構建全新的實踐教學模式，培養綜合素質及創新能力

文章編號：1672-5913(2008)10-0023-02

摘要：本文針對高標準復合型人才的培養要求，提出了符合社會需求，具有自身特色的實踐能力與創新能力的三層次兩方式實踐教學模式，同時注重理論教學與實踐訓練、課堂學習與課外興趣兩方面的結合。

關鍵詞：實踐教學；綜合專業素質；創新能力；計算機實驗

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1實踐環節是培養大學生創新能力的關鍵環節

實踐教學是培養學生創新能力的重要環節，隨著社會對人才要求的不斷提高，高校需要盡快建立適宜新形式下人才健康成長的良好環境，以達到培養和造就符合新時代需求的創新型人才的目的。筆者以工科類非計算機專業中計算機硬件技術系列課程為背景，就如何構建一種培養綜合能力、開發創新思維的實踐教學體系進行了研究和探索。

計算機硬件技術系列課程是為非計算機專業學生在今后的計算機應用和控制設計與開發中打下一定的基礎，培養學生具有利用計算機從事設計、開發及應用工作的能力，使其成為具有較強研究開發能力的綜合型人才。該系列課程具有概念多、抽象難懂且實踐性較強等特點，要很好地掌握并應用具有一定的難度。為使學生能更好地掌握相關知識，多年來筆者以提高學生應用計算機分析問題與解決問題的能力、加強學生綜合素質培養為主線，結合系列課程自身的特點及發展趨勢，從實際出發，提出了具有自身特色的三層次兩方式的計算機硬件技術系列課程實踐教學模式。

2三層次兩方式實踐教學模式的主要內容

2.1基本實驗能力訓練及“強制”完成方式

該層次是通過課程實驗來實現的，且“強制”每位學生必須參加。它是整個實踐教學模式的基礎，其主要目的是希望通過實驗教學，幫助學生加深對理論課程教學內容的理解，訓練學生的基本操作技能。在實驗教學中以理解基本的理論基礎知識為主，通過必要的動手實踐加深認識和理解，并掌握一些基本的分析問題的方法。

在實驗課程體系的總體規劃上，為達到既培養學生分析問題和解決問題的能力，又重視培養其思維能力和創新能力的目的，在實驗教學中除常規的驗證性實驗外，增加了適量的設計性和綜合性實驗內容。重點在以下兩個方面進行了改革：

2.1.1加強設計性、綜合性實驗，培養學生實驗能力

實驗課是計算機系列課程訓練中非常重要的手段，它不僅需培養學生的動手能力，還應使學生掌握和理解科學實驗的思想方法，培養其解決實際問題的能力。

實驗的初級階段，是通過驗證性實驗來完成的，其目的是希望學生通過實驗過程獲得一些感性的認識和體驗，本階段實驗可讓學生在課外完成；實驗的中級階段，則需通過設計性實驗來實現，它要求學生在現有的實驗系統的基礎上，掌握實驗系統結構及程序設計的內容和方法，提高學生分析問題和解決問題的能力，利用有限的課內實驗學時數，加強該階段的實驗訓練，以達到提高學生實驗能力的目的；實驗的高級階段，即綜合性實驗階段，它對學生有更高層次的要求，在這種實驗中，需要學生具有多方面的知識，注重所學理論知識的綜合應用，培養學生的實際動手能力、思維能力和創新能力。

在實驗內容上，以設計性實驗為主，驗證性實驗為輔；在實驗次序上，由簡單到復雜，由驗證性實驗到設計性實驗，最后進行綜合實驗，由淺入深，循序漸進。

2.1.2加強實驗課程的管理，提高學生實驗質量

在實驗課程的管理上，采取學校督導專家和院系專家隨機聽課、檢查學生實驗報告等監督實驗質量的方法，及時提出實驗內容和實驗過程的改進意見，并督促指導老師按照大綱要求認真指導實驗，學生認真進行實驗，以達到較好的實驗訓練效果。

為提高教學質量，改進實驗教學方式，根據課程內容的設置，將該系列課程的各實驗均獨立設課，單獨考試并給出實驗成績，使學生和實驗室的老師重視實驗教學環節，實驗內容也可以深入細致地進行，學生的實踐效果大大提高。

為了檢驗實驗課的質量及考查學生在該實驗環節的效果，根據實驗課程的特點，實驗考試主要依靠實際操作的方法實現，考試的目的是考核學生分析問題和解決問題的能力，因此它要求學生在理解基本原理的基礎上，必須更多地關注課本以外的信息才能取得好的成績。

2.2綜合實踐能力的培養

該層次主要通過課程設計環節來實現，它是整個實踐模式的關鍵。它強調課程綜合思想的培養和軟硬件系統設計與調試能力的鍛煉，使學生能在該課程設計環節中得到必要的綜合能力培養與鍛煉。

