創新意識在傳感器課程改革中的應用研究

馬 璇

(沈陽師范大學 物理科學與技術學院, 沈陽 110034)

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創新意識在傳感器課程改革中的應用研究

馬 璇

(沈陽師范大學 物理科學與技術學院, 沈陽 110034)

自主創新意識是當今對大學生提出的新要求,同時也是對高校的課程改革和教師提出的新要求,在課堂教學中教師要充分調動學生的創新積極性,從而進一步提高學生的創新能力與創新意愿。該項研究以“傳感器原理及應用”課程的特點為出發點,以加強學生創新能力和實踐能力培養為目標,制定并實施了有針對性的改革方案。改革方案主要包括2方面內容:1)在教學過程中,建立了學習小組,并以此為單位進行學習和研究;2)在教學中增加了與傳感器課程相關的自主設計環節,并把設計成果作為考核方式之一。通過這2方面的改革可以看出,學生自行組建的學習小組對提高學生的學習積極性起到了一定作用,而設計環節的設定,也在一定程度上激發了學生的創新潛力。

創新意識; 自主設計; 實踐能力; 傳感器; 課程改革

0 引 言

國務院辦公廳日前印發了《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》(以下簡稱實施意見)。實施意見中指出,到2020年要建立健全課堂教學、自主學習、結合實踐等融為一體的高校創新創業教育體系,要加大學生的創新精神、創業意識和創新創業能力的培養,使投身創業實踐的學生顯著增加。創新創業教育是適應經濟社會發展和高等教育自身發展需要形成的教育理念和實踐[1]。高等教育作為創新型國家建設重要主體,承擔著人才培養、科學研究和社會服務3大基本職能。其中,人才培養是高等學校的根本職能[2]。在高校中,培養學生的主要途徑就是課程,課程是高校教學的核心,是隨著經濟社會的發展以及學生個體的發展而發展的,因而高校的課程必須適應知識經濟時代、信息時代的要求,滿足學生發展需求。我國高校的課程改革應該根據社會需求的導向做出相應的調整,以提高學生的實踐能力為重點,注重教學過程階段性、過程性的調整和完善。目前高校課堂傳統的教學模式已經不能充分滿足社會的需求。特別是應用性較強的課程,一定要突出其在專業中的價值,并能在一定程度上引導學生適應國家戰略和地方經濟社會發展需求,從而提升大學生的實踐創新能力[3]。創新型人才作為引領經濟社會發展的重要人才資源,在當今世界大發展大變革大調整時期成為各國競相爭搶的對象[4]。

創新意識是人們在認識、思想、意念上不斷追求進步、追求革新、追求卓越的一種持之以恒的精神態勢,是在充分認識創新的重要性的基礎上,對待創新的一種自覺的、主動的態度[5]。對于目前的大學生來說,可以通過理想愿望、興趣愛好、求知欲望、好奇心態等因素來喚起創新需要,從而產生自覺性創新行為,并自身創造潛能。創新能力包含學習、觀察、發現、組織協調和實踐動手能力等要素[6].創新能力的培養體現在學生課程學習的要求上是剛性中又有彈性,統一中又體現靈活性[7]。

為了培養學生的創新意識,在課程改革中可以從以下3方面入手:

1) 通過對本學科專業的發展過程、對經濟社會的貢獻和國內外最新進展的了解,開拓學生的工程視野,培養學生對本工程學科專業的熱愛和興趣;

2) 通過安排學生參與各種工程創新活動,提高他們運用所掌握知識改造現實工業產品和創造新產品的欲望;

3) 通過對未知事物的分析和探索,培養學生的好奇心,增強他們求變創新的激情[8]。鑒于實際教學條件的限制,本次課程改革僅在第一方面進行改革研究。

1 “傳感器原理與應用”課程特點及改革方向

“傳感器原理及應用”課程是電子信息工程專業的專業課之一,以講授多種實用型傳感器的原理為基礎,并與實際應用相結合,多渠道多方位地為學生提供了創新平臺。通過本課程的學習,學生能獲得傳感器與檢測技術所必要的基本理論、基本知識和基本技能,為從事工程技術工作和科學研究工作奠定良好的理論基礎。

相對于其他專業課程而言,“傳感器原理與應用”課程,具有以下特點:

