開發(fā)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)創(chuàng)新人才

開發(fā)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)創(chuàng)新人才

1開發(fā)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的必要性實(shí)踐教育中，實(shí)踐教育占很大比例。以往的實(shí)踐教育主要基于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新人才有一定的局限性。因此，我們現(xiàn)在倡導(dǎo)建立全球項(xiàng)目的全面嘗試，相關(guān)國(guó)內(nèi)外教育專家和科學(xué)家也在這方面進(jìn)行了研究和討論。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新人才有多重要？以及如何發(fā)展全球設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來培訓(xùn)創(chuàng)新人才。2綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)發(fā)明創(chuàng)造都必須經(jīng)過實(shí)踐的試驗(yàn)、檢驗(yàn),而大部分的發(fā)明創(chuàng)造都出自于試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)的成果,所以實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)發(fā)明創(chuàng)造、創(chuàng)新人才的平臺(tái)。驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際,打好基礎(chǔ)有較好的幫助作用,但對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。要促進(jìn)創(chuàng)新能力、創(chuàng)新人才的培養(yǎng)就要讓學(xué)生多做一些綜合設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)。因?yàn)榫C合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是:所需知識(shí)多而且要綜合靈活應(yīng)用、設(shè)計(jì)技術(shù)高、實(shí)驗(yàn)難度大、數(shù)據(jù)處理較復(fù)雜,有一定的創(chuàng)新份量。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的積極進(jìn)取、勇于創(chuàng)新的奮斗精神,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)造能力,培養(yǎng)學(xué)生的吃苦耐勞、不畏艱險(xiǎn)的優(yōu)良品質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)、綜合運(yùn)用的技術(shù)能力,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的工作作風(fēng),培養(yǎng)了大學(xué)生的安裝調(diào)試、實(shí)踐應(yīng)用的動(dòng)手能力?？傊?綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是通過理論指導(dǎo)實(shí)踐,在實(shí)踐中培養(yǎng)創(chuàng)新能力、提高創(chuàng)新能力、鍛煉創(chuàng)新能力,對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新人才有很大的促進(jìn)作用。3綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的步驟不論是哪種學(xué)科在綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)人才的總目標(biāo)應(yīng)是一致的,而分目標(biāo)和開發(fā)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的模式及方法就可能各有差異,但大體上是一致的,開發(fā)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程如圖1所示。第1步:確定綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)創(chuàng)新人才的總目標(biāo)及分目標(biāo)。首先,應(yīng)明確培養(yǎng)的創(chuàng)新人才的總目標(biāo)是:能為社會(huì)主義祖國(guó)、為人民多做貢獻(xiàn)的“四有”創(chuàng)新人才,只有目標(biāo)遠(yuǎn)大,才能打好培養(yǎng)創(chuàng)新人才的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。結(jié)合總目標(biāo)、學(xué)科的發(fā)展方向、專業(yè)特點(diǎn)等制定出分目標(biāo),這個(gè)分目標(biāo)應(yīng)能使創(chuàng)新人才在本學(xué)科及相關(guān)學(xué)科方面掌握較高深的理論知識(shí),并能理論聯(lián)系實(shí)際,思想積極活躍、改革開放、大膽無畏、具有科學(xué)發(fā)展的創(chuàng)新想法、創(chuàng)新主意、創(chuàng)新立題,實(shí)踐中能做出創(chuàng)新設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新作品,為掌握本學(xué)科的理論和技術(shù)奠定更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),為本學(xué)科及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)!第2步:制定綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)計(jì)劃及實(shí)施計(jì)劃。根據(jù)總目標(biāo)及分目標(biāo)制定出具體詳盡的培養(yǎng)計(jì)劃和實(shí)施計(jì)劃,從培養(yǎng)模式、培養(yǎng)教材、培養(yǎng)方法、培養(yǎng)管理等方面去制定計(jì)劃,以期能實(shí)現(xiàn)分目標(biāo)和總目標(biāo)。第3步:確定開發(fā)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的模式、方法及管理辦法。根據(jù)上述制定的目標(biāo)及計(jì)劃確定綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的模式、方法及管理辦法。模式可以是個(gè)人開發(fā),也可以是集體開發(fā);可以是利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開發(fā),也可以在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,再稍為購置一些元器件、儀器儀表等器件的開發(fā);可以是本單位開發(fā),也可以橫向聯(lián)合多個(gè)單位開發(fā),或者由外單位開發(fā);可以由教師開發(fā),也可以作為學(xué)生研究計(jì)劃,教師指導(dǎo)學(xué)生去開發(fā),或者直接由研究生去開發(fā)等等。一般的方法是:按照培養(yǎng)目標(biāo)、計(jì)劃和模式,由開發(fā)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的小組成員討論、研究、制定、實(shí)施,具體方法見下面幾步。管理辦法上,一般應(yīng)向?qū)W校和學(xué)院申請(qǐng),經(jīng)同意后立項(xiàng)開發(fā),由項(xiàng)目主持人主持、項(xiàng)目小組成員研究開發(fā)。第4步:大量查找資料,確定綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的題目。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)、計(jì)劃和模式大量查找資料,確定題目的難易程度、涉及的知識(shí)面、包含的內(nèi)容、設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)、達(dá)到的性能、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求等等。第5步:研究、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、修改、完善綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。根據(jù)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的題目展開研究、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、修改、完善等工作,學(xué)習(xí)探索研究,綜合相關(guān)知識(shí),擇優(yōu)選擇設(shè)計(jì)方案,反復(fù)試驗(yàn)修改,分析數(shù)據(jù)結(jié)果,不斷循環(huán)往復(fù),最好還能準(zhǔn)備多種方案。