創(chuàng)新意識(shí)在傳感器課程改革中的應(yīng)用研究

馬 璇

(沈陽(yáng)師范大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 沈陽(yáng) 110034)

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創(chuàng)新意識(shí)在傳感器課程改革中的應(yīng)用研究

馬 璇

(沈陽(yáng)師范大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 沈陽(yáng) 110034)

自主創(chuàng)新意識(shí)是當(dāng)今對(duì)大學(xué)生提出的新要求,同時(shí)也是對(duì)高校的課程改革和教師提出的新要求,在課堂教學(xué)中教師要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新積極性,從而進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新意愿。該項(xiàng)研究以“傳感器原理及應(yīng)用”課程的特點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn),以加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力培養(yǎng)為目標(biāo),制定并實(shí)施了有針對(duì)性的改革方案。改革方案主要包括2方面內(nèi)容:1)在教學(xué)過(guò)程中,建立了學(xué)習(xí)小組,并以此為單位進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究;2)在教學(xué)中增加了與傳感器課程相關(guān)的自主設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),并把設(shè)計(jì)成果作為考核方式之一。通過(guò)這2方面的改革可以看出,學(xué)生自行組建的學(xué)習(xí)小組對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性起到了一定作用,而設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的設(shè)定,也在一定程度上激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新潛力。

創(chuàng)新意識(shí); 自主設(shè)計(jì); 實(shí)踐能力; 傳感器; 課程改革

0 引 言

國(guó)務(wù)院辦公廳日前印發(fā)了《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見(jiàn)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)實(shí)施意見(jiàn))。實(shí)施意見(jiàn)中指出,到2020年要建立健全課堂教學(xué)、自主學(xué)習(xí)、結(jié)合實(shí)踐等融為一體的高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系,要加大學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng),使投身創(chuàng)業(yè)實(shí)踐的學(xué)生顯著增加。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和高等教育自身發(fā)展需要形成的教育理念和實(shí)踐[1]。高等教育作為創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)重要主體,承擔(dān)著人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和社會(huì)服務(wù)3大基本職能。其中,人才培養(yǎng)是高等學(xué)校的根本職能[2]。在高校中,培養(yǎng)學(xué)生的主要途徑就是課程,課程是高校教學(xué)的核心,是隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展以及學(xué)生個(gè)體的發(fā)展而發(fā)展的,因而高校的課程必須適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代、信息時(shí)代的要求,滿(mǎn)足學(xué)生發(fā)展需求。我國(guó)高校的課程改革應(yīng)該根據(jù)社會(huì)需求的導(dǎo)向做出相應(yīng)的調(diào)整,以提高學(xué)生的實(shí)踐能力為重點(diǎn),注重教學(xué)過(guò)程階段性、過(guò)程性的調(diào)整和完善。目前高校課堂傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能充分滿(mǎn)足社會(huì)的需求。特別是應(yīng)用性較強(qiáng)的課程,一定要突出其在專(zhuān)業(yè)中的價(jià)值,并能在一定程度上引導(dǎo)學(xué)生適應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略和地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求,從而提升大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力[3]。創(chuàng)新型人才作為引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要人才資源,在當(dāng)今世界大發(fā)展大變革大調(diào)整時(shí)期成為各國(guó)競(jìng)相爭(zhēng)搶的對(duì)象[4]。

創(chuàng)新意識(shí)是人們?cè)谡J(rèn)識(shí)、思想、意念上不斷追求進(jìn)步、追求革新、追求卓越的一種持之以恒的精神態(tài)勢(shì),是在充分認(rèn)識(shí)創(chuàng)新的重要性的基礎(chǔ)上,對(duì)待創(chuàng)新的一種自覺(jué)的、主動(dòng)的態(tài)度[5]。對(duì)于目前的大學(xué)生來(lái)說(shuō),可以通過(guò)理想愿望、興趣愛(ài)好、求知欲望、好奇心態(tài)等因素來(lái)喚起創(chuàng)新需要,從而產(chǎn)生自覺(jué)性創(chuàng)新行為,并自身創(chuàng)造潛能。創(chuàng)新能力包含學(xué)習(xí)、觀察、發(fā)現(xiàn)、組織協(xié)調(diào)和實(shí)踐動(dòng)手能力等要素[6].創(chuàng)新能力的培養(yǎng)體現(xiàn)在學(xué)生課程學(xué)習(xí)的要求上是剛性中又有彈性,統(tǒng)一中又體現(xiàn)靈活性[7]。

