第245期:《长春理工大学报》

“科技+激情”的力量

——记长春理工大学“理工之星”科技创新团队


   期次:第245期   作者:何正泷 于英焕   查看:159   

面前的一本平常书籍,不需要任何肢体动作,只需通过简单的脑电波传感器就可以实现翻书机翻书的动作。这套神奇的“人体意念控制书本自动翻页系统”,将给残疾人士提供更加智能化、人性化的服务。这是日前学校“新电感应”电子科技展的网红作品。

让人想不到的是,这套系统的研发者是电子信息工程学院“理工之星”科技创新团队成员祁焕强和实验室的4名同学,在10多天的时间内共同完成的。“理工之星”缘何有如此超强的创新力量?让我们一探究竟。

 

老生帮带新生,知识与教训同传

 

长春理工大学“理工之星”科技创新团队成立于2007年,是在大学生电子学会基础上组建起来的。

“工科学生如果不动手去做东西,是根本学不好的。”电子信息工程学院教师詹伟达反复强调。在接管“理工之星”科技创新团队后,工科专业背景的他一门心思给学生提供创造空间和创新平台,让他们有自己动手实践的机会。

“经过这几年的探索,我们从‘理工之星’团队的建设中总结出两条行之有效的工科人才课外培养模式:一是新老生之间的传帮带,二是以参赛为目标,以赛促学、以赛促练。”电子信息工程学院院长刘云清深有感触地说。

“理工之星”团队采取小组管理的模式进行,即“大一跟学跟练,大二上手操作,大三管理指导”。大一新生经过严格考核后进入团队,在大二大三的指导下快速学习,到了大二则作为动手操作的主力参与到各个项目和比赛中,大三则负责申报科研项目、参加比赛,指导大一大二的学习和操作。这种“滚动式”培养,就是刘云清所说的“传帮带培养模式”。

在电子类相关专业的课程计划里,51单片机是大三才学的内容。然而,陈旭伟在学长的指导下,大一就已经在实验室里系统学习了它的使用和程序语言设计。到了大三,老师在课堂上讲授单片机的组成原理和执行过程时,他的理解比其他同学深刻很多。

在今年举办的第十三届全国大学生智能汽车竞赛上,陈旭伟所在团队以东北赛区一等奖的成绩入围全国总决赛,并最终获得二等奖。而这一切,负责团队指导的学长杨非凡功不可没。

在上一届智能车竞赛中,因为技术上不成熟,杨非凡所在团队制作的智能车止步于校赛。这一年时间里,杨非凡想尽一切办法与国内的强队交流,查找不足,使他对智能车的设计制作有了“脱胎换骨”般的认识。在指导学弟备赛的过程中,杨非凡大胆革新:在程序算法上,放弃沿用多年的互动滤波算法,改用更为智能的卡尔曼滤波算法;在控制系统设计时,放弃传统的PID控制,尝试更为先进的串级PID控制。如此一来,杨非凡把自己的所思所想全部教给了下一届团队成员。 

 

以赛促学,以赛促练,学用相长

 

“理工之星”团队的第二个课外培养模式为:以准备参赛为阶段性目标,通过准备比赛倒逼学生加深对理论知识的理解,同时快速提升动手实践能力。

谈及比赛对学习的促进作用,自动化专业大三学生曾浩感触颇深。去年他在准备智能车比赛的时候,刚开始设计的多块电路板都在使用的时候烧坏了,反复检查也没有找到原因。他想起了老师曾经讲过PCB板上的铜导线电流较大,但是究竟有多大并没有提及。情急之下,他决定自己测定这个值。经过反复试验,他将导线宽度定在了3mm,此后做出的电路板再也没有烧坏过,一直用到了全国总决赛的赛场上。

“参加一次大型比赛,我几乎把大学阶段所有的专业知识复习巩固了一遍。”曾浩说,“特别是在备赛中遇到需要解决的问题时,我们翻书找、上网查、找老师请教,直到把问题彻底解决。”

