何杏宇， 楊桂松， 周亦敏

(上海理工大學(xué) a. 出版印刷與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院； b. 光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院， 上海 200093)

0 引 言

跨學(xué)科研究早已成為科學(xué)創(chuàng)新的重要驅(qū)動(dòng)力[1]。尤其，在信息技術(shù)廣泛應(yīng)用和飛速發(fā)展的近10年，社會(huì)各界明顯感受到學(xué)科交叉是創(chuàng)新的主要?jiǎng)恿驮慈猍2]。在未來(lái)，全球矚目的人工智能和智能制造技術(shù)的發(fā)展與突破也將依賴(lài)于電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、生物科技、以及機(jī)械控制等多個(gè)學(xué)科的深度交叉。為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，2017年2月以來(lái)，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，提倡學(xué)科交叉融合[3]。而嵌入式技術(shù)作為電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的交叉產(chǎn)物[4]，它將成為人工智能和智能制造發(fā)展過(guò)程中能夠使生物科技、機(jī)械控制技術(shù)等其他科技得以融合和應(yīng)用的重要基礎(chǔ)技術(shù)手段。為了響應(yīng)新工科建設(shè)的號(hào)召，本研究提出跨學(xué)科的嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，放寬該門(mén)課程的學(xué)科覆蓋范圍，允許能源動(dòng)力、生物醫(yī)學(xué)以及機(jī)械工程等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生也參與嵌入式技術(shù)學(xué)習(xí)，并對(duì)現(xiàn)有嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式進(jìn)行有效改革，形成新的教學(xué)體系，以更好地培養(yǎng)從事人工智能和智能制造研究的跨學(xué)科創(chuàng)新型人才。

1 關(guān)于傳統(tǒng)嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考

1.1 缺乏學(xué)科合作和交叉創(chuàng)新的主動(dòng)性與引導(dǎo)性

嵌入式技術(shù)是眾多學(xué)科在應(yīng)用中得以融合的關(guān)鍵技術(shù)。雖然按照傳統(tǒng)教育方式培養(yǎng)的嵌入式人才在工作崗位中有與其他學(xué)科人才進(jìn)行合作創(chuàng)新的機(jī)會(huì)，但目前企業(yè)中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：來(lái)自計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的精通嵌入式技術(shù)的人才因欠缺理解其他領(lǐng)域應(yīng)用需求的能力而創(chuàng)新能力低下；而來(lái)自非計(jì)算機(jī)相關(guān)學(xué)科具有較好的理論創(chuàng)新能力的人才因不了解嵌入式技術(shù)而很難根據(jù)理論創(chuàng)新點(diǎn)提出具體的應(yīng)用設(shè)計(jì)需求?？梢?jiàn)，滯后的跨學(xué)科合作培養(yǎng)使得技術(shù)創(chuàng)新相對(duì)被動(dòng)，并且需要長(zhǎng)時(shí)間的相互選擇和磨合。

為了了解校內(nèi)學(xué)科合作和交叉創(chuàng)新的氛圍，本研究針對(duì)在校的來(lái)自不同學(xué)科的本科生進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查，據(jù)調(diào)查結(jié)果，完全不關(guān)心其他學(xué)科知識(shí)的學(xué)生只有9%，這說(shuō)明大部分學(xué)生還是希望多了解其他學(xué)科知識(shí)的，但是主動(dòng)了解其他學(xué)科知識(shí)的學(xué)生只有18%，可見(jiàn)，在沒(méi)有學(xué)校引導(dǎo)的情況下，學(xué)生進(jìn)行學(xué)科合作和交叉創(chuàng)新的主動(dòng)性并不高。另外，調(diào)查結(jié)果還顯示，在校期間，有與其他學(xué)科同學(xué)進(jìn)行合作創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生只有12%，這也進(jìn)一步說(shuō)明目前學(xué)校欠缺對(duì)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科創(chuàng)新的引導(dǎo)，并且沒(méi)有充分提供開(kāi)放的多學(xué)科交叉創(chuàng)新的氛圍。如果在大學(xué)培養(yǎng)階段就開(kāi)始引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)興趣往不同學(xué)科交叉滲透，盡早打開(kāi)他們跨學(xué)科創(chuàng)新的思維和視野，這會(huì)極大降低學(xué)生的創(chuàng)新盲目性，以及培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)創(chuàng)新意識(shí)。

