依托綜合性、設(shè)計性實驗培養(yǎng)自動化專業(yè)學生創(chuàng)新能力研究

宋樂鵬　任蜀焱

摘 要:針對我校自動化專業(yè)學生自主創(chuàng)新能力不強的特性，提出依托綜合性、設(shè)計性實驗培養(yǎng)自動化專業(yè)學生自主創(chuàng)新能力。在培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力過程中，設(shè)計出不同于傳統(tǒng)的實驗方法，在每一種試驗中，以綜合性、設(shè)計性實驗為目的，以提高學生觀察、分析和解決問題的能力,培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,獲得科學研究的初步技能。經(jīng)過長時間的培訓,自動化專業(yè)的學生已經(jīng)基本具有了顯著創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞:綜合性、設(shè)計性實驗 創(chuàng)新能力 自動化專業(yè)

一、前言

隨著科技的進步與市場經(jīng)濟的建立，社會對人才的要求越來越高。對于我們自動化專業(yè)的畢業(yè)生來講，只有培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的創(chuàng)造型人才，才能適應社會的需要。實驗教學是實驗知識與能力、理論與實踐相結(jié)合的關(guān)鍵，是學生掌握知識、技能的一個途徑。綜合性、設(shè)計性實驗培養(yǎng)自動化專業(yè)學生的創(chuàng)新能力獲得新知識的源泉。怎樣才能充分依托綜合性、設(shè)計性實驗培養(yǎng)自動化專業(yè)學生的創(chuàng)新能力呢？

二、改變實驗教學方式

傳統(tǒng)的實驗教學常常是教師詳細講解實驗目的、內(nèi)容、步驟，甚至將結(jié)論也預先告訴學生，學生只需“照貓畫虎”進行實驗即可。這樣雖然能夠提高學生操作的熟練程度，卻不能培養(yǎng)和鍛煉學生的創(chuàng)新能力。因此，我們改革了實驗教學方法，激發(fā)學生的實驗興趣，培養(yǎng)學生的思維能力。

三、改革實驗教學內(nèi)容，發(fā)揮學生創(chuàng)新潛能

傳統(tǒng)的實驗教學大多是驗證型實驗，只是讓學生驗證已有知識的正確性和科學性，這種被動的方式不利于他們創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。

為了改變這種情況，我們應該按照自動化專業(yè)實驗課程體系的要求，建設(shè)一批設(shè)計性和研究性的實驗項目，指引學生通過實驗發(fā)現(xiàn)問題，提出猜想，然后，再通過實驗去驗證猜想。到目前為止，我們已經(jīng)開出《自動控制原理》、《電力電子技術(shù)》等多門課程的開放性設(shè)計性實驗項目。讓學生自己通過實驗去獲取實驗成果。這樣，學生在實驗過程中由傳統(tǒng)的被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的主動出擊，培養(yǎng)了他們實驗技能、科學研究能力和提升他們的創(chuàng)造力。除此之外，我們還鼓勵學生參與到老師的科研項目中去，學生做這種創(chuàng)新性實驗時，肯定會碰到各種各樣的困難和問題，再不像以前的驗證性實驗那么順利，這就迫使他們主動去思考、去詢問、去查資料。這樣對開發(fā)學生的創(chuàng)造潛力大有益處。

四、改革實驗室模式，有條件地向?qū)W生開放實驗室

傳統(tǒng)的實驗教學中，實驗課是嚴格按照課程表安排進行的，學生只能在實驗課時間進入實驗室進行實驗，其余時間是很難進入實驗室。即使是實驗課期間，進入了實驗室，也是老師已經(jīng)把實驗儀器試劑都準備好了，學生只是按照實驗指導根據(jù)實驗步驟被動的做一些驗證，很難發(fā)揮他們的自主創(chuàng)新能力。為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，我們改革實驗室模式，實行實驗室在課余時間向?qū)W生有條件的開放，鼓勵一部分學有余力、有創(chuàng)造激情的學生進入實驗室做實驗。他們可以自帶實驗項目，也可以參與老師的課題，只要他們列出實驗方案并寫申請報告，如果實驗方案有意義而且可行的話，就可以在課余時間進入實驗室進行實驗。為學生創(chuàng)新能力的激發(fā)與培養(yǎng)提供一個自主研究，獨立探索的良好氛圍和空間。

