临时参赛，兰大学子靠什么一举夺魁

“我觉得实验室学生的实力还是挺不错的。毕竟经过了9年的积淀，学校完善了很多条件，我也积累了很多经验。从赛题发布开始，我们的学生只花了7天时间，就大致做出了这个作品。”站在第二实验楼里崭新而明亮的实验室里，兰州大学物理科学与技术学院的高级工程实验师李训栓笑得很开心。

作为物理科学与技术学院电子线路创新实验室的主管老师，自2013年以来，他见证并指导了多届物院学子在学科专业竞赛领域发光发热。就在2021年12月完满落幕的第三届全国高校计算机能力挑战赛中，学院参赛的10支队伍全部斩获奖项，在嵌入式赛道中三支队伍分别获得全国一等奖1项、三等奖2项，同时获得省级一等奖3项、二等奖2项、三等奖5项，为学院“依托竞赛，强化实践”创新型人才培养路径的有效性又添实证。

“获得第一名的关键

就在于速度、完成度和展示性”

冯子航至今还记得那个激动人心的晚上。当时他正在自习室里为期末考试复习到凌晨1点多，看到微信群通知队伍获得一等奖的消息，他不由激动地在自习室里面跳了起来。“大家都在看我，我都不知道我在干什么，反正我就特别高兴。”作为2020级微电子科学与工程专业的学生，他曾作为团队负责人，获得甘肃省第一届大学生光电设计竞赛一等奖，但与以往不同的是，第三届全国高校计算机能力挑战赛规模更大、流程更为正规，需要他付出更多的才智和精力。

第三届全国高校计算机能力挑战赛共吸引了来自北京大学、复旦大学、华中科技大学、华南理工大学等全国各地1400多所高校的12908名学生参加比赛。而嵌入式系统创意作品赛道今年的题目是“智能家居系统”，考验学生是否具备扎实的物理基础和过硬的学术素养。“事实上，大家的水平不会太悬殊，而能否获得第一名的关键就在于速度、完成度和展示性。”李训栓笑着说。作为指导老师，他只能为学生提供实验方案的简单思路，剩余的部分主要看学生自己的创新意识和执行能力。

组队不是问题，但如何从上百支队伍中脱颖而出是一个不折不扣的挑战。同为电子线路创新实验室暑期学校的成员，冯子航和2019级的学长潘高远、程淼一拍即合，迅速组成三人小组，并迅速敲定了各自的分工：潘高远作为组长，主要负责计划书和技术报告的撰写；程淼负责单片机程序和手机APP程序的编写；冯子航则负责模型的设计和硬件的搭设。

为体现出队伍设计的含金量，三个人努力在完成比赛所需智能的基础上贴合现实需求，采用造价较为低廉的模块组合，系统不仅可以通过TFT彩屏以及WiFi连接的手机，实现对环境信息如光强、温度、是否入侵等的实时显示，还可以作为控制终端，控制灯光光照，窗户、窗帘的开关，mp3的播放、暂停、切歌、音量调节等操作。李训栓对他们的巧思和认真的态度表示肯定：“其实在我看来，模型已经建得很好了。但学生们还在想一些细节，考虑的角度都跟别人不一样，要么是连接、搭配方面的优化，要么就是对系统整体的一些改善。”

以窗帘模型的形制为例，其他队伍大多选择褶帘或百叶窗，而他们选择使用卷帘，将窗帘制成滚筒状，利用轴承的旋转对窗帘进行收放，外观简洁，耗能也少，符合智能家居的设计理念。“一开始我们就是一个直杆儿，后来我们在旁边加了两个竹筒轴承，相当于悠悠球，工作方式简便，也没有过多噪音。”潘高远介绍说。理线同样是硬件搭设的重头戏。“你如果只插一个传感器或插几条线，问题并不是很大。但是因为我们传感器很多，线插完以后就跟刺猬一样，容易接触不良，给人的观感很不专业，所以我们要想办法让产品模型更加美观。”

