智能家用報警器項目的實踐與思考

陳劍雪　孟令成

摘 要 大學生科研訓練計劃是針對在校本科生開展的科學研究訓練項目，是在本科教育階段實施實踐教學改革的一項措施。本文從本科生實際情況出發，基于一個具體的智能家用報警器項目，介紹了應用型高校開展大學生科研訓練計劃項目的經驗，探討了如何基于當下的各種開源開放平臺，切實提高本科生的創新能力和科研素養。

關鍵詞 大學生科研訓練計劃 創新能力 實踐與思考

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

0 引言

創新是素質教育的關鍵，當下應用型高校已經把創新項目的實踐工作提升到非常重要的高度。大學生科研訓練計劃項目是學生根據自己的興趣和特長進行選題和研究，以本科學生為主體，充分調動學生的主動性、積極性和創造性，培養學生的創新精神和實踐科研素養。本文將結合一個具體的家用報警器項目，探討大學生科研訓練計劃項目實施過程中的一些具體經驗。

1 科研訓練計劃項目的提出

目前Arduino是比較成熟的單片機平臺，接口眾多，各種配件較為齊全，開發調試和部署都非常方便。已經出現非常多的使用arduino來作為智能家居開發基礎設備的應用，家用報警器就是其中一個應用價值比較大的切入點。近年來Andoid智能手機平臺也是比較成熟的智能終端開發開放平臺，android手機上的應用開發數不勝數，已經成為現在社會信息技術的一大熱點，越來越多的傳統業務和傳統應用開始遷移上手機平臺，并且出現了很多突破性的技術應用 。

指導老師與學生多次討論、查閱資料后，選擇成本低廉、開放性好的arduino作為主力開發平臺，加上外購若干傳感器設備，再配合目前最為熱門的智能手機應用開發，一個智能家用報警器的初步設計方案就成型了。

另外，arduino單片機模塊連接WiFi模塊，并可通過android智能手機客戶端查看當前室內環境的相關數據。利用arduino單片機及android手機，以極低成本方式實現家居環境的實時監測和環境數據異常時的自動報警。

2 科研訓練計劃項目的實施環節

項目實施過程中，團隊需要合理安排計劃進度、人力分配，各個成員的分工配合，不同技術方向上的知識準備和攻關。在本項目中，學生會用到很多專業知識，比如arduino原理、C語言、android系統平臺、Java語言和數字式傳感器的原理等，對于團隊中一些還在學習專業基礎知識的大學生來說，還是需要花很多精力去努力研究。

作為一個大學生科研訓練計劃項目，除了設計上的創新考慮，在具體項目運作過程中，還有一定的項目管理要求。一個具體的實際動手團隊項目，對每個學生而言也是很好的鍛煉機會。不同起點的學生怎么分工、協作，怎么充分利用每個人的特長，如何分工研究項目的關鍵技術，這些都是非常有意義的操作問題。在整個項目過程中，做到了緊張有序，每個人都得到了充分鍛煉。

此外，實施環節中還有一些容易被忽視的注意事項。比如，購買項目設備往往需要事先仔細確認各項技術參數是否準確，部分關鍵組件開發還需要有備份方案，有些開發上的技術風險需要盡可能有第二手準備，還必須要有一定的對項目整體預算的控制能力。這些方面都需要指導老師做一定的準備工作，引導學生一起順利實施整個項目。在整個項目的實施過程中，指導老師比較注重有意識培養學生的團隊意識、領導能力和合作精神。

3 科研訓練計劃的思考

智能家用報警器項目涉及到arduino開發、android手機開發、各種數字傳感器開發等知識和技能，利用arduino和android手機實現智能家用報警器，且成本極為低廉，是一次非常好的創新實踐機會。指導老師把握住了整個項目的整體方向和技術路線，特別是技術風險，此外還有就是對學生綜合素質和能力的把控，因材施教，在充分了解的基礎上，放手讓學生自由發揮。在指導教師和學生的配合和努力下，團隊共同完成了報警器的制作，獲得了比較滿意的效果。

整個項目從預研、立項、設計到實施，在學校里完成大學生科研訓練項目，這對于在校本科生來說，是個非常難得的實踐機會；大學生科研訓練計劃項目研究實踐使學生真實地體會了科學研究的苦辛與快樂，進而激發和培養學生對科學的熱愛和主動對問題的好奇、探究以及對未知的執著追求精神。對于教師來說，也可加強教師和本科生的團隊合作精神，同時促進高校教師科研指導隊伍的建設。在大學生科研創新項目的實踐中，需要注意以下幾點：

首先，對于低年級學生，有可能對動手能力要求較高的立項難度就顯得有些大。大學一二年級的學生，尚未接觸足夠多的專業技術課程，知識面和動手能力上略顯不足。本項目中要進行android開發，需要學生已經具備面向對象編程、軟件工程、java開發、手機開源操作系統的知識基礎，以及針對arduino的開發，也需要單片機原理和C語言的基礎知識，對于大部分新學生而言有一定難度，創新團隊組建時要考慮新生和老生搭配。

其次，對于部分動手能力強的學生相對而言，寫作科技論文和項目研究報告的能力還需要進一步提高，一個優秀項目的結題并不能只考慮產品的物理實現，還要考慮如何完整地總結項目研究過程和演示項目成果。這次創新項目中普遍發現學生需要進一步提高科研論文撰寫的能力以及演示項目成果的能力，后續也需要加強學生在這方面的鍛煉。

4 結語

實踐證明，大學生科研訓練計劃項目是培養本科生創新能力，提高本科生綜合素質的有效形式和重要環節。通過參加科研訓練計劃項目的機會，大學生能夠盡早進行科學研究訓練，做到理論與實踐密切結合，不僅加深了對專業知識的掌握程度，而且培養了本科生的創新精神和實踐科研素養。

參考文獻

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