大三学生罗杰对此深有同感,他所在团队设计的智能车在长时间运行后总是缺乏稳定性。经过反复调试,发现原因是运行时车身加速度对重力加速度的测量影响,导致车的运行姿态角解算不准。当时,距离正式比赛只剩下10天时间。那天夜里,从调试赛道重新回到实验室,他和队友坐到电脑前开始重新建立数学模型,重新做出一个解算方法。罗杰表示,这种“问题倒逼求知”的学习过程,完全颠覆了以往的灌输式教学,印象特别深刻,很难忘记。

另一位团队负责人张世政谈及参加电子设计竞赛时的情景刻骨铭心:当时制作的是控制题“板球系统”,比赛时间为4天。在顺利完成设计方案、硬件结构和程序框架后,调试系统却怎么都无法达到理想效果。经过2天不眠不休的研究,终于找到问题所在———步进电机响应速度太慢,无法适应灵敏的系统,此时距离他们交作品只剩下几个小时。张世政果断做出决定,将步进电机换成舵机,最终取得了一个非常好的成绩。

这种在准备比赛过程中培养的解决问题的能力,常常给学生发展带来深远影响。已经在电子科技大学读研究生的“理工之星”团队成员唐鸿体会,“本科有过那样一段学习经历后,到了研究生阶段能够很快进入科研状态,而且在实践方面轻车熟路。”

 

 

以点带面,引领全校大学生科技创新

 

“今年8月,‘理工之星’团队在人民大会堂代表全国50支代表队上台领取‘小平科技创新团队’奖牌,这个荣誉实至名归。”校团委副书记梁雪说,“作为一个老牌学生科技团队,‘理工之星’不仅团队自身取得丰硕的成果,更重要的是带活了全校的大学生科技创新氛围。”

电子信息知识在理工科领域应用十分广泛,所以校内举办的所有涉及自动化、操控方面的竞赛,都会有“理工之星”团队的成员参加。一碗水激活一池水,“理工之星”团队在全校大学生科技创新中的“鲶鱼效应”逐渐显现出来。

“在‘四处打擂’参赛的同时,‘理工之星’团队也经常作为东道主搭建各种擂台,邀请各个专业同学前来同台竞技。”团队实验室的指导老师郝子强介绍说。团队主办的无线电发射大赛、焊接比赛、模拟电子大赛等赛事已经成为每年必办的常规性赛事,参与者多达上千人。“理工之星”团队的实验室设在电子信息工程学院,成员却来自学校各个理工科专业,甚至还发生了“文转工”的故事。

雷宏发是电子信息工程学院大三学生,因为高考分数没有达到所选专业的录取线,他被调剂录取到了朝鲜语专业。从小就对电子设计充满兴趣的他很不甘心,来校报到后得知“理工之星”团队是电子技术创新方面的社团,便毫不犹豫地加入其中。“刚刚进入团队的时候,大家都很吃惊。”雷宏发说,“文科专业的学生来学做电子技术确实听起来有点不靠谱,团队建立了这么多年还从来没有过这种情况。”

在实验室指导老师和各位学长的帮助下,雷宏发自学掌握了电子信息方面的基础知识,并在学校统一组织的转专业考试中取得了高等数学92分、大学物理87分的好成绩,创造了从朝鲜语专业转到自动化专业的传奇。

“真心感谢‘理工之星’团队,给了我追逐和实现梦想的机会。”雷宏发难掩心中的激动说。经过不懈努力,雷宏发斩获全国智能车大赛东北赛区一等奖。

近五年,“理工之星”团队成员共获得各类国际竞赛奖2项、国家级竞赛奖43项,获批国家级创新实验计划项目12项,参加科研课题13项,发表学术论文25篇,11人获得国家奖学金、国家励志奖学金。初冬的长春气温已经降至零下,“理工之星”实验室里焊接电路板、设计打印配件、调试电子设备,创新热情依旧。