面前的一本平常書籍，不需要任何肢體動(dòng)作，只需通過簡(jiǎn)單的腦電波傳感器就可以實(shí)現(xiàn)翻書機(jī)翻書的動(dòng)作。這套神奇的“人體意念控制書本自動(dòng)翻頁系統(tǒng)”，將給殘疾人士提供更加智能化、人性化的服務(wù)。這是日前學(xué)校“新電感應(yīng)”電子科技展的網(wǎng)紅作品。
讓人想不到的是，這套系統(tǒng)的研發(fā)者是電子信息工程學(xué)院“理工之星”科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成員祁煥強(qiáng)和實(shí)驗(yàn)室的4名同學(xué)，在10多天的時(shí)間內(nèi)共同完成的。“理工之星”緣何有如此超強(qiáng)的創(chuàng)新力量？讓我們一探究竟。
老生幫帶新生，知識(shí)與教訓(xùn)同傳
長(zhǎng)春理工大學(xué)“理工之星”科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成立于2007年，是在大學(xué)生電子學(xué)會(huì)基礎(chǔ)上組建起來的。
“工科學(xué)生如果不動(dòng)手去做東西，是根本學(xué)不好的?！彪娮有畔⒐こ虒W(xué)院教師詹偉達(dá)反復(fù)強(qiáng)調(diào)。在接管“理工之星”科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)后，工科專業(yè)背景的他一門心思給學(xué)生提供創(chuàng)造空間和創(chuàng)新平臺(tái)，讓他們有自己動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。
“經(jīng)過這幾年的探索，我們從‘理工之星’團(tuán)隊(duì)的建設(shè)中總結(jié)出兩條行之有效的工科人才課外培養(yǎng)模式：一是新老生之間的傳幫帶，二是以參賽為目標(biāo)，以賽促學(xué)、以賽促練?！彪娮有畔⒐こ虒W(xué)院院長(zhǎng)劉云清深有感觸地說。
“理工之星”團(tuán)隊(duì)采取小組管理的模式進(jìn)行，即“大一跟學(xué)跟練，大二上手操作，大三管理指導(dǎo)”。大一新生經(jīng)過嚴(yán)格考核后進(jìn)入團(tuán)隊(duì)，在大二大三的指導(dǎo)下快速學(xué)習(xí)，到了大二則作為動(dòng)手操作的主力參與到各個(gè)項(xiàng)目和比賽中，大三則負(fù)責(zé)申報(bào)科研項(xiàng)目、參加比賽，指導(dǎo)大一大二的學(xué)習(xí)和操作。這種“滾動(dòng)式”培養(yǎng)，就是劉云清所說的“傳幫帶培養(yǎng)模式”。
在電子類相關(guān)專業(yè)的課程計(jì)劃里，51單片機(jī)是大三才學(xué)的內(nèi)容。然而，陳旭偉在學(xué)長(zhǎng)的指導(dǎo)下，大一就已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室里系統(tǒng)學(xué)習(xí)了它的使用和程序語言設(shè)計(jì)。到了大三，老師在課堂上講授單片機(jī)的組成原理和執(zhí)行過程時(shí)，他的理解比其他同學(xué)深刻很多。
在今年舉辦的第十三屆全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽上，陳旭偉所在團(tuán)隊(duì)以東北賽區(qū)一等獎(jiǎng)的成績(jī)?nèi)雵珖?guó)總決賽，并最終獲得二等獎(jiǎng)。而這一切，負(fù)責(zé)團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)的學(xué)長(zhǎng)楊非凡功不可沒。
在上一屆智能車競(jìng)賽中，因?yàn)榧夹g(shù)上不成熟，楊非凡所在團(tuán)隊(duì)制作的智能車止步于校賽。這一年時(shí)間里，楊非凡想盡一切辦法與國(guó)內(nèi)的強(qiáng)隊(duì)交流，查找不足，使他對(duì)智能車的設(shè)計(jì)制作有了“脫胎換骨”般的認(rèn)識(shí)。在指導(dǎo)學(xué)弟備賽的過程中，楊非凡大膽革新：在程序算法上，放棄沿用多年的互動(dòng)濾波算法，改用更為智能的卡爾曼濾波算法；在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，放棄傳統(tǒng)的PID控制，嘗試更為先進(jìn)的串級(jí)PID控制。如此一來，楊非凡把自己的所思所想全部教給了下一屆團(tuán)隊(duì)成員。
