面前的一本平常書籍，不需要任何肢體動作，只需通過簡單的腦電波傳感器就可以實現(xiàn)翻書機(jī)翻書的動作。這套神奇的“人體意念控制書本自動翻頁系統(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)?！靶码姼袘?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)隊成員祁煥強(qiáng)和實驗室的4名同學(xué)，在10多天的時間內(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，知識與教訓(xùn)同傳
長春理工大學(xué)“理工之星”科技創(chuàng)新團(tuán)隊成立于2007年，是在大學(xué)生電子學(xué)會基礎(chǔ)上組建起來的。
“工科學(xué)生如果不動手去做東西，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，讓他們有自己動手實踐的機(jī)會。
“經(jīng)過這幾年的探索，我們從‘理工之星’團(tuán)隊的建設(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)院院長劉云清深有感觸地說。
“理工之星”團(tuán)隊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，在大二大三的指導(dǎo)下快速學(xué)習(xí)，到了大二則作為動手操作的主力參與到各個項目和比賽中，大三則負(fù)責(zé)申報科研項目、參加比賽，指導(dǎo)大一大二的學(xué)習(xí)和操作。這種“滾動式”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)長的指導(dǎo)下，大一就已經(jīng)在實驗室里系統(tǒng)學(xué)習(xí)了它的使用和程序語言設(shè)計。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，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大學(xué)生智能汽車競賽上，陳旭偉所在團(tuán)隊以東北賽區(qū)一等獎的成績?nèi)雵珖倹Q賽，并最終獲得二等獎。而這一切，負(fù)責(zé)團(tuán)隊指導(dǎo)的學(xué)長楊非凡功不可沒。
在上一屆智能車競賽中，因為技術(shù)上不成熟，楊非凡所在團(tuán)隊制作的智能車止步于校賽。這一年時間里，楊非凡想盡一切辦法與國內(nèi)的強(qiáng)隊交流，查找不足，使他對智能車的設(shè)計制作有了“脫胎換骨”般的認(rèn)識。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)計時，放棄傳統(tǒng)的PID控制，嘗試更為先進(jìn)的串級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)隊成員。
以賽促學(xué)，以賽促練，學(xué)用相長
“理工之星”團(tuán)隊的第二個課外培養(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)生加深對理論知識的理解，同時快速提升動手實踐能力。
談及比賽對學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用，自動化專業(yè)大三學(xué)生曾浩感觸頗深。去年他在準(zhǔn)備智能車比賽的時候，剛開始設(shè)計的多塊電路板都在使用的時候燒壞了，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，他決定自己測定這個值。經(jīng)過反復(fù)試驗，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，一直用到了全國總決賽的賽場上。
“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，我們翻書找、上網(wǎng)查、找老師請教，直到把問題徹底解決?！?/p>
大三學(xué)生羅杰對此深有同感，他所在團(tuán)隊設(shè)計的智能車在長時間運(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)行時車身加速度對重力加速度的測量影響，導(dǎo)致車的運(yùn)行姿態(tài)角解算不準(zhǔn)。當(dāng)時，距離正式比賽只剩下10天時間。那天夜里，從調(diào)試賽道重新回到實驗室，他和隊友坐到電腦前開始重新建立數(shù)學(xué)模型，重新做出一個解算方法。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)隊負(fù)責(zé)人張世政談及參加電子設(shè)計競賽時的情景刻骨銘心：當(dāng)時制作的是控制題“板球系統(tǒng)”，比賽時間為4天。在順利完成設(shè)計方案、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)，此時距離他們交作品只剩下幾個小時。張世政果斷做出決定，將步進(jìn)電機(jī)換成舵機(jī)，最終取得了一個非常好的成績。
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)隊成員唐鴻體會，“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)隊在人民大會堂代表全國50支代表隊上臺領(lǐng)取‘小平科技創(chuàng)新團(tuán)隊’獎牌，這個榮譽(yù)實至名歸。”校團(tuán)委副書記梁雪說，“作為一個老牌學(xué)生科技團(tuán)隊，‘理工之星’不僅團(tuán)隊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?！?/p>
電子信息知識在理工科領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，所以校內(nèi)舉辦的所有涉及自動化、操控方面的競賽，都會有“理工之星”團(tuán)隊的成員參加。一碗水激活一池水，“理工之星”團(tuán)隊在全校大學(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，‘理工之星’團(tuán)隊也經(jīng)常作為東道主搭建各種擂臺，邀請各個專業(yè)同學(xué)前來同臺競技?！眻F(tuán)隊實驗室的指導(dǎo)老師郝子強(qiáng)介紹說。團(tuán)隊主辦的無線電發(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)隊的實驗室設(shè)在電子信息工程學(xué)院，成員卻來自學(xué)校各個理工科專業(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，因為高考分?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)。從小就對電子設(shè)計充滿興趣的他很不甘心，來校報到后得知“理工之星”團(tuán)隊是電子技術(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)隊的時候，大家都很吃驚?！崩缀臧l(fā)說，“文科專業(yè)的學(xué)生來學(xué)做電子技術(shù)確實聽起來有點(diǎn)不靠譜，團(tuán)隊建立了這么多年還從來沒有過這種情況。”
在實驗室指導(dǎo)老師和各位學(xué)長的幫助下，雷宏發(fā)自學(xué)掌握了電子信息方面的基礎(chǔ)知識，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，創(chuàng)造了從朝鮮語專業(yè)轉(zhuǎn)到自動化專業(yè)的傳奇。
“真心感謝‘理工之星’團(tuán)隊，給了我追逐和實現(xiàn)夢想的機(jī)會。”雷宏發(fā)難掩心中的激動說。經(jīng)過不懈努力，雷宏發(fā)斬獲全國智能車大賽東北賽區(qū)一等獎。
近五年，“理工之星”團(tuán)隊成員共獲得各類國際競賽獎2項、國家級競賽獎43項，獲批國家級創(chuàng)新實驗計劃項目12項，參加科研課題13項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文25篇，11人獲得國家獎學(xué)金、國家勵志獎學(xué)金。初冬的長春氣溫已經(jīng)降至零下，“理工之星”實驗室里焊接電路板、設(shè)計打印配件、調(diào)試電子設(shè)備，創(chuàng)新熱情依舊。
