李京秀,張煥龍
摘要:在建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的時(shí)代背景下,提高高校大學(xué)生的科技創(chuàng)新能力是高等教育面臨的一個(gè)重要課題??萍几?jìng)賽是實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力不斷提升的重要途徑,本文將CDIO模式引入科技競(jìng)賽中,探索基于科技競(jìng)賽的大學(xué)生創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。
關(guān)鍵詞:科技競(jìng)賽;CDIO;創(chuàng)新能力;培養(yǎng)模式
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)03-0051-02
建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家是我國(guó)未來(lái)的目標(biāo),高校肩負(fù)著為國(guó)家培養(yǎng)人才的重任,因此,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才已成為高校的主要任務(wù)之一。大學(xué)生科技競(jìng)賽是以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神,提高大學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力而開(kāi)展的,大學(xué)生通過(guò)參加全國(guó)各種科技競(jìng)賽,能夠很好地將知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐,在實(shí)踐過(guò)程中不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,因而,要加強(qiáng)大學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高,就必須牢牢把握科技競(jìng)賽。
一、工科大學(xué)生電子設(shè)計(jì)類科技競(jìng)賽特點(diǎn)
全國(guó)大學(xué)生科技競(jìng)賽活動(dòng)很多,其中工科大學(xué)生電子設(shè)計(jì)類的競(jìng)賽活動(dòng)主要有:全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)(?。┐髮W(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生智能車競(jìng)賽、中國(guó)大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和全國(guó)信息技術(shù)應(yīng)用水平大賽等。這些競(jìng)賽活動(dòng)的共同特點(diǎn)是培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí),倡導(dǎo)科技創(chuàng)新,科技服務(wù)社會(huì),引導(dǎo)并激勵(lì)大學(xué)生勇于創(chuàng)新,著力培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí),提高大學(xué)生工程實(shí)踐素質(zhì),強(qiáng)調(diào)作品新穎、獨(dú)特。每年競(jìng)賽的獲獎(jiǎng)作品充分展示了大學(xué)生無(wú)窮的創(chuàng)意和創(chuàng)新能力,其中一些獲獎(jiǎng)?wù)吆髞?lái)成為“國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)”“中國(guó)杰出青年科技創(chuàng)新獎(jiǎng)”獲得者和“中國(guó)青年五四獎(jiǎng)?wù)隆睒?biāo)兵,這充分證明了科技競(jìng)賽在培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面發(fā)揮著重要作用??萍几?jìng)賽需要學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),拓寬知識(shí)面,全面扎實(shí)地掌握各方面的知識(shí);需要勇于探索,勇于實(shí)踐,不斷地用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。它具有的探索性、實(shí)踐性和科技性能激發(fā)大學(xué)生探索未知領(lǐng)域的興趣,使他們?cè)趧?chuàng)新活動(dòng)中體會(huì)創(chuàng)造的樂(lè)趣,引導(dǎo)他們不斷學(xué)習(xí)新知識(shí),掌握新技術(shù),通過(guò)不斷地解決各種實(shí)際問(wèn)題,培養(yǎng)他們的科技創(chuàng)新精神,提高創(chuàng)新能力,因此,科技競(jìng)賽是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。
二、CDIO模式
CDIO(Conceive Design Implement Operate)是國(guó)際流行的先進(jìn)工程教育思想,強(qiáng)調(diào)以完成項(xiàng)目的形式通過(guò)“構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)行”這一產(chǎn)品全生命周期過(guò)程來(lái)培養(yǎng)大學(xué)生的工程師能力和素質(zhì)。它倡導(dǎo)“做中學(xué)”,以構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)作全過(guò)程為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力,包括學(xué)科知識(shí)、學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)交流能力和在企業(yè)和社會(huì)環(huán)境下的構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-運(yùn)行能力??萍几?jìng)賽具有綜合性、系統(tǒng)性和靈活性的特點(diǎn),它沒(méi)有唯一正確的答案,需要學(xué)生充分發(fā)揮創(chuàng)新能力,提出與眾不同的解決方案,綜合運(yùn)用多方面的知識(shí),創(chuàng)造性地解決實(shí)際問(wèn)題。在學(xué)生科技競(jìng)賽培訓(xùn)中,采用CDIO模式來(lái)訓(xùn)練大學(xué)生的科技創(chuàng)新能力,可以避免盲目學(xué)習(xí),將大學(xué)生培養(yǎng)成為具有卓越工程能力的高素質(zhì)復(fù)合型和應(yīng)用型人才。
三、整合課程內(nèi)容,增強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)
大一學(xué)生自信好強(qiáng)、思維敏捷、敢想敢做、富有理想,是加入科協(xié)的最好時(shí)機(jī)。但大一學(xué)生所學(xué)的專業(yè)知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,而電子設(shè)計(jì)類的科技競(jìng)賽需要一定的入門知識(shí),為此我們將原來(lái)教學(xué)計(jì)劃中的“電路”和“模擬電子技術(shù)”兩門課程合并為“電路與模擬電子技術(shù)”,在大一開(kāi)設(shè);同時(shí)在大一還設(shè)置了“電子實(shí)習(xí)”實(shí)踐環(huán)節(jié),其內(nèi)容包括電子元器件識(shí)別、測(cè)試、安裝、焊接以及電路測(cè)試,選題多以激發(fā)學(xué)生興趣為目的,如發(fā)聲、發(fā)光、能動(dòng)會(huì)跑的課題,通過(guò)電子實(shí)習(xí)激發(fā)學(xué)生對(duì)電子制作的興趣。
