实践融合式教育 电气系学生作品展现创意与实践的结合

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近日,西交利物浦大学电气与电子工程系大二学生们在电气楼大厅展示了他们亲自设计和制作的开放作业。经过初选,最终共有16组参加了此次展示,这些作品是创意和质量的结合体,脑洞大开的同时兼具高实用性,解决日常生活中的具体问题。

本次活动吸引了超过200名师生前来观摩、交流并投票评选出优秀作品。一群热情洋溢的未来工程师们济济一堂,相互讨论着设计理念和制作心得。

此项开放作业属于电气与电子工程系开设的《实验、计算机技能与可持续性》课程,要求学生使用Arduino单片机,结合诸多传感器与模块共同作用,为有想法、有创意、肯实践的学生提供了一个展示创造力和动手能力的机会。

这个小画板(下图)是做什么用的呢?设计者之一,电子科学与技术专业大二的郑宇童表示:“我们的设计叫做圆锥曲线涂鸦机,简单来说是通过传送带和步进电机控制一支悬挂的笔,使其有规律地画图。”

“设计中最大乐趣在于,看到机器可以像人类一样,一笔一画地绘图,将虚拟的东西转成现实实体,”他说,“尽管相比于我们电脑里的高清图来说,最终效果更像是一种天真的尝试,但这个过程很有成就感。”

“从创意采集、机械设计、传感器布置、电路设计和交互设计到程序编写,他们第一次将学习到的电路知识和程序设计课程内容应用到一个完整的实践中去。” 课程负责人杜阳博士介绍说,“不仅如此,许多同学为了让自己的创意成功变现,主动自学了很多课外知识。”

这个像巨型蜘蛛一样的机器人(下图)又有何妙用呢?据电子科学与技术专业大二的倪品至同学介绍,这是一台搭载了空气质量传感器的远程遥控机器人。它可以适应复杂的地形,代替人类进入一些危险场所进行指标检测。比如一个地方发生了核泄漏,那么就可以操作机器人搭载着盖格计数器进入辐射区域。

谈到设计灵感,他认为是自己玩的机器人和队友接触到的的PM2.5空气污染报警器的一个创新结合。

“但也遇到了很多问题,比如说机器人动作的协调难以控制,因为它的腿实在是太多了。”他说。

杜阳博士表示:“这项活动并非第一次举办,但每年我们都能从学生闪烁的思维中看到新的构想。即使他们中的许多作品依旧存在不少的问题,如外观、可靠性等等,有些甚至没有实现预想功能,但这次的经历能使得他们对电子产品的生产设计过程有一个初步了解。更为重要的是,学生通过这次实践真正应用了他们之前所学的知识与技能,为他们成为一名真正的工程师打下了很好的基础。”

电气与电子工程系主任黄开竹教授介绍道:“此次活动可以说是我系实践融合式教育的一个尝试。注重实际应用是我们工程学科的一个特点,今后我们还会考虑利用我系和工业界紧密的合作关系,邀请业界专家给学生提供更多的专业指导,助力学生们更早的将他们的创意变成现实。”

(记者:刘思含 编辑:寇博 摄影:杜媛媛)

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