智能車競賽在培養創新型人才中的探索與實踐

葉夢君，胡長暉，張先鶴，雷改惠，萬里光，詹習生，吳博，龍濤

(湖北師范學院 機電與控制工程學院，湖北 黃石 435002)

智能車競賽在培養創新型人才中的探索與實踐

葉夢君，胡長暉，張先鶴，雷改惠，萬里光，詹習生，吳博，龍濤

(湖北師范學院 機電與控制工程學院，湖北 黃石 435002)

舉行全國大學生智能汽車競賽是培養創新型人才的一種有效途徑。湖北師范學院自2009年起已連續參加6屆全國智能車競賽，我校不僅積極參賽，同時還采取了多種積極有效的措施，結果表明，積極參加全國智能車競賽對提高學生綜合素質等方面具有非常明顯的作用，我們應以智能車競賽為契機，利用好這個競賽平臺來培養工科專業大學生實踐創新能力和科研能力，培養創新型人才。

智能汽車競賽;創新型人才;實踐能力;科研能力

0 引言

全國大學生智能汽車競賽是教育部、財政部共同資助的大學生競賽項目，是教育部批準列入國家教學質量與教學改革工程資助項目中的科技人文競賽之一(教高函[2007]30號文)，是全國高等學校自動化相關專業領域最高級別的大學生競賽項目。該競賽以教育部高等學校自動化專業教學指導分委員會為主辦方，以飛思卡爾半導體公司為協辦方，得到了教育部相關領導、飛思卡爾公司領導與各高校師生的高度重視和評價。

全國大學生智能汽車競賽以“立足培養，重在參與，鼓勵探索，追求卓越”為指導思想，旨在促進高等學校創新型人才培養，培養工科專業大學生的基本工程實踐能力和科研能力，鼓勵優秀大學生積極參與，激發大學生科學研究與探索的興趣和潛能，追求理論聯系實際，求真務實的學風和團隊協作的人文精神，為培養創新型人才創造條件。

1 全國大學生智能汽車競賽的基本情況介紹

全國大學生智能汽車競賽主要以競速賽為基本競賽形式，輔助以創意賽和技術方案賽等多種形式。競速賽以統一規范的標準硬、軟件為技術平臺，制作一部能夠自主識別道路的模型汽車，按照規定路線行進，并符合預先公布的其他規則，以完成時間最短者為優勝。創意賽是在統一限定的基礎平臺上，充分發揮參賽隊伍想象力，以創意任務為目標，完成研制作品；競賽評判由專家組、現場觀眾等綜合評定。技術方案賽是以學術為基準，通過現場方案交流、專家質疑評判以及現場參賽隊員投票等互動形式，針對參賽隊伍的優秀技術方案進行評選,其目標是提高參賽隊員創新能力，鼓勵隊員之間相互學習交流。競賽過程包括軟件設計、硬件設計、機械設計與安裝、整車調試、現場比賽等環節，要求學生自行組成團隊，協同工作，初步體會一個工程性的開發研究項目從設計到實現的全過程。競賽融科學性、趣味性和觀賞性為一體，是以迅猛發展、前景廣闊的汽車電子為背景，涵蓋自動控制、模式識別、傳感技術、電子、電氣、計算機、機械與汽車等多學科專業的相關內容。

全國智能汽車競速賽分為東北、華北、華東、華南、西部、安徽、山東、浙江省八個賽區，參賽隊伍在所在賽區報名并參加預賽，各分賽區的優勝隊將參加全國總決賽。該競賽設立電磁組、光電組、攝像頭組三個賽題組別，每個學校最多可以報六支參賽隊伍，如果超過三支隊伍則必須分別包含電磁組、光電組與攝像頭組三個賽題組，每組不超過兩支隊伍，每支隊伍學生人數不超過3人，指導教師人數不超過2人。競賽秘書處一般在每年的10月份公布次年競賽的題目和組織方式，并開始接受報名，次年的3月份進行相關技術培訓，7月份進行分賽區競賽，8月份進行全國總決賽。經過分賽區比賽選拔，每個學校每個組別只能有一支隊伍參加全國總決賽。競賽規則透明，評價標準客觀，堅持公開、公平、公正的原則，力求向健康、普及、持續的方向發展。該項競賽已經成為各高校展示學生科研成果和學生實踐能力的重要途徑，培養了一批具有一定創新能力的優秀大學畢業生，為社會選拔優秀的創新型人才提供了重要平臺。