虽然暑期培训了部分内容，但是系统方案的制定比较繁杂，在比赛期间临时学习的技能也不少。如产品计划可以通过TFT串口屏、WiFi手机、语音实现控制，而手机APP的UI界面设计需要程淼从零开始学习。而冯子航也是临时花费一中午的时间学习建模软件Sketchup，“软件都是这样，就是边学边用。”

“愿我们一路披荆斩棘，不停向前”

比赛是心态与技术的双重对抗。“在比赛的过程中，实验室10支队伍都会遇到不同的难题。大家也会互相交流，氛围很好。”回忆起比赛的日子，程淼仍然觉得很温馨，但是有些坎终究需要自己度过，“很多时候，发现问题需要很久的时间，但是解决问题就在一瞬间。”

比赛原定的期限只有7天，并不能耽误上课，而由于大家课程时间不同，共同在实验室的时间就非常珍贵。他们经常选择汉堡作为食物，一下课就跑到实验室，到晚上23点才离开，“有的时候23点都回不去，但是却没有感到累，就真的很开心，因为你能感觉到你的青春是有价值的。”潘高远笑着说，“主要是如果调试出现问题，我们仨就想把问题解决了再走，解决不了，那睡觉也睡不好，吃饭也吃不好，就一直想着这个问题。所以我们每次都是整栋楼最后一个关灯的。”

但开头总是最困难的，灵感的迸发往往需要契机。当比赛时间将近一半，眼看有队伍进入调试阶段，他们的进度却并不如意，“我印象最深的就是咱们第三天基本没什么进展，软件也出不来，模型也出不来，特别低气压，感觉没有方向、没有头绪。”由于分工不同，如何将虚拟的代码和实体的模型对应起来，很大程度上取决于彼此达成的共识。

当晚，碰巧程淼和冯子航都在实验室，他们就作品的构想和比赛的心态进行了深入的讨论，“我们俩那天晚上23点多回的，差点就锁门了，最后下楼直接打印了一套东西，第二天就进入正轨了。”冯子航至今记得那种“众里寻他千百度”的感觉，“就是直接去做，不要想那么多，就豁然开朗了。”队伍原定的取材是硬纸板，比较简陋，后来他们决定以雪弗板为主体，再通过3D打印对零部件进行建模，硬度和美观度就截然不同了。

沟通不再成为阻碍，很快他们就在原定时间内大致完成了作品设计，但由于主办方临时延长赛时至14天，使作品的速度优势减弱，他们不得不再次调整心态，不断调试程序、优化设计。例如一开始灯光的亮度档位设置得不是特别明显，最后程淼采用了一种新颖的明暗控制方法，巧妙利用五个等级的不同占空比将灯光明暗做到分明。

“从焊接每一个电路，到程序的编制协调，硬件电跑的故障检测，不断出现的程序Bug，或许会崩溃，或许会有梦醒时分的惘然，或许是实验室最后离开的一组，但不断寻找方法，不断审视自身，不断为目标而奋斗，这也许就是我们所理解的此次竞赛的精神。道阻且长，愿我们一路披荆斩棘，不停向前。”这段话本应出现在比赛答辩的最后，但因为时间有限而成为没能说出口的遗憾，却是对三人这一阶段的最好注脚。

潘高远作为学院学生团委副书记，就像他曾经的自述一样，“超级逗比一只”，喜欢发萌萌的表情包，熟悉各类电子游戏，“学生工作让我学会了担当”。程淼不仅坚持健身、喜欢打球，还是资深的高达模型收藏爱好者。“焊电路和组装高达模型的时候一样，都需要动手的能力。我就是单纯喜欢这种动手做东西的感觉。”而冯子航作为学院青年志愿者协会理事，组织并参与了大量志愿活动，还曾陪着扶贫人员深入走访贫困户，“因为想要深入最平凡的生活”。

