华中科技大学分营：光电子及自动化探索实验

2015年华中科技大学科学营的主题是“华中大·梦起航”。一周的时间里，营员们聆听了专家教授主讲的学术讲座；参观了省博物馆及校史馆；观摩了武汉光电实验室、国家强磁场科学中心等重点科研基地；参与了启明学院的“启明创新达人”探索实践活动；在工程实训中心参加“工程实训探索”，分组体验了3D打印、激光内雕、机器人编程、收音机制作。一系列校园生活体验及特色科技实践活动，使营员们产生了极大的科学兴趣和探究热情。其中，“光电子及自动化探索实验”活动是2015年华中科技大学科学营创新实践环节的特色活动。

活动简介

“光电子及自动化探索实验”活动充分利用华中科技大学大学生创新人才培养基地——启明学院的科技教育资源，通过安排营员们分组参与5类探索项目，让营员们分别在启明学院各创新团队体验科研与实践，加深营员对大学生课外科技创新活动的认识和了解，增强营员对科学的兴趣与探究热情，鼓励他们立志从事科学研究事业，培养科学精神、创新意识和实践能力。

活动基本程序

第一阶段 启明学院副院长刘玉教授作了主题为《华中大的创新人才培养——让大学生活过得不一样》的专题讲座。她以“什么是人才”、“在座各位是人才吗”等问题引导营员们深入思考。然后指出，启明学院需要的是有好奇心，能主动走向困难，愿意为改变他人命运而奋斗、不服输的人才。

第二阶段 分5个团队分别开展活动。由各团队辅导教师先为营员们讲解本项目的原理、实验方法及注意事项；然后各团队营员们进行分组研讨、自主设计、动手制作并完成实验样品组装与调试；之后各团队内部进行成果展示或比赛，选出本团队的优秀实验作品。

第三阶段 优秀作品展示与表彰会。各团队选出的优秀作品在大会上进行成果展示，团队成员代表在会上介绍本团队实验的原理与创新实验过程，并交流参与特色活动的经验、体会与收获。主办单位为优秀实验作品创作组成员颁发奖品。

活动内容

“光电子及自动化探索实验”活动设计了5类创新探索实验项目，内容涉及机械制造、光电子科学、自动化、计算机软件等。

萝卜头机器人

由机械科技创新基地项目导师指导同学们将机械结构、传感器模块等进行手动搭建，组合成机器人本体，并通过图形化编程软件控制机器人完成一定的动作或任务。让营员了解、掌握机器人的基本知识和技能，培养营员良好的工程素养、创新精神和实践能力。

项目导师首先用生动的PPT讲解机器人分类。人形机器人组的任务是组装大白机器人，组装好的大白机器人可以随着指令跳舞、讲故事，很是有趣；乐高积木组是组装一辆会随指令向前移动的小车，由马达驱动，因为小车连接有光敏材料，营员们用灯光一照，小车就会迅速自动停下来。

Wi-Fi智能小车

由智能机器人及智能系统仿真科技创新基地项目导师结合目前火热的智能硬件及移动互联网技术，让各组成员在完成小车组装的基础上，使之能用手机通过Wi-Fi进行控制避障。

40名营员首先参观了智能机器人及智能系统仿真科技创新基地。随后分为8组动手组装Wi-Fi智能小车。创新基地人员从电路的广泛应用价值、开源电子原型平台Arduino、电路安装及组装时要注意的问题等方面加以讲解。营员们制作与调试过程中，创新基地人员及科学营志愿者为营员们提供悉心指导和出谋划策。为了检测8个小组的小车性能，调试完成后营员们还开展了主题为“奔跑吧，旋风冲锋号！”的比赛。

LED显示屏的秘密

由Dian团队项目导师指导。营员通过参与该项目，学习、掌握LED点阵的基本原理，通过动手实践，学会辨识、测量LED阵列的方法；学习LED阵列的显示原理，利用小引脚数单片机在一块8×8 LED阵列上完成图案的显示。

辅导教师先介绍了LED显示屏原理、电路与应用、LED技术的优缺点、数码管与LED阵列等。然后指导营员们观察元器件，利用导线测试出每一坐标的二极管所对应的两个引脚、记录编号。之后辅导教师继续讲解有关控制二极管发光的编程，并具体指导营员们设计出自己的LED显示画面。营员们利用自己学过的物理、数学知识，积极探索，大胆提问，最后各组成功亮起了由发光二极管组成的美妙图案。

趣味电子小制作

由电子电工科技创新基地项目导师指导营员通过手工制作一个带有蓝牙输入的音频功放电路，实现将手机、电脑等电子设备的声音通过蓝牙功能播放。其中蓝牙接收部分采用现成的模块，功放部分则需手工设计制作完成。

导师先是向营员介绍电工基地，然后带领营员认识各种电子元件，当经历手工绘制电路图、洗板、打孔等多道工序后，悠扬的歌声从喇叭里响起时，大家脸上都有了掩饰不住的欣喜。

基于Unity的移动开发

由GNG团队项目导师指导营员利用Unity 3D开发工具开发一款可以运行在手机或其他移动设备上的游戏，使营员们熟悉Unity开发工具的安装、基本使用和游戏部署。

上午，导师首先介绍了关于Unity软件的知识，营员们了解了Unity界面和基本操作，并制作一个简单的游戏场景。下午的重点就是设计制作一款完整的游戏，有“绿色沼泽”、“飞机大战”、“Flappy Bird”、“对对碰”4款游戏可供选择，当然也鼓励大家完全创新独立的操作。建立游戏项目基础构架、添加角色、添加脚本都是完成游戏制作必不可少的步骤。大部分营员都对这个接地气的项目充满兴趣，极个别对游戏操作不太熟悉的女生也在助教的帮助下完成了游戏制作。

活动总结

本次“光电子及自动化探索实验”活动，通过各项目组成员一遍又一遍的重复探索与动手实验，磨炼了同学们的意志，增强了营员们对科学的兴趣与探究热情，初步培养了营员们严谨求实与团队协作的精神。通过打破区域界线、根据营员兴趣进行实验分组，使营员们有更多与外校同学交流学习的机会。看到营员们兴奋地用手机拍下实验过程还有自己参与完成的作品，相信这必是他们宝贵而又难忘的科学创新体验。

“LED的编程更是让我觉得成就感剧增，刘玉教授的Dian团队不用过多介绍，在全国都是出了名的，而我们要完成的LED的编程正是Dian团队的主导课程。在经历了用掉脑细胞和草稿纸之后，终于成功地将二进制数字转化成十六进制数字，又将十六进制的数字转化成二进制数字，编好了一大长串的程序，让我们的LED显示屏上出现了我们想要得到的滚动字幕。我和张诗贺最终做成的字幕是“Bliss HUST”。Bliss是“天赐的幸福”，HUST是华科大的英语简称，合在一起就是把最美好的祝福送给华科大和华科大的所有营员及志愿者们。”

——河北省石家庄市第二十三中学 宋棉璇