开发综合设计性实验培养创新人才

开发综合设计性实验培养创新人才

1开发综合设计性实验的必要性实践教育中，实践教育占很大比例。以往的实践教育主要基于验证性实验，这对培养创新人才有一定的局限性。因此，我们现在倡导建立全球项目的全面尝试，相关国内外教育专家和科学家也在这方面进行了研究和讨论。综合设计实验对培养创新人才有多重要？以及如何发展全球设计经验来培训创新人才。2综合设计性实验发明创造都必须经过实践的试验、检验,而大部分的发明创造都出自于试验、实验的成果,所以实验室是培养发明创造、创新人才的平台。验证性的实验对学生的理论联系实际,打好基础有较好的帮助作用,但对学生创新能力的培养还远远不够。要促进创新能力、创新人才的培养就要让学生多做一些综合设计性的实验。因为综合设计性实验的特点是:所需知识多而且要综合灵活应用、设计技术高、实验难度大、数据处理较复杂,有一定的创新份量。综合设计性实验培养学生的积极进取、勇于创新的奋斗精神,培养学生的创新能力和创造能力,培养学生的吃苦耐劳、不畏艰险的优良品质,培养学生的工程设计、综合运用的技术能力,培养学生的实事求是、严谨科学的工作作风,培养了大学生的安装调试、实践应用的动手能力。总之,综合设计性实验是通过理论指导实践,在实践中培养创新能力、提高创新能力、锻炼创新能力,对培养创新人才有很大的促进作用。3综合设计性实验的步骤不论是哪种学科在综合设计性实验中培养人才的总目标应是一致的,而分目标和开发综合设计性实验的模式及方法就可能各有差异,但大体上是一致的,开发综合设计性实验的进程如图1所示。第1步:确定综合设计性实验中培养创新人才的总目标及分目标。首先,应明确培养的创新人才的总目标是:能为社会主义祖国、为人民多做贡献的“四有”创新人才,只有目标远大,才能打好培养创新人才的坚实基础。结合总目标、学科的发展方向、专业特点等制定出分目标,这个分目标应能使创新人才在本学科及相关学科方面掌握较高深的理论知识,并能理论联系实际,思想积极活跃、改革开放、大胆无畏、具有科学发展的创新想法、创新主意、创新立题,实践中能做出创新设计、创新实验、创新作品,为掌握本学科的理论和技术奠定更坚实的基础,为本学科及相关学科的发展做出更大贡献!第2步:制定综合设计性实验中培养创新人才的培养计划及实施计划。根据总目标及分目标制定出具体详尽的培养计划和实施计划,从培养模式、培养教材、培养方法、培养管理等方面去制定计划,以期能实现分目标和总目标。第3步:确定开发综合设计性实验的模式、方法及管理办法。根据上述制定的目标及计划确定综合设计性实验的模式、方法及管理办法。模式可以是个人开发,也可以是集体开发;可以是利用现有的实验平台开发,也可以在现有的实验平台上,再稍为购置一些元器件、仪器仪表等器件的开发;可以是本单位开发,也可以横向联合多个单位开发,或者由外单位开发;可以由教师开发,也可以作为学生研究计划,教师指导学生去开发,或者直接由研究生去开发等等。一般的方法是:按照培养目标、计划和模式,由开发综合设计性实验的小组成员讨论、研究、制定、实施,具体方法见下面几步。管理办法上,一般应向学校和学院申请,经同意后立项开发,由项目主持人主持、项目小组成员研究开发。第4步:大量查找资料,确定综合设计性实验的题目。根据培养目标、计划和模式大量查找资料,确定题目的难易程度、涉及的知识面、包含的内容、设计的技术指标、达到的性能、实验报告的要求等等。第5步:研究、设计、试验、修改、完善综合设计性实验。根据综合设计性实验的题目展开研究、设计、试验、修改、完善等工作,学习探索研究,综合相关知识,择优选择设计方案,反复试验修改,分析数据结果,不断循环往复,最好还能准备多种方案。