浅析如何在实验教学中培养学生的创新能力和动手能力
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作者: 李 琼
【摘要】实验教学是培养学生创新能力和动手能力的重要教学环节。理论教学与实验教学存在着相互依存、相辅相成的关系,改革现行实验教学的方式、方法,可使实验教学真正成为创新人才培养的平台。
【关键词】实验教学;创新能力;动手能力
普通高等学校实验室不仅是创新思维和创新能力人才培养的基地,同时也是知识创新体系的重要场所。实验教学作为高职院校教学体系的一个重要组成部分,是培养学生科技创新能力的重要环节,实验教学的方法和手段是推行素质教育、培养学生创新能力的重要途径。就电类实验而言,当今实验教学的内容重点不再是简单的电路连接、调整与测试,而是突出系统设计,突出先进设计测试工具使用能力的培养。通过实验教学,学生不仅仅要分析问题,更主要的是要受到设计思想、设计技能、调试技能和实验研究技能的训练。实验教学的内容必须体现出重应用,重开发,重技能,重素质。为了提高学生运用理论知识解决实际问题和综合开发设计的能力,必须改革现行的实验教学体系、方法和手段。
1.现行的实验教学模式存在的问题
(1)我们当前实验教学模式是在统一的时间内,由实验指导教师讲解实验内容、操作步骤、注意事项、实验要求后。学生进行实验,写出实验报告。是一种传统的实验教学模式,在这种教学模式下学生思维只能跟老师做走,学生虽然参与了实验教学活动,但实质上是处于被动接受的状态,学生的主动性、积极性受到一定限制,创新能力和设计思想等各方面能力无法得到训练。(2)实验教学没有系统的培养目标。由于实验教学一直处于相对的“弱势”,很多人认为高校教学是以理论教学为主,实验教学只是理论教学的补充,从属于理论教学。在这种观念的影响下,传统的实验教学大多依附理论教学,存在着“四多四少”的现象,即有实验的课程多,每一门课程的实验学时少;实验教学分散、简单重复的内容多,反映科学技术新知识、新成果的内容少;演示性、验证性实验多,综合性、设计型实验少;教师为学生预先准备的多,学生自己独立思考、动手机会少。(3)学生对实验教学不重视,学生普遍认为,课本知识比实践知识重要,甚至认为实验课可有可无,做实验时敷衍了事。这导致许多学生的实验技能和动手能力较差,而动手能力差又使学生畏惧实验课,形成恶性循环,实验课愈加不受重视。
2.实验教学是培养和提高学生综合素质能力的重要途径之一
高职院校学生综合素质能力包含职业技术能力,创新思维能力,信息处理能力,分析和解决问题能力、职业拓展能力等。为适应这一需求,作为教师则必须树立全新的教学理念。即必须从单纯的学科教育转向科学的教育,不但要让学生掌握系统的理论知识,还要注重他们综合素质能力的培养和提高。就实验教学而言不仅仅是对简单定理、定律的验证,而应启发和鼓励学生的创新和动手能力,因为动手和创新能力是学生综合素质的具体表现,是学生今后择业的资本。如广州、深圳、上海等大城市高级技工和研究生一样吃香。这一现象从某个侧面折射出培养学生职业技术能力的重要性。由此可见,实验教学是提高学生综合素质能力的重要途径之一,实验本身就是提高学生综合素质的载体。
3.如何在实验教学中对学生进行创新意识和创新能力的培养
3.1 优化实验教学结构、教学内容,培养学生复合型职业技术能力
教学系统中,一定的教学目标、任务、师生共同参与的教学活动等,形成一定的结构,即教学结构。具体到电工电子实验教学中主要采取:1)教师精讲。主要讲要求,讲注意事项,讲思路,少讲或不讲怎么做。例如进行参数测试只讲测什么,至于用什么测试工具,用什么方法测试首先由学生思考,由学生选择,老师认可,测量结果首先由学生分析,最后由老师总结。2)分类指导,因材施教。放手动手能力强的学生,对中间层次的学生采用有针对性地提示,使其独立地完成任务,对动手能力弱的采取讲基本原理,重点指导、示范相结合,让其敢于动手,又谨慎操作。3)进行开放式实验教学模式。主要是让其学得好或学得差、并且愿意学的学生可以不受时间限制利用业余时间到实验室进行进一步提高或补差。