1.2 教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式的單一和刻板

為了提高學(xué)生的跨學(xué)科創(chuàng)新能力，除了提供引導(dǎo)和建立氛圍讓學(xué)生解放思想和拓寬視野外，還需要提供豐富的教學(xué)資源以及科學(xué)的教學(xué)方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)化的知識(shí)與技能訓(xùn)練。據(jù)了解，傳統(tǒng)的嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)只面向計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)[5]，沒(méi)有為學(xué)生提供開(kāi)放的多學(xué)科交叉融合的教學(xué)環(huán)境[6]，計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生無(wú)法開(kāi)放性地了解其他學(xué)科對(duì)嵌入式技術(shù)的應(yīng)用需求，非計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生更是沒(méi)有接觸嵌入式技術(shù)的機(jī)會(huì)。另外，傳統(tǒng)的嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容單一，教學(xué)形式程式化[7]，主要強(qiáng)調(diào)基本的計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)，既無(wú)法根據(jù)不同應(yīng)用背景提供多樣性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也無(wú)法根據(jù)學(xué)生的興趣和能力提供適應(yīng)性的技能訓(xùn)練。

2 跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)所面臨的挑戰(zhàn)

本研究提出的跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)將為多個(gè)不同的學(xué)科服務(wù)，例如，汽車(chē)電子、醫(yī)療器械、能源控制、測(cè)試技術(shù)、生物電子等專(zhuān)業(yè)。在進(jìn)行實(shí)踐嘗試之前，本研究分別針對(duì)在校的計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)和非計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)(新增的覆蓋專(zhuān)業(yè))的學(xué)生進(jìn)行了關(guān)于跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意愿調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如表1所示。

表1 跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)生問(wèn)卷結(jié)果 %

從表1的調(diào)查結(jié)果看出，無(wú)論是計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)還是非計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)，大部分學(xué)生認(rèn)為所學(xué)學(xué)科對(duì)人工智能和智能制造技術(shù)的發(fā)展有貢獻(xiàn)，并且愿意以跨學(xué)科合作的方式來(lái)開(kāi)展嵌入式技術(shù)學(xué)習(xí)。

雖然，跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以打破以往封閉的創(chuàng)新環(huán)境，有利于營(yíng)造良好的學(xué)科合作氛圍，能有效提高學(xué)生的主動(dòng)跨學(xué)科創(chuàng)新能力，但是，將該想法付諸實(shí)踐要應(yīng)對(duì)一系列新的挑戰(zhàn)：

(1) 不同學(xué)科對(duì)嵌入式技術(shù)的應(yīng)用需求不同，彼此的結(jié)合點(diǎn)也不相同，這將對(duì)教學(xué)內(nèi)容的豐富度以及實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)能力產(chǎn)生極大挑戰(zhàn)。例如，生物醫(yī)學(xué)工程注重生理信號(hào)的處理[8]，如心電、醫(yī)學(xué)影像、生化指標(biāo)等，它要求嵌入式技術(shù)處理這些特殊信號(hào)的流程與處理傳統(tǒng)工業(yè)信號(hào)的方式有所不同。又例如，機(jī)械電氣工程注重通過(guò)電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制，如機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制[9]、汽車(chē)牽引變速控制[10]、機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制等，它對(duì)嵌入式技術(shù)產(chǎn)生的控制信號(hào)提出更加精確和靈活的要求。面對(duì)來(lái)自不同學(xué)科的不同應(yīng)用需求，實(shí)驗(yàn)教師需要積累和收集豐富且多樣化的應(yīng)用案例和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而且還要不斷擴(kuò)大自身知識(shí)面和提高專(zhuān)業(yè)技能，才能應(yīng)對(duì)自如。

(2) 學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊，興趣和專(zhuān)長(zhǎng)各異，這將對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)模式產(chǎn)生極大挑戰(zhàn)[11]。來(lái)自不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生對(duì)嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度各不相同，如果不進(jìn)行層次化處理，可能會(huì)導(dǎo)致拖延優(yōu)秀學(xué)生的步調(diào)，也可能會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生跟不上的情況。另外，在同一個(gè)嵌入式設(shè)計(jì)項(xiàng)目里，來(lái)自不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生擅長(zhǎng)的部分也各不相同，如果不因材施教，可能會(huì)埋沒(méi)學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)，失去跨學(xué)科合作的原始意義?？梢?jiàn)，傳統(tǒng)的集中式授課不再適用，跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該更關(guān)注學(xué)生的多元性，對(duì)學(xué)生進(jìn)行層次化和差異化的處理[12]。

