葉夢君,胡長暉,張先鶴,雷改惠,萬里光,詹習(xí)生,吳博,龍濤
(湖北師范學(xué)院 機(jī)電與控制工程學(xué)院,湖北 黃石 435002)
智能車競賽在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才中的探索與實踐
葉夢君,胡長暉,張先鶴,雷改惠,萬里光,詹習(xí)生,吳博,龍濤
(湖北師范學(xué)院 機(jī)電與控制工程學(xué)院,湖北 黃石 435002)
舉行全國大學(xué)生智能汽車競賽是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的一種有效途徑。湖北師范學(xué)院自2009年起已連續(xù)參加6屆全國智能車競賽,我校不僅積極參賽,同時還采取了多種積極有效的措施,結(jié)果表明,積極參加全國智能車競賽對提高學(xué)生綜合素質(zhì)等方面具有非常明顯的作用,我們應(yīng)以智能車競賽為契機(jī),利用好這個競賽平臺來培養(yǎng)工科專業(yè)大學(xué)生實踐創(chuàng)新能力和科研能力,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。
智能汽車競賽;創(chuàng)新型人才;實踐能力;科研能力
全國大學(xué)生智能汽車競賽是教育部、財政部共同資助的大學(xué)生競賽項目,是教育部批準(zhǔn)列入國家教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程資助項目中的科技人文競賽之一(教高函[2007]30號文),是全國高等學(xué)校自動化相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域最高級別的大學(xué)生競賽項目。該競賽以教育部高等學(xué)校自動化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會為主辦方,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重視和評價。
全國大學(xué)生智能汽車競賽以“立足培養(yǎng),重在參與,鼓勵探索,追求卓越”為指導(dǎo)思想,旨在促進(jìn)高等學(xué)校創(chuàng)新型人才培養(yǎng),培養(yǎng)工科專業(yè)大學(xué)生的基本工程實踐能力和科研能力,鼓勵優(yōu)秀大學(xué)生積極參與,激發(fā)大學(xué)生科學(xué)研究與探索的興趣和潛能,追求理論聯(lián)系實際,求真務(wù)實的學(xué)風(fēng)和團(tuán)隊協(xié)作的人文精神,為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才創(chuàng)造條件。
全國大學(xué)生智能汽車競賽主要以競速賽為基本競賽形式,輔助以創(chuàng)意賽和技術(shù)方案賽等多種形式。競速賽以統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)硬、軟件為技術(shù)平臺,制作一部能夠自主識別道路的模型汽車,按照規(guī)定路線行進(jìn),并符合預(yù)先公布的其他規(guī)則,以完成時間最短者為優(yōu)勝。創(chuàng)意賽是在統(tǒng)一限定的基礎(chǔ)平臺上,充分發(fā)揮參賽隊伍想象力,以創(chuàng)意任務(wù)為目標(biāo),完成研制作品;競賽評判由專家組、現(xiàn)場觀眾等綜合評定。技術(shù)方案賽是以學(xué)術(shù)為基準(zhǔn),通過現(xiàn)場方案交流、專家質(zhì)疑評判以及現(xiàn)場參賽隊員投票等互動形式,針對參賽隊伍的優(yōu)秀技術(shù)方案進(jìn)行評選,其目標(biāo)是提高參賽隊員創(chuàng)新能力,鼓勵隊員之間相互學(xué)習(xí)交流。競賽過程包括軟件設(shè)計、硬件設(shè)計、機(jī)械設(shè)計與安裝、整車調(diào)試、現(xiàn)場比賽等環(huán)節(jié),要求學(xué)生自行組成團(tuán)隊,協(xié)同工作,初步體會一個工程性的開發(fā)研究項目從設(shè)計到實現(xiàn)的全過程。競賽融科學(xué)性、趣味性和觀賞性為一體,是以迅猛發(fā)展、前景廣闊的汽車電子為背景,涵蓋自動控制、模式識別、傳感技術(shù)、電子、電氣、計算機(jī)、機(jī)械與汽車等多學(xué)科專業(yè)的相關(guān)內(nèi)容。
