机械与动力工程学院团委学生会荣誉出品

文案｜曾欣 贾韩伟

策划｜朱紫仪

编辑｜刘国兴

责任编辑｜任子文

“科技创新的高度依赖于基础知识的牢固程度，扎实的基础会为学生以后的项目式学习和研究提供很大的帮助。”

Q：梁帅学长你好！注意到你高中时就用简单的工具开始DIY各种作品，在进入大学后才开始系统学习建模设计、使用标准化零件开展项目。能不能分享一下是哪些课程或技术的学习促使你实现了从传统工具制造到借助现代加工制造的转变呢？

A：这应该归功于机械与动力工程学院和学生创新中心开设的《工程实践》、《工程学导论》、《设计与制造》这样的项目式教学课程。这些课程让我们能够系统地掌握相关的知识和技术。像使用3D打印、激光切割制作项目原型，是大多数学生在初、高中阶段没有机会接触到的，但是经过《工程实践》和《工程学导论》这两门课程的学习，大部分同学都可以在案例教学和项目开发中轻松地掌握相关的技术；之后，通过《设计与制造1》的课程项目熟练掌握建模方法；通过《设计与制造2》的课程项目熟悉各种机构和机器的原理与使用方法，我们就可以处理更复杂的设计了。

Q：经过《工程学导论》等课程学习后，你又在《热力系统设计与实践》课中设计制作了“小型闭式活塞蒸汽循环”项目。你说自己在项目之前对相关内容一无所知，那么你是怎么实现这个跨越，最终解决这个问题的呢？

A：当时遇到最大的难题在加工制造上。这套活塞蒸汽循环由给水泵、锅炉、活塞发动机和冷凝器组成了闭式系统。不仅要把锅炉、给水泵这样的装置设计制造出来，还要保证密封性和抗压性。

起初设计时完全无从下手，就在YouTube、Bilibili、5imx这类网站上搜了很多船模用锅炉的制作视频和教程，也在图书馆借了不少书看，才慢慢有了些经验。

在制造上，因为从来没有学过焊接的课程，也不知道该怎么给管道做密封，所以也遇到了很大的困难，我就请教学生创新中心经验丰富的学长和校外的师傅，一边制作一边克服各种困难，也学到了很多很多。

A：我的毕业设计取得这样的成绩，也得益于之前在航模队的技术经验积累和与航模队老师、学弟学妹的技术交流。开展项目时候我找了很多老师、航模队学弟学妹和课题组师兄师姐们咨询意见，大家对项目的成功起到了巨大的帮助。

热力系统设计-项目展照片

Q：很多同学在课程中遇到过和你相同的问题，他们从课程中学习了很多知识，也在《工程实践》中学会了很多实践技巧，然而在实际应用时依然无从下手。你觉得现有的一些课程添加什么内容才能让学弟、学妹提高动手实践能力呢？

A：我个人觉得《工程实践》课程，应该给学生打好扎实的金工实践基础，了解到各种材料的特性、加工方式和用途，掌握各种工具的使用技能。扎实的基础会为以后的项目式课程、科创竞赛甚至科研提供很大的帮助。如果有铸造、电焊这样的课程教学，其实可以帮助我们完成很多有趣的项目；如果能把车床铣床学通，在做项目时也会更加得心应手。之前ME TALK赛车队的汤王豪也说过，很多零件原本更适合用钣金加工，但现在大家却只会3D打印，这样很限制项目的水平。不过现在学生创新中心开放了“学生实践认证”培训，是特别好的提升机会。

另外，我觉得低年级的《工程学导论》课程中，也可以在最开始引入一些案例式教学的内容，通过复现兼具应用价值和趣味性的项目，让学生快速上手、提升即时获得感。这样也会对独立开展自己的第一个项目有更好的帮助。针对低年级学生们不知道从哪里获取教程资源、提升项目经验的痛点，我也正在和我导师张执南老师一起建设《工程学导论》课程网站，将单片机、机械设计和制造加工的教程资料、校内外优质的加工平台、各方向的创意案例视频、校内科技社团的活动，以及往年学院的项目案例等等资源整合起来，更好地帮助学弟学妹实现从零到一的跨越。