第6步:編寫綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,并經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)。根據(jù)開發(fā)的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,該書并不是將選用的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和盤托出,而是讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)施綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書可以含有實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、需用器材與設(shè)備、設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)進(jìn)程等方面的內(nèi)容,開發(fā)者應(yīng)站在大學(xué)生的角度編寫綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,反復(fù)修改?？傊?該綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要能在目標(biāo)上、綜合設(shè)計(jì)上給大學(xué)生指明方向,引導(dǎo)他們最終按照要求自行設(shè)計(jì),并且能成功實(shí)施完成。第7步:應(yīng)用綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。最后將開發(fā)出的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)施在大學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課或創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中,通過學(xué)生進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的效果,驗(yàn)證所開發(fā)的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的效果,若達(dá)不到預(yù)期效果和目的,則重復(fù)上述的進(jìn)程、方法、或者再選擇更好的方法,直至達(dá)到預(yù)期的效果和目的。4自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)的開發(fā)具體介紹2個(gè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)創(chuàng)新人才中的開發(fā)應(yīng)用實(shí)例。(1)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開發(fā)應(yīng)用。根據(jù)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)這個(gè)學(xué)科的發(fā)展方向、專業(yè)特點(diǎn),應(yīng)是自動(dòng)檢測(cè)信息的技術(shù)較先進(jìn)、線性化程度高、靈敏準(zhǔn)確、高精度地進(jìn)行檢測(cè)、處理各種信息和數(shù)據(jù),為此,培養(yǎng)這個(gè)學(xué)科的創(chuàng)新人才必需是具有上述各方面理論水平較高、設(shè)計(jì)能力較強(qiáng)的創(chuàng)新人才。依此目標(biāo),申請(qǐng)了華南理工大學(xué)“自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和開發(fā)”的教學(xué)研究項(xiàng)目,這個(gè)教研小組由副院長(zhǎng)、教授、博士生導(dǎo)師、擔(dān)任“自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)”這門校級(jí)精品課程的教授領(lǐng)頭,一名擔(dān)任“自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)”課和“高級(jí)算法語言(C語言)”實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)教師、工程師和一名擔(dān)任“控制儀表技術(shù)實(shí)驗(yàn)”課和“過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)”課的指導(dǎo)教師、實(shí)驗(yàn)師組成,知識(shí)層次和能力程度等配備比較合理。按照第二點(diǎn)所述的方法開發(fā)出4個(gè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),分別是:“二種傳感器組合式壓力測(cè)量實(shí)驗(yàn)”、“用磁電式傳感器設(shè)計(jì)地震測(cè)量?jī)x”、“非接觸式金屬物體線徑測(cè)量?jī)x”、“設(shè)計(jì)數(shù)字體溫計(jì)”,編寫了這4個(gè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,并應(yīng)用在自動(dòng)化專業(yè)的大學(xué)本科生的“自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)”課中,提前2~3周布置題目,本科生按照設(shè)計(jì)要求自行設(shè)計(jì)出綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),并在2節(jié)實(shí)驗(yàn)課的考核中實(shí)驗(yàn)成功,還整理編寫出較高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,其中考核情況是:成績(jī)≥90分的占45%。成績(jī)?cè)?9~80分的占47%,成績(jī)?cè)?9~70分的占8%,驗(yàn)證了這些綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開發(fā)的成功。(2)高級(jí)算法語言C/C++語言綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開發(fā)應(yīng)用。學(xué)習(xí)高級(jí)算法語言C/C++語言的最終目的是運(yùn)用該語言設(shè)計(jì)開發(fā)應(yīng)用軟件,而且要開發(fā)出優(yōu)質(zhì)高效、安全可靠、可讀性好、可維護(hù)性好、可移植性好、使用方便的綜合應(yīng)用軟件,所以,這個(gè)學(xué)科應(yīng)朝著這個(gè)方向去培養(yǎng)創(chuàng)新人才。由任“高級(jí)算法語言(C語言)”實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師主持、研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)和實(shí)施了11類的高級(jí)算法語言C/C++語言綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),例如有:“自動(dòng)電鍍生產(chǎn)線的簡(jiǎn)單生產(chǎn)工序操作控制軟件”、“簡(jiǎn)單圖書館借書、還書管理軟件”、“學(xué)生成績(jī)管理軟件”、“編制課程表軟件”等,并安排在最后一次實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行考核,提前2~3周布置題目,讓本科生自愿組成學(xué)習(xí)小組,但每個(gè)組員均獨(dú)立設(shè)計(jì)開發(fā)1個(gè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),不能互相抄襲,最后將調(diào)試運(yùn)行成功的較大型的軟件在2節(jié)課中考核,首先由指導(dǎo)教師進(jìn)行機(jī)上運(yùn)行考查,然后進(jìn)行口試、結(jié)合寫出的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告,綜合評(píng)定成績(jī),最后以30%的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)考核分?jǐn)?shù)計(jì)入“高級(jí)算法語言(C語言)”實(shí)驗(yàn)總分中,這類綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的考核情況是:成績(jī)≥90分的占16.4%。成績(jī)?cè)?9~80分的占38.8%,成績(jī)?cè)?9~70分的占36.3%,成績(jī)?cè)?9~60分的占6%,成績(jī)不合格的占2.5%,也驗(yàn)證了這類綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開發(fā)成功。5