全國智能汽車競速賽分為東北、華北、華東、華南、西部、安徽、山東、浙江省八個賽區(qū),參賽隊伍在所在賽區(qū)報名并參加預(yù)賽,各分賽區(qū)的優(yōu)勝隊將參加全國總決賽。該競賽設(shè)立電磁組、光電組、攝像頭組三個賽題組別,每個學(xué)校最多可以報六支參賽隊伍,如果超過三支隊伍則必須分別包含電磁組、光電組與攝像頭組三個賽題組,每組不超過兩支隊伍,每支隊伍學(xué)生人數(shù)不超過3人,指導(dǎo)教師人數(shù)不超過2人。競賽秘書處一般在每年的10月份公布次年競賽的題目和組織方式,并開始接受報名,次年的3月份進(jìn)行相關(guān)技術(shù)培訓(xùn),7月份進(jìn)行分賽區(qū)競賽,8月份進(jìn)行全國總決賽。經(jīng)過分賽區(qū)比賽選拔,每個學(xué)校每個組別只能有一支隊伍參加全國總決賽。競賽規(guī)則透明,評價標(biāo)準(zhǔn)客觀,堅持公開、公平、公正的原則,力求向健康、普及、持續(xù)的方向發(fā)展。該項競賽已經(jīng)成為各高校展示學(xué)生科研成果和學(xué)生實踐能力的重要途徑,培養(yǎng)了一批具有一定創(chuàng)新能力的優(yōu)秀大學(xué)畢業(yè)生,為社會選拔優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才提供了重要平臺。
目前,全國大學(xué)生智能汽車競賽已發(fā)展成全國30個省市自治區(qū)(包括港、澳地區(qū))近500所高校廣泛參與的大學(xué)生競賽。自2006年開賽至今已成功舉辦九屆,得到了教育部吳啟迪副部長、張堯?qū)W司長及理工處領(lǐng)導(dǎo)、飛思卡爾公司領(lǐng)導(dǎo)與各高校師生的高度評價,湖北師范學(xué)院(以下簡稱“我?!?從2009年7月第一次參加比賽至今已成功參賽六屆,由原先的一支參賽隊伍壯大到目前的六支參賽隊伍。
2.1智能車競賽培養(yǎng)大學(xué)生分析問題和解決問題能力
智能車競賽從報名→車模購買→賽道設(shè)計→機(jī)械安裝→硬件設(shè)計→軟件設(shè)計→軟、硬件調(diào)試→參加比賽,期間涉及各種細(xì)節(jié)問題,各種問題的分析和解決都靠參賽學(xué)生獨(dú)自完成。每年的3月份,智能車競賽秘書處會在智能車官網(wǎng)上宣布報名的流程和本屆比賽的規(guī)則事宜,參賽學(xué)生根據(jù)官網(wǎng)提供的資料,自主網(wǎng)上報名和購買車模,根據(jù)規(guī)則提供的相關(guān)信息和參考前幾屆的賽道情況自主設(shè)計賽道,車模的機(jī)械安裝、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、調(diào)試都由學(xué)生獨(dú)自完成。整個過程遇到的問題由學(xué)生自己分析和解決。通過智能車平臺的鍛煉,學(xué)生分析問題和解決問題的能力得到很大提高。
2.2智能車競賽培養(yǎng)大學(xué)生掌握和運(yùn)用知識綜合能力
智能車競賽涉及的內(nèi)容多而且廣,包括計算機(jī)、電子、通信、機(jī)械、自動化等相關(guān)專業(yè)知識,參賽的學(xué)生都是某個專業(yè)的學(xué)生,學(xué)生單靠自己本專業(yè)知識很難將智能車做好,學(xué)生在制作智能車過程中,需要學(xué)習(xí)和掌握智能車所涉及其它專業(yè)方面的知識,將所學(xué)知識靈活地運(yùn)用在智能車上,使所制作的智能車既快又穩(wěn)地完成比賽。通過智能車競賽,學(xué)生掌握知識和運(yùn)用知識的能力得到提高。
2.3智能車競賽培養(yǎng)大學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作意識
