電子工程不再枯燥 讓學(xué)生Do Engieering

小時候，我們總夢想自己也能造一個機(jī)器人，或一輛汽車，或一架飛機(jī)。然而隨著時間推移，我們的大腦被各種公式、原理、作業(yè)、考試占滿。而最可怕的是，當(dāng)初的“夢想”真的變成了夢想，我們不知道學(xué)習(xí)那么多理論基礎(chǔ)有什么用，也不知道飛機(jī)、機(jī)器人都和我們學(xué)到的有什么關(guān)系。到最后，理論和實(shí)踐完全脫節(jié)。

本來大學(xué)是實(shí)現(xiàn)兒時夢想的黃金時光了，因?yàn)槲覀冋莆樟俗銐虻睦碚撝R。然而，老師在黑板上寫寫算算，同學(xué)在座位上茫然無措，教材幾乎都是理論，很少涉及實(shí)際應(yīng)用。學(xué)生無法了解所學(xué)知識的實(shí)用性，聽厭了 “你們終有一天會用到這些概念”這樣的陳詞濫調(diào)。

不過這種惡性循環(huán)已經(jīng)在慢慢地打破。因?yàn)槔蠋焸円庾R到，讓學(xué)生重新提起興趣、重新主動學(xué)習(xí)的方法就是要實(shí)踐，要把課堂搬到實(shí)驗(yàn)室去。而且目前也在慢慢這樣做了。

而在這一教學(xué)改革中，NI也加入其中。NI抱著的理念是讓學(xué)生進(jìn)行真正的 “Do Eng ieering”。

為實(shí)現(xiàn)這一理念，NI在對院校投入資金的同時，還持續(xù)不斷地投入人力和物力。NI還針對校園計劃創(chuàng)建了專門用于院校的軟硬件基礎(chǔ)平臺方案，如書包實(shí)驗(yàn)室、LabVIEW、myDAQ硬件設(shè)備等。并提供國內(nèi)外廠商、學(xué)校的優(yōu)秀案例。并將各校好的經(jīng)驗(yàn)相互分享，以創(chuàng)建一個良好的生態(tài)系統(tǒng)。

在構(gòu)建的這樣的良好環(huán)境下，學(xué)生的積極性明顯提高，在做一個完整案例的過程中，遇到新的理論知識也會主動、快速地學(xué)習(xí)，再通過實(shí)踐，對理論知識的理解又進(jìn)行了鞏固和加深。只說沒用，讓我們來看幾個實(shí)際例子吧。

挪威卑爾根大學(xué)副教授Mathias Mathiesen教授首先注意到他所教的電氣工程學(xué)生對本專業(yè)存在誤解。許多人似乎認(rèn)為，動手項(xiàng)目是在浪費(fèi)時間，課堂的重點(diǎn)應(yīng)該是理論。Mathiesen決定給一年級學(xué)生布置一項(xiàng)有挑戰(zhàn)性的任務(wù)：將藝術(shù)與科學(xué)融合到一個項(xiàng)目中，讓其他專業(yè)的工程學(xué)生重新思考他們對電氣工程的看法。他向幾個小組的學(xué)生提供了硬件、軟件以及每個小組50歐元的經(jīng)費(fèi)，讓他們把自己的想法變成現(xiàn)實(shí)。學(xué)生們集思廣益，提出了鋼琴樓梯的點(diǎn)子。他們的想法是為每天清晨機(jī)械地走在校園里前往上課途中的同學(xué)創(chuàng)造驚喜的一刻，打破這種日復(fù)一日的枯燥路線。學(xué)生們制作鋼琴的原料是木材、膠帶、油漆和電線。為了使學(xué)生能夠著手實(shí)踐，Mathiesen為他們提供了NI myDAQ硬件設(shè)備和NI LabVIEW系統(tǒng)設(shè)計軟件等工業(yè)級的工具來編程鋼琴。

在國內(nèi)也不乏類似的創(chuàng)新案例。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的幾位學(xué)生看完《異形前傳-普羅米修斯》，對科研小組派機(jī)器人對陌生的外星人洞穴環(huán)境進(jìn)行建模并將數(shù)據(jù)實(shí)時傳回普羅米休斯號飛船的場景記憶猶新，回到實(shí)驗(yàn)室也開始設(shè)計一款進(jìn)行探測，完成環(huán)境二維地圖實(shí)時創(chuàng)建、繪制環(huán)境三維結(jié)構(gòu)特征的機(jī)器人。

功夫不負(fù)有心人，最終他們成功研制出了如他們最初所想的機(jī)器人。這款機(jī)器人支持手動及自動模式且兩者可以自由切換;實(shí)現(xiàn)較大尺度范圍(50mX50m )的二維環(huán)境地圖實(shí)時創(chuàng)建及環(huán)境三維模型的繪制;避障導(dǎo)航算法及二維環(huán)境地圖創(chuàng)建算法完全在cRIO-9022 實(shí)時處理器中實(shí)現(xiàn);通過采用Actor Framework 架構(gòu)，在PC 端應(yīng)用程序的設(shè)計中還成功實(shí)現(xiàn)了MVC的編程思想;為了更有特點(diǎn)，他們采用全新的Win8 Metro風(fēng)格界面。

類似的案例不勝枚舉，不過這些都有一個共同點(diǎn)，那就是理論結(jié)合實(shí)踐。將二者通過實(shí)驗(yàn)相互結(jié)合，才是最有效的方式。在親眼看到自己花了數(shù)小時搭建的飛機(jī)模型砰然降落時，就絕對不會再將公式中原本應(yīng)該是正值的數(shù)字不小心寫成負(fù)數(shù)。只有實(shí)踐過了，才知道我們以為永遠(yuǎn)用不上的理論是多么重要，這些理論的重點(diǎn)是哪些。

很多學(xué)校已經(jīng)在如NI校園計劃等項(xiàng)目中改變教學(xué)方法，使學(xué)生更有興趣和信心，相信這樣的學(xué)校今后會越來越多的加入其中，也會有越來越多的學(xué)生有機(jī)會將創(chuàng)新的理念付諸于實(shí)踐。