四、從學(xué)生興趣入手,抓好學(xué)生選拔工作
興趣使人對(duì)創(chuàng)新活動(dòng)充滿熱情,使人集中精力去獲得知識(shí),并開(kāi)始創(chuàng)造活動(dòng)。通過(guò)展示各種科技競(jìng)賽成果,讓學(xué)生感覺(jué)到自己身邊的人能做出這么好的作品,克服了畏難心理,激發(fā)強(qiáng)烈的參與意識(shí)和創(chuàng)作熱情,從而積極引導(dǎo)學(xué)生加入科協(xié)。因此,在科協(xié)招收新成員時(shí)讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣進(jìn)行選擇,這一點(diǎn)對(duì)今后學(xué)生是否能克服困難,堅(jiān)持不懈是非常重要的。
五、構(gòu)建基于CDIO模式的四級(jí)項(xiàng)目培養(yǎng)方案
依據(jù)CDIO教育理念,學(xué)生科技競(jìng)賽培養(yǎng)方案以項(xiàng)目為主線,采用“做中學(xué)”的方式,構(gòu)建模塊化組合,設(shè)置CDIO一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)項(xiàng)目。以完成一個(gè)項(xiàng)目為一個(gè)階段,在完成項(xiàng)目的過(guò)程中,理論與實(shí)踐并重,能力與素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展,培養(yǎng)創(chuàng)新和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神,經(jīng)過(guò)多級(jí)項(xiàng)目訓(xùn)練,使學(xué)生各方面能力逐步提高。(1)一級(jí)項(xiàng)目——小型電路系統(tǒng)設(shè)計(jì),通過(guò)電子實(shí)習(xí),學(xué)生已具備基本電路安裝、焊接和調(diào)試能力,在此基礎(chǔ)上,訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)、完成一個(gè)實(shí)用的小型綜合電路系統(tǒng),使學(xué)生了解電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本過(guò)程,掌握電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法。(2)二級(jí)項(xiàng)目——單片機(jī)模塊設(shè)計(jì),由于大一學(xué)生都已學(xué)習(xí)了“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”,具備C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),因此,在掌握了電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般方法的基礎(chǔ)上,對(duì)新成員培訓(xùn)C51單片機(jī)知識(shí),通過(guò)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)類案例,掌握8051單片機(jī)最基本的端口編程、定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用、中斷和串口通信;通過(guò)硬件應(yīng)用類案例掌握常用外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展、接口擴(kuò)展、譯碼、編碼、驅(qū)動(dòng)、光機(jī)、機(jī)電、A/D與D/A轉(zhuǎn)換等內(nèi)容。(3)三級(jí)項(xiàng)目——單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì),在掌握單片機(jī)模塊設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,訓(xùn)練學(xué)生完成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。要求學(xué)生根據(jù)系統(tǒng)需求,完成系統(tǒng)軟、硬件模塊功能劃分及其協(xié)調(diào)關(guān)系,確定出系統(tǒng)硬件和軟件結(jié)構(gòu),完成單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展方案和外圍設(shè)備的配置及其接口電路方案,完成系統(tǒng)軟件功能模塊的劃分及各功能模塊的程序?qū)崿F(xiàn)的技術(shù)方法。通過(guò)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì),了解一個(gè)完整的電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程,掌握設(shè)計(jì)方法。(4)四級(jí)項(xiàng)目——?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì),學(xué)生具備了一定的專業(yè)知識(shí)后,應(yīng)著重培養(yǎng)創(chuàng)新思維。創(chuàng)新想法來(lái)源于生活、社會(huì)實(shí)踐、個(gè)人興趣愛(ài)好、科研項(xiàng)目和科技競(jìng)賽的刺激,因此要培養(yǎng)學(xué)善于觀察一些現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)不合理之處,提出改進(jìn)意見(jiàn)和解決思路,構(gòu)造新作品。在這一階段,鼓勵(lì)學(xué)生自主選題,大膽構(gòu)思。在學(xué)生選題過(guò)程中,指導(dǎo)教師要多鼓勵(lì)學(xué)生,通過(guò)師生溝通與交流完善選題內(nèi)容。選定題目后,按照“構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)行”形式完成項(xiàng)目。
在科技競(jìng)賽活動(dòng)中引入CDIO模式實(shí)施兩年來(lái),加強(qiáng)了學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng),增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。學(xué)生通過(guò)“構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)行”這一產(chǎn)品全過(guò)程,其能力得到了鍛煉和提高,設(shè)計(jì)的作品富于創(chuàng)造性,在各種競(jìng)賽活動(dòng)中取得了顯著成績(jī),共獲得國(guó)家級(jí)二等獎(jiǎng)5項(xiàng)、三等獎(jiǎng)13項(xiàng)、優(yōu)勝獎(jiǎng)1項(xiàng),省一等獎(jiǎng)12項(xiàng),二等獎(jiǎng)10項(xiàng),三等獎(jiǎng)12項(xiàng)。
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基金項(xiàng)目:洛陽(yáng)理工學(xué)院教改項(xiàng)目“依托科技競(jìng)賽培養(yǎng)工科大學(xué)生創(chuàng)新能力的研究與實(shí)踐”。
作者簡(jiǎn)介:李京秀(1964-),女,山西河曲人,教授,碩士,主要研究領(lǐng)域計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。endprint