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摘要 结合多年来的高校实验教学与管理经验,在实验教学中从培养学生的兴趣、观察力、动手能力和主动探究精神等方面入手,发展学生的创新意识和创新精神,从而培养学生的创新能力。
关键词 实验教学;创新能力;学生
中图分类号:G642.423 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2010)21-0100-02
On Experimental Teaching Raise of Innovation Ability of University Students//Huang Xidai
Abstract The union for many years university has tested the teaching and the managerial experience, through raises aspects and so on student’s interest, power of observation, beginning ability and initiative inquisition spirit in the experiment teaching obtains, to develop student’s innovative ideology and the innovative spirit, thus raises student’s innovation ability.
Key words experiment teaching; innovation ability; student
Author’s address Guangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong, China 524009
创新能力是分析和解决新问题的能力,是创造出新型、独特、有社会或个人价值产品的能力。实验教学是培养学生有求知、求练的兴趣和创新精神,提高学生的实验操作能力。由于实验教学不仅可以让学生掌握大量的知识,而且可以培养学生的观察能力、分析思考能力和实践能力,所以实验教学有利于培养和发展学生的创新意识和创新精神,甚至培养他们的创新能力。如何培养出创新人才是当今教学研究的重要课题。笔者结合多年来在高等学校从事实验教学与管理的经验,对在实验教学中如何培养学生的创新能力的相关问题展开探讨。
1 注重兴趣的培养,激发创新意识
学习兴趣是学生力求认识世界,渴望获得科学文化知识和不断探索真理的情绪意向。实验教学必须注意诱导学生的情感投入,激发学生的创新意识。如果学生能在实验教学中感到实验现象的美妙多彩、学科的神奇,并对实验产生由衷的喜爱,那就会激发学生主体思维,可以借此激发学生学习兴趣,培养学生实事求是、勇于探索的精神。学生面对多种多样、千变万化的实验现象,觉得一个个现象都是谜,激发起兴趣、好奇心,总想把它们解开。
例如,在通信原理课程的“码型变换”实验教学中,任意改变信号源的码元设置,可以用双踪示波器观察到码型变换模块上各种各样码型。学生观察到上述现象之后,他们更容易产生疑问:究竟是怎么实现各种码型变换的?通过实验敲开学生探索的大门,使他们认识到实验不仅仅简单地向人们揭示谜底,而且将引导他们去研究、探索。这样不但让学生初步体验到实验的乐趣,而且培养学生研究问题的浓厚兴趣,激发创新意识。
2 注重观察能力的培养,打好创新基础
观察是有目的、有计划的一种思维着的知觉,是知觉的最高级形式,是发现问题的一条重要途径。要创新就要让学生学会观察,掌握观察的方法,培养学生敏锐的观察能力。注重学生课堂实验的观察是培养学生观察能力的重要渠道。在实验教学中,可以通过做一些有趣的实验让学生观察和思考。
例如,在通信原理课程的“信道模拟”实验中,通过改变信道上的噪声功率,从示波器上观察出噪声对眼图波形的明显影响,当眼图“眼睛”张开最大的时刻应是最佳抽样时刻,斜率越大,对定时误差就越灵敏,眼图中的阴影区的垂直高度表示信号畸变范围,眼图中央的横轴位置对应判决门限电平,在抽样时刻上、下两阴影区的间隔距离之半为噪声的容限(即若噪声瞬时值超过这个容限,就可能发生错误判决),从而估计出信道系统性能的优劣程度。通过实验教给学生正确的观察方法,使学生掌握观察程序,学生全面系统且有主次地观察,提高观察效率,变简单的实验“观看”过程为实验“观察”过程,以培养学生的观察能力,打好创新的基础。
3 注重演示实验,增强创新体验
从生动的直观,到抽象的思维,这是认识事物的基本过程。演示实验是培养学生创新体验的最重要途径,对学生有言传身教的作用和潜移默化的影响。演示实验是教师授课时示范的实验,教师做演示实验时,除交代实验器材、实验目的外,更重要的是以实验现象为依据,创设一些问题情景,多留一些空白和余地,让学生去思考、去发现,不仅使学生通过自己的思维活动很自然地体验到新东西,而且很好地增强学生的创新体验。教师对每一项演示实验都应制订周密计划,特别是依据学生的基础,精心策划富有启发性的引导措施。