在智能車競賽中,單靠一個人是很難取得好成績的,要取得好成績,就必須組建團(tuán)隊。智能車競賽每支參賽隊伍最多由三名隊員組成,隊員之間有專攻軟件,有專攻硬件,有專攻調(diào)試的,成員之間既分工又合作。在賽車調(diào)試過程中,經(jīng)常會遇到各式各樣的問題,需要隊員之間互相協(xié)作,將問題一個一個解決。借助智能車平臺,培養(yǎng)大學(xué)生的集體主義和團(tuán)隊合作精神,學(xué)會如何與人合作,學(xué)會如何在一個團(tuán)隊里將事情做得更好,學(xué)會如何進(jìn)步。
2.4智能車競賽培養(yǎng)大學(xué)生與其他高校學(xué)生交流能力
智能車競賽的賽區(qū)預(yù)賽在每年的7月中下旬,比賽期間來自不同高校的眾多隊伍,各參賽隊伍的參賽車模在車模區(qū)現(xiàn)場展示,直到比賽結(jié)束,各參賽隊伍參賽隊員可以看到自己所設(shè)計車模和其他參賽隊伍的區(qū)別,依據(jù)現(xiàn)場比賽情況可以看到自己的成績和其他參賽隊伍成績的差別,成績較差的參賽隊伍的參賽隊員和成績較好的參賽隊員進(jìn)行技術(shù)交流,從中了解硬件設(shè)計、軟件算法、機(jī)械設(shè)計等。比賽結(jié)束后,大賽組委會也專門組織一場經(jīng)驗交流會,在交流會上,指導(dǎo)老師和參賽隊員可以就本次比賽技術(shù)問題、競賽場地、經(jīng)費(fèi)使用等情況相互進(jìn)行交流,從中學(xué)習(xí)他們在遇到上述問題解決的思路和方法,為下一屆智能車競賽創(chuàng)造良好條件。通過智能車競賽,為學(xué)生創(chuàng)造了一個良好的交流平臺,學(xué)生的交際能力得到提高。
3.1選拔優(yōu)秀學(xué)生參加比賽
全國大學(xué)生競賽是提高工科專業(yè)大學(xué)生實踐能力和科研能力的一項競賽,是教育部鼓勵大學(xué)生積極參與的科技競賽之一。通過該競賽學(xué)生的動手能力,分析問題、解決問題的能力得到提高,受到高校的高度重視,很多高校根據(jù)學(xué)生的獲獎情況,直接作為保研、評優(yōu)的依據(jù),并且參加過智能汽車競賽的學(xué)生在研究生復(fù)試過程中很受導(dǎo)師親睞,電子信息、自動化類就業(yè)單位在招聘高校畢業(yè)生時,對參加過全國智能汽車競賽的學(xué)生給予傾斜。高校很多優(yōu)秀的學(xué)生一方面借助智能車競賽平臺施展自己的才華,一方面抓住智能車競賽為就業(yè)、升學(xué)帶來的便利,紛紛踴躍報名參加比賽。
智能車競賽每支參賽隊伍最多需要三名隊員,每支參賽隊選拔優(yōu)秀參賽隊員是比賽取得優(yōu)異成績的關(guān)鍵之一。我校在選拔隊員時采用“廣泛宣傳、擇優(yōu)選擇、逐步淘汰、最優(yōu)參賽”的方針;廣泛宣傳,學(xué)校在智能車所涉及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生廣泛宣傳,自動化、車輛工程、電氣工程、電子工程、計算機(jī)、測控技術(shù)與儀器、通信工程、機(jī)械工程以及其他相關(guān)學(xué)科專業(yè)的學(xué)生,在每年的9月份開學(xué)初,召開一次關(guān)于智能車方面的宣講會,就相關(guān)技術(shù)問題和本年的成績在大會上說明,鼓勵感興趣的學(xué)生踴躍報名參加比賽。擇優(yōu)選擇,選擇硬件基礎(chǔ)知識和軟件基礎(chǔ)知識較好的學(xué)生,并且學(xué)習(xí)態(tài)度端正和學(xué)習(xí)成績優(yōu)異的學(xué)生參加比賽。逐步淘汰,智能車競賽為期時間較長,針對比賽準(zhǔn)備過程中,不聽從指導(dǎo)老師安排和進(jìn)度較慢的學(xué)生逐步淘汰掉。最優(yōu)參賽,每個組別分別選拔多個參賽隊伍參加校內(nèi)賽,校內(nèi)賽成績優(yōu)異的隊伍代表學(xué)校參加本屆智能車競賽。實踐證明,這種選拔方式既使得大多數(shù)優(yōu)秀學(xué)生獲得了實際鍛煉的機(jī)會,又可以選出最好的學(xué)生代表學(xué)校去參加比賽,為取得好的比賽名次奠定了基礎(chǔ)。