3 關(guān)于跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革和探索

跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅需要兼顧不同學(xué)科的應(yīng)用需求，而且要考慮不同學(xué)科的學(xué)生興趣和基礎(chǔ)層次差異，為此，本研究從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式兩方面展開(kāi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和探索。

3.1 教學(xué)內(nèi)容多樣化

在實(shí)施跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初期，本研究收集大量不同學(xué)科的應(yīng)用案例，形成豐富和多樣化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫(kù)。例如，為了滿(mǎn)足生物醫(yī)學(xué)類(lèi)和機(jī)械工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用需求，本研究針對(duì)性地收集了這兩類(lèi)學(xué)科的應(yīng)用案例，并新增相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類(lèi)別。如表2所示，經(jīng)過(guò)內(nèi)容擴(kuò)充后的嵌入式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目門(mén)類(lèi)主要包含3大類(lèi)：生物醫(yī)學(xué)儀器類(lèi)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制類(lèi)以及無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)類(lèi)，其中，生物醫(yī)學(xué)儀器類(lèi)主要包含不同原理的檢測(cè)和診斷設(shè)備的設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)驗(yàn)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制類(lèi)主要包括與機(jī)器人、車(chē)輛以及車(chē)床等相關(guān)的運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)，無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)類(lèi)則是包括不同應(yīng)用場(chǎng)景下的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類(lèi)別多樣化的情況下，學(xué)生可以根據(jù)興趣自由選擇不同的嵌入式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

表2 跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類(lèi)別

3.2 教學(xué)形式層次化

本研究對(duì)參與跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)前評(píng)估以測(cè)試其對(duì)嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)掌握的程度，并根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)差異設(shè)計(jì)了相應(yīng)的基礎(chǔ)訓(xùn)練班、項(xiàng)目化訓(xùn)練班和實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練班3個(gè)層次化教學(xué)形式，如表3所示。

表3 跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)課程的層次化教學(xué)

基礎(chǔ)訓(xùn)練班主要針對(duì)欠缺軟硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的學(xué)生(大部分來(lái)自非計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè))，采用集中式授課形式，對(duì)學(xué)生進(jìn)行一系列基礎(chǔ)技能訓(xùn)練，包括嵌入式操作系統(tǒng)和交叉編譯環(huán)境的熟悉、應(yīng)用程序的編寫(xiě)和調(diào)試、嵌入式處理器和外圍電路的連接、電路原理圖繪制和PCB設(shè)計(jì)等。而對(duì)于具有良好技能基礎(chǔ)但沒(méi)有自主設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生，則可以參與項(xiàng)目化訓(xùn)練班。項(xiàng)目化訓(xùn)練采用團(tuán)隊(duì)化合作的方式來(lái)組織學(xué)生分組執(zhí)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，一個(gè)分組包括5～8名學(xué)生不等，參與的學(xué)生需提前填報(bào)興趣和特長(zhǎng)信息表，以便實(shí)驗(yàn)教師根據(jù)興趣來(lái)分組，分組后組內(nèi)成員協(xié)商選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并根據(jù)特長(zhǎng)來(lái)自主分配組內(nèi)任務(wù)，例如，對(duì)生物醫(yī)學(xué)儀器感興趣的同學(xué)可以選擇與醫(yī)療儀器有關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，又例如，在機(jī)器人手臂設(shè)計(jì)項(xiàng)目分組里，機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生負(fù)責(zé)手臂外形和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，電子與電氣信息專(zhuān)業(yè)學(xué)生負(fù)責(zé)手臂觸覺(jué)傳感器信號(hào)檢測(cè)與處理，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生負(fù)責(zé)動(dòng)作識(shí)別和運(yùn)動(dòng)控制等，項(xiàng)目組學(xué)生在掌握嵌入式技術(shù)的基礎(chǔ)上，也能了解到機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)、電路知識(shí)、信號(hào)處理知識(shí)、自動(dòng)控制知識(shí)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，達(dá)到了學(xué)科交叉融合的目的，極大地?cái)U(kuò)展了學(xué)生的知識(shí)面。而對(duì)于已經(jīng)具備一定的嵌入式系統(tǒng)自主設(shè)計(jì)能力并希望參加各種嵌入式設(shè)計(jì)賽事的學(xué)生則可以參與實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練班。實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練班對(duì)學(xué)生的自主性要求較高，學(xué)生必須根據(jù)賽制自主組隊(duì)并根據(jù)參賽內(nèi)容自主進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)教師安排定期的答疑和交流時(shí)間。