以賽促學(xué)，以賽促練，學(xué)用相長(zhǎng)
“理工之星”團(tuán)隊(duì)的第二個(gè)課外培養(yǎng)模式為：以準(zhǔn)備參賽為階段性目標(biāo)，通過準(zhǔn)備比賽倒逼學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)快速提升動(dòng)手實(shí)踐能力。
談及比賽對(duì)學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用，自動(dòng)化專業(yè)大三學(xué)生曾浩感觸頗深。去年他在準(zhǔn)備智能車比賽的時(shí)候，剛開始設(shè)計(jì)的多塊電路板都在使用的時(shí)候燒壞了，反復(fù)檢查也沒有找到原因。他想起了老師曾經(jīng)講過PCB板上的銅導(dǎo)線電流較大，但是究竟有多大并沒有提及。情急之下，他決定自己測(cè)定這個(gè)值。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，他將導(dǎo)線寬度定在了3mm，此后做出的電路板再也沒有燒壞過，一直用到了全國(guó)總決賽的賽場(chǎng)上。
“參加一次大型比賽，我?guī)缀醢汛髮W(xué)階段所有的專業(yè)知識(shí)復(fù)習(xí)鞏固了一遍?！痹普f，“特別是在備賽中遇到需要解決的問題時(shí)，我們翻書找、上網(wǎng)查、找老師請(qǐng)教，直到把問題徹底解決?！?/p>
大三學(xué)生羅杰對(duì)此深有同感，他所在團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的智能車在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后總是缺乏穩(wěn)定性。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，發(fā)現(xiàn)原因是運(yùn)行時(shí)車身加速度對(duì)重力加速度的測(cè)量影響，導(dǎo)致車的運(yùn)行姿態(tài)角解算不準(zhǔn)。當(dāng)時(shí)，距離正式比賽只剩下10天時(shí)間。那天夜里，從調(diào)試賽道重新回到實(shí)驗(yàn)室，他和隊(duì)友坐到電腦前開始重新建立數(shù)學(xué)模型，重新做出一個(gè)解算方法。羅杰表示，這種“問題倒逼求知”的學(xué)習(xí)過程，完全顛覆了以往的灌輸式教學(xué)，印象特別深刻，很難忘記。
另一位團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張世政談及參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽時(shí)的情景刻骨銘心：當(dāng)時(shí)制作的是控制題“板球系統(tǒng)”，比賽時(shí)間為4天。在順利完成設(shè)計(jì)方案、硬件結(jié)構(gòu)和程序框架后，調(diào)試系統(tǒng)卻怎么都無法達(dá)到理想效果。經(jīng)過2天不眠不休的研究，終于找到問題所在———步進(jìn)電機(jī)響應(yīng)速度太慢，無法適應(yīng)靈敏的系統(tǒng)，此時(shí)距離他們交作品只剩下幾個(gè)小時(shí)。張世政果斷做出決定，將步進(jìn)電機(jī)換成舵機(jī)，最終取得了一個(gè)非常好的成績(jī)。
這種在準(zhǔn)備比賽過程中培養(yǎng)的解決問題的能力，常常給學(xué)生發(fā)展帶來深遠(yuǎn)影響。已經(jīng)在電子科技大學(xué)讀研究生的“理工之星”團(tuán)隊(duì)成員唐鴻體會(huì)，“本科有過那樣一段學(xué)習(xí)經(jīng)歷后，到了研究生階段能夠很快進(jìn)入科研狀態(tài)，而且在實(shí)踐方面輕車熟路?！?/p>
以點(diǎn)帶面，引領(lǐng)全校大學(xué)生科技創(chuàng)新