虽然三人的爱好看似不尽相同，但性格意外投缘。时隔多月后回忆竞赛的经历，获奖的喜悦只能在心底留下一点影子，更难忘的是师生之间并肩作战、学有所成的欣慰。“在准备比赛的时候，他们在，就有一种无形中的力量在，心里就踏实。我们一起工作完后，经常一起吃饭，这个时候最放松，我们会说很多关于自己的曾经，也会讨论自己的方向、规划。”冯子航对那段时光记忆犹新。

“兰州大学就像一个桃花源”

“能取得名次，我觉得不容忽视的一个原因是实验室提供的条件非常优越，无论是零部件、设备，还是师资力量，在别的地方是很难看到的。”从耗材选购到师资支持，潘高远能深刻感受到学院对学生创新能力不计成本的培养，“我们无论什么时候来，都能看见李老师在实验室里。之前在暑期学校的时候，我们可以直接跟学长学姐交流学习。按照传统，今年我们可能也会参加，不过不是为了获奖，而是为了去帮助学弟学妹。”

“其实我们实验室这些大三大四的同学是最宝贵的资源，因为他们学得非常好了。”李训栓笑着说，“我们上个星期就专门聊了一下，希望他们继续申请国家级大学生创新创业训练计划，做不同项目的负责人，带低年级学生入门一下，这也是为了我们整个实验室的传承嘛。”事实上，除了参加大学生创新创业训练计划，好友合作的故事并没有结束，三人还计划设计一套为医护人员配备的智能防护服系统，以解决普通防护服难以散热、消毒困难的问题。

从贺兰堂5楼到第二实验楼5楼，电子线路创新实验室经历了9个春秋，而李训栓作为最熟悉实验室的人，也见证了设备一点点完善，学生一代代增加，成绩一步步突破。不仅如此，学院近年来为电子设计竞赛而举办的暑期学校，更像是各类电子赛事的集中训练营，依托电子线路创新实验室这一学生自主创新、自主设计的基地，吸引了全校学生加入进来，在热爱中参与，在参与中成长。

每年都有众多师生活跃在甘肃省以及全国“挑战杯”课外科技竞赛、电子设计竞赛、物联网设计竞赛、嵌入式设计竞赛、集成电路设计竞赛、光电设计竞赛等重要赛事中，并多次摘取桂冠。2020年6月底，学院副院长王建波教授主持的项目“‘依托竞赛，强化实践’创新型人才培养模式的构建与实践”还获评为“2020年甘肃省高等学校教学成果培育项目”，李训栓也是项目参与人之一。

就如程淼所说：“现有课程很多是理论层面的学习，但是在暑期学校中，我们有大量的实践作业，而且难度也逐渐增加。”从最开始的系统板焊接，到复杂电子表，再到可以追踪小球的小车，暑期学校为期近5周，却兼顾理论学习和实践探索，扎实的培训课程再加上以老带新的组队传统，学生们在实战中提高了知识融合能力和实践能力。

因为2021年甘肃赛区的电子设计大赛被取消，王建波鼓励学生参加第三届全国高校计算机能力挑战赛，在实战中锻炼专业技能。李训栓也觉得比赛是一个锻炼的好机会，“在有限的时间解决未知的问题是有压力的，你不知道能不能解决掉，也不知道到最后能完成到一个什么程度，但这正是一种锻炼。”此次参赛的10支队伍，就基本来自于暑期学校的原班人马。“我们看到比赛通知的时候很突然”，但学院没有为挑战赛专门组织培训，“因为之前学习的内容已经足够了。”

“榆中有很好的学习环境，就像一个不受外界干扰的桃花源。”在采访的末尾，冯子航认真地说：“我觉得提升自己确实是是一件让人很开心的事情。兰大会给你提供一个很好的环境，让你可以静下心，做你自己真正想做的事，从各方面提升自己。”

内容来源｜党委宣传部（融媒体中心）

《兰州大学报》第1029期

文字｜谢雅婷

（兰州大学官方公众号）