再談創新能力的培養

摘要：本文以西北工業大學參加“英特爾杯”電子設計大賽為例，分別從教師和學生的角度提出了對高校計算機教學新的思考及對學生自主學習和創新能力培養的深思。

關鍵詞：英特爾杯；嵌入式競賽；創新；計算機教學

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

本屆英特爾杯大學生電子競賽嵌入式專題邀請賽是政府主辦、專家主導、學生主體的全國頂級賽事，旨在不斷拓展嵌入式系統的應用領域，提高高校在嵌入式系統人才培養方面的水平。在長達三個多月的競賽中，學生在英特爾公司提供的處理器平臺上自主創意、自主設計、自主開發新的應用系統，提高了提出問題的興趣，拓展了分析問題的思路，增強了解決問題的能力，創造性潛能得到了充分激發。同時，西北工業大學在與國內外高校師生探討大學生創新基地中學生創新能力培養、嵌入式系統教學時取人之長，補己之短，獲得了寶貴的經驗，極大地促進了學校在相關領域的發展。

本屆大賽繼承了往屆大賽由政府主辦、專家主導、學生主體的成功經驗，同時又有新的特點：

①首次邀請國外高校參加。本屆大賽邀請了包括中國、美國、印度等6個國家72所頂尖學府的學生參加。極大地拓展了賽事的影響力，促進了國內外高校在嵌入式系統人才培養方面的合作與交流。

②使用了最新型的基于酷睿2處理器的開發平臺，使師生能夠接觸到最新的嵌入式技術，促進了嵌入式技術在社會生產中的應用。

③本屆大賽的作品更加緊貼時代背景，也更加關注人文。有利于學生創新能力和創新品質的培養。本屆作品主題涉及殘疾人輔助系統、汽車安全駕駛、工業控制等多個領域，更多體現大學生對社會的關愛和責任感。英特爾軟件與服務事業部副總裁王文漢博士則表示，英特爾致力于培養適應21世紀知識經濟創新型人才的培養，也透露出英特爾“嵌入”整個社會的雄心。

1、本屆大賽對于高校計算機教學的啟示

嵌入式系統是相對于誦用計算機系統提出的“嵌入式計算機系統”，它的設計是復合型的新興技術。基于嵌入式系統設計的課程既與計算機、電子、通信、自動控制技術相關，又與具體的應用背景相關。理工科各專業需要根據專業特色開設先進的、具有深入內容的嵌入式系統設計課程，注重科學對技術所起的支持作用，不斷促進各學科的交叉與融合，拓寬學生在專業學習中視野和思維的廣度與深度，提高學生不斷創新和解決實際問題的能力。在培養嵌入式系統設計人才時，必須重點把握實踐和創新兩個方面。

本次競賽的培訓過程大體可以分為以下幾個步驟：

通過以上培訓，學生基本掌握提出問題、分析問題和解決問題的方法，并在反復訓練中提高了綜合分析能力。

具體知識體系的學習上則按以下層次進行:

以上體系以數學和外語兩大基礎為內核，根據具體的問題拓展專業知識的學習，并向外不斷拓展學生的知識體系結構。這種輻射型的知識體系結構可以極大地增強學生快速獲取新知識的能力，提升學生適應不斷高速發展的社會的能力。

在以上培養體系框架下，西北工業大學依托大學生創新基地開放實驗室，應用現代教育技術，結合工程實踐，將教學目標分解為可供操作的學習任務，輔以必要的教育技術支持手段(教材、課件、實驗設計、評估體系)，強調學生自主學習，在實際工程環境中掌握和內化工程的理念。

2對學生自主學習和創新能力的培養

這次比賽要充分利用新平臺的優良技術性能進行開發，發揮其最大的效率，對大三的本科生具有相當大的壓力與挑戰。面對挑戰，學生們抓緊一切可利用的時間搜集國內外最新的科研資料，通過一切渠道與指導老師及相關領域的專家進行交流，虛心學習，和不同專業的學生跨專業交流，不斷拓展思維領域，最終克服了一個個技術難題。

大賽極大地拓展了學生們的視野，使他們把學習的焦點從單純的書本知識轉移到社會生產的實際中來，時時關注社會發展，激發他們運用所學知識分析和解決實際問題的熱情，促進他們充分利用更加先進的平臺如互聯網、數據庫、圖書館學習新的理論；也使他們了解到當今科學技術發展的前沿領域，增加了他們對科學的興趣，培養了他們做工程研究的嚴謹細致的態度。學生在大學期間已基本養成了良好的學習習慣，利用課余時間參與競賽，對學業不會有太大影響。同時，參加競賽又不斷鞏固了課堂所學習的內容，使枯燥的理論變成了解決實際問題的方案，極大地增進了學生對于課本知識的理解程度，養成了用理論來指導實踐的思維習慣。

競賽不但提高了學生學習知識、運用知識的能力，還培養了他們積極的思維習慣與溝通技巧，促進了多學科的交叉融合。更重要的是學生具有了“自我培養”的意識，他們不再把教育當成學校和老師的事，而是在導師的引導下主動地創造各種條件，克服各種困難，不斷提升自己的綜合素養。西工大創新基地負責人邵舒淵教授就指出：“大學生創新精神的培養，既有賴于教師的引導，又有賴于學生的自我培養，但關鍵還在于自我培養。教師的引導要通過自我培養才能起作用；否則，難以發揮作用。”

最后談談我們參賽作品獨特的創意視角。它來源于一維球桿運動平衡系統，在此基礎上運用發散思維對其進行二維拓展，使小球能在二維平面內的軌跡運動得到控制，并創造性地運用視覺反饋系統進行控制。復雜的抗干擾算法雖然增加了系統構建難度，但卻大大提高了其在航空航天領域的應用前景。下一步就是將系統模型運用到空間站交匯對接以及空中加油技術等領域，這方面的工作還在進行之中。

3小結

整個參賽期間，學校給我們創造了良好的氛圍，各級領導也極為關心，主管副校長、教務處領導等曾多次到實驗室給予我們指導和鼓勵。航天學院、365所等單位的教授、專家、領導也給出了很好的建議。在剛剛結束的英特爾杯獲獎作品展上，我們更是得到王越院士、匡定波等著名科學家和英特爾公司副總裁Matta先生以及研祥公司副總裁的教誨與肯定。

競賽已經結束，榮譽已成歷史，而我們將繼續為中國教育事業的良好發展，為培養適應21世紀知識經濟的人才而不懈努力。