理工科本科生動手實踐能力培養方法淺析

梁曉輝

摘 要:動手實踐能力是大學生特別是理工科學生在大學期間教育的內容。這項能力一方面與學生的就業密切相關,另一方面對于學生進一步深造過程中的實驗、操作等有重要的影響。本文對于理工科本科生動手實踐能力培養的方法和體系進行了探討,從注重日常積累、組織綜合實踐、結合科研課題和培養全面素質四個方面闡述了觀點。

關鍵詞:理工科本科生;動手實踐能力;培養方法

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B

1 引言

動手實踐能力的培養是大學生在大學階段學習的一個重要環節。通過基礎課程和專業課程的學習,大學生對于本專業的基礎和專業理論有了一定的認識,在此基礎上,通過動手實踐的培養,能夠使得學生對于專業知識和理論有更為深入的理解和掌握,從而提高學生綜合運用理論知識的能力,這個能力的培養對于理工科學生尤其重要。

通過學科和課程體系的建立和完善,專業知識和理論的教學往往具有規范和正規的方法和體系,教師在教學大綱的制定、教材的選用、教學課時的安排上都有規范的制度可以遵循,學生在學習、考試等環節也有嚴格的制度。與此不同的是,在動手實踐能力培養方面卻缺乏與之類似的規范的方法和體系,因此如何進行動手實踐能力系統化、條理化的培養方法的探索尤為重要。

2 現有實踐能力培養存在的問題

在現有的大學教學模式下,動手實踐能力往往是依附于專業知識和理論學習的。例如,一些專業基礎和重要的課程往往在教學中設置實踐課,由授課老師針對本門課程的要求安排不同層次、循序漸進的實踐內容,以加深學生對本門專業課程理解并提高運用本課程所教授知識的能力;另外,還會在假期安排學生進行為期2～3周的生產實習進行專業知識訓練,并且通過大學四年級為期半年集中式的畢業設計對學生的動手能力進行培養。

目前這種方式雖然在一定程度上對大學生動手實踐能力進行了培養,但其中存在的問題也是很顯著的,特別是對于實踐能力要求很高的理工科學生而言。概括而言,主要問題如下:

(1) 課程中的實踐課往往側重于本門課程的內容,缺乏與其他課程的關系以及知識的綜合運用的培養。

(2) 短期的生產實踐及畢業設計由于時間較短,往往流于形式,很難起到對學生系統化訓練的目的。

隨著我國高等教育體系的不斷完善,培養的本科生的數量越來越多,各個用人單位對本科生的動手能力等綜合素質也提出了更高的要求,另外由于本科生也是高校研究生的重要來源,高校本身對于本科生的能力也具有客觀的要求。在這樣一種形勢下,探索本科生特別是理工科學生的動手實踐能力培養方法,從而有效地解決上述兩個問題也就更為重要。

3 實踐能力培養方法

在大學生進行專業課程的學習時,對于本學科相關的基礎知識、專業知識實際從理論上已經有了較為系統化的了解,另外通過一些課程實踐課的學習,對部分專業知識的運用也有了一定的掌握,因此,動手實踐能力的培養方法首先應該定位在學科知識的綜合運用上。體系的建立是系統化開展工作的基礎,類似于學科專業知識的知識體系,本科生動手能力的培養也應具有自身的體系。在原有的課程設計、小學期、本科畢業設計等的基礎上,應當特別注重對于本專業理論分階段綜合運用的能力。本文主要從注重日常積累、組織綜合實踐、結合科研課題和培養全面素質四個方面對如何形成行之有效的體系進行了較為粗淺的分析。

3.1 注重日常積累

動手能力的培養也要日積月累,不可能一蹴而就,因此要注重大學生平時系統化的動手實踐能力的訓練,鼓勵學生參加不同階段的科技競賽,安排專門的老師(如班主任等)指導,并著重于培養基本功和創新思維能力。

我們國家的高等教育對于大學生的實踐能力還是非常重視的,專門舉辦了面向在校大學生的全國性的大學生“挑戰杯”科技競賽。相應的,各個學校也有組織地舉辦了不同類型的選拔賽,用于對校內的學生科技作品進行評選以更好的參加全國性的比賽。如北京航空航天大學的“馮如杯”主要就是面向大學三年級(包括部分二年級較為優秀的同學)的學生進行科技成果的比賽;另外,還會有組織的參加全國數學建模競賽等科技活動。這些在很大程度上調動了學生的積極性。

除此之外,對于其他一些有代表性的科技競賽,大部分以學生自發參加為主。如針對于計算機專業的ACM編程比賽、微軟等大公司舉辦的科技競賽等。

針對于這些不同機構組織的不同類型的科技競賽,首先應該根據其不同的特點以及對專業課程的要求程度進行階段性的劃分,制定一張適合于大學二至四年級學生不同時期參加的競賽表,并具體分析某類競賽重點需要學生哪方面的能力,這樣讓學生能夠有的放矢,根據自己的特長參加適宜于本人的一些競賽,達到提高動手能力的目的。另外也有助于學生更深入的了解自己在某方面的不足之處,從而更好的鍛煉和提高自己的能力。