3.2充裕的資金和場地保障
智能車競賽從準(zhǔn)備到參加比賽,不僅涉及到車模套件、傳感器、電子元器件以及設(shè)計加工電路板等耗材費(fèi)用,而且還涉及到參賽學(xué)生和老師的差旅費(fèi)用,比賽花費(fèi)較大。為了提高師范院校工科專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力,我校鼓勵工科專業(yè)學(xué)生積極參加各類學(xué)科競賽,長期以來,對工科專業(yè)學(xué)生參加學(xué)科競賽高度重視,給予專項資金資助學(xué)生參加比賽。除專項資金資助外,學(xué)校針對比賽獲獎學(xué)生設(shè)立了特殊貢獻(xiàn)獎學(xué)金以資鼓勵。智能車競賽對場地的要求較高,臨近比賽時,智能車官網(wǎng)上關(guān)于智能車比賽的規(guī)則不斷更新,賽道信息、比賽環(huán)境更加具體化,需要較大場地和較好的實驗室環(huán)境模擬比賽,進(jìn)行賽車調(diào)試。我校為電磁組、光電組、攝像頭組分別提供了一個模擬比賽環(huán)境的調(diào)試場地,為每個場地給予了環(huán)境和條件支持,為模擬比賽創(chuàng)造了環(huán)境,為取得優(yōu)異成績奠定了基礎(chǔ)。
3.3優(yōu)秀教師的合理安排和精心指導(dǎo)
智能車競賽涉及的內(nèi)容多而且廣,配備優(yōu)秀教師是智能車比賽取得優(yōu)異成績的關(guān)鍵之一,我校為每支參賽隊伍配備1~2名工程實踐能力強(qiáng)、經(jīng)驗豐富的教師作為指導(dǎo)老師。在智能車比賽準(zhǔn)備前期,指導(dǎo)教師定期給學(xué)生布置學(xué)習(xí)任務(wù)并定期檢查學(xué)生完成情況,使學(xué)生盡快掌握制作智能車的整個過程;在智能車比賽準(zhǔn)備中期,指導(dǎo)教師要求學(xué)生定期書寫本周學(xué)習(xí)總結(jié)和下周學(xué)習(xí)計劃并定期開會討論學(xué)生存在的問題,使學(xué)生加快和完善智能車制作;在智能車比賽后期,指導(dǎo)教師憑借多年的經(jīng)驗就學(xué)生調(diào)試過程中存在的問題給予指導(dǎo)和心理問題給予幫助,使智能車成績得到提高,并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和效率。優(yōu)秀教師對參賽學(xué)生的合理安排和精心指導(dǎo),為比賽取得優(yōu)異成績奠定了基礎(chǔ)。
3.4以學(xué)生為主體
智能車競賽從準(zhǔn)備到參加比賽,起主導(dǎo)作用的是學(xué)生。智能車競賽所涉及到的技術(shù)事務(wù)和非技術(shù)事務(wù)都由學(xué)生自行解決,遇到棘手的問題,指導(dǎo)老師協(xié)助學(xué)生解決,在整個智能車競賽過程中,以學(xué)生為主體,鍛煉了學(xué)生處理問題和解決問題的能力,提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)和心理素質(zhì),培養(yǎng)了學(xué)生高度的責(zé)任感和創(chuàng)新能力。
3.5科學(xué)的規(guī)劃和實施
智能車競賽從準(zhǔn)備到參加競賽,為期長達(dá)接近一年,在整個過程中要求參賽指導(dǎo)老師對學(xué)生進(jìn)行合理規(guī)劃,我校每支參賽隊伍指導(dǎo)老師為參賽智能車學(xué)生制作一份詳盡的學(xué)習(xí)方案,學(xué)生按照此方案進(jìn)行學(xué)習(xí),并定期寫學(xué)習(xí)報告和總結(jié),老師定期給學(xué)生開會,針對學(xué)生所寫的學(xué)習(xí)報告和總結(jié)進(jìn)行分析,對學(xué)生存在的問題提出可行性方案。學(xué)生針對老師提出的方案上網(wǎng)收集相關(guān)資料并給予實施,對實施過程中存在的問題進(jìn)行記錄,確定較好方案,并將這些過程做記載,傳遞給下一屆的參賽學(xué)生,為下一屆學(xué)生參賽奠定良好基礎(chǔ)。
4.1近幾年,參與智能車競賽情況分析
