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

摘要:本文以我校2016級(jí)測(cè)控專(zhuān)業(yè)學(xué)生的實(shí)踐課———“一級(jí)項(xiàng)目(測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)I)”為例，闡述了利用實(shí)踐課對(duì)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(guò)選擇合適的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和教學(xué)內(nèi)容，采取創(chuàng)新的教學(xué)方式和考核機(jī)制引導(dǎo)、推動(dòng)學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)新等。文中還總結(jié)了教學(xué)過(guò)程中遇到的一些問(wèn)題，希望通過(guò)這些問(wèn)題的改進(jìn)使設(shè)計(jì)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(shí)踐課;教學(xué)方式

創(chuàng)新是社會(huì)進(jìn)步和人類(lèi)發(fā)展的基礎(chǔ)［1］。中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)需要?jiǎng)?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(wèn)題［2］。實(shí)踐教學(xué)是高校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效手段。近年來(lái)，各高校圍繞大學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在實(shí)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(shí)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(cè)控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)更是大力推進(jìn)創(chuàng)新性培養(yǎng)在實(shí)踐課教學(xué)中的應(yīng)用。其在2016級(jí)測(cè)控專(zhuān)業(yè)學(xué)生的實(shí)踐課———“一級(jí)項(xiàng)目(測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)I)”中，圍繞學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的建立和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對(duì)教學(xué)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，獲得學(xué)生的肯定和好評(píng)。

