探秘一个可以量产“创新能力”的地方

文/程琛　尹兴达



探秘一个可以量产“创新能力”的地方

文/程琛尹兴达

2015年11月15日，第五届中国教育机器人大赛在南京东南大学九龙湖校区开赛，来自南京大学、东南大学、湖南大学等多所国内一流高校的200多支队伍、600多名选手参赛。来自空军工程大学理学院机器人俱乐部的15名参赛学员，共获特等奖1项、一等奖6项、二等奖3项，获奖等级和数量均居参赛高校前列。两年来，该院学员在全国全军大赛中获得各类大奖近60项。追根溯源，这得益于该院建起的创新实验中心。

作为空军院校首批创新实验中心，如何完成打造一批具备创新能力的高素质军校学员可谓任重而道远。“创新实验中心主要将大一、大二低年级学员规划进入‘创新素质培养对象’之中，打破旧规，从‘娃娃’抓起，不同于以往注重大三、大四高年级学员‘爆发创新’。”创新实验中心李宏博主任说。

创意从这里起航

学员顾鹏飞手里拿着一个笔筒在到处“炫耀”，细细打量这个笔筒，一条条螺纹清晰可见，运用3D打印技术完成的“杰作”的确引人注目。前期号称“书呆子”的顾鹏飞来到军校后未能及时找到奋斗目标，除了看书之外无事可做。高分入学，军校大学生真的会不敢搞创新？

对世界各国最新公布的科研成果特别关注的顾鹏飞得知学院引进3D打印机消息后，他连忙找到龚小平教授探讨3D技术，龚教授在成图技术领域研究多年，是名副其实的“行家”。当“书呆子”撞上“高科技”，怎会轻易错过？当“伯乐”遇到“千里马”，怎能轻易放手？作为学员中熟练使用3D打印机的“第一人”，每逢课余时间，他总会和打印机打上交道，指导其他学员学习操作方法，用3D打印技术完成的篮球、机翼等一一陈列在笔者面前。青年教员马静囡道出自己的看法：“大多数科研成果最初源于兴趣，创新实验中心的实验仪器能够充分调动学员们对创新科技的好奇心，增强他们的创新意识。”

“奇怪，为什么小车突然不按照线路前进，难道是发动机不同步，还是电路板的焊接出现故障？”兵器方向的指挥类大二学员汤熺潇最近可是个忙人，也是个“红人”，这不他的电子技术实验课题作业已经进入“全军物理创新大赛”提审阶段，他之所以与创新实验中心结缘，还要从一次示波器的使用实验说起。实验中，小汤使用的示波器屏幕显示突然呈“点”状，模糊不清，他不慌不忙地细细研究问题的根源，教员在他的建议下，试着将T形线反置并调节频率，最终屏幕显示恢复预先设置。凭借着对线路逻辑的洞察力，小汤获得了教员的认可，同时拿到创新实验中心的“入场券”，在中心副主任张建强教员的指导下，他成为电子研究实验区的“排头兵”。

针对如何培养学员的创新能力，该院院长张军说，近年来，该院将创新能力纳入人才培养方案，投入专项资金建成了这个空军院校第一个创新实验中心，他们通过成立机器人、智能飞行器、智能传感器、无线测向、成图、计算机软件、计算机硬件等俱乐部，鼓励学员积极参加全国性大赛，不断加大学员创新能力培养力度。

蜕变在这里发生

走进创新实验中心，舞蹈机器人、武装侦察车、3D打印机、智能飞行器……一系列“高大上”的科技元素布满一间流淌着创新活力的房间。

坐在操作台前正在调试电机频率的大二学员侯雪岩如今号称“电烙铁大师”，小到电表，大到车控主板均不在话下，然而刚入校上第一节课的侯雪岩是连万用表都不会用的“门外汉”。“创新实验区引导学员完成从电子元器件到电子产品宏观认识，塑造工程化实践能力。基础能力实践区，学员可以对电视机、电脑、电话机、报警器、手机等电子产品进行组装、维修，拓展功能，锻炼学员手拿‘金刚钻’也敢揽‘瓷器活’。”该院电子技术实验中心副主任鲁昀说。