3.3 教學(xué)形式項(xiàng)目化

項(xiàng)目教學(xué)法有利于培養(yǎng)個(gè)人技能的系統(tǒng)性和全面性[13]。本研究還通過(guò)項(xiàng)目化訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的項(xiàng)目規(guī)劃能力和協(xié)同執(zhí)行能力。在項(xiàng)目化培訓(xùn)初期，所屬相同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分組的同學(xué)需要根據(jù)設(shè)計(jì)需求協(xié)商制定出項(xiàng)目任務(wù)計(jì)劃書(shū)，該計(jì)劃書(shū)包括詳細(xì)的軟硬件設(shè)計(jì)框架、任務(wù)劃分情況以及相應(yīng)的執(zhí)行進(jìn)度計(jì)劃表。例如，圖1所示為一個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制類(lèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的任務(wù)計(jì)劃書(shū)結(jié)構(gòu)，它包括硬件框架設(shè)計(jì)計(jì)劃和軟件框架設(shè)計(jì)計(jì)劃，其中，硬件框架部分分為機(jī)械結(jié)構(gòu)和外觀設(shè)計(jì)、主控電路設(shè)計(jì)以及檢測(cè)和傳動(dòng)電路設(shè)計(jì)3個(gè)部分，軟件框架部分又分為控制程序設(shè)計(jì)、信號(hào)處理程序設(shè)計(jì)和通信程序設(shè)計(jì)3個(gè)部分，該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的成員需要協(xié)商安排這6個(gè)設(shè)計(jì)部分的負(fù)責(zé)人，而每個(gè)設(shè)計(jì)部分的負(fù)責(zé)人則需要根據(jù)所分配的任務(wù)制定設(shè)計(jì)計(jì)劃、列出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料清單以及安排執(zhí)行進(jìn)度。

本研究采用交互式審核的方式來(lái)定期檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目執(zhí)行進(jìn)度。項(xiàng)目審核小組由多名具有不同技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)教師組成，分別審核項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中的不同環(huán)節(jié)，以糾正上一步工作的錯(cuò)誤以及引導(dǎo)下一步工作的開(kāi)展。嵌入式創(chuàng)新需重視學(xué)生的自主性[14]。本研究的項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程以學(xué)生為主體，提倡學(xué)生主導(dǎo)設(shè)計(jì)以及注重團(tuán)隊(duì)合作精神的培養(yǎng)。具體地，每一個(gè)審核環(huán)節(jié)都采用交互討論的形式進(jìn)行，首先學(xué)生進(jìn)行演示和工作匯報(bào)，然后教師提出疑問(wèn)或指出錯(cuò)誤以供同學(xué)討論，最后學(xué)生給出改進(jìn)方案以及描述下一步設(shè)計(jì)計(jì)劃。

圖1 機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制類(lèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目任務(wù)計(jì)劃書(shū)

3.4 教學(xué)形式實(shí)戰(zhàn)化

“學(xué)賽一體”能夠提升技能創(chuàng)新的活力[15]。為了給參加各類(lèi)嵌入式技術(shù)相關(guān)比賽的學(xué)生提供實(shí)戰(zhàn)化的訓(xùn)練環(huán)境，本研究收集各類(lèi)比賽的歷年試題以建立各類(lèi)題庫(kù)，并給參加實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練班的團(tuán)隊(duì)指定帶隊(duì)教師進(jìn)行定期答疑和指導(dǎo)。實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練班面向的比賽主要有大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競(jìng)賽以及中國(guó)機(jī)器人大賽等重大賽事。本研究提出的實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練主要有3個(gè)特點(diǎn)：① 以老帶新，建立網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)，邀請(qǐng)有參賽經(jīng)驗(yàn)的校內(nèi)外師生傳授經(jīng)驗(yàn)；② 與企業(yè)接軌，定期邀請(qǐng)企業(yè)工程師進(jìn)行講座，并對(duì)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)點(diǎn)評(píng)指導(dǎo)，并安排學(xué)生走進(jìn)企業(yè)參與設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)；③ 舉辦校內(nèi)外“友誼賽”，增加賽前熱身的鍛煉機(jī)會(huì)，為大型賽事積累經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)比賽的強(qiáng)化訓(xùn)練，學(xué)生的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力能夠得到快速提高[16]。