我校堅持培養(yǎng)工科專業(yè)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力、分析問題和解決問題能力,堅持理論與實踐相結(jié)合,堅持支持工科專業(yè)大學(xué)生參加各類競賽。我校自2009年起已經(jīng)連續(xù)參加六屆智能車競賽,參與隊伍數(shù)量從最初的一支隊伍壯大到現(xiàn)在的六支隊伍,比賽成績從華南賽區(qū)3人二等獎增加到12人二等獎,26人三等獎,參賽規(guī)模的不斷擴(kuò)大和比賽成績的提升均體現(xiàn)出我校對優(yōu)秀人才培養(yǎng)和該項賽事的重視。
4.2通過參加智能車競賽,鍛煉了學(xué)生的綜合素質(zhì)
智能車競賽,不僅考察學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力,而且還考察學(xué)生的綜合素質(zhì)能力。智能車包含的知識廣泛,涉及電子,控制,機(jī)械,計算機(jī)等專業(yè)相關(guān)知識,學(xué)生借助智能車競賽平臺,自主學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識,專業(yè)能力得到提高。在制作智能車的過程中,涉及硬件、軟件、調(diào)試三大塊,每個組別的成員之間既要分工又要協(xié)作,硬件、軟件、調(diào)試,這三塊既互相影響又互相獨(dú)立,組員之間互相學(xué)習(xí),探討,協(xié)作,才可以將所制作智能車提升到一個較高的平臺。當(dāng)制作智能車過程中出現(xiàn)問題時,成員之間要冷靜分析,共同面對困難,虛心學(xué)習(xí),找出問題,共同解決問題。在這樣的一個過程中,學(xué)生的專業(yè)知識得到很大提高,團(tuán)隊協(xié)作意識也得到加強(qiáng),學(xué)生的綜合素質(zhì)得到很好的鍛煉。
4.3通過參加智能車競賽,解決了工科專業(yè)學(xué)生的實習(xí)基地和畢業(yè)生的就業(yè)問題
我校將智能車競賽作為大學(xué)生大四實習(xí)的一項實習(xí)基地,借助智能車競賽實習(xí)基地,一方面可以很好的解決學(xué)生的實習(xí)場地問題,另一方面提高學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力。智能車競賽,也為畢業(yè)生創(chuàng)造了就業(yè)機(jī)會,通過為期一年的努力,學(xué)生的專業(yè)技能、分析問題、解決問題能力得到提高,在應(yīng)聘工作的時候,可以很好的解決專業(yè)及其他各種問題。參加智能車競賽的同學(xué),在應(yīng)聘工作的時候很受用人單位的親睞,幾乎所有參加過智能車競賽的同學(xué)都能在畢業(yè)之前落實工作,并且就業(yè)單位都較好,他們主要從事軟件或硬件的科技開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計等工作,薪水也比較高。參加工作后,他們能夠很快勝任工作,并且比一般人出色。
4.4通過參加智能車競賽,提高了學(xué)生考研率和科研能力
通過參加智能車競賽,學(xué)生的分析問題、解決問題能力得到提高,克服困難的毅力也得到提高,參賽的學(xué)生在準(zhǔn)備考研過程中,能夠很好地克服各種苦難,復(fù)習(xí)效率較高。參賽的學(xué)生在研究生復(fù)試過程中,由于智能車競賽的鍛煉,科研能力得到較大提高,能夠很好地回答和解決導(dǎo)師提到的各種工程問題,他們很受導(dǎo)師青睞。參加智能車競賽學(xué)生科研能力得到提高并且參加智能車競賽考研究生的同學(xué)基本上都可以順利考上自己理想的學(xué)校。表1是近三年,參加智能車競賽學(xué)生考取研究生情況統(tǒng)計。
表1 近三年,智能車競賽學(xué)生考取研究生情況統(tǒng)計
智能車競賽也有助于提高學(xué)生科研能力,表2是近4年來,參加智能車競賽學(xué)生在智能車方面科研成果統(tǒng)計。
表2 近四年,智能車競賽學(xué)生科研成果統(tǒng)計
從表1和表2可看出,學(xué)生借助智能車競賽平臺,分析問題和解決問題的能力大大提高,學(xué)生的考研率逐年提高,科研能力也大大提高。
