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摘要:创新精神和实践能力的培养是大学生素质教育的重要部分。作為理工科大学生创新实践能力培养的重要平台,低年级的大学基础实践性课程的地位和作用没有得到应有的重视。这类课程除了传授基本实验方法,进行测量技术训练的基本任务外,应该为学生提供综合性、设计性、创造性比较强的实践环境。基于这个目标,本文从优化课程知识结构,改革教学模式两个方面提出了切实可行的改革方案。
关键词:创新实践;理工科;实践性课程
中图分类号:G640 文献标识码:A
文章编号:1009-0118(2012)09-0013-02
一、引言
在科学技术突飞猛进的今天,社会的发展将越来越依赖于知识创新的能力,需要有一大批具有创新能力的人才在社会发展中发挥关键作用。因此作为社会生产重要人才支柱的大学生,强调培养其创新实践能力是知识经济发展的必然要求。创新精神和实践能力是大学生素质教育的重要部分。
在完成了中学阶段的学习此后,学生一方面掌握了扎实的数、理、化、史、地、生基础知识,这一点甚至在全球处于领先,但是另一方面,在高考为导向的应试教育模式下,对知识的真正灵活运用和思维的活跃程度却处于较低水平,绝大多数学生已经养成了自身的思维惯性。进入大学后,进入到了一个全新的体系,学生有更多的时间去独立思考,本身的知识也更加完善,感性认识与理性认识能力都有很大的提升。因此大学是人才创新实践能力培养的最重要阵地。特别是低年级阶段,这是学生的学习方法和思维模式转变的最佳时机,也是最关键时机,这个阶段的培养将在极大程度上影响大学生的综合素质,尤其是创新实践的能力。
大学生创新实践能力的培养日益受到人们的重视[1,2]。一名理工科大学的通常培养方案是从低年级的数学、物理等基础课程到高年级的专业基础课程、专业课程。其中在每一个阶段都包含理论课程和实践课程,其中实践环节正是大学生创新实践能力培养的主要阵地。但是,目前的理工科大学生培养方案中,高年级的专业课程设计、毕业论文以及社会实践环节与学生的专业相关性较强,所以其在学生创新实践能力培养方面的作用往往得到教育者的重视;而低年级的大学基础理论和实践性课程,其主要的功能与目标被定位于为高年级的课程打下坚实的基础知识和培养基本的实验技能。特别是基础实践性课程(如:大学物理实验)在传统教育模式下往往处于从属地位,其在大学生创新实践能力培养方面的巨大潜在作用被忽视。
如果在低年级阶段没有通过有效的手段激发大学生的创新思维和热情,甚至形成思维惯性和惰性,就势必会影响到将来专业知识的综合运用和未来的个人发展。事实上,具有独立完整知识体系的大学基础实践性课程具有包含知识面宽,教学方式灵活等很多很多优势。因此,合理利用有限的基础教育时间和资源,在大学生进入大学后最早接触的到的基础实践性课程中,积极优化课程内容和教学模式,从低年级开始注重培养学生的创新实践能力对大学生的个人素质培养具有重要意义。
二、现状分析
近年来,许多高校的针对理工科大学生的培养方案已经针对大学生创新实践能力培养做出了积极调整,主要体现在:(1)重视了专业课的课程设计环节;(2)组织参观学习和社会实践;(3)提供大学生课外科技活动平台。专业课的课程设计在很大程度上对培养学生运用所学知识的能力,但是主要对象是高年级的学生。社会实践和参观学习对开阔眼界起到了积极作用,但是由于目前社会经济高速发展,各企业单位的对于生产效率特别重视,很多单位不愿意接收参观和实习,这就导致了该环节的质量和数量呈现萎缩迹象。大学生课外科技活动对于学有余力的学生是一个学习科学研究方法,提高自己创新能力的平台,对提高学生的综合素质起到了和好的作用,但是迫于学生的学习压力,以及科研条件所能提供的机会有限,只有少数学生能够参与进来。不仅如此,以下方面的不足仍然之约了大学生的创新实践能力的提高:
