導(dǎo)語：創(chuàng)新型人才培養(yǎng)課程設(shè)計與實施一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:本文以我校2016級測控專業(yè)學(xué)生的實踐課———“一級項目(測控系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)I)”為例，闡述了利用實踐課對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性培養(yǎng)的一些探索和取得的成果。包括通過選擇合適的實驗平臺和教學(xué)內(nèi)容，采取創(chuàng)新的教學(xué)方式和考核機制引導(dǎo)、推動學(xué)生進(jìn)行機器人設(shè)計和實現(xiàn)的創(chuàng)新等。文中還總結(jié)了教學(xué)過程中遇到的一些問題，希望通過這些問題的改進(jìn)使設(shè)計的課程更加有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞:創(chuàng)新性培養(yǎng);實踐課;教學(xué)方式

創(chuàng)新是社會進(jìn)步和人類發(fā)展的基礎(chǔ)［1］。中國經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)需要創(chuàng)新型人才。如何培養(yǎng)創(chuàng)新型人才和高層次人才的創(chuàng)新能力成為當(dāng)今主要問題［2］。實踐教學(xué)是高校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效手段。近年來，各高校圍繞大學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在實踐教學(xué)方面作了不少努力，嘗試了一系列改革，也取得了一定的效果［3～4］。我校作為一所以實踐教學(xué)而聞名的應(yīng)用型本科院校也積極投入到應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)中，其工學(xué)部測控技術(shù)與儀器專業(yè)更是大力推進(jìn)創(chuàng)新性培養(yǎng)在實踐課教學(xué)中的應(yīng)用。其在2016級測控專業(yè)學(xué)生的實踐課———“一級項目(測控系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)I)”中，圍繞學(xué)生創(chuàng)新意識的建立和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對教學(xué)進(jìn)行精心設(shè)計，獲得學(xué)生的肯定和好評。

