華中科技大學(xué)分營：工程實訓(xùn)出真知　創(chuàng)客互聯(lián)求創(chuàng)新

王正倫

2019年青少年高?？茖W(xué)營華中科技大學(xué)分營安排營員開展以“工程實訓(xùn)出真知，創(chuàng)客互聯(lián)求創(chuàng)新”活動為特色的一系列學(xué)術(shù)活動與科研實驗，內(nèi)容包含科學(xué)基礎(chǔ)知識講座、專題學(xué)習(xí)與工程實驗輔導(dǎo)、互動交流和創(chuàng)新體驗等?！肮こ虒嵱?xùn)出真知，創(chuàng)客互聯(lián)求創(chuàng)新”特色活動引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)、主動實踐和科技創(chuàng)新，探索開發(fā)學(xué)生潛能與創(chuàng)新教育、創(chuàng)業(yè)教育和創(chuàng)造教育的新途徑，營造多學(xué)科交叉的創(chuàng)新教育生態(tài)環(huán)境，構(gòu)建拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新模式，致力于培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)精神和國際視野的未來杰出人才。

◎活動概述

“工程實訓(xùn)出真知，創(chuàng)客互聯(lián)求創(chuàng)新”特色活動，依托華中科技大學(xué)工程實訓(xùn)中心和啟明學(xué)院，發(fā)揮工程實訓(xùn)中心“國家級雙創(chuàng)示范基地”示范引領(lǐng)作用，體驗華中科技大學(xué)與業(yè)界共同創(chuàng)辦的教育改革創(chuàng)新示范區(qū)的“以學(xué)生為沖心”的啟明學(xué)院的創(chuàng)新教育。

該特色活動通過營員分組動手參與為他們量身定制的10類專題和探索實驗，讓營員在各創(chuàng)新團(tuán)隊體驗科研與實踐，加深他們對華中科技大學(xué)學(xué)生課外科技創(chuàng)新實踐活動的認(rèn)識和了解，增強營員對科學(xué)的興趣與探究熱情，鼓勵優(yōu)秀高中生立志從事科學(xué)研究事業(yè)，培養(yǎng)他們的科學(xué)精神、創(chuàng)新意識和實踐能力。

◎活動內(nèi)容

特色活動內(nèi)容涉及激光加工制造、發(fā)動機裝配、3D打印、智能車拼裝、收音機制作、音箱制作、可編程控制器（PLC）操控、無人機組裝及操控、機械臂組裝及操控和電子琴制作10類各具特色的動手實踐操作。

●激光加工制造營員先聽取指導(dǎo)教師對激光的特性、加工原理及激光器種類等的詳細(xì)講解，然后自己設(shè)計，動手實踐操作，完成自己獨特的加工產(chǎn)品。該動手實踐項目是利用激光束投射到材料表面產(chǎn)生的熱效應(yīng)完成加工過程，讓營員感受到科學(xué)技術(shù)的日益更新，同時也鍛煉他們的動手能力和想象力。

●發(fā)動機組裝通過拆裝發(fā)動機組件親身感受發(fā)動機的構(gòu)成與工作原理，進(jìn)一步提升營員對機械構(gòu)造的實踐探索能力。通過親手拆卸發(fā)動機的復(fù)雜組件，營員對發(fā)動機產(chǎn)生了濃厚的興趣，更為將來的學(xué)習(xí)指明了方向。

●3D打印3D打印是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式構(gòu)造物體的技術(shù)，通常采用數(shù)字技術(shù)材料打印機實現(xiàn)。該實驗項目尤其受到營員的歡迎，他們通過設(shè)計和動手實踐，利用3D打印機打印出一件件獨一無二的作品。

●智能車拼裝藍(lán)牙智能小車設(shè)計是以手機控制平臺、藍(lán)牙通訊模塊、電機驅(qū)動模塊等硬件模塊組成遙控小車，并實現(xiàn)小車的前進(jìn)、后退、前左轉(zhuǎn)彎、前右轉(zhuǎn)彎等實時控制功能。營員通過集成模塊組裝、藍(lán)牙通訊軟件編程等動手操作，實現(xiàn)通過手機藍(lán)牙操控小車，并在比賽場上一競高下，該項目對營員的動手能力及電腦編程技術(shù)都是一個很高的考驗。

●收音機制作營員通過收音機的組裝與制作，了解手工錫焊等常用工具與技術(shù)的使用，熟悉電子產(chǎn)品的安裝工藝，加深對理論知識的理解。盡管在實際組裝制作過程中他們遭遇了各種困難，但是最終都完成了自己的作品。