(一)高年级学生相关专业知识面狭窄
理工科大学生创新能力培养的前提之一,就是要掌握本学科及相关专业学科的广博知识及工业技术背景。在这方面,目前理工科学生培养方案的不足首先体现在课程与工业应用脱节。创新必须做到”有的放矢”,而不是盲目求变,这就要求学生对本学科主要的应用方向有较为深入的了解。目前,大学中的大多课程与社会实际工业应用相距甚远,学生产生的一些新的想法已经在工业中应用或者很多创新具有盲目性。
另外,多学科的融会贯通对科学发展和个人素质培养的积极作用已经成为教育者们所重视。但是各个专业的学生,在低年级时没有机会接触专业知识,而到了高年级,只能接触到本专业的课程,很难了解更多的其他专业的信息。在网络时代,当代大学生的信息获取渠道虽然已经非常的广泛,但学生宽广的学科专业相关知识仍然需要靠课程教育来实现。目前,学生的培养方案往往不能快速有效的调整以适应学生素质教育的要求。并且为了拓宽学生在相关专业的知识,如果给学生增加更多的课程,加重了学生的负荷,也往往起不到很好的效果。
(二)低年级学生埋没于大量基础理论学习中,对专业背景知之甚少
各个专业大学一二年级,都没有涉及到与专业直接相关的课程,学生对本专业的知识体系,以及将来这些专业知识的具体应用领域都没有了解,严重缺乏对自己专业的归属感,甚至有的学生感觉到这像是高中学习的简单延续。这种经典的大学四年的培养方案的设置虽然有利于学生循序渐进的由浅入深,由基础到专业的提高专业知识水平,但是极大抑制了学生特别是低年级学生的创造力发展,也可以看成是一种教育资源的浪费。
对于以上两个方面的不足,具有独立知识体系的大学基础实践性课程可以起到非常有效的积极作用。以大学物理实验为例,该课程涉及到多个学科的知识综合运用,并且很大一部分实验内容都与工业技术相联系。可以说,在基础实践性课程这个平台上,学生有机会扩展知识面,了解到理工科基础和专业知识在工业技术领域的作用。但是,目前的大学基础实践性课程往往忽视了这写方面的作用,仅仅局限于实验原理和实验方法本身的学习掌握。 此外,基础实践性课程的常规教学模式本身也存在不足。大學生的创新实践能力指大学生在学习、工作中表现出的创造发明素养(包括独到见解、独特方法),以及运用所学知识解决生活、生产、技术等方面实际问题的能力。而大学基础实践性课程通常是在安排好的既定实验方案下,采用教材中固定的方法,完成既定的测量、计算任务,主要锻炼的是“动手能力”。而创新实践能力,其含义要高于“动手能力”。这种常规的教学模式不能有效激发学生的创新思维,对于学生创新能力的培养没有发挥应有的作用。
三、大学基础实践性课程的改革方向思考
(一)在基础实践性课程的知识体系中渗透专业知识和应用背景
1、在教材内容编排上,可以大大扩展内容,在实验具体内容之前增加背景知识。低年级大学课程的基本特征不仅仅局限于基础性,同时应该注重广泛性。大学生基础实践性课程一般是独立设课的,每一节课均安排有足够的讲解时间。如一般大学物理实验课程安排的3个学时中,有0.5-1.0个学时用于理论讲解,这就很容易在保证基本训练任务的基础上,增加一定量的背景知识介绍。
2、在授课内容上,适当引入相关科学前沿的内容。教学是有计划、有系统地传授前人的科学研究成果,使学生了解和掌握客观规律,因此教学的内容随着科学的发展必然是逐步更新的。对于“经典”的基础理论性课程,其知识更新的速度是及其缓慢甚至是停滞的,科研与教学很难找到结合点,科研对教学的促进作用并不明显。而实践性课程与理论课程的不同之处在于,实践性课程所用到的测量仪器、测量方法的更新换代速度是比较快的,所以课程中的很多内容都与科学前沿有较为紧密的联系。在具体方法上,鉴于科学研究成果的复杂性和深入性,面对低年级的学生,从事相关科研方向的一线的教师应该注重具体的方式方法,将两者的内容有机结合,将与实验有关的科研进展以通俗易通的方式介绍给学生。这些最新的信息不仅能大大激发学生对课程内容的兴趣,而且能够引导他们的创造性思维。