1創(chuàng)新性培養(yǎng)措施

“一級項目(測控系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)I)”是測控技術(shù)與儀器專業(yè)的一級項目課程之一，其教學(xué)對象為該專業(yè)一年級學(xué)生，教學(xué)時間安排在一年級的夏季學(xué)期，此時學(xué)生已進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)了兩個學(xué)期，但學(xué)習(xí)的都是通識課程，還未接觸專業(yè)課程的內(nèi)容。在這種情況下，要引導(dǎo)建立學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力，我們在實驗平臺、課程內(nèi)容、教學(xué)方式、考核機制幾個方面進(jìn)行了特別設(shè)計。1．1選擇合適的實驗平臺。測控系統(tǒng)是既“測”又“控”的系統(tǒng)，依據(jù)被控對象被控參數(shù)的檢測結(jié)果，按照人們預(yù)期的目標(biāo)對被控對象實施控制［5］。測控系統(tǒng)非常多，小到基于單片機的測溫儀，大到包含若干測控站(包括必要的測量船和測控飛機)和一個測控中心組成的，通過通信網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)接而構(gòu)成的航天測控網(wǎng)，都是測控系統(tǒng)。而對沒有接觸到測控專業(yè)課程的學(xué)生，選擇合適的測控系統(tǒng)作為其實驗平臺，就尤其重要。這個實驗平臺要求既能讓學(xué)生對測控系統(tǒng)有所認(rèn)識，又能讓學(xué)生有實際動手操作的機會，而不是因?qū)I(yè)知識的缺乏而無從下手?；诖?，我們選擇了積木式機器人套件作為本課程的實驗平臺。機器人的核心控制器、各種傳感器都和外圍處理電路固化為一個個整體，做成積木，直接通過連接線相連就可實現(xiàn)信號的傳遞，而不用再考慮傳感器信號的濾波、放大、整形，控制器的輸出驅(qū)動等問題;機器人的編程采用圖形化語言，圖形直觀易懂，編程簡單易學(xué);而且機器人也是目前學(xué)生的興趣點所在，極易激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。事實也證明，學(xué)生對這個實驗平臺非常感興趣，讓機器人按照自己的設(shè)想動作，成為他們在這門課中的最重要的目標(biāo)，以致很多同學(xué)廢寢忘食的進(jìn)行著機器人的設(shè)計和調(diào)試。1．2設(shè)置合理有趣的教學(xué)內(nèi)容。本課程目的讓學(xué)生在搭建機器人的過程中，使學(xué)生建立起工程項目的概念，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，更加明確后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課的學(xué)習(xí)目的。因此，課程內(nèi)容的設(shè)置上沒有把重點放在某幾個傳感器的工作原理，或控制器的編程這些具體而繁雜的內(nèi)容上，而是從工程項目整體出發(fā)設(shè)計課程內(nèi)容，著重培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力，并在此過程中，推動學(xué)生建立創(chuàng)新意識。我們把48個課時的課程分成三個主題，每個主題又由知識講解、動手實踐、小競賽和總結(jié)四個環(huán)節(jié)構(gòu)成，具體安排如表1所示。授課過程中，根據(jù)學(xué)生的實際情況，各個傳感器的工作原理不必講得很透徹，而是夠用即可，主要讓學(xué)生在動手實踐中加深領(lǐng)會和貫通。然后通過一個個小競賽激發(fā)出學(xué)生內(nèi)心的好勝心和求知欲，使其主動探索各個元器件的最大化使用方法。最后的總結(jié)對于學(xué)生學(xué)習(xí)的升華非常關(guān)鍵，通過聆聽別人的想法和做法，對比自己的方案，自我總結(jié)自己在哪些方面還可以做更好的改進(jìn)，從而迸發(fā)出新的思維火花。很多學(xué)生就是在后面的競賽中借鑒別人的成功經(jīng)驗而使得自己的設(shè)計更完美。1．3改革傳統(tǒng)教學(xué)方式。合理、恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式是課程教學(xué)成功的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的教學(xué)方式是教師在課堂上傳授知識，學(xué)生的課堂參與度不高，難以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識的效果［6］。我們本著夠用即可的原則，減少理論知識的講解，讓學(xué)生采取團隊合作的方式去學(xué)習(xí)，去由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)。1)團隊合作許多創(chuàng)新不是個人單打獨斗就能實現(xiàn)的，它需要一個團隊的共同努力［7］。團隊合作是未來社會至關(guān)重要的技能之一。在本課程的教學(xué)中，我們將學(xué)生每四人分成一個組，每組成員在一起共同學(xué)習(xí)，共同設(shè)計實施自己組的機器人。在共同學(xué)習(xí)中，組員之間相互取長補短，查漏補缺，增加個人的知識積累，填補個人的知識漏洞;在共同設(shè)計實施機器人中，各小組自行根據(jù)各自組員的特長決定每人負(fù)責(zé)的工作內(nèi)容，然后通過組員間的通力合作共同完成競賽考核。這樣的教學(xué)方式，盡管縮短了教師講授知識的時間，但學(xué)生的學(xué)習(xí)沒有打折扣，反倒因?qū)W生之間這種平輩的交流，使得學(xué)習(xí)的氣氛更加輕松愉悅，使得內(nèi)向的學(xué)生更易吸收知識;學(xué)生之間對競賽細(xì)節(jié)的反復(fù)討論、推敲使得他們對知識的理解更加透徹;同學(xué)的陪伴和支撐也使得一個個新奇有效地點子出現(xiàn)在他們的作品中。2)主動學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)教學(xué)的被動學(xué)習(xí)不同，本門課程中采取兩種方式引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。一是留有充足的時間讓學(xué)生自己動手實踐，在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，進(jìn)而掌握知識。如在循跡小車的實驗中，學(xué)生們就發(fā)現(xiàn)按照提供的范例，小車無法沿直線前進(jìn)，這是產(chǎn)品本身的缺陷造成的，但學(xué)生們經(jīng)反復(fù)實驗后采取調(diào)整兩側(cè)輪子的速度差的方法，解決了這個問題;二是通過競賽進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識創(chuàng)造性地解決問題，讓外在的知識轉(zhuǎn)化為學(xué)生自身內(nèi)在的能力。很多學(xué)生在高漲的熱情支撐下，下課后仍繼續(xù)學(xué)習(xí)，繼續(xù)實踐。還有的學(xué)生設(shè)計的機器人達(dá)到要求后，又受其他組的啟發(fā)，繼續(xù)改進(jìn)自己組的作品，以使其更加完善。1．4設(shè)立新的考核機制。課程考核機制的設(shè)置是否合理直接關(guān)系到能否提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，是課程教學(xué)成功與否的關(guān)鍵［6］。傳統(tǒng)的考核方式多以考試為主，以交報告為輔。我們設(shè)計了一種全新的考核方式，通過這種新的考核方式引導(dǎo)學(xué)生積極投入到本課程的學(xué)習(xí)和實踐中，推動他們以團結(jié)協(xié)作的方式，以創(chuàng)新的方式完成課程中提出的任務(wù)。具體評分標(biāo)準(zhǔn)為每位學(xué)生的最終成績包含兩部分:小組成績(占45%)和個人成績(占55%)。小組成績由三次競賽成績和規(guī)定任務(wù)完成情況構(gòu)成:每次競賽成績各占總成績的10%;規(guī)定任務(wù)占總成績的15%。而個人成績則由平時成績(15%)、實訓(xùn)報告(20%)和組員互評(20%)組成:平時成績由教師根據(jù)學(xué)生出勤情況給出;實訓(xùn)報告由教師根據(jù)學(xué)生課程結(jié)束時提交的報告給分;組員互評由每組4名學(xué)生根據(jù)組員在組中的貢獻(xiàn)給出，最終取4個成績的平均值。此外，我們還設(shè)置一項加分項，即創(chuàng)新創(chuàng)意項，即如果某組的作品雖然速度可能不是最快的，但是教師和學(xué)生共同認(rèn)定其最有創(chuàng)新創(chuàng)意，則該小組可獲得額外10分加分。這套評分機制一經(jīng)公布，讓那些想偷懶的學(xué)生打消了偷懶的念頭，讓那些想應(yīng)付的學(xué)生也在其他組員的推動下積極投入設(shè)計和實踐中。更重要的是，產(chǎn)品的創(chuàng)新可獲得額外加分，也激發(fā)了學(xué)生們的創(chuàng)新熱情，而不是照搬教程的范例。

