◆包振明 王琪 陳四杰 劉學芳 龔雪

作者：包振明，江蘇科技大學講師，博士，研究方向為輪機工程；王琪（通訊作者）、陳四杰，江蘇科技大學機械工程學院，江蘇科技大學蘇州理工學院；劉學芳，江蘇科技大學（212003）；龔雪，江蘇科技大學蘇州理工學院（215600）。

全國大學生“飛思卡爾杯”智能車比賽是面向大學生的群眾性科技活動，自創(chuàng)辦以來引起全國廣大高校的廣泛關(guān)注[1]。倡導以大學生為主體的創(chuàng)新實踐與科學研究，能夠調(diào)動學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性[2]。如何構(gòu)建開放式自動化實踐教學中心與大學生創(chuàng)新培養(yǎng)模式，傳承創(chuàng)新成果等方面的研究，是當前創(chuàng)新實驗室建設(shè)的一個研究熱點[3-5]。

與研究型本科院校不同，對于普通本科院校，其培養(yǎng)目標側(cè)重于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，而該應(yīng)用型人才又不同于?？平逃膶Ｏ驊?yīng)用人才，對工科大學生的培養(yǎng)應(yīng)著眼于理論與實踐的結(jié)合，具有解決現(xiàn)實工程問題的能力和從事工程活動的綜合素質(zhì)[6]。因此，以學生為主體的開放性實驗室的建設(shè)尤為重要。本文以為全國大學生“飛思卡爾杯”智能車比賽而創(chuàng)建的智能車實驗室為例，探討大學生創(chuàng)新實驗室的構(gòu)建及傳承。

1 創(chuàng)新實驗室的構(gòu)建

智能車創(chuàng)新實驗室的建設(shè)依托智能車實驗室是以全國大學生“飛思卡爾杯”智能車比賽為平臺的本科生創(chuàng)新項目實驗室。本實驗室立足比賽但又不局限于比賽，通過比賽激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，鍛煉學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。它是以智能汽車為研究對象的創(chuàng)意性科技競賽，是面向全國大學生的一種具有探索性工程實踐活動，是教育部倡導的大學生科技競賽之一。本競賽以“立足培養(yǎng)，重在參與，鼓勵探索，追求卓越”為指導思想，旨在促進高等學校素質(zhì)教育，培養(yǎng)大學生的綜合知識運用能力、基本工程實踐能力和創(chuàng)新意識，激發(fā)大學生從事科學研究與探索的興趣和潛能，倡導理論聯(lián)系實際、求真務(wù)實的學風和團隊協(xié)作的人文精神，為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。

此外，智能車平臺涉及多領(lǐng)域、多學科（如圖1所示），可以聚集不同專業(yè)不同特長的學生參與其中，同時多領(lǐng)域多學科也可以拓寬學生的視野，發(fā)散學生的創(chuàng)新思維，有利于學生綜合思想能力的培養(yǎng)。因此，基于智能車平臺的實驗室也更加綜合，留給學生的創(chuàng)新思路也更加寬廣。

創(chuàng)新實驗室的組織體系創(chuàng)新實驗室始建于2010年，是由當時的創(chuàng)新項目積極分子牛蘇峰同學（現(xiàn)為美國伊利諾理工大學博士學位研究生）、程飛同學（現(xiàn)為英國利物浦大學博士研究生）等人提議，在機電與汽車工程學院院長支持下建立的。該實驗室（Smart Car Laboratory）是一個提倡個性化，雖然隸屬于江蘇科技大學（張家港）/蘇州理工學院機電與汽車工程學院，但是面向校區(qū)及蘇州理工學院全體在校大學生的、開放的自主科技創(chuàng)新組織。

1）項目團隊在核心教授的帶領(lǐng)下，組織了以專業(yè)骨干教師為主的指導團隊，指導所有參加開展創(chuàng)新項目的學生。同時，評估項目的合理性及可行性，并提出具體的實施方案和指導意見。

2）大四學生經(jīng)過了大三時“飛思卡爾杯”智能車比賽，由于將進入畢業(yè)找工作或考研階段，不可能繼續(xù)開展新的創(chuàng)新項目，但他們具有豐富的實踐經(jīng)驗，是經(jīng)驗介紹和項目傳承的榜樣。

