創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)模式研究

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摘要：結(jié)合學(xué)院人才培養(yǎng)實(shí)際，針對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力較弱的現(xiàn)狀，提出將電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽與創(chuàng)新型專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式相融合。從課程體系、教學(xué)方法、課程設(shè)計(jì)等方面分析和思考，以“競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)，逐層實(shí)施”來(lái)進(jìn)行人才培養(yǎng)模式的改革，進(jìn)一步加強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)效果，發(fā)揮師生的創(chuàng)新能力。事實(shí)證明，改革有助于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)及實(shí)踐能力的培養(yǎng)，學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力與教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)得到了提高。

關(guān)鍵詞：人才培養(yǎng)；創(chuàng)新能力；電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽；培養(yǎng)模式

1課程體系

電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽作為重要的學(xué)科競(jìng)賽之一，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，提高學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)的有效手段。參加這項(xiàng)競(jìng)賽，對(duì)學(xué)生的自我審辯思維、文獻(xiàn)查找、分析問(wèn)題角度、團(tuán)隊(duì)激勵(lì)與溝通、綜合動(dòng)手訓(xùn)練等方面有很好的鞭策作用。通過(guò)組織參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽及其校內(nèi)賽前選拔與培訓(xùn)，發(fā)現(xiàn)較多學(xué)生對(duì)于該類(lèi)命題式競(jìng)賽理解不透，感到無(wú)從下手，這也從側(cè)面檢驗(yàn)出學(xué)生平時(shí)對(duì)日常生活中許多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題缺少理解，當(dāng)競(jìng)賽題目拿到手后就無(wú)從下手，也說(shuō)明現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容和課程體系有待改革。例如：在平時(shí)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)及實(shí)訓(xùn)課中，只需要代碼跑跑、導(dǎo)線連連的情形太多，而為什么程序要這樣寫(xiě)、導(dǎo)線這樣連，以及導(dǎo)線怎樣連可以更高效等一些實(shí)質(zhì)性問(wèn)題沒(méi)在頭腦中思考過(guò)。平時(shí)教學(xué)中，自主設(shè)計(jì)、可以關(guān)聯(lián)各學(xué)科的綜合實(shí)驗(yàn)很少甚至沒(méi)有開(kāi)展過(guò)。針對(duì)這些問(wèn)題，我們對(duì)現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)類(lèi)課程體系進(jìn)行了一些調(diào)整和改革。從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力的角度出發(fā)，以“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字邏輯”、“單片機(jī)原理與應(yīng)用”、“嵌入式系統(tǒng)”4門(mén)課程組建創(chuàng)新應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)課程體系，系統(tǒng)研究以上課程各自的特點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法、相關(guān)性及知識(shí)銜接點(diǎn)，制訂一個(gè)結(jié)構(gòu)合理，層次漸進(jìn)的課程體系，由淺入深，使之符合學(xué)生學(xué)習(xí)的創(chuàng)新系列課程體系。其綜合型實(shí)驗(yàn)課實(shí)施計(jì)劃分為兩個(gè)階段。⑴教師互相備課：課程開(kāi)設(shè)前期，教師根據(jù)自己所帶課程、知識(shí)難易程度開(kāi)始教學(xué)進(jìn)程。⑵學(xué)生組團(tuán)實(shí)驗(yàn)：學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于綜合性實(shí)驗(yàn)難度和復(fù)雜性都較高，學(xué)生“強(qiáng)弱”搭配，協(xié)同完成實(shí)驗(yàn)課程。