第6步:编写综合设计性实验指导书,并经实践检验。根据开发的综合设计性实验编写实验指导书,该书并不是将选用的综合设计性实验和盘托出,而是让学生根据实验指导书要求进行设计和实施综合设计性实验。实验指导书可以含有实验目的、需用器材与设备、设计要求、设计进程等方面的内容,开发者应站在大学生的角度编写综合设计性实验指导书,反复修改。总之,该综合设计性实验指导书要能在目标上、综合设计上给大学生指明方向,引导他们最终按照要求自行设计,并且能成功实施完成。第7步:应用综合设计性实验。最后将开发出的综合设计性实验实施在大学生的实验课或创新实验中,通过学生进行综合设计性实验的效果,验证所开发的综合设计性实验的效果,若达不到预期效果和目的,则重复上述的进程、方法、或者再选择更好的方法,直至达到预期的效果和目的。4自动检测技术实验的开发具体介绍2个综合设计性实验在培养创新人才中的开发应用实例。(1)自动检测技术综合设计性实验的开发应用。根据自动检测技术这个学科的发展方向、专业特点,应是自动检测信息的技术较先进、线性化程度高、灵敏准确、高精度地进行检测、处理各种信息和数据,为此,培养这个学科的创新人才必需是具有上述各方面理论水平较高、设计能力较强的创新人才。依此目标,申请了华南理工大学“自动检测技术设计性、综合性实验的设计和开发”的教学研究项目,这个教研小组由副院长、教授、博士生导师、担任“自动检测技术”这门校级精品课程的教授领头,一名担任“自动检测技术实验”课和“高级算法语言(C语言)”实验的指导教师、工程师和一名担任“控制仪表技术实验”课和“过程控制系统实验”课的指导教师、实验师组成,知识层次和能力程度等配备比较合理。按照第二点所述的方法开发出4个自动检测技术的综合设计性实验,分别是:“二种传感器组合式压力测量实验”、“用磁电式传感器设计地震测量仪”、“非接触式金属物体线径测量仪”、“设计数字体温计”,编写了这4个综合设计性实验的实验指导书,并应用在自动化专业的大学本科生的“自动检测技术实验”课中,提前2~3周布置题目,本科生按照设计要求自行设计出综合设计性实验,并在2节实验课的考核中实验成功,还整理编写出较高质量的实验报告,其中考核情况是:成绩≥90分的占45%。成绩在89~80分的占47%,成绩在79~70分的占8%,验证了这些综合设计性实验开发的成功。(2)高级算法语言C/C++语言综合设计性实验的开发应用。学习高级算法语言C/C++语言的最终目的是运用该语言设计开发应用软件,而且要开发出优质高效、安全可靠、可读性好、可维护性好、可移植性好、使用方便的综合应用软件,所以,这个学科应朝着这个方向去培养创新人才。由任“高级算法语言(C语言)”实验指导教师主持、研究、开发、设计和实施了11类的高级算法语言C/C++语言综合设计性实验,例如有:“自动电镀生产线的简单生产工序操作控制软件”、“简单图书馆借书、还书管理软件”、“学生成绩管理软件”、“编制课程表软件”等,并安排在最后一次实验中进行考核,提前2~3周布置题目,让本科生自愿组成学习小组,但每个组员均独立设计开发1个综合设计性实验,不能互相抄袭,最后将调试运行成功的较大型的软件在2节课中考核,首先由指导教师进行机上运行考查,然后进行口试、结合写出的综合设计性实验报告,综合评定成绩,最后以30%的综合设计性实验考核分数计入“高级算法语言(C语言)”实验总分中,这类综合设计性实验的考核情况是:成绩≥90分的占16.4%。成绩在89~80分的占38.8%,成绩在79~70分的占36.3%,成绩在69~60分的占6%,成绩不合格的占2.5%,也验证了这类综合设计性实验开发成功。5