据了解，该实验中心由电子类创新实验区、机械类创新实验区、科技类创新实验区和基础能力实践区4个部分组成，占地534平方米，仪器设备286台（套），可同时容纳200余名学员开展创新实践活动。

在操场上，学员徐自灯垂头丧气正痴痴望着坠毁的无人机。“载重量和平飞速度怎么就是提不上来！”这是在飞行器俱乐部设计的“智能飞行器”初期，飞机的多项数据均达不到预期指标，成品连最基础的课目都完成不了。在一次实验中心的讨论交流会上，各部门纷纷提出在实验研究过程中所遇到的疑难点，面对智能飞行器俱乐部提出的问题，成图技术俱乐部的仇启元解释道：“也许是气动部件粗糙造成上述原因。”数学建模俱乐部的学员齐贺则提出利用数学方法验证气动外形的构想。话不当下，经过公式解算后的最优方案呈送给3D打印机，“嗞嗞”旋翼机气动部件在喷嘴下逐渐成形，经过反复叠加，一套完整的部件顺利安装在飞机上。学员们屏住呼吸，操纵员轻推油门，飞机载着重物起飞成功……

徐自灯的经历，几乎每个创新小组都曾遇到。电子技术实验中心主任黄河说：“在创新实验室建成之前，学院也有零星几个‘第二课堂小组’，但没有经费、没有场地、没有设备、没有平台，都是小打小闹的‘野路子’，如今有了这片各专业方向都能耕耘的沃土，所有人都铆足了劲儿，有开拓的动力、有合作的氛围，我院的创新成果才会有今天的井喷之势！”

梦想从这里高飞

创新实验中心这个“图书馆”式的创新实践平台，以开放的姿态，鼓励学员大胆创新，最终实现了学员“梦想的高飞”。

在中国机器人大赛的颁奖仪式上，手捧奖杯在台上的大二学员吴昊却流泪了。“男儿有泪不轻弹”，这个奖杯的意义、背后艰辛的过程却是最珍贵的收获。原来参赛队伍远赴长沙，就在宾馆中比赛前9个小时，发生了意外——智能武装侦察车的摇臂和抓手的控制失效。形式迫在眉睫，小组成员却迟迟检查不出哪条线路出了问题。“能看到自己制造的机器人在赛场上驰骋那就是我的梦想。”吴昊的梦想也是所有队员们的梦想，大家二话没说，纷纷拿出自己的备用线路，分头协作把机器人的线路全部换了一遍又重新组装起来。手边没有工具，就借助宾馆有限的金属和电线充当替代，忙完这一切已经是凌晨两点多。

付出总会有回报。最终吴昊凭借自己设计的“智能武装侦察车”一举在全国机器人设计大赛上大放异彩，力压桂林科技大学等传统强队荣获一等奖。“说实话，没有学院为我们搭建这么好的舞台和教员们辛勤的付出以及队员们的帮助，这个成绩是很难取得的，谢谢大家让我的梦想实现了！”吴昊感激地对身边的队友说道。

实践有了舞台，创新成果“遍地开花”。2014年底，该院参加全国首届“大联大智能飞行器设计大赛”，4名学员组队参赛，经初赛从46所院校的100多个代表队脱颖而出。他们设计制造的性能优异的六旋翼智能飞行器在比赛中同北京航空航天大学等名校竞技，最终获得全国第9名和优胜奖，成为全军院校中的唯一获奖单位。今年即将转院的大二学员邓宇航，去年因为素质全面被评为“优秀学员标兵”，荣立三等功。获奖后，他深有感触地说：“通过参加活动我受益匪浅，是创新实验中心为我打开了学习的另一扇门。”

就在前不久，顾鹏飞所在的成图俱乐部也传来好消息。他们参加第七届“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛，获得大赛团体二等奖，8名参赛学员获一等奖1项、二等奖7项，获奖数量和等级均位居军队院校前列。★

责任编辑：邢玉婧