“魔法導(dǎo)師”王新懷：激發(fā)學(xué)生興趣，在實(shí)踐中提升創(chuàng)造力
2020-08-03 11:46:01
來源：群眾新聞
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瓶蓋大小的毫米波雷達(dá)、會(huì)跳舞的皮影、靈活自如的水下蛇形機(jī)器人、自動(dòng)作業(yè)的液體3D打印機(jī)、“黑飛克星”無人機(jī)偵測(cè)與反制系統(tǒng)……
這不是哈利·波特的魔法學(xué)校，而是西安電子科技大學(xué)國家電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的學(xué)生實(shí)驗(yàn)室。這間看似普通的教室，擺滿了形形色色各種電子儀器設(shè)備。學(xué)生時(shí)而認(rèn)真觀察，時(shí)而冥思苦想，時(shí)而埋頭計(jì)算，似乎沉浸在一個(gè)歡樂的魔法世界里。
王新懷是這里的“魔法導(dǎo)師”。在他的帶領(lǐng)下，從這間實(shí)驗(yàn)室走出了雙創(chuàng)明星蒜泥科技、慕聲科技，走出了研發(fā)出反無人機(jī)系統(tǒng)的“天蟻”團(tuán)隊(duì)……
7月28日，記者在西安電子科技大學(xué)國家電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心采訪了這位帶著學(xué)生用電路實(shí)現(xiàn)各種奇思妙想的“魔法導(dǎo)師”。
“這是我們研發(fā)的MIMO雷達(dá)，這是77G毫米波雷達(dá)，它們小巧緊湊、靈敏度高，可以精準(zhǔn)感知距離、方位、高度等信息，在汽車輔助駕駛、醫(yī)療健康、遙測(cè)遙感等領(lǐng)域用途廣泛。”王新懷介紹。
眼前的雷達(dá)，完全顛覆了記者此前對(duì)雷達(dá)的印象。它們看起來更像是迷你電路板，大約3厘米長、3厘米寬、2毫米厚，上面排滿了一條條像梳齒一樣的線路。王新懷介紹，這些線路就是毫米波天線，比起傳統(tǒng)的雷達(dá)，這種梳狀天線雷達(dá)更緊湊、更小巧、敏感度更高。
王新懷展示學(xué)生制作的無人機(jī)。
這些小雷達(dá)可以干很多有趣的事情。王新懷給記者展示了一件學(xué)生做的手勢(shì)識(shí)別產(chǎn)品——裝著手勢(shì)感應(yīng)小雷達(dá)的液晶顯示屏幕，在面前變成了一面智能屏幕。手在空中分別向左右劃動(dòng)，它自動(dòng)隨之劃動(dòng)；手在空中分別向上下劃動(dòng)，它亦自動(dòng)隨之劃動(dòng)。
能帶著學(xué)生做出這些“科技范兒”十足的“潮物”，源于王新懷扎實(shí)的科研基礎(chǔ)。
作為天線與微波國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重要成員，王新懷長期從事智能天線與毫米波系統(tǒng)方面的研究工作，主持參與國家自然科學(xué)基金、重大專項(xiàng)、省自然科學(xué)基金及橫向課題30余項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文80多篇，獲得專利28項(xiàng)。他先后研發(fā)了GPS、GLONASS、北斗等三代抗干擾智能天線系統(tǒng)，在總裝某打擂活動(dòng)中獲得第一名的成績，其成果在2019年中國創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽（西安）中經(jīng)激烈比拼以第一名獲得優(yōu)勝獎(jiǎng)，為技術(shù)需求方提供了先進(jìn)的解決方案。
“我希望能激發(fā)學(xué)生對(duì)科技創(chuàng)新的興趣，在動(dòng)手實(shí)踐中不斷提升創(chuàng)造力！”為了更好激發(fā)學(xué)生對(duì)前沿科學(xué)的興趣，提高動(dòng)手實(shí)踐的能力，王新懷不斷創(chuàng)新自己的教學(xué)方法。
“電路可以實(shí)現(xiàn)哪些應(yīng)用？”這是王新懷在基礎(chǔ)課模擬電子課堂上給學(xué)生發(fā)布的題目。
為了解答這個(gè)題目，他并沒有照本宣科，而是結(jié)合自己多年的科研經(jīng)歷，從探析電路理論入手，介紹它們的實(shí)際應(yīng)用，再帶著學(xué)生一起設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試電路，讓學(xué)生們?cè)趧?dòng)手操作中對(duì)所學(xué)知識(shí)有了更深刻的理解。這門原本被學(xué)生稱為“魔鬼電路”的課程，晦澀而難懂，在王新懷生動(dòng)比喻與循循善誘下，似乎有了魔力，同學(xué)們學(xué)習(xí)興趣空前高漲。