五、建立自動化創(chuàng)新設(shè)計實驗室，提供綜合、創(chuàng)新、設(shè)計性能力培養(yǎng)的實驗項目

針對傳統(tǒng)實驗存在的弊端，旨在以培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力為目的的綜合、設(shè)計、創(chuàng)新性實驗，使學生通過課題的完成達到將所學的自動化設(shè)計理論、自動化創(chuàng)新設(shè)計理論和自動化技術(shù)及系統(tǒng)理論和各種運動控制等相聯(lián)系，將課堂知識轉(zhuǎn)化為實際的技能。我院建立了自動化創(chuàng)新實驗室，并開設(shè)了以下幾個實驗：

1.控制理論校正試驗?？刂评碚撔Ｕ囼灪鸵酝男Ｕ囼炗斜举|(zhì)的區(qū)別，控制理論校正試驗只提出控制性能指標，要求學生自己設(shè)計控制系統(tǒng)和校正環(huán)節(jié)以達到控制性能指標，這樣，可以大大提高學生的自主創(chuàng)新能力。

2.電動遙控車設(shè)計模擬實施。學生通過自己的大膽設(shè)想，設(shè)計計算并利用多功能元件進行組合調(diào)整，試湊控制設(shè)計方案，親手按比例組裝成實物模型，并安裝電機、接好遙控電路，并模擬真實工況、動態(tài)演示等。最終使學生用實驗的方法，自行確定了切實可行、性能較優(yōu)的電動遙控車設(shè)計方案和參數(shù)，充分發(fā)揮了學生的主觀能動性，強調(diào)了方案創(chuàng)新，系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計方案等，從而培養(yǎng)了學生創(chuàng)新設(shè)計的能力。

3.直流電動機FUZZY-PI自適應控制系統(tǒng)設(shè)計。這個設(shè)計性試驗要求學生自學模糊自適應控制的相關(guān)知識，在結(jié)合直流電動機特性設(shè)計相應的控制系統(tǒng)。這種試驗方式能夠積極調(diào)動學生學習相關(guān)新知識，結(jié)合已經(jīng)掌握的知識，使學生能對實際系統(tǒng)進行動態(tài)、靜態(tài)等多方面進

行析，提高了學生的綜合設(shè)計能力。

六、結(jié)論

通過一年依托綜合性、設(shè)計性實驗培養(yǎng)自動化專業(yè)學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實驗的教學，已明顯的取得了良好的效果。

1.提高學生綜合運用所學理論知識分析和解決實際問題的能力。通過方案選擇設(shè)計、傳動系統(tǒng)設(shè)計、綜合性能測試等，使學生將多門課程 (微機原理、電力電子技術(shù)、控制理論、計算機語言等)的知識或多項單獨開設(shè)的實驗合成一項綜合實驗，所學的理論知識得到全面系統(tǒng)的復習，同時，提高了學生綜合運用所學的知識分析、解決實際問題的能力。

2.培養(yǎng)了創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，激發(fā)和調(diào)動了學生的學習積極性和自主性。如學生在設(shè)計立體車庫時，每個人都有自己的方案，他們?yōu)榱舜_定最終的設(shè)計方案，就去各類立體車庫進行實地的考察，分析存在的優(yōu)缺點和改進方法，并進行創(chuàng)新設(shè)計，最后確定了設(shè)計方案，并齊心合力地展開組合裝配模擬作業(yè)。通過創(chuàng)新設(shè)計性實驗的訓練，較好的培養(yǎng)了和提高學生的創(chuàng)新設(shè)計能力、綜合利用知識解決實際問題的能力和動手操作能力，充分調(diào)動了學生的學習積極性、主動性和創(chuàng)造性。

3.培養(yǎng)學生認真、嚴謹、科學的工作作風和團隊協(xié)作精神。創(chuàng)新設(shè)計性實驗的實驗條件和方法都由學生自己擬訂，實驗過程中，往往會出現(xiàn)原理上可行，但實際做起來困難的情況。有的學生會出現(xiàn)急躁、心灰意冷的狀態(tài)，指導教師就會給予正確的引導和鼓勵，及時調(diào)整心態(tài)，正確對待挫折，并積極思考，同時，也要求學生能分工明確、互相協(xié)作，達到事半功倍的效果。通過實驗，學生的綜合素質(zhì)得到很好的提高。

我們的自動化創(chuàng)新設(shè)計性實驗已取得了一定的效果，但也存在著一些問題和困難，今后我們還將不斷的進行探索和改革，進一步開設(shè)綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性的實驗項目，鼓勵更多的學生參加創(chuàng)新設(shè)計性實驗，使實驗室成為培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)能力和實踐能力的基地。

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