(二)推动教学模式的改革,激发学生的创新思维
1、在教师的课堂教学过程中,应该以学生的已有知识结构为基础,从学生的逻辑思维出发。按照常规的大纲教学,通常是通过预习和讲解“采用某某方法”测量“某某物理量”,并且规定了每个物理量测量多少次,用什么工具,数据处理采用何种方法。这种方式的弊端是学生“学到这个方法”与“运用这个方法”之间产生了一个鸿沟。而如果从学生的知识结构出发,对比多种已经学过的不同方法,通过逻辑推理、排除,确定本实验的最佳实验方法,这样不仅能够对以前的学习内容进行巩固,关键是能解除学生的思维束缚,并使得以前学到的方法达到活学活用。如“放电法测量高电阻”实验中,就应该首先列举电阻测量的几种常用方法(伏安法、电桥法、RC电路放电法等),然后解释每一种方法的适用范围,最后得出结论:遇到高阻值的电阻时采用放电法是最佳的。这样,学生在一个具有确定内容方法的实验中,可以得到创新实践的逻辑思维训练。
2、在常规实验中,可以提出新的实验任务探索模式。对于基础性实践课程中的非设计性内容,很多都是经典的验证性实验,其测量内容和公认结果已经知道了,如He-Ne激光器的波长,铝块的比热等,学生知道了答案再去完成任务,就没有起到最佳的训练效果。但是另一方面,如果测量完全未知的物理量,就有可能无法发现。这时可以采用双任务的模式来解决这样这个矛盾。
双任务模式,就是指实践性课堂教学中,学生的测量对象不是一个,而是两个。其中第一个测量对象的精确值是给出的,学生测完以后立即就可以检查自己的测量情况;第二个待测对象结果未知,而且不同学生的待测对象的精确值各不相同。这种方式既给了学生以培养学习自信心的机会也给他们带来必须认真学习的压力,从而从两方面促进学生的学习。采用这种方式后,只要学生认真地去做,就会在实验中不断地体会到克服困难、解决问题的成功喜悦,从而不断地在潜意识里树立、增强能够学好的自信心。[3]
3、应该提倡的是,增加设计性试验。设计性实验是培养学生科技创新能力的有效方式[4,5]。常规的实验是先预习实验目的、实验原理、实验步骤,并通过重点讲解,然后按部就班,得到测量数据并进行处理,得到最终结果。而在设计性实验中,教师的参与非常少,学生独立自主地对实验方法进行设计,独立自主地进行实验操作和实验结果的分析。目前主流的方式是要求学生根据给定的实验目的和要求,以及现有的硬件条件,自行设计和选择合理的实验方案,得到最终结果。这样,学生就可以把已经掌握的知识和方法通过自主设计运用,达成目标,极大的锻炼的学生的创造性思维。
设计性实验开设的前提是学生必须掌握一定的基本实验技能和方法,否则就不能顺利的进行。因此在有限的课时内,设计性实验与常规实验的开设顺序和时间必须很好的进行安排。适当增大此类实验的数量和时间是值得提倡的。设计性实验的题目选择也是一个重要问题,一个基本原则就是学生基于已经有的知识技能通过一定的组织和分析,甚至查阅少量的资料就可以找到或者接近解决方案,这样学生才能得到最大的锻炼。一个合适的选题最好是同一个目标可以采用不同的方法完成,这些方法有可能只有一个最佳的方案,或者几个方案的可行性相当。这两种情况都可以为学生提供创造的空间。
四、结语
低年级的大学基础实践性课程是理工科大学生创新实践能力培养的重要平台,其地位和作用必须得到应有的重视。这类课程除了传授学生基本实验方法和技术,应该为学生提供综合性、设计性、创造性比较强的实践环境。基于这个目标,通过优化课程知识结构,改革教学模式,让每个大学生在经过这些初级实践环节的培养和训练,创造热情得到激发,自身的创新实践能力得到显著的提高。
参考文献:
[1]胡家秀,管平.略论创新教育与创新型人才的类型[J].黑龙江高教研究,2011,(12):76-78.