2創(chuàng)新性培養(yǎng)成果

有需求才有創(chuàng)新，課程中我們設(shè)計用競賽的方式創(chuàng)造出需求———讓學(xué)生運用實驗平臺提供的所有器材，完成競賽任務(wù)。學(xué)生在這種需求的驅(qū)動下，通過主動學(xué)習(xí)，開動腦筋，也確實呈現(xiàn)出了很多讓人意想不到的好方法，好創(chuàng)意。如同樣的走迷宮機器人，幾乎每組所選擇的傳感器都不完全一致，外部機械構(gòu)造也不一樣。某小組采用機械構(gòu)造的創(chuàng)新來實現(xiàn)避障，而另一小組則完全采用算法創(chuàng)新進(jìn)行避障。還有一組結(jié)合多傳感器做到全自動避障，可以完全不考慮迷宮的復(fù)雜度。而在取物機器人的設(shè)計中，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)范例中的機器人手爪太長，影響機器人行進(jìn)中的平衡，于是自己設(shè)計合適的手爪;而為了達(dá)到機器人速度與取物的穩(wěn)定性之間的平衡，有的組采用輪式機器人，有的組采用履帶式機器人，總之每組的機器人外形上各不相同，但都能完成規(guī)定的競賽任務(wù)。圖1示出學(xué)生的一些作品。

3教學(xué)中出現(xiàn)的問題

創(chuàng)新性培養(yǎng)在“一級項目(測控系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)I)”這門課程取得了教學(xué)上的成功和學(xué)生們的認(rèn)可。課程結(jié)束后，我們要求學(xué)生在實踐總結(jié)中對本課程提出意見和建議，也對學(xué)生發(fā)放了滿意度調(diào)查表，從學(xué)生的反饋來看，整個教學(xué)過程中主要存在如下一些問題:(1)教師人數(shù)不足。這門課學(xué)生40人，安排一個主講教師，兩個輔助教師。但相對于課程飽滿的任務(wù)，教師人數(shù)稍顯不足。而教師人數(shù)的不足，導(dǎo)致不能及時對學(xué)生的問題給予解答，不能及時判斷學(xué)生們的創(chuàng)新思維是否可行，是否合理，進(jìn)而使有些小組的競賽方案出現(xiàn)明顯的不合理，但沒能及時修正。此外，由于學(xué)生們的熱情高漲，教師不得不在課余時間依然留在實驗室陪伴自愿“加班”的學(xué)生，以確保實驗儀器不丟失。因此，筆者強烈建議這種課程再添加一些助教，來及時解答學(xué)生面對的問題，及時檢查學(xué)生的方案，和確保實驗儀器不丟失等。(2)競賽場地不規(guī)范。有些學(xué)生反饋競賽場地不規(guī)范，使得他們的競賽成績有差別。因此建議加大對競賽場地的資源投入，比如建造小型的固定的質(zhì)量好的競賽場地，而不是簡單的利用一些書籍和紙殼搭建出來的。課程進(jìn)入常規(guī)化運行后，會對實驗教具進(jìn)行統(tǒng)一制作以解決這個問題。(3)課時數(shù)不足。也許是機器人這個課題太吸引學(xué)生啦，所以本課程使學(xué)生們很開心也很興奮，他們希望可以有更多的課時，可以學(xué)到更多的知識和技能，讓他們有更多的機會創(chuàng)新和創(chuàng)造屬于自己的設(shè)計或產(chǎn)品。所以大部分學(xué)生們在調(diào)查表中反映課時太少，希望增加本課程的課時。對這個問題我們的解決方案是引導(dǎo)學(xué)生后續(xù)多參加學(xué)生創(chuàng)新活動。

4結(jié)語

創(chuàng)新的一個重要來源就是實踐，因此實踐課和實踐教學(xué)被各大高校認(rèn)為是實現(xiàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)和團隊合作的重要途徑和具體實現(xiàn)的方法［8］。盡管我校2016級測控專業(yè)的實踐課———“一級項目(測控系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)I)”在實施中還存在著一些問題，但是不能否認(rèn)我們在該班進(jìn)行的創(chuàng)新性培養(yǎng)是成功的。此課程極大地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新熱情，在當(dāng)年的上海市和本校的大學(xué)生創(chuàng)新項目申報中，該班學(xué)生成功申請到15項項目。我們會根據(jù)學(xué)生們的滿意度調(diào)查表和反饋的意見建議來進(jìn)一步改進(jìn)后續(xù)實踐課程和其他年級的實踐課程安排。希望可以通過這種創(chuàng)新性的實踐課來主動培養(yǎng)學(xué)生們的創(chuàng)新性思維和主動學(xué)習(xí)以及團隊合作的能力，進(jìn)而為祖國培養(yǎng)更多的拔尖創(chuàng)新人才。

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作者:王素娟 張希靚 單位:上海第二工業(yè)大學(xué)