同時,在日常指導中,老師應當特別注重學生基本功的訓練以及創新思維能力的培養,不僅僅是灌輸和讓學生單方面實現老師的思路,而應當鼓勵學生根據競賽的要求和特點歸納問題、尋找思路,并鍛煉其用現有知識最好程度的解決問題的思維能力。

3.2 組織綜合實踐

實際上,綜合實踐能力的培養應當貫穿動手實踐能力培養的始終。如果說日常的積累屬于小的綜合鍛煉的話,這里的綜合實踐是指更有組織的較大型的綜合實踐及能力鍛煉活動。各個院系可建立本學科知識綜合化運用的不同類型的實踐題目,面向高年級本科生培養學生的綜合運用專業知識以及實際動手的能力。

目前,北航的院系都有很好的綜合能力訓練的題目。如宇航學院組織大四學生畢設開展的小型火箭整體的設計、組裝、發射等,以及計算機學院所進行的面向大四學生畢業設計的制作計算機的工作,包括了計算機的硬件平臺、操作系統、編譯器等等內容。這些內容對于學生綜合運用本專業的理論和知識、相互協作都起到了積極的作用,也取得了很好的效果。

3.3 結合科研課題

科學研究是高校教學以外的另一個重要內容,大學教師在從事教學工作的同時承擔了很多的科研課題,在課題具體的研究內容中,既有前沿探索性的理論和關鍵技術方面的內容,也有開發性的技術集成方面的工作,這些都為大學生動手實踐能力的培養提供了較好的環境。

本科生參與具體科研課題時,最直接的切入點往往是其中的具有開發性的技術集成方面的工作。在具體研究時,每個課題組都具有較為完整的教師和研究生隊伍,根據參與者的主要研究方向和特長,課題組的人員具有不同的分工,本科生可以直接參與到其中的集成性方面的工作,通過對課題組研究中形成的技術進行集成,提高自己的實踐能力。

實際上,本科生參與到科研課題中不僅僅對動手能力有提高,更重要的是可以開闊自己的視野并提高創造力。課題研究中的前沿探索性的理論和關鍵技術不是空中樓閣,而是在書本專業基礎之上針對某個問題而研究的新方法、新理論和新技術,本科生參與其中,在進行動手提高實踐能力的同時,能夠更深入的理解其中存在的問題,從而在對基礎知識掌握的基礎上,對如何發現問題、分析問題和解決問題的方法有一定的了解,從而開闊自己的視野,提高自己的創造能力。

在這方面的實踐中,筆者有著切身的體會。筆者在科研中承擔了國家863計劃的課題和某單位預研課題的研究工作,同時在教學中承擔了本科班主任的工作。由于所在班級的學生具有強烈的提高動手能力的愿望,從大學二年級開始,便分批地讓約20名本科同學參與到筆者所承擔科研項目中,其中兩組6名同學在北航“馮如杯”的競賽中分別獲得了二等獎和三等獎,其中的3名同學成為計算機學院的保送研究生,1名同學在2008年的研究生入學考試中也取得了優異的成績并被錄取,其他的同學也在參與課題中很大地提高了自己的動手能力,在考研、畢業設計中都取得了較好的成績。

3.4 培養全面素質

動手實踐能力不僅僅是讓本科生對專業知識的綜合運用和實際操作掌握的提高,更重要的是通過動手實踐能力的培養和鍛煉,全面提升本科生的素質,從而為今后的就業或深造打下更好的基礎。

作為本科生而言,動手能力培養的根本目的在于訓練其系統全面地掌握本學科的專業知識,并能在具體實踐中對專業知識靈活運用,發現問題、分析問題的能力與處理問題的能力同樣關鍵,因此,在具體進行動手能力的培養時,老師應該注意對本科生進行更為全面的培養。在具體的培養過程中,要注重階段性和方法,初期采用較為具體的方式,針對具體問題老師可以給出具體的解決思路和步驟,而在中后期則注重讓學生自己提出問題和解決思路,并把自己的方法通過幻燈片、文檔等有效地進行表達,從而提高其全面地素質。

4 結束語

大學生特別是理工科大學生的動手實踐能力的培養是大學教育中的一項重要內容。動手實踐能力的培養與專業知識的學習具有同樣重要的作用。一方面,動手實踐能力的提高能夠加深本科生對于專業知識的理解和掌握,并一步提高綜合運用專業知識的能力;另一方面,動手實踐能力培養過程中可以激發學生對專業知識的興趣,從而更加認真投入的學習專業知識。另外,大學生動手實踐能力與其今后的就業或深造也是密切相關的,因此,有效地動手實踐能力的培養非常重要。而與專業知識具有系統化理論化的教學體系不同,動手實踐能力的培養往往沒有系統化體系化的方法。本文從注重日常積累、組織綜合實踐、結合科研課題和培養全面素質四個方面對這個問題進行了探討。希望通過這些工作,更好的對本科生進行培養,從而更好的滿足國家和社會的需要。

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