4 教學(xué)成效分析

通過(guò)校級(jí)和市級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和開(kāi)放式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室相結(jié)合的形式對(duì)所提出的跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行了初步實(shí)踐，為了驗(yàn)證其成效，本研究統(tǒng)計(jì)了參與學(xué)生在各類(lèi)賽事中的參賽數(shù)和獲獎(jiǎng)數(shù)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，改革實(shí)施前參與各類(lèi)賽事的人數(shù)相對(duì)較少，尤其參與機(jī)器人設(shè)計(jì)類(lèi)和車(chē)輛設(shè)計(jì)類(lèi)的賽事相對(duì)更少，而在實(shí)施跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)后，參與各類(lèi)賽事的項(xiàng)數(shù)明顯增多，而獲獎(jiǎng)項(xiàng)數(shù)也相應(yīng)增長(zhǎng)(僅2018年就獲得如下獎(jiǎng)項(xiàng)：全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽嵌入式邀請(qǐng)賽獲二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、上海市大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)22項(xiàng)、全國(guó)大學(xué)生生物醫(yī)學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人大賽技術(shù)挑戰(zhàn)賽機(jī)器人救援總決賽獲特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、上海市大學(xué)生創(chuàng)意機(jī)器人挑戰(zhàn)賽一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、全國(guó)大學(xué)生智能車(chē)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)4項(xiàng)、全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽獲獎(jiǎng)25項(xiàng))。圖2所示為實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練班學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的部分獲獎(jiǎng)作品。

(a) 風(fēng)力擺控制系統(tǒng)

(b) 雙向DC-DC變換器

為了了解學(xué)生的參訓(xùn)感受，開(kāi)展學(xué)生座談，了解到學(xué)生的訓(xùn)練體會(huì)主要在3個(gè)方面：① 拓寬了視野，培養(yǎng)了開(kāi)放式創(chuàng)新思維，解決問(wèn)題時(shí)不再故步自封，養(yǎng)成了主動(dòng)了解其他學(xué)科研究動(dòng)向的習(xí)慣；② 培養(yǎng)了執(zhí)行項(xiàng)目的系統(tǒng)規(guī)劃能力，懂得了如何在團(tuán)隊(duì)合作中與不同專(zhuān)長(zhǎng)的成員進(jìn)行有效率的溝通；③ 通過(guò)參加比賽可以獲得自我肯定，尤其能夠增強(qiáng)跨學(xué)科創(chuàng)新的自信心。另外，還采訪(fǎng)了企業(yè)面試者，了解到有參與過(guò)跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)生，更有自信地介紹自己的項(xiàng)目研發(fā)經(jīng)驗(yàn)以及分享自己的項(xiàng)目成果。

5 結(jié) 語(yǔ)

為了更好地培養(yǎng)出從事人工智能和智能制造研究的新型人才，提出了跨學(xué)科嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將該類(lèi)教學(xué)的覆蓋范圍拓展到能源動(dòng)力、生物醫(yī)學(xué)以及機(jī)械工程等其他非計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)，通過(guò)建立豐富和多樣化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫(kù)，滿(mǎn)足不同學(xué)科的應(yīng)用和興趣需求，并通過(guò)設(shè)計(jì)層次化、項(xiàng)目化和實(shí)戰(zhàn)化的教學(xué)形式，為學(xué)生創(chuàng)造了良好的學(xué)科交叉融合氛圍，極大地提高了學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新的自主性，以及增強(qiáng)了學(xué)生的合作創(chuàng)新的協(xié)同能力，這對(duì)推動(dòng)新工科建設(shè)具有重要意義。