蔣　磊

“英特爾杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽嵌入式系統(tǒng)專(zhuān)題邀請(qǐng)賽”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)嵌入式系統(tǒng)邀請(qǐng)賽）自2002年開(kāi)始舉辦，到今年已經(jīng)是第三屆了。比賽的規(guī)模也從一開(kāi)始國(guó)內(nèi)的15所高校28支參賽隊(duì)拓展到今天的來(lái)自東亞地區(qū)67所高校149支參賽隊(duì)。和全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、ACM競(jìng)賽所不同的是：嵌入式系統(tǒng)邀請(qǐng)賽是開(kāi)放的比賽，沒(méi)有對(duì)作品的命題，沒(méi)有封閉的場(chǎng)所，只需三個(gè)參賽隊(duì)員在三個(gè)月的時(shí)間內(nèi)用發(fā)放的參賽系統(tǒng)平臺(tái)做出一個(gè)具有完整功能的作品。

本人有幸于2002年參加了第一屆嵌入式系統(tǒng)邀請(qǐng)賽，如今以指導(dǎo)教師的身份帶領(lǐng)新一代年輕人感受這一令人激動(dòng)的賽事。

作為曾經(jīng)的參賽選手，自然對(duì)比賽過(guò)程的酸甜苦辣都有所品嘗。今年是第二次組織學(xué)生參加該項(xiàng)賽事了。比賽之前選拔和培訓(xùn)時(shí)，我就經(jīng)常給學(xué)生們吹風(fēng)：經(jīng)歷過(guò)這次比賽，你會(huì)感覺(jué)人生從此不同了。

其實(shí)所謂的不同，是說(shuō)：你打開(kāi)了一扇知識(shí)大門(mén)，會(huì)讓你頓時(shí)感到大學(xué)前三年學(xué)習(xí)的知識(shí)，只是很少的一部分，這樣就有了學(xué)習(xí)的動(dòng)力和沖動(dòng)；有一個(gè)異想天開(kāi)的想法，頓時(shí)感到自己有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)夢(mèng)想，于是就有了創(chuàng)新的欲望和沖動(dòng)；和原先不認(rèn)識(shí)的同學(xué)一起工作奮斗，等到成功的時(shí)候，頓時(shí)發(fā)現(xiàn)自己又多了幾個(gè)患難見(jiàn)真情的朋友。

比賽不設(shè)命題，主要是為了鼓勵(lì)創(chuàng)新。然而光有創(chuàng)新思想是不夠的，還需要專(zhuān)業(yè)的知識(shí)和工程能力來(lái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的想法。因而這樣的比賽也為我們的教學(xué)工作帶來(lái)了新的思維：學(xué)生的工程能力為何會(huì)有缺失？專(zhuān)業(yè)知識(shí)教學(xué)是否太孤立？

參賽的學(xué)生遇到的問(wèn)題是前所未有的系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。完成一個(gè)完整的比賽作品，涉及相當(dāng)多的工程經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)。設(shè)計(jì)制作一個(gè)功能完整的作品與實(shí)驗(yàn)室里作實(shí)驗(yàn)是完全不同的概念。以往的實(shí)驗(yàn)，往往是老師在實(shí)驗(yàn)前就提供了實(shí)驗(yàn)方案，有時(shí)甚至提供參考測(cè)試結(jié)果，學(xué)生作實(shí)驗(yàn)只是去驗(yàn)證一個(gè)已知的結(jié)果；而自己設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)存在太多的未知，需要設(shè)計(jì)者自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并在沒(méi)有參考數(shù)據(jù)的情況下自行分析實(shí)驗(yàn)成敗與否。教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，為了演示原理，常常使用較為理想的模型和元件；工程設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮各種干擾因素，通過(guò)設(shè)計(jì)調(diào)試排除干擾，完成功能，得到實(shí)際的工作參數(shù)。因此，指導(dǎo)教師應(yīng)當(dāng)適時(shí)介紹實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，傳授方案設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

很多情況下，作品設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)涉及的知識(shí)與課程教學(xué)的內(nèi)容相差甚遠(yuǎn)，為了完成一個(gè)創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，常常需要跨越專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系，尤其是對(duì)于嵌入式系統(tǒng)這種實(shí)用背景非常強(qiáng)的學(xué)科。一個(gè)嵌入式系統(tǒng)裝置通常會(huì)有專(zhuān)業(yè)應(yīng)用背景，比如工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其中可能涉及到信號(hào)處理、過(guò)程控制、計(jì)算機(jī)控制、通信、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)等知識(shí)范疇，如果將這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用在化工廠(chǎng)，還要涉及化工的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。要設(shè)計(jì)出一個(gè)完整的比賽作品，學(xué)生必須拓展他的知識(shí)面，去了解別的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。因此，指導(dǎo)教師本身應(yīng)該有相對(duì)寬廣的專(zhuān)業(yè)知識(shí)視野，在比賽過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生正確運(yùn)用不同的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