1) 較強的多元性

傳感器在不斷的優化和創新中,已經經過幾次變革,這些變革在一定程度上提高了其應用效果,擴大了其應用范圍,并結合了多種科學技術和多種科學知識。所以,“傳感器原理與應用”課程所涉及的知識一定是多元化的。

2) 廣泛的實用性

傳感器主要應用于工程技術領域,涉及的范圍包括:航空航天、軍事武器、醫療衛生、測量測試、民眾需求等。而在各個領域所使用的傳感器卻不盡相同,通過課堂上的學習學生能了解各種傳感器的基本原理和應用范圍,并能應用到實際科研和生活中。

3) 良好的可擴展性

傳感器的種類十分廣泛,包括壓力傳感器、溫度傳感器、光電傳感器等,每一種傳感器都能完成特定的測量工作,而各種不同的傳感器之間又能通過相關電路進行整合,擴展其原有的功能,從而進行更多的測量和監測工作。

結合實際教學,為了凸顯課程的應用作用,該課程在以下方面需要進行改革:

1) 提高學生主動學習的能力

由于受到傳統知識觀的影響,高校課程實施過程主要是教師以注入式、介紹式的課堂講授為中心,課程實施的主體內在地限定于教師和教材,學生只能成為被動接受來源于教師的知識灌輸[8]。這種限定在課堂教學中的課程實施方式,在很大程度上導致了學生缺乏自主學習能力,從而使得學生缺乏創新性思維和實踐鍛煉,難以培養學生的實踐能力和創造能力,無法滿足社會對復合型、創新型人才的需求[9]。

2) 加強學生的實際應用和創新意識的培養

本課程的開課學期是第5學期,之前學生已經學習過數字電路、模擬電路、電路分析等基礎課程,本門課程與前期課程聯系緊密。而學生在建立這種聯系的時候,會出現“斷層”,無法把所有相關知識對接起來,從而限制了思維空間的進一步拓展。把所有所學知識應用的實際中,就要要求學生建立起一張知識的大網,把自己學過的聯系在以前,并能靈活應用它們滿足自己的需要,為進一步的創新能力的培養打下良好基礎。如何在較短的學時內,將知識的“點”“線”“面”完美結合,是一個需要深入思考的問題[10]。

2 創新意識在“傳感器原理與應用”課程中的應用

創新教育是素質教育的延伸、拓展和深化,是培養高素質的創造性人才的重要途徑[11]。創新意識的培養要貫穿整個課程的教學過程中,因此要緊密結合學生特點和課程性質進行改革。由于“傳感器原理及應用”課程是一門實踐性很強的課程,僅采用傳統的多媒體加板書的教學模式已經不能滿足當前教育發展和學生的需求,也不能體現學生的創新能力。要將應用所學知識的理念貫穿到整個教學過程中,注重培養學生的實際應用能力和創新能力,結合“傳感器原理及應用”課程的特點,旨在提高該課程的教學效果。因此,改革內容主要從以下幾方面入手:

1) 增加自主查找資料環節

自主創新意識是存在于學生內心的一種潛力,需要教師不斷的發現與挖掘。隨著課程的進行,教師要根據學生的學習狀態和興趣點,布置相應的任務,以引導學生進行自主創新。為了實現這一目的,教師增加了自主查找資料的環節。在完成這一任務時,學生要利用課余時間查找與創新有關的歷史資料,除了上交給教師的調研報告外,還要準備發言稿,來介紹自己發現的信息和收獲。

2) 鼓勵學生進行自主性創新設計

美國數學教育家波利亞指出: “學習任何東西,最好的途徑是自己去發現”。教學中應該給學生留出足夠的思維空間,充分調動學生主動學習的積極性[12]。因此,在改革過程中,適當增加了自主性創新設計環節。在以往的教學過程中,由于課時和實驗條件等限制,并沒有進行自主設計的內容,不能充分體現出學生學習的自主性與創造性?？紤]到該課程的應用性,改革過程中著重提高了學生對知識的應用能力,增加了自主性設計環節。

具體實施方法是:把教學對象分成8個學習小組,每個學習小組在組長的組織下自行選定設計題目,并由各組長進行匯總,避免設計題目重復。各學習小組成員經過組內討論后,確定設計的內容和具體實施方案,并經過協商后進行分工,隨后利用課余時間開始進行設計和制作。通過這種協同合作,自主設計的學習方式,學生能自己總結和理解與傳感器相關的知識,并把這些知識應用到實際中,在很大程度上提高動手能力和團隊合作能力。