2教學(xué)方法

從競(jìng)賽及學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力的角度出發(fā)，在總結(jié)課程體系內(nèi)這幾門(mén)課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，總結(jié)各門(mén)課程講授應(yīng)遵循的教學(xué)規(guī)律，歸納了以下幾種講授方法。2.1直觀型教學(xué)對(duì)于“模擬電子技術(shù)”這門(mén)課程，學(xué)生反映內(nèi)容抽象、缺乏感觀理解，可以首先對(duì)器件有個(gè)感性認(rèn)識(shí)；可通過(guò)組裝一臺(tái)晶體管收音機(jī)來(lái)使學(xué)生加深對(duì)元器件特性識(shí)別。在講授三種基本放大器時(shí)，在課堂上進(jìn)行典型演示性實(shí)驗(yàn)，選取家用電器電路中放大器的各種不同應(yīng)用。對(duì)于“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程，我們對(duì)往屆學(xué)生調(diào)查，結(jié)果普遍反映該門(mén)課程非常抽象，尤其是對(duì)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與寄存器原理、功用與應(yīng)用覺(jué)得難以琢磨和掌握。為此提出一些對(duì)應(yīng)的教學(xué)方法：如采用多媒體課件、參觀芯片制造廠、工程典型應(yīng)用簡(jiǎn)介等。在一開(kāi)始介入這門(mén)課時(shí)，先用一個(gè)平衡車(chē)作為應(yīng)用實(shí)例介紹給學(xué)生，讓學(xué)生能對(duì)單片機(jī)如何采集傳感器數(shù)據(jù)從而控制平衡產(chǎn)生興趣；在講授單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，通過(guò)循環(huán)點(diǎn)亮發(fā)光二極管并介紹keil軟件使用，顯示CPU內(nèi)部寄存器觀察窗和變量窗，使學(xué)生方便、快捷的觀察，以激發(fā)他們學(xué)習(xí)該課程的積極性。2.2多媒體教學(xué)根據(jù)這幾門(mén)專(zhuān)業(yè)課程不同特點(diǎn)及相似程度，可采用多種教學(xué)方式，如“單片機(jī)原理與應(yīng)用”、“嵌入式系統(tǒng)”等實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，可利用已有的優(yōu)秀課件及網(wǎng)上豐富的資源，進(jìn)行一些效果的展示，也可根據(jù)課程實(shí)際自制一些視頻，如計(jì)時(shí)器的模擬運(yùn)行，可采用keilc51與Proteus聯(lián)合調(diào)試，以加深學(xué)生對(duì)于相關(guān)程序的理解。2.3應(yīng)用性教學(xué)為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課的主動(dòng)性和自覺(jué)性，也使所講內(nèi)容與工程實(shí)際及競(jìng)賽緊密結(jié)合，以可采取應(yīng)用性教學(xué)方式。如“嵌入式系統(tǒng)”這門(mén)課程中，在講到速度控制時(shí)，編寫(xiě)了一個(gè)上位機(jī)控制的實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)軟件，并結(jié)合15屆電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中“多旋翼自主飛行器”題型，要求學(xué)生對(duì)飛控系統(tǒng)進(jìn)一步完善和提高，收到了比較理想的教學(xué)效果。

3課程實(shí)驗(yàn)改革

實(shí)驗(yàn)課開(kāi)設(shè)的目的，是希望彌補(bǔ)理論教學(xué)的不足及加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深入掌握。實(shí)驗(yàn)一般為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)兩種，前者是依據(jù)教學(xué)大綱要求而預(yù)先設(shè)計(jì)，要求學(xué)生運(yùn)用已知的方法和步驟進(jìn)行操作即可，但這樣做不利于學(xué)生思維的自由發(fā)揮和拓展眼界。而綜合性實(shí)驗(yàn)要求較高，需要學(xué)生自行按照所學(xué)知識(shí)，逐步思考，綜合練習(xí)多個(gè)知識(shí)點(diǎn)來(lái)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，具有較高的挑戰(zhàn)性，可激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神是非常有利的。實(shí)驗(yàn)課是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要平臺(tái)，必須讓學(xué)生的實(shí)踐課學(xué)有所獲，實(shí)踐課需從以下幾方面來(lái)完善。

3.1硬件建設(shè)

隨著教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入的不斷加大，學(xué)校也加大了對(duì)實(shí)驗(yàn)室的投入，改善了實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)條件，建設(shè)充實(shí)了物聯(lián)網(wǎng)與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，新建了工程實(shí)訓(xùn)基地、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)及過(guò)程控制實(shí)訓(xùn)基地，并配備了40臺(tái)套計(jì)算機(jī)及單物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，50臺(tái)套綜合傳感測(cè)試儀。

