工科專業課教學中創新精神與實踐能力的培養

[摘要]確立了創新精神和實踐能力是工科學生培養重點的思想，提出了專業課教學及實踐環節中的幾點改革做法。

[關鍵詞]創新精神，實踐能力，教學改革。

[中圖分類號]G642.0[文獻標識碼]A[文章編號]1005-4634(2007)02-0162-03

20世紀末，我國政府在第三次全國教育工作會議上通過了“關于深化教育改革，全面推進素質教育的決定”，并指出素質教育要以德育教育為核心，以培養學生的創新精神和實踐能力為重點；有關專家在99工程教育國際學術研討會上進一步強調：適應21世紀的現代工程師要具有較強的創新和實踐能力[1]。因此，在高等工科院校深化教學改革，加強教法研究，培養有創新意識和實踐能力的高素質人才，成為十分緊迫的關鍵問題。本文擬結合工程專業的教學與實踐，提出幾點體會。

1拓寬教學內容，調整知識結構，強化創新基礎

學生所掌握的多方面知識是創新能力的基礎和源動力，知識面越廣，背景知識越淵博，觸類旁通的能力就越強 ，思維也愈活躍。就工程專業的學生而言，隨著經濟體制的變革和科學技術的發展，要求工程技術人員具備較為廣博的專業知識和較強的創造能力。而現在的工科大學生——未來工程技術人員的主體，還在接受相對獨立、專業面較窄、實驗手段滯后的傳統模式教育，而且這種矛盾日益突出，由此導致很多學生對自己所學專業難以準確定位，無法建立課程之間以及知識點之間相互聯系的完整體系，更不用說提出問題進行創造性思維。為此，結合“測控技術及儀器”工科專業學生的培養目標，根據教育部高等學校工科專業目錄調整精神，筆者重新制訂了培養計劃，調整教學內容， 增設了與本專業具有交叉領域的學科課程，如光學工程、數據通信、工程材料學、經濟與管理學等方面的相關必修及選修課程，為學生掌握多方面知識與應用技能提供條件。

另一方面，在調整教學內容的同時，注重引導學生健全知識體系，將各門課程以及其中相關知識的學習統一結合起來，建立完整的知識結構。采取的方法可以是專題講座、討論等形式，也可在課堂教學過程中根據具體內容多角度隨機進行，如講解某一知識點時與其它相關內容進行對照、比較，尋找相互關系，建立網絡知識結構。學生不是越學越凌亂、越抽象，而是越學越清晰、越直觀、越系統。這樣才有可能激發學生積極、主動地觀察、思考，并準確地提出問題。

2改革教學模式，加強教法研究，培養創新意識

教學模式屬于上層建筑的范疇，是受經濟基礎制約的。在市場經濟形成過程中，產生了一種新的經濟形式——知識經濟，這就要求知識以各種方式滲透加盟于經濟發展之中，而計劃經濟的產物——傳統的教學模式和教學方法必須進行改革。為此，新的教學模式應具有以下特點：以繼承、實踐、創新為基本功能；以學生為主體、教師為主導的基本形式；以培養具有主動創造知識、熟練掌握技術、積極促進經濟發展能力的人才為基本目的。具體內容如下：

1）教學模式的繼承、實踐、創新是相輔相成互相促進的，在工科專業教學中體現得尤為明顯。一般說來，繼承主要由課堂教學環節來完成，實踐主要通過實驗環節來完成，創新主要通過設計和科研環節來完成，三者缺一不可，構成一個完整的教學過程；

2）以學生為主體、教師為主導應體現在激發學生的求知欲望、積極創造性學習精神、聯系實際大膽質疑的學習態度。教師應采用啟發式教學方式，遵循問題由實際提出、理論由實踐導入的認識規律。對一些技術問題，采用現代化的教學手段譬如CAI課件，通過實驗、實例、系統運行及應用的演示圖片或動畫切入，代替大量枯燥、抽象的敘述過程，從而開闊學生的視野、啟發學生的思維并增強學習興趣。比如，在“數字信號處理”課程的多媒體教學過程中，為了使學生更好地理解采樣定理的物理意義，將采樣過程前后信號在時、頻域表現形式的變化，以動畫的形式進行演示和分析，不僅使學生產生了濃厚的興趣，而且使抽象的定理和概念易于理解了，因此在加大課堂教學信息量的同時，保證了教學效率與教學質量的同步提高；

