實(shí)施環(huán)節(jié)中還有一些容易被忽視的注意事項(xiàng)。比如，購買項(xiàng)目設(shè)備往往需要事先仔細(xì)確認(rèn)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)是否準(zhǔn)確，部分關(guān)鍵組件開發(fā)還需要有備份方案，有些開發(fā)上的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)需要盡可能有第二手準(zhǔn)備，還必須要有一定的對(duì)項(xiàng)目整體預(yù)算的控制能力。這些方面都需要指導(dǎo)老師做一定的準(zhǔn)備工作，引導(dǎo)學(xué)生一起順利實(shí)施整個(gè)項(xiàng)目。在整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施過程中，指導(dǎo)老師比較注重有意識(shí)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)、領(lǐng)導(dǎo)能力和合作精神。

3 科研訓(xùn)練計(jì)劃的思考

智能家用報(bào)警器項(xiàng)目涉及到arduino開發(fā)、android手機(jī)開發(fā)、各種數(shù)字傳感器開發(fā)等知識(shí)和技能，利用arduino和android手機(jī)實(shí)現(xiàn)智能家用報(bào)警器，且成本極為低廉，是一次非常好的創(chuàng)新實(shí)踐機(jī)會(huì)。指導(dǎo)老師把握住了整個(gè)項(xiàng)目的整體方向和技術(shù)路線，特別是技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，此外還有就是對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的把控，因材施教，在充分了解的基礎(chǔ)上，放手讓學(xué)生自由發(fā)揮。在指導(dǎo)教師和學(xué)生的配合和努力下，團(tuán)隊(duì)共同完成了報(bào)警器的制作，獲得了比較滿意的效果。

整個(gè)項(xiàng)目從預(yù)研、立項(xiàng)、設(shè)計(jì)到實(shí)施，在學(xué)校里完成大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目，這對(duì)于在校本科生來說，是個(gè)非常難得的實(shí)踐機(jī)會(huì)；大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目研究實(shí)踐使學(xué)生真實(shí)地體會(huì)了科學(xué)研究的苦辛與快樂，進(jìn)而激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱愛和主動(dòng)對(duì)問題的好奇、探究以及對(duì)未知的執(zhí)著追求精神。對(duì)于教師來說，也可加強(qiáng)教師和本科生的團(tuán)隊(duì)合作精神，同時(shí)促進(jìn)高校教師科研指導(dǎo)隊(duì)伍的建設(shè)。在大學(xué)生科研創(chuàng)新項(xiàng)目的實(shí)踐中，需要注意以下幾點(diǎn)：

首先，對(duì)于低年級(jí)學(xué)生，有可能對(duì)動(dòng)手能力要求較高的立項(xiàng)難度就顯得有些大。大學(xué)一二年級(jí)的學(xué)生，尚未接觸足夠多的專業(yè)技術(shù)課程，知識(shí)面和動(dòng)手能力上略顯不足。本項(xiàng)目中要進(jìn)行android開發(fā)，需要學(xué)生已經(jīng)具備面向?qū)ο缶幊?、軟件工程、java開發(fā)、手機(jī)開源操作系統(tǒng)的知識(shí)基礎(chǔ)，以及針對(duì)arduino的開發(fā)，也需要單片機(jī)原理和C語言的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)于大部分新學(xué)生而言有一定難度，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)組建時(shí)要考慮新生和老生搭配。

其次，對(duì)于部分動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生相對(duì)而言，寫作科技論文和項(xiàng)目研究報(bào)告的能力還需要進(jìn)一步提高，一個(gè)優(yōu)秀項(xiàng)目的結(jié)題并不能只考慮產(chǎn)品的物理實(shí)現(xiàn)，還要考慮如何完整地總結(jié)項(xiàng)目研究過程和演示項(xiàng)目成果。這次創(chuàng)新項(xiàng)目中普遍發(fā)現(xiàn)學(xué)生需要進(jìn)一步提高科研論文撰寫的能力以及演示項(xiàng)目成果的能力，后續(xù)也需要加強(qiáng)學(xué)生在這方面的鍛煉。

4 結(jié)語

實(shí)踐證明，大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目是培養(yǎng)本科生創(chuàng)新能力，提高本科生綜合素質(zhì)的有效形式和重要環(huán)節(jié)。通過參加科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，大學(xué)生能夠盡早進(jìn)行科學(xué)研究訓(xùn)練，做到理論與實(shí)踐密切結(jié)合，不僅加深了對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握程度，而且培養(yǎng)了本科生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐科研素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李海霞，郭培紅.大學(xué)生科學(xué)研究計(jì)劃在教學(xué)中的作用[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2009（26）.

[2] 謝紀(jì)美，康文雄.關(guān)于開展大學(xué)生科研訓(xùn)練工作的經(jīng)驗(yàn)探討[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2012（4）.

[3] 沈明衛(wèi)，涂澄海，何勇.大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃實(shí)踐中的問題思考[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008（7）.