基于飛思卡爾智能車比賽談高校創新實驗室建設與傳承

包振明+王琪+陳四杰+劉學芳+龔雪

摘 要 介紹近幾年來基于全國大學生“飛思卡爾”智能車競賽而構建的創新實驗室平臺的建設情況及其在培養大學生創新能力方面發揮的作用，總結創新實驗室的組織建設、運行管理方法、取得的成果以及經驗。

關鍵詞 “飛思卡爾”智能車競賽；創新實驗室；創新能力

中圖分類號：G482 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2015）20-0001-04

Construction and Inheritance of University Innovation Labora-

tory based on Freescale Cup College Intelligent Car Competition//

BAO Zhenming， WANG Qi， CHEN Sijie， LIU Xuefang， GONG Xue

Abstract This article introduces a new lab of creation platform of our school based on the Freescale Cup Intelligent Car Competition， and its role in fostering students innovative ability to play. The paper also summarizes the organization， operation and management of the lab as well as the outcome， the experience of heritage.

Key words Freescale Cup Intelligent Car Competition； innovation laboratory； innovative ability

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，自創辦以來引起全國廣大高校的廣泛關注[1]。倡導以大學生為主體的創新實踐與科學研究，能夠調動學生的主動性、積極性和創造性[2]。如何構建開放式自動化實踐教學中心與大學生創新培養模式，傳承創新成果等方面的研究，是當前創新實驗室建設的一個研究熱點[3-5]。

與研究型本科院校不同，對于普通本科院校，其培養目標側重于應用型人才的培養，而該應用型人才又不同于專科教育的專向應用人才，對工科大學生的培養應著眼于理論與實踐的結合，具有解決現實工程問題的能力和從事工程活動的綜合素質[6]。因此，以學生為主體的開放性實驗室的建設尤為重要。本文以為全國大學生“飛思卡爾杯”智能車比賽而創建的智能車實驗室為例，探討大學生創新實驗室的構建及傳承。

1 創新實驗室的構建

智能車創新實驗室的建設依托 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，通過比賽激發學生的創新思維，鍛煉學生的創新意識，培養創新精神。它是以智能汽車為研究對象的創意性科技競賽，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，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教育，培養大學生的綜合知識運用能力、基本工程實踐能力和創新意識，激發大學生從事科學研究與探索的興趣和潛能，倡導理論聯系實際、求真務實的學風和團隊協作的人文精神，為優秀人才的脫穎而出創造條件。

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

創新實驗室的組織體系 創新實驗室始建于2010年，是由當時的創新項目積極分子牛蘇峰同學（現為美國伊利諾理工大學博士學位研究生）、程飛同學（現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，但是面向校區及蘇州理工學院全體在校大學生的、開放的自主科技創新組織。

1）項目團隊在核心教授的帶領下，組織了以專業骨干教師為主的指導團隊，指導所有參加開展創新項目的學生。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）大四學生經過了大三時“飛思卡爾杯”智能車比賽，由于將進入畢業找工作或考研階段，不可能繼續開展新的創新項目，但他們具有豐富的實踐經驗，是經驗介紹和項目傳承的榜樣。

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

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

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

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驗總結，并及時在團隊中進行經驗交流。

創新實驗室人員構成及職責如圖2所示。

成立智能車協會 作為實驗室下屬機構，智能協會的建立是考慮到對大一等學生的培養。智能協會屬社團類組織，旨在于組織興趣團隊，形成交流群體，并為“飛思卡爾杯”智能車比賽培養儲備后備力量。因此，通過招新，可以加速培養大一新生的創新興趣及提高創新意識。協會由實驗室成員組織建設，會定期給大一新生以及其他新成員開展技術類講座，主要內容為前沿科技動態以及實驗室成員現在做的項目，特別是應用到的相關專業類軟件工具的介紹，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對某一方面有較深研究的成員。

通過高年級學生帶領低年級學生，不僅形成了良好的內部傳承關系，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學習模式的新的大學學習方式。經過幾屆的調查，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中表現突出，也有兼任班級干部、社團組織干部等重要職務。