3.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法

從應(yīng)用能力及競(jìng)賽題目出發(fā)，有針對(duì)性的對(duì)課程體系內(nèi)一些實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行串聯(lián)，調(diào)整部分如下：將模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，數(shù)電實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)等系列教學(xué)、實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行整合與優(yōu)化，歸并為電子技術(shù)基礎(chǔ)工程實(shí)驗(yàn)、電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及物聯(lián)網(wǎng)信號(hào)采集與傳輸三大實(shí)驗(yàn)課程體系。這些改革使得學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有持續(xù)的掌握，對(duì)實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)進(jìn)行大關(guān)聯(lián)，把一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目合并，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜實(shí)踐工程問(wèn)題的能力。

3.3實(shí)驗(yàn)考核

實(shí)驗(yàn)考核是檢驗(yàn)學(xué)生階段性技能掌握情況的必要手段，為促使學(xué)生重視考核，特將考核設(shè)置與理論課一樣的位置和學(xué)分。考核時(shí)不僅僅看實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)學(xué)生如何做，出現(xiàn)哪些問(wèn)題是如何解決的都將作為考核成績(jī)的一部分。

4課程設(shè)計(jì)中重視實(shí)踐環(huán)節(jié)

實(shí)踐課程作為教育的重要組成部分，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力的培養(yǎng)具有不可替代的作用[3]。實(shí)踐課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，構(gòu)建理論聯(lián)系實(shí)際具有十分重要的意義。從培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力素質(zhì)出發(fā)，將科技競(jìng)賽中常用的概念、方法貫穿于實(shí)訓(xùn)和課程設(shè)計(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié)，改進(jìn)陳舊的課程設(shè)計(jì)方案，并且與相關(guān)企業(yè)聯(lián)合設(shè)置一些具有實(shí)際意義的實(shí)訓(xùn)方案，加強(qiáng)知識(shí)的綜合性應(yīng)用訓(xùn)練。讓學(xué)生最終建立起整體系統(tǒng)控制和對(duì)生活中遇到的問(wèn)題進(jìn)行概念化抽象，建立起模型，從而轉(zhuǎn)化為實(shí)際工程的理念，學(xué)會(huì)把多門(mén)學(xué)科知識(shí)來(lái)綜合應(yīng)用，從而為將來(lái)就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

5取得的效果

科技競(jìng)賽往往提示出一些具有現(xiàn)實(shí)意義的項(xiàng)目，所以我們積極鼓勵(lì)學(xué)生參與各種競(jìng)賽，使學(xué)生既能利用所學(xué)知識(shí)積極思考，也極大的提高了個(gè)人自信心,對(duì)周?chē)鷮W(xué)生起到很好的激勵(lì)效應(yīng)[4]。相關(guān)指導(dǎo)老師在指導(dǎo)學(xué)生的過(guò)程中相互學(xué)習(xí)，共同提高，知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的相互滲透和補(bǔ)充使得指導(dǎo)教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)也得到了提高，推動(dòng)了師資隊(duì)伍建設(shè)。在2018年，我院共組建三支代表隊(duì)，參加學(xué)生12人，由5名教師參加指導(dǎo)電子設(shè)計(jì)大賽，所有參賽隊(duì)全部獲獎(jiǎng)。

6結(jié)束語(yǔ)

本研究對(duì)現(xiàn)階段我院計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力弱的問(wèn)題，提出將科技競(jìng)賽與專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式緊密結(jié)合，從課程體系、教學(xué)方法、課程設(shè)計(jì)等方面分析和思考，進(jìn)一步加強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)效果，發(fā)揮師生的創(chuàng)新能力。事實(shí)證明，參加競(jìng)賽的學(xué)生競(jìng)爭(zhēng)力明顯提升，教師的專(zhuān)業(yè)能力與素質(zhì)也得到了提高。

作者：董錚 徐德剛 詹彬 金鑫 單位：湖北文理學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院 物理和電子工程學(xué)院