3) 積極開展問卷調查

問卷調查是一種發掘事實現況的研究方式,最大的目的是搜集、累積各項科學教育屬性的基本資料。問卷調查是直接了解學生狀況和心理需求的有效方式之一。教學過程中,教師通過多次調查問卷,及時了解學生的學習動態和想法,并調整改革方向和具體實施方法。在學期期末,問卷調查反映出了學生對改革的認可程度和提高自我創新能力的渴望。

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3 培養創新意識的效果

3.1 提高了學生的自主學習能力

在“傳感器原理與應用”課程中加強創新意識的培養,激發了學生的學習興趣和創新熱情。一個教學周期的教學實踐證明,建立學習小組并增加自主查找資料環節和自主設計環節,在一定程度上激發了學生的學習積極性和學生學習的主動性,進一步加深了學生對“傳感器原理與應用課程”的理解,并在學習小組的討論研究中,提高了團隊合作的能力。

3.2 開闊了學生的思維,激發了潛在創新能力

學生除了學習教材上的基本知識外,通過查找資料、自己動手制作和主題討論,提高了學習積極性,擴大了知識范圍,增強了探究能力,激發了自己的創新能力,并能把課程與專業有機結合,進行創新設計。經過一個教學周期的實踐,對改革結果進行分析和總結。

3.3 課程改革成果展示

1) 學生設計作品展示,見圖1。

(a)—聲音傳感器應用; (b)—光電傳感器應用; (c)—溫度傳感器應用。

2) 調查問卷結果

圖2 調查問卷部分結果

在改革過程中共由學生完成了多份調查問卷,分別就考核方式、考核內容、學習狀態等進行了了解和改進。問卷結果顯示,學生對改革后的考核方式滿意率達到78.38%,對建立學習小組的方式贊成率達到了82.4%,另外大部分學生認為增加設計性環節對學習非常有幫助。同時發現,有個別學生學習積極性不高,不能主動投入到學習中。針對這種情況,教師通過和學生的溝通和交流,及時處理了相關的問題,取得了良好的教學效果。

4 結 語

大學生創新創業能力是新時期對高校和學生提出的新要求,“傳感器原理及應用” 課程自身的特點正適合找到創新點。而通過這次課程改革,適當增加自主設計環節,能在很大程度上提高課程的價值,增加了學生的學習積極性,提高學生自主創新的意識。從調查問卷的結果可以看出,學生對改革方式總體比較滿意,新的教學環節促進了學生學習能力的增長。但是在教學中也出現了不足,比如有部分學生依然不能自覺加入到自主創新中,在以后的教學中要多結合不同學生的設計來設計教學環節。在進一步的深化改革中,要更加注重理論與實踐結合,逐步提升學生的實踐能力、獨立思考和自主創新能力,加大所涉獵的知識范圍。

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[ 8 ]劉旭. 從知本到人本: 我國大學課程研究范式變革[M]. 北京:人民出版社, 2011:123.

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[12]鐘啟泉,汪霞. 課程與教學論[M]. 上海:華東師范大學出版社, 2008:170.

Application of innovation consciousness in the course of sensor

MAXuan

(College of Physics Science and Technology, Shenyang Normal University, Shenyang 110034, China)

Self-innovation consciousness is required for college students today. It is also the new demand for the teachers and the curriculum reform. During the class tesching, he teacher should fully arouse the enthusiasm of the students’ innovation, Based on the character of the course of “principle and application of sensor” this paper the students’ innovative ability and practice ability. There are two aspects in the class reform. The one is to set up study groups as the units in the process of teaching, and the other one is to increase the sensor of independent design in the teaching course. The results show that these two aspects can improve the students' learning motivation. And the design link inspired the students' innovative potential to a certain extent.

innovation consciousnes; independent design; practice ability; sensor; curriculum reform

2015-05-20。

國際科技合作專項(2010DFR70640); 沈陽師范大學首批課堂教學改革試點課程項目; 2014年沈陽師范大學教育教學改革專題項目。

馬 璇(1978-),女,遼寧錦州人,沈陽師范大學講師,碩士。

1673-5862(2015)03-0413-04

G642

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2015.03.021