[2]侯建平,李恩普.大学物理实验的双任务教学方法初探[J].物理实验,2004,(9):31-33.
关键词:创新实践;理工科;实践性课程
中图分类号:G640 文献标识码:A
文章编号:1009-0118(2012)09-0013-02
一、引言
在科学技术突飞猛进的今天,社会的发展将越来越依赖于知识创新的能力,需要有一大批具有创新能力的人才在社会发展中发挥关键作用。因此作为社会生产重要人才支柱的大学生,强调培养其创新实践能力是知识经济发展的必然要求。创新精神和实践能力是大学生素质教育的重要部分。
在完成了中学阶段的学习此后,学生一方面掌握了扎实的数、理、化、史、地、生基础知识,这一点甚至在全球处于领先,但是另一方面,在高考为导向的应试教育模式下,对知识的真正灵活运用和思维的活跃程度却处于较低水平,绝大多数学生已经养成了自身的思维惯性。进入大学后,进入到了一个全新的体系,学生有更多的时间去独立思考,本身的知识也更加完善,感性认识与理性认识能力都有很大的提升。因此大学是人才创新实践能力培养的最重要阵地。特别是低年级阶段,这是学生的学习方法和思维模式转变的最佳时机,也是最关键时机,这个阶段的培养将在极大程度上影响大学生的综合素质,尤其是创新实践的能力。
大学生创新实践能力的培养日益受到人们的重视[1,2]。一名理工科大学的通常培养方案是从低年级的数学、物理等基础课程到高年级的专业基础课程、专业课程。其中在每一个阶段都包含理论课程和实践课程,其中实践环节正是大学生创新实践能力培养的主要阵地。但是,目前的理工科大学生培养方案中,高年级的专业课程设计、毕业论文以及社会实践环节与学生的专业相关性较强,所以其在学生创新实践能力培养方面的作用往往得到教育者的重视;而低年级的大学基础理论和实践性课程,其主要的功能与目标被定位于为高年级的课程打下坚实的基础知识和培养基本的实验技能。特别是基础实践性课程(如:大学物理实验)在传统教育模式下往往处于从属地位,其在大学生创新实践能力培养方面的巨大潜在作用被忽视。
如果在低年级阶段没有通过有效的手段激发大学生的创新思维和热情,甚至形成思维惯性和惰性,就势必会影响到将来专业知识的综合运用和未来的个人发展。事实上,具有独立完整知识体系的大学基础实践性课程具有包含知识面宽,教学方式灵活等很多很多优势。因此,合理利用有限的基础教育时间和资源,在大学生进入大学后最早接触的到的基础实践性课程中,积极优化课程内容和教学模式,从低年级开始注重培养学生的创新实践能力对大学生的个人素质培养具有重要意义。
二、现状分析
近年来,许多高校的针对理工科大学生的培养方案已经针对大学生创新实践能力培养做出了积极调整,主要体现在:(1)重视了专业课的课程设计环节;(2)组织参观学习和社会实践;(3)提供大学生课外科技活动平台。专业课的课程设计在很大程度上对培养学生运用所学知识的能力,但是主要对象是高年级的学生。社会实践和参观学习对开阔眼界起到了积极作用,但是由于目前社会经济高速发展,各企业单位的对于生产效率特别重视,很多单位不愿意接收参观和实习,这就导致了该环节的质量和数量呈现萎缩迹象。大学生课外科技活动对于学有余力的学生是一个学习科学研究方法,提高自己创新能力的平台,对提高学生的综合素质起到了和好的作用,但是迫于学生的学习压力,以及科研条件所能提供的机会有限,只有少数学生能够参与进来。不仅如此,以下方面的不足仍然之约了大学生的创新实践能力的提高:
(一)高年级学生相关专业知识面狭窄
理工科大学生创新能力培养的前提之一,就是要掌握本学科及相关专业学科的广博知识及工业技术背景。在这方面,目前理工科学生培养方案的不足首先体现在课程与工业应用脱节。创新必须做到”有的放矢”,而不是盲目求变,这就要求学生对本学科主要的应用方向有较为深入的了解。目前,大学中的大多课程与社会实际工业应用相距甚远,学生产生的一些新的想法已经在工业中应用或者很多创新具有盲目性。
