智能家用报警器项目的实践与思考

陈剑雪　孟令成

摘 要 大学生科研训练计划是针对在校本科生开展的科学研究训练项目，是在本科教育阶段实施实践教学改革的一项措施。本文从本科生实际情况出发，基于一个具体的智能家用报警器项目，介绍了应用型高校开展大学生科研训练计划项目的经验，探讨了如何基于当下的各种开源开放平台，切实提高本科生的创新能力和科研素养。

关键词 大学生科研训练计划 创新能力 实践与思考

中图分类号：TP391 文献标识码：A

0 引言

创新是素质教育的关键，当下应用型高校已经把创新项目的实践工作提升到非常重要的高度。大学生科研训练计划项目是学生根据自己的兴趣和特长进行选题和研究，以本科学生为主体，充分调动学生的主动性、积极性和创造性，培养学生的创新精神和实践科研素养。本文将结合一个具体的家用报警器项目，探讨大学生科研训练计划项目实施过程中的一些具体经验。

1 科研训练计划项目的提出

目前Arduino是比较成熟的单片机平台，接口众多，各种配件较为齐全，开发调试和部署都非常方便。已经出现非常多的使用arduino来作为智能家居开发基础设备的应用，家用报警器就是其中一个应用价值比较大的切入点。近年来Andoid智能手机平台也是比较成熟的智能终端开发开放平台，android手机上的应用开发数不胜数，已经成为现在社会信息技术的一大热点，越来越多的传统业务和传统应用开始迁移上手机平台，并且出现了很多突破性的技术应用 。

指导老师与学生多次讨论、查阅资料后，选择成本低廉、开放性好的arduino作为主力开发平台，加上外购若干传感器设备，再配合目前最为热门的智能手机应用开发，一个智能家用报警器的初步设计方案就成型了。

另外，arduino单片机模块连接WiFi模块，并可通过android智能手机客户端查看当前室内环境的相关数据。利用arduino单片机及android手机，以极低成本方式实现家居环境的实时监测和环境数据异常时的自动报警。

2 科研训练计划项目的实施环节

项目实施过程中，团队需要合理安排计划进度、人力分配，各个成员的分工配合，不同技术方向上的知识准备和攻关。在本项目中，学生会用到很多专业知识，比如arduino原理、C语言、android系统平台、Java语言和数字式传感器的原理等，对于团队中一些还在学习专业基础知识的大学生来说，还是需要花很多精力去努力研究。

作为一个大学生科研训练计划项目，除了设计上的创新考虑，在具体项目运作过程中，还有一定的项目管理要求。一个具体的实际动手团队项目，对每个学生而言也是很好的锻炼机会。不同起点的学生怎么分工、协作，怎么充分利用每个人的特长，如何分工研究项目的关键技术，这些都是非常有意义的操作问题。在整个项目过程中，做到了紧张有序，每个人都得到了充分锻炼。

此外，实施环节中还有一些容易被忽视的注意事项。比如，购买项目设备往往需要事先仔细确认各项技术参数是否准确，部分关键组件开发还需要有备份方案，有些开发上的技术风险需要尽可能有第二手准备，还必须要有一定的对项目整体预算的控制能力。这些方面都需要指导老师做一定的准备工作，引导学生一起顺利实施整个项目。在整个项目的实施过程中，指导老师比较注重有意识培养学生的团队意识、领导能力和合作精神。

3 科研训练计划的思考

智能家用报警器项目涉及到arduino开发、android手机开发、各种数字传感器开发等知识和技能，利用arduino和android手机实现智能家用报警器，且成本极为低廉，是一次非常好的创新实践机会。指导老师把握住了整个项目的整体方向和技术路线，特别是技术风险，此外还有就是对学生综合素质和能力的把控，因材施教，在充分了解的基础上，放手让学生自由发挥。在指导教师和学生的配合和努力下，团队共同完成了报警器的制作，获得了比较满意的效果。

整个项目从预研、立项、设计到实施，在学校里完成大学生科研训练项目，这对于在校本科生来说，是个非常难得的实践机会；大学生科研训练计划项目研究实践使学生真实地体会了科学研究的苦辛与快乐，进而激发和培养学生对科学的热爱和主动对问题的好奇、探究以及对未知的执着追求精神。对于教师来说，也可加强教师和本科生的团队合作精神，同时促进高校教师科研指导队伍的建设。在大学生科研创新项目的实践中，需要注意以下几点：

首先，对于低年级学生，有可能对动手能力要求较高的立项难度就显得有些大。大学一二年级的学生，尚未接触足够多的专业技术课程，知识面和动手能力上略显不足。本项目中要进行android开发，需要学生已经具备面向对象编程、软件工程、java开发、手机开源操作系统的知识基础，以及针对arduino的开发，也需要单片机原理和C语言的基础知识，对于大部分新学生而言有一定难度，创新团队组建时要考虑新生和老生搭配。

其次，对于部分动手能力强的学生相对而言，写作科技论文和项目研究报告的能力还需要进一步提高，一个优秀项目的结题并不能只考虑产品的物理实现，还要考虑如何完整地总结项目研究过程和演示项目成果。这次创新项目中普遍发现学生需要进一步提高科研论文撰写的能力以及演示项目成果的能力，后续也需要加强学生在这方面的锻炼。

4 结语

实践证明，大学生科研训练计划项目是培养本科生创新能力，提高本科生综合素质的有效形式和重要环节。通过参加科研训练计划项目的机会，大学生能够尽早进行科学研究训练，做到理论与实践密切结合，不仅加深了对专业知识的掌握程度，而且培养了本科生的创新精神和实践科研素养。

参考文献

[1] 李海霞，郭培红.大学生科学研究计划在教学中的作用[J].中国科教创新导刊，2009（26）.

[2] 谢纪美，康文雄.关于开展大学生科研训练工作的经验探讨[J].华南理工大学学报（社会科学版），2012（4）.

[3] 沈明卫，涂澄海，何勇.大学生科研训练计划实践中的问题思考[J].实验技术与管理，2008（7）.