“今年8月，‘理工之星’團(tuán)隊(duì)在人民大會(huì)堂代表全國(guó)50支代表隊(duì)上臺(tái)領(lǐng)取‘小平科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)’獎(jiǎng)牌，這個(gè)榮譽(yù)實(shí)至名歸?！毙F(tuán)委副書記梁雪說，“作為一個(gè)老牌學(xué)生科技團(tuán)隊(duì)，‘理工之星’不僅團(tuán)隊(duì)自身取得豐碩的成果，更重要的是帶活了全校的大學(xué)生科技創(chuàng)新氛圍。”
電子信息知識(shí)在理工科領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，所以校內(nèi)舉辦的所有涉及自動(dòng)化、操控方面的競(jìng)賽，都會(huì)有“理工之星”團(tuán)隊(duì)的成員參加。一碗水激活一池水，“理工之星”團(tuán)隊(duì)在全校大學(xué)生科技創(chuàng)新中的“鯰魚效應(yīng)”逐漸顯現(xiàn)出來。
“在‘四處打擂’參賽的同時(shí)，‘理工之星’團(tuán)隊(duì)也經(jīng)常作為東道主搭建各種擂臺(tái)，邀請(qǐng)各個(gè)專業(yè)同學(xué)前來同臺(tái)競(jìng)技?！眻F(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室的指導(dǎo)老師郝子強(qiáng)介紹說。團(tuán)隊(duì)主辦的無線電發(fā)射大賽、焊接比賽、模擬電子大賽等賽事已經(jīng)成為每年必辦的常規(guī)性賽事，參與者多達(dá)上千人?！袄砉ぶ恰眻F(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)在電子信息工程學(xué)院，成員卻來自學(xué)校各個(gè)理工科專業(yè)，甚至還發(fā)生了“文轉(zhuǎn)工”的故事。
雷宏發(fā)是電子信息工程學(xué)院大三學(xué)生，因?yàn)楦呖挤謹(jǐn)?shù)沒有達(dá)到所選專業(yè)的錄取線，他被調(diào)劑錄取到了朝鮮語專業(yè)。從小就對(duì)電子設(shè)計(jì)充滿興趣的他很不甘心，來校報(bào)到后得知“理工之星”團(tuán)隊(duì)是電子技術(shù)創(chuàng)新方面的社團(tuán)，便毫不猶豫地加入其中?！皠倓傔M(jìn)入團(tuán)隊(duì)的時(shí)候，大家都很吃驚。”雷宏發(fā)說，“文科專業(yè)的學(xué)生來學(xué)做電子技術(shù)確實(shí)聽起來有點(diǎn)不靠譜，團(tuán)隊(duì)建立了這么多年還從來沒有過這種情況。”
在實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)老師和各位學(xué)長(zhǎng)的幫助下，雷宏發(fā)自學(xué)掌握了電子信息方面的基礎(chǔ)知識(shí)，并在學(xué)校統(tǒng)一組織的轉(zhuǎn)專業(yè)考試中取得了高等數(shù)學(xué)92分、大學(xué)物理87分的好成績(jī)，創(chuàng)造了從朝鮮語專業(yè)轉(zhuǎn)到自動(dòng)化專業(yè)的傳奇。
“真心感謝‘理工之星’團(tuán)隊(duì)，給了我追逐和實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想的機(jī)會(huì)?！崩缀臧l(fā)難掩心中的激動(dòng)說。經(jīng)過不懈努力，雷宏發(fā)斬獲全國(guó)智能車大賽東北賽區(qū)一等獎(jiǎng)。
近五年，“理工之星”團(tuán)隊(duì)成員共獲得各類國(guó)際競(jìng)賽獎(jiǎng)2項(xiàng)、國(guó)家級(jí)競(jìng)賽獎(jiǎng)43項(xiàng)，獲批國(guó)家級(jí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目12項(xiàng)，參加科研課題13項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文25篇，11人獲得國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金、國(guó)家勵(lì)志獎(jiǎng)學(xué)金。初冬的長(zhǎng)春氣溫已經(jīng)降至零下，“理工之星”實(shí)驗(yàn)室里焊接電路板、設(shè)計(jì)打印配件、調(diào)試電子設(shè)備，創(chuàng)新熱情依舊。