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),在課程改革中可以從以下3方面入手:

1) 通過(guò)對(duì)本學(xué)科專(zhuān)業(yè)的發(fā)展過(guò)程、對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的貢獻(xiàn)和國(guó)內(nèi)外最新進(jìn)展的了解,開(kāi)拓學(xué)生的工程視野,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本工程學(xué)科專(zhuān)業(yè)的熱愛(ài)和興趣;

2) 通過(guò)安排學(xué)生參與各種工程創(chuàng)新活動(dòng),提高他們運(yùn)用所掌握知識(shí)改造現(xiàn)實(shí)工業(yè)產(chǎn)品和創(chuàng)造新產(chǎn)品的欲望;

3) 通過(guò)對(duì)未知事物的分析和探索,培養(yǎng)學(xué)生的好奇心,增強(qiáng)他們求變創(chuàng)新的激情[8]。鑒于實(shí)際教學(xué)條件的限制,本次課程改革僅在第一方面進(jìn)行改革研究。

1 “傳感器原理與應(yīng)用”課程特點(diǎn)及改革方向

“傳感器原理及應(yīng)用”課程是電子信息工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課之一,以講授多種實(shí)用型傳感器的原理為基礎(chǔ),并與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,多渠道多方位地為學(xué)生提供了創(chuàng)新平臺(tái)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能獲得傳感器與檢測(cè)技術(shù)所必要的基本理論、基本知識(shí)和基本技能,為從事工程技術(shù)工作和科學(xué)研究工作奠定良好的理論基礎(chǔ)。

相對(duì)于其他專(zhuān)業(yè)課程而言,“傳感器原理與應(yīng)用”課程,具有以下特點(diǎn):

1) 較強(qiáng)的多元性

傳感器在不斷的優(yōu)化和創(chuàng)新中,已經(jīng)經(jīng)過(guò)幾次變革,這些變革在一定程度上提高了其應(yīng)用效果,擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍,并結(jié)合了多種科學(xué)技術(shù)和多種科學(xué)知識(shí)。所以,“傳感器原理與應(yīng)用”課程所涉及的知識(shí)一定是多元化的。

2) 廣泛的實(shí)用性

傳感器主要應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域,涉及的范圍包括:航空航天、軍事武器、醫(yī)療衛(wèi)生、測(cè)量測(cè)試、民眾需求等。而在各個(gè)領(lǐng)域所使用的傳感器卻不盡相同,通過(guò)課堂上的學(xué)習(xí)學(xué)生能了解各種傳感器的基本原理和應(yīng)用范圍,并能應(yīng)用到實(shí)際科研和生活中。

3) 良好的可擴(kuò)展性

傳感器的種類(lèi)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(cè)量工作,而各種不同的傳感器之間又能通過(guò)相關(guān)電路進(jìn)行整合,擴(kuò)展其原有的功能,從而進(jìn)行更多的測(cè)量和監(jiān)測(cè)工作。

結(jié)合實(shí)際教學(xué),為了凸顯課程的應(yīng)用作用,該課程在以下方面需要進(jìn)行改革:

1) 提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力

由于受到傳統(tǒng)知識(shí)觀的影響,高校課程實(shí)施過(guò)程主要是教師以注入式、介紹式的課堂講授為中心,課程實(shí)施的主體內(nèi)在地限定于教師和教材,學(xué)生只能成為被動(dòng)接受來(lái)源于教師的知識(shí)灌輸[8]。這種限定在課堂教學(xué)中的課程實(shí)施方式,在很大程度上導(dǎo)致了學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)能力,從而使得學(xué)生缺乏創(chuàng)新性思維和實(shí)踐鍛煉,難以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力,無(wú)法滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的需求[9]。

2) 加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)

本課程的開(kāi)課學(xué)期是第5學(xué)期,之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)數(shù)字電路、模擬電路、電路分析等基礎(chǔ)課程,本門(mén)課程與前期課程聯(lián)系緊密。而學(xué)生在建立這種聯(lián)系的時(shí)候,會(huì)出現(xiàn)“斷層”,無(wú)法把所有相關(guān)知識(shí)對(duì)接起來(lái),從而限制了思維空間的進(jìn)一步拓展。把所有所學(xué)知識(shí)應(yīng)用的實(shí)際中,就要要求學(xué)生建立起一張知識(shí)的大網(wǎng),把自己學(xué)過(guò)的聯(lián)系在以前,并能靈活應(yīng)用它們滿(mǎn)足自己的需要,為進(jìn)一步的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下良好基礎(chǔ)。如何在較短的學(xué)時(shí)內(nèi),將知識(shí)的“點(diǎn)”“線”“面”完美結(jié)合,是一個(gè)需要深入思考的問(wèn)題[10]。