3）大三學生知識體系結(jié)構(gòu)逐漸完整，并且有大四學生的幫助，有大二時積累的一些實踐經(jīng)驗，已具備獨立完成一些項目的能力。因此，在創(chuàng)新項目中成為主力，能夠帶領(lǐng)并指導大二學生完成創(chuàng)新項目。此外，大三學生還要負責實驗室各項事務(wù)的管理、校內(nèi)科技競賽的籌辦及舉辦。

4）大二學生多為新加入成員，對實驗室的相關(guān)運行還不是很熟，其主要任務(wù)是向高年級學生請教學習，逐步完成相關(guān)知識的積累，并逐漸培養(yǎng)自己獨立解決問題的能力，通過與大三學生的交流，進行創(chuàng)新項目的制作，參與各個創(chuàng)新實踐和實驗項目設(shè)計，通過制作、調(diào)試，從實踐中獲取經(jīng)驗。

5）大一學生，通過智能車協(xié)會的宣傳，對創(chuàng)新項目進行觀摩，獲得感性知識，加深對創(chuàng)新項目的理解和提高對創(chuàng)新項目的興趣，從而由自發(fā)進入自覺學習過程。

6）在每次參加完“飛思卡爾杯”智能車比賽后，要求項目選手進行經(jīng)驗總結(jié)，并及時在團隊中進行經(jīng)驗交流。

創(chuàng)新實驗室人員構(gòu)成及職責如圖2所示。

成立智能車協(xié)會作為實驗室下屬機構(gòu)，智能協(xié)會的建立是考慮到對大一等學生的培養(yǎng)。智能協(xié)會屬社團類組織，旨在于組織興趣團隊，形成交流群體，并為“飛思卡爾杯”智能車比賽培養(yǎng)儲備后備力量。因此，通過招新，可以加速培養(yǎng)大一新生的創(chuàng)新興趣及提高創(chuàng)新意識。協(xié)會由實驗室成員組織建設(shè)，會定期給大一新生以及其他新成員開展技術(shù)類講座，主要內(nèi)容為前沿科技動態(tài)以及實驗室成員現(xiàn)在做的項目，特別是應(yīng)用到的相關(guān)專業(yè)類軟件工具的介紹，以引導有興趣的新生自主學習。主講者為實驗室高年級成員或?qū)δ骋环矫嬗休^深研究的成員。

通過高年級學生帶領(lǐng)低年級學生，不僅形成了良好的內(nèi)部傳承關(guān)系，而且在整個過程中學生既是學習者也是管理組織者，摒棄了傳統(tǒng)實驗室的教師管理組織、學生聽從的模式，在不知不覺中鍛煉了學生的自我管理組織能力。同時在良好的實驗室氛圍中，學生可以自由交流探討問題，分享自己的經(jīng)驗相互學習相互進步，大大提高了學習的效率，使每個成員在這種和諧的氛圍中得到成長與進步，這又是一種不同于傳統(tǒng)學習模式的新的大學學習方式。經(jīng)過幾屆的調(diào)查，實驗室成員學習成績大多名列班級前茅。

除了實驗室方面的活動，其成員也在校園文化建設(shè)中表現(xiàn)突出，也有兼任班級干部、社團組織干部等重要職務(wù)。

2 創(chuàng)新實驗室的傳承和發(fā)展

一個好的創(chuàng)新實驗室的發(fā)展除了需要必要的硬件條件之外，還要有良好的傳承，不僅需要將每屆的經(jīng)驗積累傳承下去，最重要的是將寶貴的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新熱情傳承下去，這就需要每一屆的高年級學生為低年級學生帶好頭，做好榜樣。榜樣的作用很重要，可以激勵低年級的學生努力拼搏，樹立更加遠大的人生理想和目標。同時需要營造一個良好的實驗室氛圍。有學生曾在本校其他類實驗室待過，通過與其他對本科生開放的創(chuàng)新類實驗室對比，認為智能車實驗室的創(chuàng)新氛圍是最好的，有了好的氛圍才能更好地激發(fā)創(chuàng)新想法，也為想法的實現(xiàn)打下基礎(chǔ)；自由散漫的環(huán)境和過于壓抑的環(huán)境都不利于學生的創(chuàng)新。因此，一個適當寬松而積極向上的環(huán)境才是創(chuàng)新的沃土。實驗室一直以來傳承的創(chuàng)新精神是團結(jié)協(xié)作、追求卓越，正是這種精神激勵著每一屆學子努力拼搏。