湖北師范學(xué)院參與全國智能汽車競賽及其學(xué)生的畢業(yè)去向,充分地說明了該項競賽是對高校相關(guān)專業(yè)本科生教改的創(chuàng)新。著重將理論知識進(jìn)行實踐運(yùn)用作為培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力和團(tuán)隊協(xié)作精神的主要途徑,充分調(diào)動學(xué)生個體積極思考,學(xué)生團(tuán)隊共同克服困難,使學(xué)生建立自己就是學(xué)習(xí)主體的思想觀念,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)擋一面的科技能力,為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才創(chuàng)造條件。
[1]飛思卡爾杯全國大學(xué)生智能車競賽官網(wǎng) [EB/OL].http://www.smartcar.au.tsinghua.edu.cn/introduce.html,2014—05—18.
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Intelligentcarcompetitionexplorationandpracticebasedontraininginnovationtalents
YE Meng-jun,HU Chang-hui,ZHANG Xian-he,LEI Gai-hui,WAN Li-guang,ZHAN Xi-shen
(College of Mechatronics Control Engineering,Hubei Normal University,Huangshi 435002,Hubei)
Nationnal Undergraduate students Intelligent car competition is an effective way to training the innovation talents.From the preparatory competition to participate in the competition, the author elaborated that the intelligent car competition has the important promoter action to training the innovation talents and described that Hubei Normal University participation in intelligent car competition current situation and some specific measures.We should be intelligent car competition as an opportunity to make good use of intelligent car competition platform to train engineering majors students practical innovation and research capacity, training the innovation talents.
intelligent car competition;innovative talents;practical ability; scientific research ability
2014—06—18
本文系湖北師范學(xué)院教研項目(XJ201338)和湖北師范學(xué)院2014年本科生科研項目立項的研究成果(2014115)。
葉夢君(1983— ),女,湖北黃石人,工學(xué)碩士,講師,主要研究方向為單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)、檢測技術(shù).
G642
A
1009-2714(2014)04- 0034- 06
10.3969/j.issn.1009-2714.2014.04.008