2 創(chuàng)新意識(shí)在“傳感器原理與應(yīng)用”課程中的應(yīng)用

創(chuàng)新教育是素質(zhì)教育的延伸、拓展和深化,是培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)造性人才的重要途徑[11]。創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)要貫穿整個(gè)課程的教學(xué)過(guò)程中,因此要緊密結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)和課程性質(zhì)進(jìn)行改革。由于“傳感器原理及應(yīng)用”課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,僅采用傳統(tǒng)的多媒體加板書(shū)的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿(mǎn)足當(dāng)前教育發(fā)展和學(xué)生的需求,也不能體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力。要將應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的理念貫穿到整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力,結(jié)合“傳感器原理及應(yīng)用”課程的特點(diǎn),旨在提高該課程的教學(xué)效果。因此,改革內(nèi)容主要從以下幾方面入手:

1) 增加自主查找資料環(huán)節(jié)

自主創(chuàng)新意識(shí)是存在于學(xué)生內(nèi)心的一種潛力,需要教師不斷的發(fā)現(xiàn)與挖掘。隨著課程的進(jìn)行,教師要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和興趣點(diǎn),布置相應(yīng)的任務(wù),以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主創(chuàng)新。為了實(shí)現(xiàn)這一目的,教師增加了自主查找資料的環(huán)節(jié)。在完成這一任務(wù)時(shí),學(xué)生要利用課余時(shí)間查找與創(chuàng)新有關(guān)的歷史資料,除了上交給教師的調(diào)研報(bào)告外,還要準(zhǔn)備發(fā)言稿,來(lái)介紹自己發(fā)現(xiàn)的信息和收獲。

2) 鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主性創(chuàng)新設(shè)計(jì)

美國(guó)數(shù)學(xué)教育家波利亞指出: “學(xué)習(xí)任何東西,最好的途徑是自己去發(fā)現(xiàn)”。教學(xué)中應(yīng)該給學(xué)生留出足夠的思維空間,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性[12]。因此,在改革過(guò)程中,適當(dāng)增加了自主性創(chuàng)新設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。在以往的教學(xué)過(guò)程中,由于課時(shí)和實(shí)驗(yàn)條件等限制,并沒(méi)有進(jìn)行自主設(shè)計(jì)的內(nèi)容,不能充分體現(xiàn)出學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性與創(chuàng)造性?？紤]到該課程的應(yīng)用性,改革過(guò)程中著重提高了學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力,增加了自主性設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。

具體實(shí)施方法是:把教學(xué)對(duì)象分成8個(gè)學(xué)習(xí)小組,每個(gè)學(xué)習(xí)小組在組長(zhǎng)的組織下自行選定設(shè)計(jì)題目,并由各組長(zhǎng)進(jìn)行匯總,避免設(shè)計(jì)題目重復(fù)。各學(xué)習(xí)小組成員經(jīng)過(guò)組內(nèi)討論后,確定設(shè)計(jì)的內(nèi)容和具體實(shí)施方案,并經(jīng)過(guò)協(xié)商后進(jìn)行分工,隨后利用課余時(shí)間開(kāi)始進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作。通過(guò)這種協(xié)同合作,自主設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)方式,學(xué)生能自己總結(jié)和理解與傳感器相關(guān)的知識(shí),并把這些知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中,在很大程度上提高動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。

3) 積極開(kāi)展問(wèn)卷調(diào)查

問(wèn)卷調(diào)查是一種發(fā)掘事實(shí)現(xiàn)況的研究方式,最大的目的是搜集、累積各項(xiàng)科學(xué)教育屬性的基本資料。問(wèn)卷調(diào)查是直接了解學(xué)生狀況和心理需求的有效方式之一。教學(xué)過(guò)程中,教師通過(guò)多次調(diào)查問(wèn)卷,及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)和想法,并調(diào)整改革方向和具體實(shí)施方法。在學(xué)期期末,問(wèn)卷調(diào)查反映出了學(xué)生對(duì)改革的認(rèn)可程度和提高自我創(chuàng)新能力的渴望。