例如,在演示通信原理“脉冲编码(PCM)调制与解调”实验时,通过双踪示波器会观察到PCM编码的信号与解码信号,此时,教师选取一些灵活性、变通性大的问题:为什么实验时观察到的PCM编码信号总是随时变化的?为什么输入信号的频率大于3 400 Hz或小于300 Hz时,PCM解码信号幅度急剧减小?鼓励学生思考、探索、想象,从而提出解决问题的方案。这不仅能培养学生思维的流畅性、变通性和独创性,而且增强学生创新体验。
4 注重探究性实验,激活创新思维
高校实验教学属于验证性的实验较多,而忽略其探索性,传统的实验教学经常是教师把实验目的、内容、步骤详细而周密地安排好,学生只需“照方抓药”来验证。这样的实验教学最多只能将教师的经验传授给学生,而不能很好地培养学生的创造性思维。因此,教师很有必要将验证性实验变为探索性实验,从而有意识地在实验教学生过程中培养和发展学生的创造性思维。
例如,在信号与系统“基本运算单元”实验中,让学生自己设计加法器、比例运算器、积分器和微分器4种运算单元模拟电路,通过做实验,学生自己导出4种基本运算单元的传递函数,绘制出加法、比例、积分和微分4种运算单元的波形,探索满足积分电路和微分电路的条件是什么?如果积分器输入信号是方波,如何测量积分时间常数?这种富有探索性的实验方式,既能使学生获得全面丰富的实验知识和方法,又能激发学生的兴趣,活跃课堂气氛,使学生的创造性思维得到培养和发展,值得大力提倡。
5 注重开辟自主实验,拓展创新空间
培养学生的创造能力,在实验教学中应提供给学生自主发展实验的空间。除课堂实验教学外,让学生到实验室去通过动手自主做实验,可有效拓展学生的创新空间;开放实验室,让学生有条件研究和创新,使学生能自由地进入实验室,真正遨游在知识的海洋中;组织学生做一些创造性的实验或进行一些实验的改进、小制作、小发明等,让学生在实验中仔细观察实验现象,分析思考实验中的问题,归纳总结。
例如,在信号与系统的“系统时域响应的模拟”实验中,可以改变过去那种教师讲、学生做的传统做法,让学生独立设计出各自的实验方案,然后开放实验室,让学生根据各自的实验方案自己独立实验,从而验证实验方案设计的科学性,使学生在设计、实验、观察、对比中充分发挥自己的想象力,创造性地综合运用已有的知识,并在探索的实验中获取新的知识。这样不仅调动了学生开展实验的积极性,还通过实验进一步提高了学生的观察、分析、思考和对实验的创新能力。
6 注重实践能力的培养,创新出成果
实验是验证、探索、发现新东西最重要最可靠的手段。平时生活中观察到的新事物或发现的奇异现象,要通过实验来验证。在实验教学中要加强实践能力的培养,变实验知识为实践能力。学校要为学生创造条件,如开放实验室,提供资料,组织课外活动小组,加强课外活动的指导等,让学生自己利用课外活动时间开展实验活动和小创作、小发明等活动,以求升华创新意识。例如,某生利用学校开放实验室,在课余时间到实验室去通过“动手”自制简易净水器、仿真控制系统、仿真机器人等。要培养学生的创新精神,就必须使学生具有较强的实践能力,只要学生对日常生活中观察到的新事物进行认真分析研究,通过实验来验证,就可能有新发现、新突破,创出新成果。
7 结束语
实践证明,通过实验教学来培养学生的创新能力是一条行之有效的途径。只要教师能够根据实验教学的特点,肯在实验教学方面下工夫,不断探索实验教学方法,在给学生传授知识的同时有意识地创设条件来激发其创新意识,培养和发展其创造性思维,就肯定能使学生的创新思维能力得到进一步的发展和提高。
参考文献
[1]邵瑞珍.教育心理学[M].上海:上海教育出版社,1997
[2]邵宗杰.教育学[M].上海:华东师范大学出版社,1991
[3]朱滢.实验心理学[M].北京:光明日报出版社,1989
[4]彭钢.创业教育学[M].南京:江苏教育出版社,2000
[5]林明河.实验教学改革与探索[M].广州:中山大学出版社,2002
关键词 实验教学;创新能力;学生
中图分类号:G642.423 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2010)21-0100-02
On Experimental Teaching Raise of Innovation Ability of University Students//Huang Xidai
Abstract The union for many years university has tested the teaching and the managerial experience, through raises aspects and so on student’s interest, power of observation, beginning ability and initiative inquisition spirit in the experiment teaching obtains, to develop student’s innovative ideology and the innovative spirit, thus raises student’s innovation ability.