2 創新實驗室的傳承和發展

一個好的創新實驗室的發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驗積累傳承下去，最重要的是將寶貴的創新精神和創新熱情傳承下去，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新類實驗室對比，認為智能車實驗室的創新氛圍是最好的，有了好的氛圍才能更好地激發創新想法，也為想法的實現打下基礎；自由散漫的環境和過于壓抑的環境都不利于學生的創新。因此，一個適當寬松而積極向上的環境才是創新的沃土。實驗室一直以來傳承的創新精神是團結協作、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。根據以往的經驗，招新的成敗決定了接下來實驗室傳承和發展的好壞。在招新中不會以傳統的學習成績或技術水平來作為衡量標準，而是首要考慮個人的綜合素質，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，都會涉及不同專業領域，實驗室需要各專業的人才，招新也是面向全校不同專業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，招新對象是校內循跡車比賽的優秀者，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智能協會以講座方式激發他們的興趣，主要考慮到大一新生基礎知識還不夠牢固，對于自身的真正優勢定位還不準確，避免盲目加入，造成時間的浪費，影響基礎課程的學習。在多人面試篩選環節中，采用無領導小組討論法，通過觀察個人在討論中的表現，初步確定面試者的團隊協調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。對每個創新項目團隊，一般要求2～3人構成，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系，為今后的傳承打下基礎。

對于傳承的另一個重要任務就是實驗室歷屆資料的整理及存檔，包括比賽資料、創新成果資料，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、電路板的制作等，相關工作都是通過傳幫帶以及相關的制度來開展。經過五屆的積累，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節。如何將新成員與已畢業的成員聯系起來，這個問題尤為重要，因為智能車團隊是一個不斷發展、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建立緊密的聯系，這不僅關系著實驗室團隊的壯大，更關系著每個成員今后的發展，尤其那些已經工作的或正在深造的，他們的經驗和建議會給予新加入的學生很大的幫助。

雖然每次創新實驗室的招收成員不多，只有少數人加入，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，使創新活動不僅僅局限于實驗室，而是讓它作為一個開放式創新平臺去激發每一個有創新想法的學生去實現他們的想法，盡力將“團結協作，追求卓越”精神傳達到每一個學生的心中。

創新實驗項目的發展 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掘適合的人才從而吸納到實驗室中來，如已經舉辦了兩屆的校內循跡車比賽。校內循跡車比賽借鑒“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，涌現出許多具有創新精神和創新能力的優秀學生。

實驗室的構建與發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新活動帶來極大的幫助。

3 智能車創新實驗室的創新成果

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

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、華東賽區一等獎。

2）2008級學生在第六屆光電、CCD組華東賽區獲二等獎，

電磁組華東賽區獲三等獎；2009級學生在第七屆電磁組、光電組華東區獲三等獎。

3）2010級學生榮獲第八屆電磁組全國二等獎、華東區一等獎，以及電磁、攝像頭、光電組均獲華東區二等獎；2010級學生制作的簡易旋轉倒立擺及控制裝置獲得2013全國大學生電子設計大賽江蘇賽區二等獎；實驗室精英團隊自主研制開發的“四旋翼飛行器”獲得“大學生機械創新大賽”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”華東區二等獎。

除獲獎作品之外，實驗室還參與了多項本科生創新計劃，如：仿照六足動物的肢體結構，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、門禁系統等一些列成果。參加“飛思卡爾”智能車創新項目的教師和學生還發表了研究成果[7-8]，從而進一步促進了成果的傳承。

4 結語

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

同時，本文提出的資源優化配置、創新平臺建設為進一步實現了智能車實驗室的建設和傳承，完善了智能車實驗室制度建設，保障了創新實驗項目實現，同時能夠取得較好的成果。創新實驗緊張有序的技術交流氛圍，有利于形成良好的學習環境，促進學生創新能力培養，最終實現智能車實驗室科學、健康和可持續發展。參考文獻

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