Q：完成课程学习之后，你把精力投入到毕业设计中，并最终获得了上海交通大学机械与动力工程学院2020毕业设计项目展优秀设计一等奖、最佳展示奖。学长，我们很好奇，你是如何完成你的毕业设计的，这个毕业设计有什么独到之处吗？

A：我们的毕业设计题目是“大载重多旋翼无人机设计与开发”，是设计开发一款载重80kg的无人机，可以应用在海上货物运输、医疗急救服务甚至载人飞行的场景。项目本身也有不少难点。

首先是载重大。根据无人机开发经验，想要实现80kg载重，无人机的最大起飞重量大约是320kg，传统的四旋翼布局、六旋翼都难以满足要求，市面上一些企业也有采用12旋翼、18旋翼甚至76旋翼的，这种分布式布局又会导致尺寸过大，影响操纵性能。

其次是控制难。我们第一代大载重无人机采用了4*4的阵列式布局方案，在控制上不是最优选，但为团队积累了必要的设计测试经验；之后第二代无人机我们想出了共轴八轴双桨布局方案，这样的布局能不增加整体尺寸的情况下提升无人机的载重能力。但现在市面上的飞控都不支持八轴共轴双桨布局，所以我们团队又开发相应的飞控模式，又制作了一个1：10小型飞控验证机，即使有单个或者多个螺旋桨损坏也可以正常飞行、紧急迫降，这个优势特别适合应用在大载重无人机上，会有更突出的安全性。

还有是测试难。把一架比人还大的无人机推出去测试，前期需要做充足的准备，测试时也有很多安全规范方面的考量，是一件相当困难、耗时耗力的任务。

最终还算相对顺利地完成了项目，获得了毕业设计一等奖和其他一些赛事奖项，也在申请一项发明专利。

Q：你毕业设计的无人机有很多优点，比如载重大、悬停精度高、控制性能好，但是不足之处是续航时间比较短。你对这个问题有什么看法呢？

A：续航时间短确实是限制无人机发展的瓶颈，以现在的续航时间是难以有实际应用价值的。期待之后氢燃料电池和油电混合技术可以快速突破，大幅度延长大载重无人机的续航时间吧。

Q：学长除了毕业项目是与无人机相关的，我们也注意到你曾经担任航模队队长。请问你认为在航模队积累的经验对你的毕业设计有什么特别的启发和帮助呢？可以具体举一个例子吗？

第一代大载重多旋翼无人机-系留测试照片

“我想为更多拥有匠人梦的学生启蒙，对教育的兴趣是我创业的动力源泉。”

Q：注意到你曾经在年级大会演讲时说，自己在大三时有过“如何才能将自己的创新成果转化”的困惑，而大四创业时你就将自己曾经的创新成果“水龙卷”、“气垫船”成功转化成了科创教育中的教学案例。你认为学弟学妹们应该怎么做才能实现科技成果的转化呢？

A：我自己从小对教育很感兴趣，所以在学院参加项目式课程的时候，我一直设法和“教育”主题结合。在做项目时，我会冲着有趣好玩、展示度强、有教育意义等维度去思考，这样的目标导向让我做出来的很多产品都更适合应用于教育场景。比如说，想让一个初中生、高中生喜欢上科创，一定不会去给他讲解齿轮的各种参数、同步带的紧固方法，这些知识点太过于深奥了。但是如果用一些简单有趣的作品展示就会更形象、更贴切，学生们也更容易在产生兴趣之后深入探索。《工程学导论》设计的“水龙卷”互动装置和《设计与制造2》用无人机改装成的气垫船吸引了一帮孩子，《设计与制造2》设计了一个三自由度的纸牌发射器，现场还让老师同学们扫二维码体验射气球，都取得了很好的展示效果，拿到了很好的成绩。