3）學生的創新能力主要指學生創造性地運用已學過的知識生成新知識、解決新問題的能力，學生創新能力的培養是檢驗教學模式和教學方法成敗的主要指標。在工科專業教學過程中，要以促進經濟發展和生產力創造為主線，并貫穿教學、實驗、實習及科技活動的全過程。根據這一宗旨，燕山大學自動化儀表系根據教學計劃改革的要求更新及編寫了《微型計算機原理及應用》、《數字信號處理》等教材，教材在編寫過程中增加了課程相關領域的工程應用技術內容，同時規范了專業的實踐教學內容，改進了生產實習形式，把專業教學的各個環節、各個階段都統一到突出培養學生創新精神和實踐能力的主題上來，形成一種嚴謹、活潑、實效的教學模式和體系。

3改善實踐環節教學，提高實踐能力與綜合素質

實踐性教學環節是最直接、最活躍的素質教育環節，也是實施全面素質教育的關鍵。為此，除了在課堂教學中加強教學改革，培養創新精神以外，在實驗、課程設計、畢業設計以及課余學習等實踐環節中，采用先進教學方法及手段，對于學生的實踐能力與綜合素質的培養同樣重要。

1）打破傳統模式，使學生相對獨立地開展實踐。以往的實驗環節為教師全面設計指導、學生照樣模仿式實驗，實驗指導書通常寫的非常詳細，除了實驗目的、要求和注意事項外，還把實驗的原理圖、接線圖、實驗方法、步驟、記錄表以及儀器的選擇等一一列舉，而且在實驗進行時還有老師隨時幫助指點，必要時親自上陣，因此使學生產生了強烈的依賴心理，實踐動手及獨立思考能力的培養無從談起。其它如畢業設計、課程設計等實踐環節中也存在或輕或重的類似問題。因此，必須打破傳統模式，使學生相對獨立地開展實踐。教師在實踐環節之前只提出如目的、要求和注意事項等基本前提，給學生留有充分的空間去查閱資料、尋找答案、自行設計，提高其獨立解決問題的綜合能力，然后根據學生的不同設計方案在其設計過程中加以指導；對實驗中出現的問題和現象，應由指導教師啟發、引導，迫使學生丟掉依賴思想，自己動手解決問題，逐步提高學生的獨立思考和實踐能力；

2）為學生提供完備、開放、綜合的軟、硬件實驗室，使學生“自主實踐”。由于教學計劃安排的實踐學時有限，同時學生各自的知識掌握程度、實踐能力和興趣各不相同，不可能在有限的實踐環節內，得到適合個體的充分鍛煉。為此，在數字信號處理課程教學體系改革中，開發了基于網絡化的課程教學實驗平臺，為相關專業的老師和同學提供教學資源共享、網上學習系統、網上實驗室、網上答疑和教師學生交互系統等，方便學生在課余時間自主學習和實踐，或者加強薄弱環節，或者交流、探索有興趣的方向和領域。除此之外，該教學實驗平臺更為顯著的特點是，借助計算機仿真工具軟件及網絡服務功能，如Matlab等自行開發了“信號處理網絡化綜合實驗平臺”，其完備的實驗工具箱、智能化的交互環境，可以由學生自行設計實踐內容及題目，并通過Web服務器在線使用實驗平臺軟件，成為一個完備、開放的 “網絡化虛擬實驗室”，可為學生提供獨立設計、實踐的綜合實踐環節，把學過的理論知識與實驗內容聯系起來，培養分析、解決問題的能力和創新精神，從而得到綜合應用及實踐能力的鍛煉和培養。

創新精神與實踐能力的培養是一個長期的工作，是一個潛移默化的過程，需要在專業課教學過程的各個環節認真研究，層層貫徹，善于引出問題，培養創新意識，加強實踐技能，同時恰當地利用CAI等現代教學手段的優勢，營造創新環境，才能產生良好的效果，從而全面實施素質教育，培養適應21世紀的現代工程師。

參考文獻

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