目前，全國大學生智能汽車競賽已發展成全國30個省市自治區(包括港、澳地區)近500所高校廣泛參與的大學生競賽。自2006年開賽至今已成功舉辦九屆，得到了教育部吳啟迪副部長、張堯學司長及理工處領導、飛思卡爾公司領導與各高校師生的高度評價，湖北師范學院(以下簡稱“我校”)從2009年7月第一次參加比賽至今已成功參賽六屆，由原先的一支參賽隊伍壯大到目前的六支參賽隊伍。

2 智能車競賽促進了創新型人才的培養

2.1智能車競賽培養大學生分析問題和解決問題能力

智能車競賽從報名→車模購買→賽道設計→機械安裝→硬件設計→軟件設計→軟、硬件調試→參加比賽，期間涉及各種細節問題，各種問題的分析和解決都靠參賽學生獨自完成。每年的3月份，智能車競賽秘書處會在智能車官網上宣布報名的流程和本屆比賽的規則事宜，參賽學生根據官網提供的資料，自主網上報名和購買車模，根據規則提供的相關信息和參考前幾屆的賽道情況自主設計賽道，車模的機械安裝、硬件設計、軟件設計、調試都由學生獨自完成。整個過程遇到的問題由學生自己分析和解決。通過智能車平臺的鍛煉，學生分析問題和解決問題的能力得到很大提高。

2.2智能車競賽培養大學生掌握和運用知識綜合能力

智能車競賽涉及的內容多而且廣，包括計算機、電子、通信、機械、自動化等相關專業知識，參賽的學生都是某個專業的學生，學生單靠自己本專業知識很難將智能車做好，學生在制作智能車過程中，需要學習和掌握智能車所涉及其它專業方面的知識，將所學知識靈活地運用在智能車上，使所制作的智能車既快又穩地完成比賽。通過智能車競賽，學生掌握知識和運用知識的能力得到提高。

2.3智能車競賽培養大學生團隊協作意識

在智能車競賽中，單靠一個人是很難取得好成績的，要取得好成績，就必須組建團隊。智能車競賽每支參賽隊伍最多由三名隊員組成，隊員之間有專攻軟件，有專攻硬件，有專攻調試的，成員之間既分工又合作。在賽車調試過程中，經常會遇到各式各樣的問題，需要隊員之間互相協作，將問題一個一個解決。借助智能車平臺，培養大學生的集體主義和團隊合作精神，學會如何與人合作，學會如何在一個團隊里將事情做得更好，學會如何進步。

2.4智能車競賽培養大學生與其他高校學生交流能力

智能車競賽的賽區預賽在每年的7月中下旬，比賽期間來自不同高校的眾多隊伍，各參賽隊伍的參賽車模在車模區現場展示，直到比賽結束，各參賽隊伍參賽隊員可以看到自己所設計車模和其他參賽隊伍的區別，依據現場比賽情況可以看到自己的成績和其他參賽隊伍成績的差別，成績較差的參賽隊伍的參賽隊員和成績較好的參賽隊員進行技術交流，從中了解硬件設計、軟件算法、機械設計等。比賽結束后，大賽組委會也專門組織一場經驗交流會，在交流會上，指導老師和參賽隊員可以就本次比賽技術問題、競賽場地、經費使用等情況相互進行交流，從中學習他們在遇到上述問題解決的思路和方法，為下一屆智能車競賽創造良好條件。通過智能車競賽，為學生創造了一個良好的交流平臺，學生的交際能力得到提高。

3 湖北師范學院參與智能車競賽具體措施

3.1選拔優秀學生參加比賽

全國大學生競賽是提高工科專業大學生實踐能力和科研能力的一項競賽，是教育部鼓勵大學生積極參與的科技競賽之一。通過該競賽學生的動手能力，分析問題、解決問題的能力得到提高，受到高校的高度重視，很多高校根據學生的獲獎情況，直接作為保研、評優的依據，并且參加過智能汽車競賽的學生在研究生復試過程中很受導師親睞，電子信息、自動化類就業單位在招聘高校畢業生時，對參加過全國智能汽車競賽的學生給予傾斜。高校很多優秀的學生一方面借助智能車競賽平臺施展自己的才華，一方面抓住智能車競賽為就業、升學帶來的便利，紛紛踴躍報名參加比賽。