但让我困惑的是，项目结束之后究竟应该再做些什么。做完《设计与制造1》的气垫船之后，微信群也再没有讨论了、制作的迷你球场被丢到垃圾堆、几个气垫船也慢慢吃了灰。但是两个月后偶然刷淘宝，就刷到有类似的气垫船产品在售卖了，而且物美价廉。这件事情对我触动很大，我当时很不解——为什么我们学院学生做了这么多《工程学导论》、《设计与制造》的项目，却很少有哪一个作品能真正落地。我之前听说张杰前校长也曾有这样的困惑，“为什么交大有不少很厉害的科研成果，从立项到实现到交付到消亡，大众甚至一点儿也感受不到这件事情曾经发生过”。

为了解决这样的困惑，我大三加入了iDesignLab创新设计实验室，参加张执南老师组织的工作坊活动，还去蹭了创业学院、设计学院的课程，参加了“交集”跨学科文创团队，也持续关注李泽湘教授关于创新创业教育的改革模式。等到大四在科创和教育方向有一定积累之后，我和交大华师的同学们一起创立了 “尖椒创课”科创教育团队，希望在青少年科创教育方面做一点探索，打磨更多的科创教育产品和课程内容。像“水龙卷”和“气垫船”，我们针对青少年教育场景重新设计之后，去年在成为了夏令营里的精品课程，学生们超级喜欢，这两款产品目前也在申请两项专利，算是由课程项目到产品落地的一次尝试吧。

我希望学弟学妹们在开始课程项目前要多问自己“为什么”，在完成课程项目后要多问自己“然后呢？”。比如做教育方向的项目，那就需要思考为什么别人会对你的项目感兴趣兴趣，如何设置游戏化的场景寓教于乐，产品能不能推向更大的市场；做偏生活场景的项目，是否找到了真正的痛点，完成项目原型机后还能否投入生产等等。只有多问自己“为什么”、多思考“然后呢”，才有可能把自己的作品实现成果的转化。

Q：学长可以简单介绍一下你刚刚提到的“尖椒创课”具体是做什么的吗？

A：“尖椒创课”是想给更多热爱科创的青少年提供一个平台。

也和自己的经历有关。我从小就喜欢动手实践，但一直没有合适的条件。高中的时候，我遇到了山西大学附属中学的科技老师王平，跟着王老师学了很多做科创项目的经验，还拿了FTC科技挑战赛（FIRST Tech Challenge）全国一等奖。像很多北京、上海、深圳的团队，机器人都是用碳纤维板定做的，用的设备也很先进，但我们社团经费有限，就拿槐木、铝板这种便宜的材料搭建机器人。王平老师画个草图方案，我动手把它造出实物，这段经历让我收获很大。

我觉得在中学阶段学习科创知识、参加科创比赛，对于培养兴趣、提升自己对工程和各个学科的认知是很有帮助的。所以进入大学之后，我也一直在做与科创教育相关的活动，开展过航空科普教育，也去过上海中学、七宝中学、大同中学和华二附紫竹校区指导学生们开展研究性课题。“尖椒创课”也是希望能更好地帮助中小学校组织科创活动、指导学生们开展研究性课题。通过引导学生选题、开设基础课程、指导工程实践，提升他们的综合能力。我想为更多拥有匠人梦的学生启蒙，对教育的兴趣是我创业的动力源泉。

Q：为了培养学生兴趣、提升学生能力，“尖椒创课”的科创课程是怎么设置的呢？

A：我们希望打造一个青少年科创增量式发展平台，根据学生的兴趣爱好、能力特长，打造中学研究性课题指导平台，开发社会实践与专业体验课程，提供兴趣发展与赛事指导服务。

在平台上，我们会提供开展课题研究的讲座教学，帮助中小学对接交大和华师大的资源；在课程上，我们会举办冬夏令营和研学课程，涵盖机械动力、电子信息、航空航天、创意设计等各个主题，通过有代表性的趣味课程内容让学生们了解大学的各个专业方向，掌握基础工程实践能力的同时找到自己热爱的方向；在服务上，我们也会辅导一些对科技真正感兴趣的同学深入开展课题研究，指导参加科创赛事。

