“魔法導師”王新懷：激發(fā)學生興趣，在實踐中提升創(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、會跳舞的皮影、靈活自如的水下蛇形機器人、自動作業(yè)的液體3D打印機、“黑飛克星”無人機偵測與反制系統(tǒng)……
這不是哈利·波特的魔法學校，而是西安電子科技大學國家電工電子實驗教學示范中心的學生實驗室。這間看似普通的教室，擺滿了形形色色各種電子儀器設備。學生時而認真觀察，時而冥思苦想，時而埋頭計算，似乎沉浸在一個歡樂的魔法世界里。
王新懷是這里的“魔法導師”。在他的帶領下，從這間實驗室走出了雙創(chuàng)明星蒜泥科技、慕聲科技，走出了研發(fā)出反無人機系統(tǒng)的“天蟻”團隊……
7月28日，記者在西安電子科技大學國家電工電子實驗教學示范中心采訪了這位帶著學生用電路實現各種奇思妙想的“魔法導師”。
“這是我們研發(fā)的MIMO雷達，這是77G毫米波雷達，它們小巧緊湊、靈敏度高，可以精準感知距離、方位、高度等信息，在汽車輔助駕駛、醫(yī)療健康、遙測遙感等領域用途廣泛。”王新懷介紹。
眼前的雷達，完全顛覆了記者此前對雷達的印象。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，這種梳狀天線雷達更緊湊、更小巧、敏感度更高。
王新懷展示學生制作的無人機。
這些小雷達可以干很多有趣的事情。王新懷給記者展示了一件學生做的手勢識別產品——裝著手勢感應小雷達的液晶顯示屏幕，在面前變成了一面智能屏幕。手在空中分別向左右劃動，它自動隨之劃動；手在空中分別向上下劃動，它亦自動隨之劃動。
能帶著學生做出這些“科技范兒”十足的“潮物”，源于王新懷扎實的科研基礎。
作為天線與微波國家重點實驗室重要成員，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基金、重大專項、省自然科學基金及橫向課題30余項，發(fā)表學術論文80多篇，獲得專利28項。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）中經激烈比拼以第一名獲得優(yōu)勝獎，為技術需求方提供了先進的解決方案。
“我希望能激發(fā)學生對科技創(chuàng)新的興趣，在動手實踐中不斷提升創(chuàng)造力！”為了更好激發(fā)學生對前沿科學的興趣，提高動手實踐的能力，王新懷不斷創(chuàng)新自己的教學方法。
“電路可以實現哪些應用？”這是王新懷在基礎課模擬電子課堂上給學生發(fā)布的題目。
為了解答這個題目，他并沒有照本宣科，而是結合自己多年的科研經歷，從探析電路理論入手，介紹它們的實際應用，再帶著學生一起設計、安裝、調試電路，讓學生們在動手操作中對所學知識有了更深刻的理解。這門原本被學生稱為“魔鬼電路”的課程，晦澀而難懂，在王新懷生動比喻與循循善誘下，似乎有了魔力，同學們學習興趣空前高漲。
正是強調動手能力，王新懷帶領學生們像變魔法一樣，制作出一件件新穎獨特的“潮物”，拿下了一個個重量級的競賽大獎。
在實驗室，王新懷給記者展示了2012年獲INEMO校園設計大賽冠軍的水下蛇形機器人。這款長約2米的蛇形機器人，總共由十幾個關節(jié)組裝拼接而成。“為了解決密封性、水下通信、水下靈活運動等問題，大家夜以繼日地討論、實驗、測試，這些零件都是我們自己動手設計、加工、制作的！”王新懷說，為了更好實現目標，他甚至自費購買了一臺3D打印機。“這些對我和學生來說，都是十分寶貴和難忘的經歷，不僅豐富了我的教學科研實踐，也為學生們走上科研道路打下了基礎。”他表示。
“小魔法”不僅有趣好玩，還注重解決實際需求。“無人機從小眾走向流行，在快遞、個人攝影等方面均有廣泛應用。但無人機黑飛、濫飛也造成很多負面影響。一開始跟研究生們討論反無人機項目時，大家更多的是興趣和好奇。隨著對項目日漸了解，大家發(fā)現市場上對無人機反制功能有著迫切的需要，就堅定了做下去的決心。”王新懷介紹，團隊設計的“黑飛克星”無人機偵測與反制系統(tǒng)，憑借著良好的展示效果和緊扣實際的應用價值，獲得了第十二屆中國研究生電子設計競賽全國一等獎的好成績。“隨著項目不斷改進，‘黑飛克星’已經不僅僅是源于興趣的作品，而是旨在完成成果轉化的科研項目。”
“小魔法”在脫貧攻堅中也發(fā)揮了作用。面向寧強縣蘑菇養(yǎng)殖農戶實際需求，王新懷帶領由研究生和本科生組成的團隊，設計開發(fā)了基于Wifi的“互聯(lián)網+農業(yè)生產”智能輔助系統(tǒng)，實現了溫室大棚各類環(huán)境參數的實時監(jiān)測和相關生產流程的智能控制。2018年初，針對學校扶貧對接單位蒲城縣洛濱鎮(zhèn)食用菌大棚需求，王新懷帶領學生建設了蒲城縣洛濱鎮(zhèn)西電食用菌產學研一體化示范基地，自主研發(fā)了基于NBIoT的新型智慧農業(yè)物聯(lián)網平臺系統(tǒng)，并批量生產了數百套，進行現場應用，實現了大幅增產增效。學生團隊也以此為參賽項目，榮獲多項創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獎勵。
從實驗室里的設計組裝，到指導學生參加學科競賽，再到在實際場景中的應用，王新懷有著自己的獨特見解：“我從學生時代走過來，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生，也希望更多學生在動手操作中增長智慧才干！”（記者 張梅文/圖）
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