1創(chuàng)新性培養(yǎng)措施

“一級(jí)項(xiàng)目(測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)I)”是測(cè)控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)的一級(jí)項(xiàng)目課程之一，其教學(xué)對(duì)象為該專(zhuān)業(yè)一年級(jí)學(xué)生，教學(xué)時(shí)間安排在一年級(jí)的夏季學(xué)期，此時(shí)學(xué)生已進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)了兩個(gè)學(xué)期，但學(xué)習(xí)的都是通識(shí)課程，還未接觸專(zhuān)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(shí)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)平臺(tái)、課程內(nèi)容、教學(xué)方式、考核機(jī)制幾個(gè)方面進(jìn)行了特別設(shè)計(jì)。1．1選擇合適的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。測(cè)控系統(tǒng)是既“測(cè)”又“控”的系統(tǒng)，依據(jù)被控對(duì)象被控參數(shù)的檢測(cè)結(jié)果，按照人們預(yù)期的目標(biāo)對(duì)被控對(duì)象實(shí)施控制［5］。測(cè)控系統(tǒng)非常多，小到基于單片機(jī)的測(cè)溫儀，大到包含若干測(cè)控站(包括必要的測(cè)量船和測(cè)控飛機(jī))和一個(gè)測(cè)控中心組成的，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)接而構(gòu)成的航天測(cè)控網(wǎng)，都是測(cè)控系統(tǒng)。而對(duì)沒(méi)有接觸到測(cè)控專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)生，選擇合適的測(cè)控系統(tǒng)作為其實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，就尤其重要。這個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)要求既能讓學(xué)生對(duì)測(cè)控系統(tǒng)有所認(rèn)識(shí)，又能讓學(xué)生有實(shí)際動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，而不是因?qū)I(yè)知識(shí)的缺乏而無(wú)從下手。基于此，我們選擇了積木式機(jī)器人套件作為本課程的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。機(jī)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(gè)個(gè)整體，做成積木，直接通過(guò)連接線相連就可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞，而不用再考慮傳感器信號(hào)的濾波、放大、整形，控制器的輸出驅(qū)動(dòng)等問(wèn)題;機(jī)器人的編程采用圖形化語(yǔ)言，圖形直觀易懂，編程簡(jiǎn)單易學(xué);而且機(jī)器人也是目前學(xué)生的興趣點(diǎn)所在，極易激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。事實(shí)也證明，學(xué)生對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)非常感興趣，讓機(jī)器人按照自己的設(shè)想動(dòng)作，成為他們?cè)谶@門(mén)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(jī)器人的設(shè)計(jì)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(jī)器人的過(guò)程中，使學(xué)生建立起工程項(xiàng)目的概念，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，更加明確后續(xù)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)目的。因此，課程內(nèi)容的設(shè)置上沒(méi)有把重點(diǎn)放在某幾個(gè)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(xiàng)目整體出發(fā)設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，著重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，并在此過(guò)程中，推動(dòng)學(xué)生建立創(chuàng)新意識(shí)。我們把48個(gè)課時(shí)的課程分成三個(gè)主題，每個(gè)主題又由知識(shí)講解、動(dòng)手實(shí)踐、小競(jìng)賽和總結(jié)四個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成，具體安排如表1所示。授課過(guò)程中，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，各個(gè)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(dòng)手實(shí)踐中加深領(lǐng)會(huì)和貫通。然后通過(guò)一個(gè)個(gè)小競(jìng)賽激發(fā)出學(xué)生內(nèi)心的好勝心和求知欲，使其主動(dòng)探索各個(gè)元器件的最大化使用方法。最后的總結(jié)對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)的升華非常關(guān)鍵，通過(guò)聆聽(tīng)別人的想法和做法，對(duì)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(jìng)賽中借鑒別人的成功經(jīng)驗(yàn)而使得自己的設(shè)計(jì)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(shí)，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(shí)的效果［6］。我們本著夠用即可的原則，減少理論知識(shí)的講解，讓學(xué)生采取團(tuán)隊(duì)合作的方式去學(xué)習(xí)，去由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。1)團(tuán)隊(duì)合作許多創(chuàng)新不是個(gè)人單打獨(dú)斗就能實(shí)現(xiàn)的，它需要一個(gè)團(tuán)隊(duì)的共同努力［7］。團(tuán)隊(duì)合作是未來(lái)社會(huì)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(gè)組，每組成員在一起共同學(xué)習(xí)，共同設(shè)計(jì)實(shí)施自己組的機(jī)器人。在共同學(xué)習(xí)中，組員之間相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，查漏補(bǔ)缺，增加個(gè)人的知識(shí)積累，填補(bǔ)個(gè)人的知識(shí)漏洞;在共同設(shè)計(jì)實(shí)施機(jī)器人中，各小組自行根據(jù)各自組員的特長(zhǎng)決定每人負(fù)責(zé)的工作內(nèi)容，然后通過(guò)組員間的通力合作共同完成競(jìng)賽考核。這樣的教學(xué)方式，盡管縮短了教師講授知識(shí)的時(shí)間，但學(xué)生的學(xué)習(xí)沒(méi)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(shí);學(xué)生之間對(duì)競(jìng)賽細(xì)節(jié)的反復(fù)討論、推敲使得他們對(duì)知識(shí)的理解更加透徹;同學(xué)的陪伴和支撐也使得一個(gè)個(gè)新奇有效地點(diǎn)子出現(xiàn)在他們的作品中。2)主動(dòng)學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)教學(xué)的被動(dòng)學(xué)習(xí)不同，本門(mén)課程中采取兩種方式引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。一是留有充足的時(shí)間讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，進(jìn)而掌握知識(shí)。如在循跡小車(chē)的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生們就發(fā)現(xiàn)按照提供的范例，小車(chē)無(wú)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(shí)驗(yàn)后采取調(diào)整兩側(cè)輪子的速度差的方法，解決了這個(gè)問(wèn)題;二是通過(guò)競(jìng)賽進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)創(chuàng)造性地解決問(wèn)題，讓外在的知識(shí)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(shí)踐。還有的學(xué)生設(shè)計(jì)的機(jī)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(jī)制。課程考核機(jī)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(dòng)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(bào)告為輔。我們?cè)O(shè)計(jì)了一種全新的考核方式，通過(guò)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(shí)踐中，推動(dòng)他們以團(tuán)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(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為每位學(xué)生的最終成績(jī)包含兩部分:小組成績(jī)(占45%)和個(gè)人成績(jī)(占55%)。小組成績(jī)由三次競(jìng)賽成績(jī)和規(guī)定任務(wù)完成情況構(gòu)成:每次競(jìng)賽成績(jī)各占總成績(jī)的10%;規(guī)定任務(wù)占總成績(jī)的15%。而個(gè)人成績(jī)則由平時(shí)成績(jī)(15%)、實(shí)訓(xùn)報(bào)告(20%)和組員互評(píng)(20%)組成:平時(shí)成績(jī)由教師根據(jù)學(xué)生出勤情況給出;實(shí)訓(xùn)報(bào)告由教師根據(jù)學(xué)生課程結(jié)束時(shí)提交的報(bào)告給分;組員互評(píng)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(gè)成績(jī)的平均值。此外，我們還設(shè)置一項(xiàng)加分項(xiàng)，即創(chuàng)新創(chuàng)意項(xiàng)，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(píng)分機(jī)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(dòng)下積極投入設(shè)計(jì)和實(shí)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?cè)O(shè)計(jì)用競(jìng)賽的方式創(chuàng)造出需求———讓學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的所有器材，完成競(jìng)賽任務(wù)。學(xué)生在這種需求的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)主動(dòng)學(xué)習(xí)，開(kāi)動(dòng)腦筋，也確實(shí)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(jī)器人，幾乎每組所選擇的傳感器都不完全一致，外部機(jī)械構(gòu)造也不一樣。某小組采用機(jī)械構(gòu)造的創(chuàng)新來(lái)實(shí)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(dòng)避障，可以完全不考慮迷宮的復(fù)雜度。而在取物機(jī)器人的設(shè)計(jì)中，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)范例中的機(jī)器人手爪太長(zhǎng)，影響機(jī)器人行進(jìn)中的平衡，于是自己設(shè)計(jì)合適的手爪;而為了達(dá)到機(jī)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(jī)器人，有的組采用履帶式機(jī)器人，總之每組的機(jī)器人外形上各不相同，但都能完成規(guī)定的競(jìng)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(wèn)題