在电工电子实验教学中通过优化教学内容来提高学生的动手能力主要通过把实验内容进行分层次,分成验证性、综述性、设计性三个层次,作为验证性实验着重培养学生其动手能力和基础能力即要求掌握常用仪器,使用掌握误差分析,掌握各种参数的测试方法,理解并遵守实验课的基本程序。针对学校专业的复合性,不仅要求电类专业的同学能掌握,而且要求有关非电类专业的同学也能掌握,如机制专业,数控专业。从而培养出复合性专业技术能力。
电工电子实验教学中还采取形式多样化的方法,提高学生实验兴趣,提高动手能力。如在讲功率因数提高时需进行实验验证,于是可以把该实验分成二部分:第一步让学生自己动手先进行日光灯线路的连接,当学生看到自己连接的日光灯管线路接上电源后即正常发光,欣喜之情溢于言表,则大大提高了实验兴趣。此时即第二步再让学生把补偿电容接上进行有关参数的测量,从而立即达到化繁为简的效果,达到理论与实践的统一。实验教学中通过实验方式多样化,由老师演示,有小组实验,让学生从中学会竞争与合作,激发学生的自信心和进取性。所谓学而时习之,耳听十遍不如手过一遍,这说明只有从实验―理论―实验,才能促进学生把知识较快地转化为能力
3.2 注重启发式实验教学,提高学生分析和解决问题的能力
启发式教学法己经成为建立教学方法体系的指导思想,启发式是从学生实际出发,充分调动学生学习的积极性,主动性和创造性,培养学生分析问题和解决问题的能力,把学生看成学习的主体。因此无论是理论教学还是实验教学,其教学方法都应大力倡导启发式,如我们在进行基尔霍夫定律教学时,当老师在黑板上画出复杂电路图讲解有关节点、支路和回路等基本概念时。提出问题,比如:如何求电路中各支路电流?回路中各部分电压?采用什么方法?让学生产生一种强烈的求知欲,好奇心,然后拿出实验装置让学生接好线路,用实验的方法测出有关电路中支路电流,电压.变验证性实验为探索性实验,再通过几组测量数据的比较,进一步提出问题:节点上各支路电流之间有何关系?电流方向如何判别?回路中各电压之间有何关系?等等。让学生经过思考,从中找出规律性的东西,然后再上升到理论知识,使学生在提问―思考―实践―总结中充分发挥其的自主性,参与性和独立思考性,从而培养和提高学生分析问题和解决问题的能力,信息处理能力。
另外在实验教学中,对学生实验当中出现的问题和错误加以启发性的分析。如学生在测量电压、电位实验时,学生测出的数据有时是错误的,但他不知道如何检查和判别数据的正确与否,这就需要老师给予方法上的启发和指导,通过向学生提出电压与电位之间的关系是什么?为什么会产生测量数据的不符,产生的原因有哪些?如何检查?等问题,一步步给予分析指导,达到训练学生运用理论知识解决实际问题的能力。
3.3 活用创造性教学方法,培养学生创新能力
创新教育是指在教育学实践上,高度重视以知识为基础的能力培养,注重方法的传授和创新能力。是否重视创新能力是传统教育和现代教育的根本区别之一。
因此,电工电子实验教学中,根据大纲要求,在确保学生掌握基础知识和基本技能的前提下,寻找创造性思维的结合点。进行创造性教学。为学生创新能力的培养创造更好的机会,如通过穿插一些设计性实验教学,即根据给定的条件学生自己设计电路,选择参数,拟定测量步骤和数据表格。经过老师指导认可后,方可操作实验,得出实验结论。比如在做脉冲实验时,其中有一个RC电路的应用实验,原教材参数己设定,现改为有若干电阻,电容供选择,让学生自己选择元件的参数,再根据各电路的特点连接成微分电路,积分电路,耦合电路,并将该电路的输出波形通过示波器显示出来,这就需要学生开动脑筋,结合老师的指导,自己动手组成各种电路,从而培养学生的创新能力和动手能力。经过实践,学生受益匪浅,觉得从该实验中确实锻炼了自己的能力,而且觉得原本深奥的理认知识也容易理解了。
4.结束语
随着高等教育体制改革的逐步深化,要求高校培养出来的人才在知识结构和能力上都具有较高的素质。实验教学是高等教育中培养具有创新能力、高素质人才的一个重要环节,越来越受大家的关注。当然创新能力并不是一个新话题,问题是怎样使我们培养的学生具有一定的创新能力,如何成功地探索出实验教学改革的新路子。还需要每一位实验教育工作者进行不断的创新与实践。
参考文献
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