第二課堂與大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐

姜余祥++楊萍

摘要：第二課堂是提高學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段之一。針對(duì)學(xué)生實(shí)踐過程中存在的實(shí)際情況，通過分析實(shí)踐階段的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容以及實(shí)際效果，針對(duì)第二課堂建設(shè)與改革，本文設(shè)計(jì)了以二級(jí)項(xiàng)目引領(lǐng)的《智能家居系統(tǒng)》教學(xué)內(nèi)容，提出個(gè)性化教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生發(fā)展個(gè)人實(shí)踐跟蹤檔案的方法，提高了實(shí)踐創(chuàng)新的效果。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力；CDIO；實(shí)踐教學(xué)；跟蹤檔案

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）11-0130-02

一、課程建設(shè)與教學(xué)改革

第二課堂是提高學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段之一。通過第二課堂，可以為學(xué)生提供面向社會(huì)的窗口，學(xué)以致用，增強(qiáng)自信，提升創(chuàng)新能力。通過第二課堂教學(xué)和實(shí)踐過程，可以摸索和推進(jìn)教育創(chuàng)新模式，探索教學(xué)改革方式，是提高教學(xué)質(zhì)量的重要途徑，更是人才培養(yǎng)質(zhì)量的根本保證。依據(jù)電子信息科學(xué)與技術(shù)，電子信息工程等專業(yè)特色和市場(chǎng)對(duì)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)的需求定位，本文從以下幾個(gè)方面展開討論。

二、第二課程體系建設(shè)

遵循“多方面?zhèn)€性化培養(yǎng)、人人成才”的理念，作為第一課堂教學(xué)內(nèi)容補(bǔ)充，第二課堂教學(xué)體系建設(shè)方案可以更加靈活的進(jìn)行制定。以提高學(xué)生專業(yè)應(yīng)用能力和技術(shù)開發(fā)能力為出發(fā)點(diǎn)，以提高學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力和初步科研能力為目的，以通過統(tǒng)籌設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)和開展素質(zhì)拓展訓(xùn)練為手段，參照專業(yè)培養(yǎng)方案、就業(yè)方向、專業(yè)教師研究領(lǐng)域、學(xué)院實(shí)驗(yàn)環(huán)境、校企結(jié)合程度，以此構(gòu)建結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)的素質(zhì)拓展教育結(jié)構(gòu)體系。在創(chuàng)新知識(shí)的獲取階段，可以通過學(xué)生廣泛參加各類科技活動(dòng)、鼓勵(lì)同學(xué)參與各級(jí)各類學(xué)科專業(yè)競(jìng)賽、工程教育專業(yè)認(rèn)證、倡導(dǎo)大學(xué)生參與教師的科研過程并鼓勵(lì)教師指導(dǎo)，以此提高學(xué)生科研能力和創(chuàng)新意識(shí)。

三、教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革

在學(xué)生實(shí)踐過程中，建立學(xué)生研究型小組開展個(gè)性化教學(xué)，完善學(xué)生發(fā)展檔案。進(jìn)一步深化教學(xué)模式改革，堅(jiān)持以學(xué)生為中心，積極探索符合教學(xué)規(guī)律、符合人才成長規(guī)律的教學(xué)方法，注重因材施教。在教學(xué)中重視討論和交流，重視合作學(xué)習(xí)，重視探究和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。合理運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段，引入CDIO教學(xué)模式，正確處理現(xiàn)代教育技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)手段的關(guān)系，充分合理運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)、運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)手段和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、以學(xué)生為中心設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)、開發(fā)學(xué)習(xí)資源，支持學(xué)生網(wǎng)上自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)，提供立體化教學(xué)環(huán)境和數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，以優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)支持服務(wù)實(shí)現(xiàn)課程群目標(biāo)，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。以面向工程為導(dǎo)向、以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為手段，教師是關(guān)鍵：在“智能家居系統(tǒng)”實(shí)踐教學(xué)模式中，題目及內(nèi)容設(shè)計(jì)合理與否，將直接影響到實(shí)踐教學(xué)效果。因此在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)過程中走訪專業(yè)公司，了解市場(chǎng)需求，采納相關(guān)課程教師實(shí)際工程實(shí)踐經(jīng)歷。在設(shè)計(jì)題目?jī)?nèi)容時(shí)緊扣實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際電子產(chǎn)品研發(fā)過程，結(jié)合大學(xué)生電子競(jìng)賽題目的考核要求擬訂合適的題目及與社會(huì)認(rèn)可的行業(yè)資質(zhì)認(rèn)證相結(jié)合。探索實(shí)踐教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革。

四、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

以二級(jí)項(xiàng)目引領(lǐng)的《智能家居系統(tǒng)》cdio知識(shí)—素質(zhì)—能力一體化課程魚骨圖（見下頁圖1）

“智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)”實(shí)踐內(nèi)容結(jié)合CDIO標(biāo)準(zhǔn)及大綱要求課題分解模塊部分。

1.系統(tǒng)級(jí)模塊設(shè)計(jì)。CPU選型，傳感器選型，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)傳輸方案，軟件平臺(tái)。功能單元電路：前置，放大，AD。圖形用戶接口：LCD選型，鍵盤接口電路，驅(qū)動(dòng)級(jí)程序設(shè)計(jì)。組網(wǎng)模式：藍(lán)牙、WiFi、以太網(wǎng)、USB、CAN總線。