實驗室的良好傳承取決于實驗室的每一個成員，因此，成員的招新是實驗室一件重要的事情。根據(jù)以往的經(jīng)驗，招新的成敗決定了接下來實驗室傳承和發(fā)展的好壞。在招新中不會以傳統(tǒng)的學習成績或技術(shù)水平來作為衡量標準，而是首要考慮個人的綜合素質(zhì)，其中個人的團隊合作能力又是考察的重點。無論對于實驗室的日常運行還是實施某些項目，都會涉及不同專業(yè)領(lǐng)域，實驗室需要各專業(yè)的人才，招新也是面向全校不同專業(yè)具有不同特長的學生。因此，團隊合作、與人溝通的能力就顯得尤為重要，這也與社會職場生活極其類似。成員招新每年一次，具體時間為九月至十月份，招新對象是校內(nèi)循跡車比賽的優(yōu)秀者，以大二、大三學生為主；對大一學生，通過交流，對具有濃厚興趣的優(yōu)秀學生會適當考慮。

成員招新申報流程整個招新過程均由實驗室成員學生完成，無需要任何教師參與。通過智能車協(xié)會，前期實驗室宣傳會充分介紹實驗室的情況，以吸引有興趣的學生主動參與，如前文提到的對于大一新生，會通過實驗室下屬機構(gòu)智能協(xié)會以講座方式激發(fā)他們的興趣，主要考慮到大一新生基礎(chǔ)知識還不夠牢固，對于自身的真正優(yōu)勢定位還不準確，避免盲目加入，造成時間的浪費，影響基礎(chǔ)課程的學習。在多人面試篩選環(huán)節(jié)中，采用無領(lǐng)導小組討論法，通過觀察個人在討論中的表現(xiàn)，初步確定面試者的團隊協(xié)調(diào)能力以及問題解決能力；敲定人選面試采取群面的方式，在此過程中，實驗室每個成員會向被面試者提出自己關(guān)心的問題，主要是考慮新成員與老成員能否很好地融合。對每個創(chuàng)新項目團隊，一般要求2 ～3 人構(gòu)成，通常形成大三、大二以及個別大一學生組成的梯隊。成員招新的基本流程如圖3所示。

創(chuàng)新實驗室的傳承對于新加入的成員會進行短期的實驗室安全、設(shè)備使用的培訓，對于新老成員的熟悉與融合會定期組織集體活動，增進彼此的了解，從而促進成員間的關(guān)系，為今后的傳承打下基礎(chǔ)。

對于傳承的另一個重要任務(wù)就是實驗室歷屆資料的整理及存檔，包括比賽資料、創(chuàng)新成果資料，以及實驗室成員個人資料、元器件的歸類與使用、雕刻機的使用與保養(yǎng)、電路板的制作等，相關(guān)工作都是通過傳幫帶以及相關(guān)的制度來開展。經(jīng)過五屆的積累，實驗室積累了豐碩的成果，如何讓將這些成果更好地傳承下去是一個亟待解決的問題，其中人員信息的整理是一個最重要的環(huán)節(jié)。如何將新成員與已畢業(yè)的成員聯(lián)系起來，這個問題尤為重要，因為智能車團隊是一個不斷發(fā)展、不斷變化的團隊，每一屆有每一屆的特點，但每一屆和每一屆之間也應(yīng)建立緊密的聯(lián)系，這不僅關(guān)系著實驗室團隊的壯大，更關(guān)系著每個成員今后的發(fā)展，尤其那些已經(jīng)工作的或正在深造的，他們的經(jīng)驗和建議會給予新加入的學生很大的幫助。

雖然每次創(chuàng)新實驗室的招收成員不多，只有少數(shù)人加入，但總是形成大三、大二以及個別大一學生組成的梯隊，保證后繼的傳承。因此，通過舉辦一些科技活動來擴大它的影響面，使創(chuàng)新活動不僅僅局限于實驗室，而是讓它作為一個開放式創(chuàng)新平臺去激發(fā)每一個有創(chuàng)新想法的學生去實現(xiàn)他們的想法，盡力將“團結(jié)協(xié)作，追求卓越”精神傳達到每一個學生的心中。