另外,多学科的融会贯通对科学发展和个人素质培养的积极作用已经成为教育者们所重视。但是各个专业的学生,在低年级时没有机会接触专业知识,而到了高年级,只能接触到本专业的课程,很难了解更多的其他专业的信息。在网络时代,当代大学生的信息获取渠道虽然已经非常的广泛,但学生宽广的学科专业相关知识仍然需要靠课程教育来实现。目前,学生的培养方案往往不能快速有效的调整以适应学生素质教育的要求。并且为了拓宽学生在相关专业的知识,如果给学生增加更多的课程,加重了学生的负荷,也往往起不到很好的效果。
(二)低年级学生埋没于大量基础理论学习中,对专业背景知之甚少
各个专业大学一二年级,都没有涉及到与专业直接相关的课程,学生对本专业的知识体系,以及将来这些专业知识的具体应用领域都没有了解,严重缺乏对自己专业的归属感,甚至有的学生感觉到这像是高中学习的简单延续。这种经典的大学四年的培养方案的设置虽然有利于学生循序渐进的由浅入深,由基础到专业的提高专业知识水平,但是极大抑制了学生特别是低年级学生的创造力发展,也可以看成是一种教育资源的浪费。
对于以上两个方面的不足,具有独立知识体系的大学基础实践性课程可以起到非常有效的积极作用。以大学物理实验为例,该课程涉及到多个学科的知识综合运用,并且很大一部分实验内容都与工业技术相联系。可以说,在基础实践性课程这个平台上,学生有机会扩展知识面,了解到理工科基础和专业知识在工业技术领域的作用。但是,目前的大学基础实践性课程往往忽视了这写方面的作用,仅仅局限于实验原理和实验方法本身的学习掌握。 此外,基础实践性课程的常规教学模式本身也存在不足。大學生的创新实践能力指大学生在学习、工作中表现出的创造发明素养(包括独到见解、独特方法),以及运用所学知识解决生活、生产、技术等方面实际问题的能力。而大学基础实践性课程通常是在安排好的既定实验方案下,采用教材中固定的方法,完成既定的测量、计算任务,主要锻炼的是“动手能力”。而创新实践能力,其含义要高于“动手能力”。这种常规的教学模式不能有效激发学生的创新思维,对于学生创新能力的培养没有发挥应有的作用。
三、大学基础实践性课程的改革方向思考
(一)在基础实践性课程的知识体系中渗透专业知识和应用背景
1、在教材内容编排上,可以大大扩展内容,在实验具体内容之前增加背景知识。低年级大学课程的基本特征不仅仅局限于基础性,同时应该注重广泛性。大学生基础实践性课程一般是独立设课的,每一节课均安排有足够的讲解时间。如一般大学物理实验课程安排的3个学时中,有0.5-1.0个学时用于理论讲解,这就很容易在保证基本训练任务的基础上,增加一定量的背景知识介绍。
2、在授课内容上,适当引入相关科学前沿的内容。教学是有计划、有系统地传授前人的科学研究成果,使学生了解和掌握客观规律,因此教学的内容随着科学的发展必然是逐步更新的。对于“经典”的基础理论性课程,其知识更新的速度是及其缓慢甚至是停滞的,科研与教学很难找到结合点,科研对教学的促进作用并不明显。而实践性课程与理论课程的不同之处在于,实践性课程所用到的测量仪器、测量方法的更新换代速度是比较快的,所以课程中的很多内容都与科学前沿有较为紧密的联系。在具体方法上,鉴于科学研究成果的复杂性和深入性,面对低年级的学生,从事相关科研方向的一线的教师应该注重具体的方式方法,将两者的内容有机结合,将与实验有关的科研进展以通俗易通的方式介绍给学生。这些最新的信息不仅能大大激发学生对课程内容的兴趣,而且能够引导他们的创造性思维。
(二)推动教学模式的改革,激发学生的创新思维