Key words experiment teaching; innovation ability; student
Author’s address Guangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong, China 524009
创新能力是分析和解决新问题的能力,是创造出新型、独特、有社会或个人价值产品的能力。实验教学是培养学生有求知、求练的兴趣和创新精神,提高学生的实验操作能力。由于实验教学不仅可以让学生掌握大量的知识,而且可以培养学生的观察能力、分析思考能力和实践能力,所以实验教学有利于培养和发展学生的创新意识和创新精神,甚至培养他们的创新能力。如何培养出创新人才是当今教学研究的重要课题。笔者结合多年来在高等学校从事实验教学与管理的经验,对在实验教学中如何培养学生的创新能力的相关问题展开探讨。
1 注重兴趣的培养,激发创新意识
学习兴趣是学生力求认识世界,渴望获得科学文化知识和不断探索真理的情绪意向。实验教学必须注意诱导学生的情感投入,激发学生的创新意识。如果学生能在实验教学中感到实验现象的美妙多彩、学科的神奇,并对实验产生由衷的喜爱,那就会激发学生主体思维,可以借此激发学生学习兴趣,培养学生实事求是、勇于探索的精神。学生面对多种多样、千变万化的实验现象,觉得一个个现象都是谜,激发起兴趣、好奇心,总想把它们解开。
例如,在通信原理课程的“码型变换”实验教学中,任意改变信号源的码元设置,可以用双踪示波器观察到码型变换模块上各种各样码型。学生观察到上述现象之后,他们更容易产生疑问:究竟是怎么实现各种码型变换的?通过实验敲开学生探索的大门,使他们认识到实验不仅仅简单地向人们揭示谜底,而且将引导他们去研究、探索。这样不但让学生初步体验到实验的乐趣,而且培养学生研究问题的浓厚兴趣,激发创新意识。
2 注重观察能力的培养,打好创新基础
观察是有目的、有计划的一种思维着的知觉,是知觉的最高级形式,是发现问题的一条重要途径。要创新就要让学生学会观察,掌握观察的方法,培养学生敏锐的观察能力。注重学生课堂实验的观察是培养学生观察能力的重要渠道。在实验教学中,可以通过做一些有趣的实验让学生观察和思考。
例如,在通信原理课程的“信道模拟”实验中,通过改变信道上的噪声功率,从示波器上观察出噪声对眼图波形的明显影响,当眼图“眼睛”张开最大的时刻应是最佳抽样时刻,斜率越大,对定时误差就越灵敏,眼图中的阴影区的垂直高度表示信号畸变范围,眼图中央的横轴位置对应判决门限电平,在抽样时刻上、下两阴影区的间隔距离之半为噪声的容限(即若噪声瞬时值超过这个容限,就可能发生错误判决),从而估计出信道系统性能的优劣程度。通过实验教给学生正确的观察方法,使学生掌握观察程序,学生全面系统且有主次地观察,提高观察效率,变简单的实验“观看”过程为实验“观察”过程,以培养学生的观察能力,打好创新的基础。
3 注重演示实验,增强创新体验
从生动的直观,到抽象的思维,这是认识事物的基本过程。演示实验是培养学生创新体验的最重要途径,对学生有言传身教的作用和潜移默化的影响。演示实验是教师授课时示范的实验,教师做演示实验时,除交代实验器材、实验目的外,更重要的是以实验现象为依据,创设一些问题情景,多留一些空白和余地,让学生去思考、去发现,不仅使学生通过自己的思维活动很自然地体验到新东西,而且很好地增强学生的创新体验。教师对每一项演示实验都应制订周密计划,特别是依据学生的基础,精心策划富有启发性的引导措施。