2.完成內(nèi)容。課題要求：教師介紹課題基本情況與需求，提供或要求學(xué)生從任務(wù)分解中給定的課題中選做一個(gè)或依據(jù)給定范圍自擬題目，教師認(rèn)可后制定任務(wù)書。方案論證：要求認(rèn)真閱讀任務(wù)書，利用先修課程所學(xué)，完成方案分析、論證和計(jì)算，分組完成設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)分為：題目分析—系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)—具體電路設(shè)計(jì)。焊接與調(diào)試：要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行安裝與調(diào)試，達(dá)到任務(wù)書的各項(xiàng)指標(biāo)。

總結(jié)報(bào)告：要求學(xué)生根據(jù)方案分析，論證和實(shí)際技術(shù)實(shí)現(xiàn)來撰寫設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。依據(jù)專業(yè)方向定位，以及當(dāng)今前沿技術(shù)和市場(chǎng)需求，較為靈活地設(shè)定實(shí)踐內(nèi)容。也可以采用以老師承擔(dān)的工程項(xiàng)目和學(xué)科競(jìng)賽題目要求的實(shí)施過程為專題內(nèi)容，展開相應(yīng)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)。每個(gè)專題內(nèi)容分為三部分：理論知識(shí)鋪墊和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)；綜合性實(shí)驗(yàn)欣賞和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)；自主創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)。在三個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)過程中，打破單一課程建設(shè)模式限制，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)原則，將項(xiàng)目過程分解為相對(duì)獨(dú)立模塊，以模塊為主第一課課堂教學(xué)內(nèi)容為輔。在各自模塊內(nèi)容設(shè)計(jì)過程中，需要明確所涉及理論課程所應(yīng)達(dá)到的知識(shí)和能力要求，指導(dǎo)教師職責(zé)，同時(shí)明確項(xiàng)目組內(nèi)每一成員分工和目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作精神。通過理論、實(shí)驗(yàn)、交流和再實(shí)踐等環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)出一種能夠逐步有效提高學(xué)生實(shí)踐能力的教學(xué)模式，完成教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)過程。

五、教學(xué)實(shí)踐

目前針對(duì)第二課堂的實(shí)踐教學(xué)過程中，在電子信息工程和電子信息科學(xué)與技術(shù)兩個(gè)專業(yè)的二、三年級(jí)中有針對(duì)性地選擇了27位同學(xué)，針對(duì)各自興趣和特點(diǎn)，制定了個(gè)性化的培養(yǎng)方案。具體落實(shí)到多個(gè)興趣小組，分別為：物聯(lián)網(wǎng)、智能車、機(jī)器人和“啟明星”大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目等。針對(duì)多個(gè)興趣小組配有專職教師，在實(shí)驗(yàn)室、人力資源、校企資源給予適當(dāng)傾斜扶持。通過講座、培訓(xùn)、企業(yè)實(shí)習(xí)、賽前輔導(dǎo)、老師研究課題的參與等多種形式引導(dǎo)同學(xué)科研和創(chuàng)新能力鍛煉。這其中涵蓋課程有：電路分析、模擬電路、數(shù)字電路、數(shù)字信號(hào)處理、嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)，所涉及應(yīng)用領(lǐng)域有：通信、控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。結(jié)合實(shí)踐教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，目前開發(fā)配套實(shí)驗(yàn)資源，包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用系列、無線信號(hào)收發(fā)系列、ZigBee/GPRS/Wi-Fi/藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)通訊等實(shí)踐內(nèi)容、智能家居實(shí)踐系統(tǒng)，逐步完善第二課堂教學(xué)資源庫。通過上述內(nèi)容的設(shè)計(jì)和實(shí)踐，老師和同學(xué)共提交了7份發(fā)明專利申請(qǐng)。同學(xué)們參加了多種學(xué)科和企業(yè)組織的相關(guān)競(jìng)賽：北京市電子設(shè)計(jì)、TI物聯(lián)網(wǎng)大學(xué)生設(shè)計(jì)競(jìng)賽、北京市計(jì)算機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)大賽。在這些賽事中取得了驕人戰(zhàn)績(jī)，獲得北京市教委頒發(fā)的市級(jí)一等獎(jiǎng)，TI杯華北賽區(qū)的一等獎(jiǎng)，及多項(xiàng)校級(jí)一等獎(jiǎng)。

六、結(jié)束語

本文在探討第二課堂與大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過程中，針對(duì)學(xué)生們?cè)趯?shí)踐過程實(shí)踐內(nèi)容的差異以及自身的個(gè)性化特點(diǎn)，提出了個(gè)性化培養(yǎng)方案以及學(xué)生個(gè)性檔案跟蹤方法的教學(xué)方法?；贑DIO理念設(shè)計(jì)了以二級(jí)項(xiàng)目引領(lǐng)的《智能家居系統(tǒng)》教學(xué)內(nèi)容，通過實(shí)踐極大增強(qiáng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，提高學(xué)生的社會(huì)的適應(yīng)能力。

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