在課程設計環節中，針對計算機硬件技術系列課程的特點，分兩學期共安排了3周的設計時間，要求學生在給定設計題目基礎上，實現并擴展相關任務以達到既給學生定方向，又不限制學生自由發揮的空間，力求在最大范圍內調動學生的創新思維。設計的基本要求為：完成題目中所有功能的設計，并寫出詳細的課程設計報告。

該環節中，老師雖提出了基本要求，但由于從選題、確定設計思想、給出具有一定見解的包含有設計目的、要求、步驟、硬件電路、程序流程圖、軟件清單、個人總結等內容的課程設計報告，這是任何一個學生均無法在規定時間內獨立完成的。因此，該環節采用了分組完成課程設計的方法，其主要目的是培養學生合理分工、團隊協作的能力，鼓勵學生發揮自己的想像力，利用集體的力量實現有創意的新想法，且不僅僅局限于滿足老師基本要求的題目中，由此來達到提高學生綜合素質能力的目的。

為檢驗學生是否達到本環節的基本要求，其檢驗方法由兩部分組成，一是要求學生在規定時間內完成相關設計任務并給出書面設計報告；二是為提高學生個人綜合素質，“強制”學生完成該環節的訓練，采用了口試考核方式，即每組同學在完成設計報告后，必須進行口試。從學生課程設計的個人總結中，看出他們通過該設計學到了很多的東西，受益匪淺，并達到了該環節應達到的目的。

2.3創新能力的訓練及“自愿”完成方式

該層次通過開放的實踐綜合課程達到，它不強求所有學生必須參加，學生可根據自己的興趣愛好“自愿”進行選擇。該層次是前兩層次的升華和提高，它依托全校性選修課程和開放實驗室完成利用計算機實現控制方面的實踐綜合訓練。在學習了計算機硬件技術系列課程后，學生如果有興趣，可以選修相關的實踐綜合課程。學生在課程中起主要作用，教師僅負責解答疑難問題。學生可通過對相關專題的任務要求、設計條件和技術指標的了解，自行選擇題目；根據題目要求擬訂硬件和軟件設計方案，經過與指導教師討論后確定方案的可行性。并在4～5周的時間內完成硬件和軟件的設計、實現和調試，最終以一個達到任務要求和滿足技術指標的實際系統參加統一答辯，并由指導教師根據設計中的創意、硬件和軟件方案的創新性、系統的總體效果評定其成績。

該層次訓練的靈活性比課程設計更大，學生可以在其中更充分地發揮自己的創新能力和想象力，不僅要思考技術上的難題，還要學會考慮如何購買元件及價格等實際問題，從而得到一個完整課題開發、設計等全過程的鍛煉，并為畢業設計奠定良好的基礎。

該環節主要針對學生的創新思維和創新能力的形成、鍛煉和發揮，以培養高素質、復合型人才為宗旨，可以對學生進行創新思維訓練、團隊合作創新的形成、知識整合項目訓練并開展科研成果創造與轉換。

3實施三層次兩方式實踐教學模式的幾點體會

筆者在計算機硬件技術系列課程實施分層次進行實踐能力訓練的過程中，得到如下體會：

(1) 基本實驗能力訓練的環節不僅能加強學生對相關技術和概念的理解，鞏固技術基礎，還能通過課程實驗，使學生能夠更快捷地熟悉、了解所學各個知識點的應用方法和應用實例，激發學習積極性，有利于拓展學生的知識面。

(2) 綜合實踐能力訓練環節能重點培養學生在計算機系統方面的應用技能，通過對理論學習的綜合應用，可以啟發學生的創新意識，激發學生對實踐環節的興趣，同時還能培養和強化學生的實驗意識，學會通過實驗來解決問題，通過獨立思考、刻苦鉆研來實現創新。

(3) 創新能力訓練的環節能讓學生在已有書本知識的基礎上，查閱相關資料，通過自主設計開發出一個專用小型計算機應用系統。這既是對學生綜合素質的考驗，也能真正體現他們的創新精神和能力。

(4) 在理論與實踐密切配合的前提下，注重以課外科技活動為重點，全面培養學生的綜合素質，營造良好的創新氛圍。積極鼓勵學生參加各種形式的競賽，最終達到提高學生的綜合素質與能力的目的。

通過對實踐能力訓練模式的構建，以培養高素質、復合型人才為宗旨，實現對基本實驗能力的培養、綜合實踐能力訓練、創新能力培養訓練的三個環節及“強制”與“自愿”兩種方式，在理論教學與實踐訓練、課堂學習與課外興趣相結合的機制下，有助于學生更好地掌握所學知識，縮短從理論知識到實際應用的過程，達到全面培養學生創新精神和創新能力的目的。課程組培養的學生曾有多人次獲得全國及重慶市各種科技創新活動競賽一、二等獎。

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