1、在教师的课堂教学过程中,应该以学生的已有知识结构为基础,从学生的逻辑思维出发。按照常规的大纲教学,通常是通过预习和讲解“采用某某方法”测量“某某物理量”,并且规定了每个物理量测量多少次,用什么工具,数据处理采用何种方法。这种方式的弊端是学生“学到这个方法”与“运用这个方法”之间产生了一个鸿沟。而如果从学生的知识结构出发,对比多种已经学过的不同方法,通过逻辑推理、排除,确定本实验的最佳实验方法,这样不仅能够对以前的学习内容进行巩固,关键是能解除学生的思维束缚,并使得以前学到的方法达到活学活用。如“放电法测量高电阻”实验中,就应该首先列举电阻测量的几种常用方法(伏安法、电桥法、RC电路放电法等),然后解释每一种方法的适用范围,最后得出结论:遇到高阻值的电阻时采用放电法是最佳的。这样,学生在一个具有确定内容方法的实验中,可以得到创新实践的逻辑思维训练。
2、在常规实验中,可以提出新的实验任务探索模式。对于基础性实践课程中的非设计性内容,很多都是经典的验证性实验,其测量内容和公认结果已经知道了,如He-Ne激光器的波长,铝块的比热等,学生知道了答案再去完成任务,就没有起到最佳的训练效果。但是另一方面,如果测量完全未知的物理量,就有可能无法发现。这时可以采用双任务的模式来解决这样这个矛盾。
双任务模式,就是指实践性课堂教学中,学生的测量对象不是一个,而是两个。其中第一个测量对象的精确值是给出的,学生测完以后立即就可以检查自己的测量情况;第二个待测对象结果未知,而且不同学生的待测对象的精确值各不相同。这种方式既给了学生以培养学习自信心的机会也给他们带来必须认真学习的压力,从而从两方面促进学生的学习。采用这种方式后,只要学生认真地去做,就会在实验中不断地体会到克服困难、解决问题的成功喜悦,从而不断地在潜意识里树立、增强能够学好的自信心。[3]
3、应该提倡的是,增加设计性试验。设计性实验是培养学生科技创新能力的有效方式[4,5]。常规的实验是先预习实验目的、实验原理、实验步骤,并通过重点讲解,然后按部就班,得到测量数据并进行处理,得到最终结果。而在设计性实验中,教师的参与非常少,学生独立自主地对实验方法进行设计,独立自主地进行实验操作和实验结果的分析。目前主流的方式是要求学生根据给定的实验目的和要求,以及现有的硬件条件,自行设计和选择合理的实验方案,得到最终结果。这样,学生就可以把已经掌握的知识和方法通过自主设计运用,达成目标,极大的锻炼的学生的创造性思维。
设计性实验开设的前提是学生必须掌握一定的基本实验技能和方法,否则就不能顺利的进行。因此在有限的课时内,设计性实验与常规实验的开设顺序和时间必须很好的进行安排。适当增大此类实验的数量和时间是值得提倡的。设计性实验的题目选择也是一个重要问题,一个基本原则就是学生基于已经有的知识技能通过一定的组织和分析,甚至查阅少量的资料就可以找到或者接近解决方案,这样学生才能得到最大的锻炼。一个合适的选题最好是同一个目标可以采用不同的方法完成,这些方法有可能只有一个最佳的方案,或者几个方案的可行性相当。这两种情况都可以为学生提供创造的空间。
四、结语
低年级的大学基础实践性课程是理工科大学生创新实践能力培养的重要平台,其地位和作用必须得到应有的重视。这类课程除了传授学生基本实验方法和技术,应该为学生提供综合性、设计性、创造性比较强的实践环境。基于这个目标,通过优化课程知识结构,改革教学模式,让每个大学生在经过这些初级实践环节的培养和训练,创造热情得到激发,自身的创新实践能力得到显著的提高。
参考文献:
[1]胡家秀,管平.略论创新教育与创新型人才的类型[J].黑龙江高教研究,2011,(12):76-78.
[2]侯建平,李恩普.大学物理实验的双任务教学方法初探[J].物理实验,2004,(9):31-33.