創(chuàng)新實驗項目的發(fā)展除了每年一次的正式招新活動，平時還會通過舉辦的科技競賽活動發(fā)掘適合的人才從而吸納到實驗室中來，如已經(jīng)舉辦了兩屆的校內(nèi)循跡車比賽。校內(nèi)循跡車比賽借鑒“飛思卡爾杯”智能汽車比賽方案并進行簡化，面向全校各年級學生，最終收到良好的效果，涌現(xiàn)出許多具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的優(yōu)秀學生。

實驗室的構(gòu)建與發(fā)展當然離不開學校和教師的大力支持，如果沒有教師的指導與支持，學生的很多想法也難以施行，特別是在面對困難和難題時，指導教師的鼓勵和支持對學生創(chuàng)新活動帶來極大的幫助。

3 智能車創(chuàng)新實驗室的創(chuàng)新成果

圍繞全國大學生“飛思卡爾杯”比賽的創(chuàng)新實驗室成立五年以來，已初步取得豐碩的成果，所獲得的創(chuàng)新成果是其他創(chuàng)新實驗室中最多的。

1）2007 級學生雖然只組織了一支隊伍，但獲得大學生“飛思卡爾杯”智能車競賽第五屆全國賽二等獎、華東賽區(qū)一等獎。

2）2008級學生在第六屆光電、CCD組華東賽區(qū)獲二等獎，電磁組華東賽區(qū)獲三等獎；2009 級學生在第七屆電磁組、光電組華東區(qū)獲三等獎。

3）2010 級學生榮獲第八屆電磁組全國二等獎、華東區(qū)一等獎，以及電磁、攝像頭、光電組均獲華東區(qū)二等獎；2010 級學生制作的簡易旋轉(zhuǎn)倒立擺及控制裝置獲得2013 全國大學生電子設(shè)計大賽江蘇賽區(qū)二等獎；實驗室精英團隊自主研制開發(fā)的“四旋翼飛行器”獲得“大學生機械創(chuàng)新大賽”省二等獎等。

4）2011 級有五支隊伍獲得2014年“大學生飛思卡爾杯智能車競賽”華東區(qū)二等獎。

除獲獎作品之外，實驗室還參與了多項本科生創(chuàng)新計劃，如：仿照六足動物的肢體結(jié)構(gòu)，以飛思卡爾MC9S08AW60 八位單片機作為核心控制器的六足仿生機器人；基于Cortex-M4 的四自由度旋轉(zhuǎn)平臺以及簡易滑翔機、手動遙控式船模、太陽能跟隨裝置、實時溫度顯示及報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等一些列成果。參加“飛思卡爾”智能車創(chuàng)新項目的教師和學生還發(fā)表了研究成果[7-8]，從而進一步促進了成果的傳承。

4 結(jié)語

以“飛思卡爾杯”智能車競賽活動的開展為切入點，要時常注意對創(chuàng)新實驗室成員的安全意識和衛(wèi)生習慣進行教育，規(guī)范行為，指導正確使用裝備，合理選用器件。業(yè)務(wù)上，通過引導大一學生觀摩、大二學生參與制作、大三學生領(lǐng)軍比賽以及大四學生經(jīng)驗交流等，同時根據(jù)他們對專業(yè)知識的掌握程度，分階段進行培訓。發(fā)揮智能車協(xié)會的紐帶作用，通過智能車協(xié)會組織宣傳、興趣培養(yǎng)、傳授知識、能力鍛煉，有效地促進各專業(yè)大學生參與和團隊合作創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

同時，本文提出的資源優(yōu)化配置、創(chuàng)新平臺建設(shè)為進一步實現(xiàn)了智能車實驗室的建設(shè)和傳承，完善了智能車實驗室制度建設(shè)，保障了創(chuàng)新實驗項目實現(xiàn)，同時能夠取得較好的成果。創(chuàng)新實驗緊張有序的技術(shù)交流氛圍，有利于形成良好的學習環(huán)境，促進學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，最終實現(xiàn)智能車實驗室科學、健康和可持續(xù)發(fā)展。

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