智能車競賽每支參賽隊伍最多需要三名隊員，每支參賽隊選拔優秀參賽隊員是比賽取得優異成績的關鍵之一。我校在選拔隊員時采用“廣泛宣傳、擇優選擇、逐步淘汰、最優參賽”的方針；廣泛宣傳，學校在智能車所涉及相關專業的學生廣泛宣傳，自動化、車輛工程、電氣工程、電子工程、計算機、測控技術與儀器、通信工程、機械工程以及其他相關學科專業的學生，在每年的9月份開學初，召開一次關于智能車方面的宣講會，就相關技術問題和本年的成績在大會上說明，鼓勵感興趣的學生踴躍報名參加比賽。擇優選擇，選擇硬件基礎知識和軟件基礎知識較好的學生，并且學習態度端正和學習成績優異的學生參加比賽。逐步淘汰，智能車競賽為期時間較長，針對比賽準備過程中，不聽從指導老師安排和進度較慢的學生逐步淘汰掉。最優參賽，每個組別分別選拔多個參賽隊伍參加校內賽，校內賽成績優異的隊伍代表學校參加本屆智能車競賽。實踐證明，這種選拔方式既使得大多數優秀學生獲得了實際鍛煉的機會，又可以選出最好的學生代表學校去參加比賽，為取得好的比賽名次奠定了基礎。

3.2充裕的資金和場地保障

智能車競賽從準備到參加比賽，不僅涉及到車模套件、傳感器、電子元器件以及設計加工電路板等耗材費用，而且還涉及到參賽學生和老師的差旅費用，比賽花費較大。為了提高師范院校工科專業學生創新能力和實踐能力，我校鼓勵工科專業學生積極參加各類學科競賽，長期以來，對工科專業學生參加學科競賽高度重視，給予專項資金資助學生參加比賽。除專項資金資助外，學校針對比賽獲獎學生設立了特殊貢獻獎學金以資鼓勵。智能車競賽對場地的要求較高，臨近比賽時，智能車官網上關于智能車比賽的規則不斷更新，賽道信息、比賽環境更加具體化，需要較大場地和較好的實驗室環境模擬比賽，進行賽車調試。我校為電磁組、光電組、攝像頭組分別提供了一個模擬比賽環境的調試場地，為每個場地給予了環境和條件支持，為模擬比賽創造了環境，為取得優異成績奠定了基礎。

3.3優秀教師的合理安排和精心指導

智能車競賽涉及的內容多而且廣，配備優秀教師是智能車比賽取得優異成績的關鍵之一，我校為每支參賽隊伍配備1～2名工程實踐能力強、經驗豐富的教師作為指導老師。在智能車比賽準備前期，指導教師定期給學生布置學習任務并定期檢查學生完成情況，使學生盡快掌握制作智能車的整個過程;在智能車比賽準備中期，指導教師要求學生定期書寫本周學習總結和下周學習計劃并定期開會討論學生存在的問題，使學生加快和完善智能車制作;在智能車比賽后期，指導教師憑借多年的經驗就學生調試過程中存在的問題給予指導和心理問題給予幫助，使智能車成績得到提高，并提高學生的學習熱情和效率。優秀教師對參賽學生的合理安排和精心指導，為比賽取得優異成績奠定了基礎。

3.4以學生為主體

智能車競賽從準備到參加比賽，起主導作用的是學生。智能車競賽所涉及到的技術事務和非技術事務都由學生自行解決，遇到棘手的問題，指導老師協助學生解決，在整個智能車競賽過程中，以學生為主體，鍛煉了學生處理問題和解決問題的能力，提高了學生的綜合素質和心理素質，培養了學生高度的責任感和創新能力。

3.5科學的規劃和實施

智能車競賽從準備到參加競賽，為期長達接近一年，在整個過程中要求參賽指導老師對學生進行合理規劃，我校每支參賽隊伍指導老師為參賽智能車學生制作一份詳盡的學習方案，學生按照此方案進行學習，并定期寫學習報告和總結，老師定期給學生開會，針對學生所寫的學習報告和總結進行分析，對學生存在的問題提出可行性方案。學生針對老師提出的方案上網收集相關資料并給予實施，對實施過程中存在的問題進行記錄，確定較好方案，并將這些過程做記載，傳遞給下一屆的參賽學生，為下一屆學生參賽奠定良好基礎。

4 湖北師范學院參與智能車競賽的效果分析

4.1近幾年，參與智能車競賽情況分析

我校堅持培養工科專業學生的動手能力、創新能力、分析問題和解決問題能力，堅持理論與實踐相結合，堅持支持工科專業大學生參加各類競賽。我校自2009年起已經連續參加六屆智能車競賽，參與隊伍數量從最初的一支隊伍壯大到現在的六支隊伍，比賽成績從華南賽區3人二等獎增加到12人二等獎，26人三等獎，參賽規模的不斷擴大和比賽成績的提升均體現出我校對優秀人才培養和該項賽事的重視。