基于ES 的校內(nèi)全文搜索引擎平臺(tái)在校園網(wǎng)域內(nèi)運(yùn)行穩(wěn)定，成功解決了校內(nèi)數(shù)字資源無(wú)法精準(zhǔn)和快速的定位的問(wèn)題，同時(shí)也滿(mǎn)足了校內(nèi)用戶(hù)的搜索需求。本文的下一步工作是在搜索引擎的基礎(chǔ)上，增加用戶(hù)搜索熱詞的功能，全校園網(wǎng)域特定時(shí)間段內(nèi)對(duì)特定數(shù)據(jù)的需求量，并動(dòng)態(tài)更新檢索結(jié)果的相關(guān)度權(quán)重排序，進(jìn)一步提升校內(nèi)用戶(hù)的搜索體驗(yàn)。

3 培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的效果

3.1 提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

在“傳感器原理與應(yīng)用”課程中加強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng),激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新熱情。一個(gè)教學(xué)周期的教學(xué)實(shí)踐證明,建立學(xué)習(xí)小組并增加自主查找資料環(huán)節(jié)和自主設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),在一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)“傳感器原理與應(yīng)用課程”的理解,并在學(xué)習(xí)小組的討論研究中,提高了團(tuán)隊(duì)合作的能力。

3.2 開(kāi)闊了學(xué)生的思維,激發(fā)了潛在創(chuàng)新能力

學(xué)生除了學(xué)習(xí)教材上的基本知識(shí)外,通過(guò)查找資料、自己動(dòng)手制作和主題討論,提高了學(xué)習(xí)積極性,擴(kuò)大了知識(shí)范圍,增強(qiáng)了探究能力,激發(fā)了自己的創(chuàng)新能力,并能把課程與專(zhuān)業(yè)有機(jī)結(jié)合,進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)一個(gè)教學(xué)周期的實(shí)踐,對(duì)改革結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)。

3.3 課程改革成果展示

1) 學(xué)生設(shè)計(jì)作品展示,見(jiàn)圖1。

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

2) 調(diào)查問(wèn)卷結(jié)果

圖2 調(diào)查問(wèn)卷部分結(jié)果

在改革過(guò)程中共由學(xué)生完成了多份調(diào)查問(wèn)卷,分別就考核方式、考核內(nèi)容、學(xué)習(xí)狀態(tài)等進(jìn)行了了解和改進(jìn)。問(wèn)卷結(jié)果顯示,學(xué)生對(duì)改革后的考核方式滿(mǎn)意率達(dá)到78.38%,對(duì)建立學(xué)習(xí)小組的方式贊成率達(dá)到了82.4%,另外大部分學(xué)生認(rèn)為增加設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)習(xí)非常有幫助。同時(shí)發(fā)現(xiàn),有個(gè)別學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高,不能主動(dòng)投入到學(xué)習(xí)中。針對(duì)這種情況,教師通過(guò)和學(xué)生的溝通和交流,及時(shí)處理了相關(guān)的問(wèn)題,取得了良好的教學(xué)效果。

4 結(jié) 語(yǔ)

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力是新時(shí)期對(duì)高校和學(xué)生提出的新要求,“傳感器原理及應(yīng)用” 課程自身的特點(diǎn)正適合找到創(chuàng)新點(diǎn)。而通過(guò)這次課程改革,適當(dāng)增加自主設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),能在很大程度上提高課程的價(jià)值,增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提高學(xué)生自主創(chuàng)新的意識(shí)。從調(diào)查問(wèn)卷的結(jié)果可以看出,學(xué)生對(duì)改革方式總體比較滿(mǎn)意,新的教學(xué)環(huán)節(jié)促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)能力的增長(zhǎng)。但是在教學(xué)中也出現(xiàn)了不足,比如有部分學(xué)生依然不能自覺(jué)加入到自主創(chuàng)新中,在以后的教學(xué)中要多結(jié)合不同學(xué)生的設(shè)計(jì)來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)。在進(jìn)一步的深化改革中,要更加注重理論與實(shí)踐結(jié)合,逐步提升學(xué)生的實(shí)踐能力、獨(dú)立思考和自主創(chuàng)新能力,加大所涉獵的知識(shí)范圍。

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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(guó)際科技合作專(zhuān)項(xiàng)(2010DFR70640); 沈陽(yáng)師范大學(xué)首批課堂教學(xué)改革試點(diǎn)課程項(xiàng)目; 2014年沈陽(yáng)師范大學(xué)教育教學(xué)改革專(zhuān)題項(xiàng)目。

馬 璇(1978-),女,遼寧錦州人,沈陽(yáng)師范大學(xué)講師,碩士。

1673-5862(2015)03-0413-04

G642

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2015.03.021