●音箱制作此次制作的是音箱主機箱體或低音炮箱體內(nèi)自帶功率放大器，對音頻信號進(jìn)行放大處理后由音箱本身回放出聲音的一個小音箱。營員需要熟悉電路板，并用錫焊將各個元器件焊接在電路板上，集成為一臺可放音的音箱。在指導(dǎo)教師的細(xì)心幫助下，在經(jīng)歷多次失敗后，小組內(nèi)成員分工協(xié)作，最后成功地完成了音箱的制作。

●可編程控制器（PLC）操控陌生的電路連線、高難度的電路圖紙，讓許多營員有些措手不及，但是不輕言放棄的他們，一步步摸索，一點點掌握，在教師指導(dǎo)與團(tuán)隊合作下，直面困難，不怕失敗，最后，電路板上一盞盞有序亮起的彩燈就是對他們最大的獎勵。

●無人機組裝及操控通過參觀，營員對智能互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有了初步認(rèn)知，并了解到華中科技大學(xué)目前正在開展的一批智能互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)重點實驗項目和學(xué)科前沿資訊。在接下來的實際操作中，大家通過親自動手參與無人機組裝和操控，有了一次非同尋常的體驗。

●機械臂組裝及操控首先，營員在指導(dǎo)教師帶領(lǐng)下學(xué)習(xí)Arduino與組裝機械臂的原理，并在循序漸進(jìn)的指導(dǎo)下實現(xiàn)機械臂的動作操控，完成基本任務(wù)。隨后，營員可以自由發(fā)揮，充分發(fā)揮想象力，實現(xiàn)自己的創(chuàng)意。不同于在學(xué)校時的純理論講解，營員在動手實踐過程中了解到了機械臂的工作原理。通過有序分工和合作，各個小組由最初的茫然不知所措，到漸漸熟悉組裝流程，最終都能興致勃勃地操控自己組裝出來的機械臂。

●電子琴制作Arduino入門開發(fā)之電子琴制作，盡管涉及編程代碼讓營員理解起來相對吃力，但大家都聽得極為認(rèn)真。通過敲代碼讓電子琴發(fā)音，這讓營員紛紛表示對智能硬件設(shè)備原理有了進(jìn)一步的了解。

◎活動特色

設(shè)計多項目、多學(xué)科交叉的探索實驗

特色活動涉及機械制造、電工電子、自動化、計算機軟件等學(xué)科領(lǐng)域，并且相互交叉融合，突出創(chuàng)新設(shè)計與動手實踐，培養(yǎng)直面困難的勇氣和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，進(jìn)一步培養(yǎng)營員的綜合協(xié)同創(chuàng)新能力。

設(shè)計分班分組的參與式動手實驗

每個探索實驗項目安排20～30人參加，分成3～5個小組。通過分班分組教學(xué)和實驗，確保了營員充分的參與動手機會，確保了實驗效果并加深了營員體驗。

設(shè)計具有針對性的實驗項目并進(jìn)行預(yù)實驗驗證

在活動策劃階段，學(xué)校組織相關(guān)創(chuàng)新團(tuán)隊專家進(jìn)行了專題研討，針對高中生營員精心設(shè)計了多組創(chuàng)新探索實驗項目，并事先進(jìn)行了預(yù)實驗驗證，確保了各類實驗項目能取得圓滿成功。

“1周的時間很短，或許我們還沒有到過校園的每個角落，但與之相對應(yīng)的是，我們體驗到了不一樣的大學(xué)生活，了解了科技前沿的創(chuàng)新發(fā)展。在這短短的1周時間里，我們聆聽了專家關(guān)于科技發(fā)展的講座，參觀了國家級實驗室和校史館，還在學(xué)長、學(xué)姐的帶領(lǐng)下動手制作了一些科技小產(chǎn)品。在華中科技大學(xué)的工程實訓(xùn)中心，我們進(jìn)行了焊接、鍛造、數(shù)車數(shù)銑、3D打印、激光加工等實驗活動。那琳瑯滿目的實驗器材讓人眼花繚亂，但當(dāng)同學(xué)們坐在操作臺前，拿起組裝圖紙，雙眼中就綻放出渴望的光芒！我們小組分配到的實訓(xùn)體驗是組裝音箱，剛拿到圖紙的時候，那縱橫交錯的網(wǎng)格線真叫人頭疼，但是我很快靜下心來，用心體會，手中的螺絲釘仿佛也變成了小時候玩的積木。在同學(xué)們互相幫助下，很快一個個音箱組裝完畢，最后放出音樂的時候，大家擦擦臉，上的汗水，笑起來就像是3歲的孩子?！?/p>

——福建省福州第一中學(xué)董味蕓