創(chuàng)新性培養(yǎng)在“一級(jí)項(xiàng)目(測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)I)”這門(mén)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(shí)踐總結(jié)中對(duì)本課程提出意見(jiàn)和建議，也對(duì)學(xué)生發(fā)放了滿(mǎn)意度調(diào)查表，從學(xué)生的反饋來(lái)看，整個(gè)教學(xué)過(guò)程中主要存在如下一些問(wèn)題:(1)教師人數(shù)不足。這門(mén)課學(xué)生40人，安排一個(gè)主講教師，兩個(gè)輔助教師。但相對(duì)于課程飽滿(mǎn)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(shí)對(duì)學(xué)生的問(wèn)題給予解答，不能及時(shí)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(jìng)賽方案出現(xiàn)明顯的不合理，但沒(méi)能及時(shí)修正。此外，由于學(xué)生們的熱情高漲，教師不得不在課余時(shí)間依然留在實(shí)驗(yàn)室陪伴自愿“加班”的學(xué)生，以確保實(shí)驗(yàn)儀器不丟失。因此，筆者強(qiáng)烈建議這種課程再添加一些助教，來(lái)及時(shí)解答學(xué)生面對(duì)的問(wèn)題，及時(shí)檢查學(xué)生的方案，和確保實(shí)驗(yàn)儀器不丟失等。(2)競(jìng)賽場(chǎng)地不規(guī)范。有些學(xué)生反饋競(jìng)賽場(chǎng)地不規(guī)范，使得他們的競(jìng)賽成績(jī)有差別。因此建議加大對(duì)競(jìng)賽場(chǎng)地的資源投入，比如建造小型的固定的質(zhì)量好的競(jìng)賽場(chǎng)地，而不是簡(jiǎn)單的利用一些書(shū)籍和紙殼搭建出來(lái)的。課程進(jìn)入常規(guī)化運(yùn)行后，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)教具進(jìn)行統(tǒng)一制作以解決這個(gè)問(wèn)題。(3)課時(shí)數(shù)不足。也許是機(jī)器人這個(gè)課題太吸引學(xué)生啦，所以本課程使學(xué)生們很開(kāi)心也很興奮，他們希望可以有更多的課時(shí)，可以學(xué)到更多的知識(shí)和技能，讓他們有更多的機(jī)會(huì)創(chuàng)新和創(chuàng)造屬于自己的設(shè)計(jì)或產(chǎn)品。所以大部分學(xué)生們?cè)谡{(diào)查表中反映課時(shí)太少，希望增加本課程的課時(shí)。對(duì)這個(gè)問(wèn)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(dòng)。

4結(jié)語(yǔ)

創(chuàng)新的一個(gè)重要來(lái)源就是實(shí)踐，因此實(shí)踐課和實(shí)踐教學(xué)被各大高校認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)合作的重要途徑和具體實(shí)現(xiàn)的方法［8］。盡管我校2016級(jí)測(cè)控專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐課———“一級(jí)項(xiàng)目(測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)I)”在實(shí)施中還存在著一些問(wèn)題，但是不能否認(rèn)我們?cè)谠摪噙M(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(xiàng)目申報(bào)中，該班學(xué)生成功申請(qǐng)到15項(xiàng)項(xiàng)目。我們會(huì)根據(jù)學(xué)生們的滿(mǎn)意度調(diào)查表和反饋的意見(jiàn)建議來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)后續(xù)實(shí)踐課程和其他年級(jí)的實(shí)踐課程安排。希望可以通過(guò)這種創(chuàng)新性的實(shí)踐課來(lái)主動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生們的創(chuàng)新性思維和主動(dòng)學(xué)習(xí)以及團(tuán)隊(duì)合作的能力，進(jìn)而為祖國(guó)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)