例如,在演示通信原理“脉冲编码(PCM)调制与解调”实验时,通过双踪示波器会观察到PCM编码的信号与解码信号,此时,教师选取一些灵活性、变通性大的问题:为什么实验时观察到的PCM编码信号总是随时变化的?为什么输入信号的频率大于3 400 Hz或小于300 Hz时,PCM解码信号幅度急剧减小?鼓励学生思考、探索、想象,从而提出解决问题的方案。这不仅能培养学生思维的流畅性、变通性和独创性,而且增强学生创新体验。
4 注重探究性实验,激活创新思维
高校实验教学属于验证性的实验较多,而忽略其探索性,传统的实验教学经常是教师把实验目的、内容、步骤详细而周密地安排好,学生只需“照方抓药”来验证。这样的实验教学最多只能将教师的经验传授给学生,而不能很好地培养学生的创造性思维。因此,教师很有必要将验证性实验变为探索性实验,从而有意识地在实验教学生过程中培养和发展学生的创造性思维。
例如,在信号与系统“基本运算单元”实验中,让学生自己设计加法器、比例运算器、积分器和微分器4种运算单元模拟电路,通过做实验,学生自己导出4种基本运算单元的传递函数,绘制出加法、比例、积分和微分4种运算单元的波形,探索满足积分电路和微分电路的条件是什么?如果积分器输入信号是方波,如何测量积分时间常数?这种富有探索性的实验方式,既能使学生获得全面丰富的实验知识和方法,又能激发学生的兴趣,活跃课堂气氛,使学生的创造性思维得到培养和发展,值得大力提倡。
5 注重开辟自主实验,拓展创新空间
培养学生的创造能力,在实验教学中应提供给学生自主发展实验的空间。除课堂实验教学外,让学生到实验室去通过动手自主做实验,可有效拓展学生的创新空间;开放实验室,让学生有条件研究和创新,使学生能自由地进入实验室,真正遨游在知识的海洋中;组织学生做一些创造性的实验或进行一些实验的改进、小制作、小发明等,让学生在实验中仔细观察实验现象,分析思考实验中的问题,归纳总结。
例如,在信号与系统的“系统时域响应的模拟”实验中,可以改变过去那种教师讲、学生做的传统做法,让学生独立设计出各自的实验方案,然后开放实验室,让学生根据各自的实验方案自己独立实验,从而验证实验方案设计的科学性,使学生在设计、实验、观察、对比中充分发挥自己的想象力,创造性地综合运用已有的知识,并在探索的实验中获取新的知识。这样不仅调动了学生开展实验的积极性,还通过实验进一步提高了学生的观察、分析、思考和对实验的创新能力。
6 注重实践能力的培养,创新出成果
实验是验证、探索、发现新东西最重要最可靠的手段。平时生活中观察到的新事物或发现的奇异现象,要通过实验来验证。在实验教学中要加强实践能力的培养,变实验知识为实践能力。学校要为学生创造条件,如开放实验室,提供资料,组织课外活动小组,加强课外活动的指导等,让学生自己利用课外活动时间开展实验活动和小创作、小发明等活动,以求升华创新意识。例如,某生利用学校开放实验室,在课余时间到实验室去通过“动手”自制简易净水器、仿真控制系统、仿真机器人等。要培养学生的创新精神,就必须使学生具有较强的实践能力,只要学生对日常生活中观察到的新事物进行认真分析研究,通过实验来验证,就可能有新发现、新突破,创出新成果。
7 结束语
实践证明,通过实验教学来培养学生的创新能力是一条行之有效的途径。只要教师能够根据实验教学的特点,肯在实验教学方面下工夫,不断探索实验教学方法,在给学生传授知识的同时有意识地创设条件来激发其创新意识,培养和发展其创造性思维,就肯定能使学生的创新思维能力得到进一步的发展和提高。
参考文献
[1]邵瑞珍.教育心理学[M].上海:上海教育出版社,1997
[2]邵宗杰.教育学[M].上海:华东师范大学出版社,1991
[3]朱滢.实验心理学[M].北京:光明日报出版社,1989
[4]彭钢.创业教育学[M].南京:江苏教育出版社,2000
[5]林明河.实验教学改革与探索[M].广州:中山大学出版社,2002