從指導(dǎo)比賽的角度而言，我感到要側(cè)重以下幾個(gè)方面的工作。

* 學(xué)生的培訓(xùn)

培訓(xùn)的重點(diǎn)在于教授方法，而不是公式。能夠通過(guò)選拔參加比賽的學(xué)生通常自學(xué)能力很強(qiáng)。培訓(xùn)時(shí)不必拘泥于細(xì)節(jié)，而應(yīng)重點(diǎn)介紹設(shè)計(jì)方法和工程經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)注意各種專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)的融會(huì)貫通，使學(xué)生能夠借鑒他山之石，或舉一反三，學(xué)習(xí)從不同的角度思考問(wèn)題。

* 參賽選手的組織

最早我們組織參加嵌入式系統(tǒng)邀請(qǐng)賽，學(xué)生是按照專(zhuān)業(yè)劃分，一般都將一個(gè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生分在一組。很快我們就發(fā)現(xiàn)了這樣做的弊端：同組學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)相近，整個(gè)團(tuán)隊(duì)的知識(shí)面狹窄，很難做出相對(duì)成熟的作品。讓電子工程的學(xué)生完成軟件設(shè)計(jì)任務(wù)，其完成的質(zhì)量很難讓人滿(mǎn)意，而對(duì)于計(jì)算機(jī)的學(xué)生而言，讓他在系統(tǒng)板上擴(kuò)展硬件也是很困難的事情。將不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生混編，對(duì)于作品的設(shè)計(jì)進(jìn)行垂直分工，硬件擴(kuò)展、OS與驅(qū)動(dòng)移植、應(yīng)用程序分別由不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生完成，讓他們能夠各自發(fā)揮所長(zhǎng)，從而能夠設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的作品。同時(shí)通過(guò)這樣的實(shí)踐過(guò)程，學(xué)生也能夠接觸到自己專(zhuān)業(yè)以外的知識(shí)信息。

* 作品的選題

作品選題應(yīng)當(dāng)突出創(chuàng)新，貼近日常生活。如果一味強(qiáng)調(diào)作品性能而不考慮實(shí)用性，則比賽也失去意義了。突出創(chuàng)新，貼近生活也能讓學(xué)生將專(zhuān)業(yè)知識(shí)運(yùn)用到更加廣闊的領(lǐng)域。創(chuàng)新的選題需要參賽隊(duì)員細(xì)致觀(guān)察生活，具有發(fā)散性思維，指導(dǎo)教師應(yīng)避免越俎代庖，直接命題，抹煞學(xué)生的創(chuàng)新激情；與此同時(shí)，對(duì)于收集來(lái)的各種思路，指導(dǎo)教師可以指出大致的突破方向，幫助學(xué)生分析其研究意義，或提供類(lèi)似研究的最新進(jìn)展情況，避免學(xué)生自主命題的盲目性。

* 作品項(xiàng)目的管理

比賽進(jìn)入實(shí)施階段，最好能夠引入項(xiàng)目管理的流程。在每組參賽學(xué)生中選出一人作為小組負(fù)責(zé)人，由指導(dǎo)教師幫助進(jìn)行方案分析、任務(wù)分解和工作細(xì)化，整理項(xiàng)目進(jìn)行所需的各種資源，建立進(jìn)度表。對(duì)于項(xiàng)目實(shí)施中不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)，指導(dǎo)教師最好能夠指導(dǎo)隊(duì)員選取備用方案。作品實(shí)施過(guò)程中必須重視文檔管理，讓學(xué)生養(yǎng)成寫(xiě)工作文檔的習(xí)慣，各人之間的接口協(xié)議和工作交接文檔必須清晰明了。做好上述幾項(xiàng)工作才能保證作品能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。

綜上所述，嵌入式系統(tǒng)邀請(qǐng)賽指導(dǎo)教師這個(gè)角色不同于傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師，他在比賽中的作用類(lèi)似項(xiàng)目經(jīng)理，同時(shí)還要做好信息收集和后勤工作。

完成整個(gè)比賽，隊(duì)員們很辛苦，但是能夠體驗(yàn)到團(tuán)隊(duì)合作的樂(lè)趣和成功的喜悅。作為比賽的指導(dǎo)教師，這樣的比賽也促使我去拓展知識(shí)視野，培養(yǎng)鍛煉工程管理能力。同時(shí)類(lèi)似這樣的比賽也為我們改革教學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了動(dòng)力和契機(jī)。