4.2通過參加智能車競賽，鍛煉了學生的綜合素質

智能車競賽，不僅考察學生的專業技術能力，而且還考察學生的綜合素質能力。智能車包含的知識廣泛，涉及電子，控制，機械，計算機等專業相關知識，學生借助智能車競賽平臺，自主學習相關專業知識，專業能力得到提高。在制作智能車的過程中，涉及硬件、軟件、調試三大塊，每個組別的成員之間既要分工又要協作，硬件、軟件、調試，這三塊既互相影響又互相獨立，組員之間互相學習，探討，協作，才可以將所制作智能車提升到一個較高的平臺。當制作智能車過程中出現問題時，成員之間要冷靜分析，共同面對困難，虛心學習，找出問題，共同解決問題。在這樣的一個過程中，學生的專業知識得到很大提高，團隊協作意識也得到加強，學生的綜合素質得到很好的鍛煉。

4.3通過參加智能車競賽，解決了工科專業學生的實習基地和畢業生的就業問題

我校將智能車競賽作為大學生大四實習的一項實習基地，借助智能車競賽實習基地，一方面可以很好的解決學生的實習場地問題，另一方面提高學生的動手和創新能力。智能車競賽，也為畢業生創造了就業機會，通過為期一年的努力，學生的專業技能、分析問題、解決問題能力得到提高，在應聘工作的時候，可以很好的解決專業及其他各種問題。參加智能車競賽的同學，在應聘工作的時候很受用人單位的親睞，幾乎所有參加過智能車競賽的同學都能在畢業之前落實工作，并且就業單位都較好，他們主要從事軟件或硬件的科技開發、產品設計等工作，薪水也比較高。參加工作后，他們能夠很快勝任工作，并且比一般人出色。

4.4通過參加智能車競賽，提高了學生考研率和科研能力

通過參加智能車競賽，學生的分析問題、解決問題能力得到提高，克服困難的毅力也得到提高，參賽的學生在準備考研過程中，能夠很好地克服各種苦難，復習效率較高。參賽的學生在研究生復試過程中，由于智能車競賽的鍛煉，科研能力得到較大提高，能夠很好地回答和解決導師提到的各種工程問題，他們很受導師青睞。參加智能車競賽學生科研能力得到提高并且參加智能車競賽考研究生的同學基本上都可以順利考上自己理想的學校。表1是近三年，參加智能車競賽學生考取研究生情況統計。

表1 近三年，智能車競賽學生考取研究生情況統計

智能車競賽也有助于提高學生科研能力，表2是近4年來，參加智能車競賽學生在智能車方面科研成果統計。

表2 近四年，智能車競賽學生科研成果統計

從表1和表2可看出，學生借助智能車競賽平臺，分析問題和解決問題的能力大大提高，學生的考研率逐年提高，科研能力也大大提高。

5 小結

湖北師范學院參與全國智能汽車競賽及其學生的畢業去向，充分地說明了該項競賽是對高校相關專業本科生教改的創新。著重將理論知識進行實踐運用作為培養學生科技創新能力和團隊協作精神的主要途徑，充分調動學生個體積極思考，學生團隊共同克服困難，使學生建立自己就是學習主體的思想觀念，培養學生獨擋一面的科技能力，為培養創新型人才創造條件。

[1]飛思卡爾杯全國大學生智能車競賽官網 [EB/OL].http://www.smartcar.au.tsinghua.edu.cn/introduce.html,2014—05—18.

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[3]宋寅卯, 石 軍, 曹衛鋒. 智能車大賽與電類專業教學改革[J]. 中國輕工教育,2010,(2):55～58.

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[5]凌六一.以智能車競賽為契機培養大學生實踐創新能力[J].中國電力教育學報,2011,(31):48～50.

Intelligentcarcompetitionexplorationandpracticebasedontraininginnovationtalents

YE Meng-jun,HU Chang-hui,ZHANG Xian-he,LEI Gai-hui,WAN Li-guang,ZHAN Xi-shen

(College of Mechatronics Control Engineering,Hubei Normal University,Huangshi 435002,Hubei)

Nationnal Undergraduate students Intelligent car competition is an effective way to training the innovation talents.From the preparatory competition to participate in the competition, the author elaborated that the intelligent car competition has the important promoter action to training the innovation talents and described that Hubei Normal University participation in intelligent car competition current situation and some specific measures.We should be intelligent car competition as an opportunity to make good use of intelligent car competition platform to train engineering majors students practical innovation and research capacity, training the innovation talents.

intelligent car competition;innovative talents;practical ability; scientific research ability

2014—06—18

本文系湖北師范學院教研項目(XJ201338)和湖北師范學院2014年本科生科研項目立項的研究成果(2014115)。

葉夢君(1983— )，女，湖北黃石人，工學碩士，講師，主要研究方向為單片機與嵌入式系統、檢測技術.

G642

A

1009-2714(2014)04- 0034- 06

10.3969/j.issn.1009-2714.2014.04.008