正是強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力，王新懷帶領(lǐng)學(xué)生們像變魔法一樣，制作出一件件新穎獨(dú)特的“潮物”，拿下了一個(gè)個(gè)重量級(jí)的競(jìng)賽大獎(jiǎng)。
在實(shí)驗(yàn)室，王新懷給記者展示了2012年獲INEMO校園設(shè)計(jì)大賽冠軍的水下蛇形機(jī)器人。這款長約2米的蛇形機(jī)器人，總共由十幾個(gè)關(guān)節(jié)組裝拼接而成。“為了解決密封性、水下通信、水下靈活運(yùn)動(dòng)等問題，大家夜以繼日地討論、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試，這些零件都是我們自己動(dòng)手設(shè)計(jì)、加工、制作的！”王新懷說，為了更好實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，他甚至自費(fèi)購買了一臺(tái)3D打印機(jī)。“這些對(duì)我和學(xué)生來說，都是十分寶貴和難忘的經(jīng)歷，不僅豐富了我的教學(xué)科研實(shí)踐，也為學(xué)生們走上科研道路打下了基礎(chǔ)。”他表示。
“小魔法”不僅有趣好玩，還注重解決實(shí)際需求。“無人機(jī)從小眾走向流行，在快遞、個(gè)人攝影等方面均有廣泛應(yīng)用。但無人機(jī)黑飛、濫飛也造成很多負(fù)面影響。一開始跟研究生們討論反無人機(jī)項(xiàng)目時(shí)，大家更多的是興趣和好奇。隨著對(duì)項(xiàng)目日漸了解，大家發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)上對(duì)無人機(jī)反制功能有著迫切的需要，就堅(jiān)定了做下去的決心。”王新懷介紹，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的“黑飛克星”無人機(jī)偵測(cè)與反制系統(tǒng)，憑借著良好的展示效果和緊扣實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值，獲得了第十二屆中國研究生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽全國一等獎(jiǎng)的好成績。“隨著項(xiàng)目不斷改進(jìn)，‘黑飛克星’已經(jīng)不僅僅是源于興趣的作品，而是旨在完成成果轉(zhuǎn)化的科研項(xiàng)目。”
“小魔法”在脫貧攻堅(jiān)中也發(fā)揮了作用。面向?qū)帍?qiáng)縣蘑菇養(yǎng)殖農(nóng)戶實(shí)際需求，王新懷帶領(lǐng)由研究生和本科生組成的團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)開發(fā)了基于Wifi的“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)生產(chǎn)”智能輔助系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了溫室大棚各類環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和相關(guān)生產(chǎn)流程的智能控制。2018年初，針對(duì)學(xué)校扶貧對(duì)接單位蒲城縣洛濱鎮(zhèn)食用菌大棚需求，王新懷帶領(lǐng)學(xué)生建設(shè)了蒲城縣洛濱鎮(zhèn)西電食用菌產(chǎn)學(xué)研一體化示范基地，自主研發(fā)了基于NBIoT的新型智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)系統(tǒng)，并批量生產(chǎn)了數(shù)百套，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了大幅增產(chǎn)增效。學(xué)生團(tuán)隊(duì)也以此為參賽項(xiàng)目，榮獲多項(xiàng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獎(jiǎng)勵(lì)。
從實(shí)驗(yàn)室里的設(shè)計(jì)組裝，到指導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽，再到在實(shí)際場(chǎng)景中的應(yīng)用，王新懷有著自己的獨(dú)特見解：“我從學(xué)生時(shí)代走過來，知道他們需要什么。我希望科技創(chuàng)新的魅力能吸引更多學(xué)生，也希望更多學(xué)生在動(dòng)手操作中增長智慧才干！”（記者 張梅文/圖）
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