通过这样的方式，可以看到学生们的成长过程，在特定的发展阶段提供定制化的科创指导，能更好地帮助到学生们。

“尖椒创课”工业博览会公益研学活动

Q：那你觉得，除了将学院课程中积累的知识运用于“尖椒创课”的课程设置中，学校方面对你的创业还有什么帮助呢？

A：机动学院的项目式教学体系，给了我们很多启发；学生创新中心支持我们团队从工程实践出发，往创业方向探索，给予我们很大帮助；创业学院宣怀班会经常邀请创业导师开设课程、举办创业训练营、组织创业比赛，这些活动激励我们一直学习思考；零号湾和创想600国家大学科技园在场地和落地方面也提供了很大支持。另外华师大创新创业学院也给我们提供了场地支持和创业指导。交大和华师在创新创业方面做得都很不错，为我们学生创业提供了很好的创业条件。

Q：除了学校层面的支持，在创业过程中一个好的团队应该也是必不可少的。学长，你是如何组建“尖椒创课”创始人团队的呢？

A：是需要找各个领域的强人，而且要志同道合。创始团队有来自媒传学院的李佳楠，是位国奖大佬、创新创业毕业生，很擅长宣传和市场；有来自材料学院的张坤，是双创协会第二任会长，在创业方面很有经验和想法；有来自华师大思政教育专业的韩佳玲，在运营和教育方面很擅长，参与了很多华师大科普相关的项目；还有船建学院的赵浩南，在教学上很有天赋，在技术上也能够独当一面。

除此之外，我们还有很多学弟学妹们愿意参与我们“尖椒创课”的教学教研活动和教具设计任务。一起合作时，我们团队会把更丰富的工程项目经验、摸索到的创业方法分享给学弟学妹们，对于他们来说也能得到全方位的锻炼。

Q：你对“尖椒创课”的未来有什么期待和规划呢？有没有想过把“尖椒创课”这个平台分享给自己家乡的高中生？

A：对于“尖椒创课”的未来，我们希望在积累更多的课程内容后，用互联网+的方式推广。如果可以将一些基础内容以线上授课的方式传达给学生，那会方便很多。我们现在也在找各个专业靠谱的小伙伴儿们，一起将“尖椒创课”的内容做大。

对于家乡的科创教育我一直很关注。大一暑假的时候开展过“助力山西机器人教育”社会实践，带着我们在交大这学到的新技术，回到机器人社团给学弟学妹们做分享。高中的王平老师退休之后，现在还活跃在山西机器人教育的一线，组织了很多创客教育的活动，有很多学生从中受益。也期待我们团队之后能为山西的科创教育添一把火。

Q：最后，结合学长你自己本科期间的经历，你对学弟学妹们的本科生涯规划有什么建议？

A：首先要学会利用上海市丰富的资源。每年的工博会（中国国际工业博览会）、科博会（上海国际科普产品博览会）等展览都很值得去看。在做项目的时候，可以多搜集、调研，提升自己的信息素养。

其次，如果对科创科研感兴趣的话，可以先加入一些科技社团和战队，比如学生创新中心的航模队、RoboMaster交龙战队、赛车队，这些战队可以提升一个人在技术和管理方面的综合素质。具备一定的能力后，也可以提早进入学院的课题组进行专业规范的科研训练。这种方式对学院的学弟学妹来说比较有价值的。

另外，多交朋友。不论是我的课程项目、毕业设计还是创业，都离不了老师、同学和朋友的相互帮助。每个人擅长的领域都是有限的，和各个领域的朋友相互请教、一起协作，会让每个人受益匪浅。

上次的年级大会中，王院长提到，大一、大二的学生进入课题组之后，先要帮师兄师姐们完成一些技术上的任务，融入课题组、提升技术能力。等保研或者考研进入到课题组之后，就要锻炼领导能力，把一项工作拆分成很多项任务交给学弟学妹们去做，通过这种形式壮大课题组。在互相学习帮助的过程中，对每个人的能力都是一种提升，每个人也会变得更加优秀。

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文案｜曾欣 贾韩伟

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