在科技实践活动中如何培养学生的创新能力教育部仪器科学与.ppt

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1、在科技实践活动中如何培养学生的创新能力 教育部仪器科学与技术教学指导委员会 委员 西安电子科技大学测控工程与仪器系 主任 赵 建 教授,一、创新型人才的培养要求 二、创新型人才培养途径 三、大学生科技竞赛的类型与特点 四、科技实践活动的组织与指导 五、科技竞赛的赛前训练与准备 六、命题性竞赛中指导教师和参赛学生的配合 七、总结,一、创新型人才的培养要求,1.创新型人才的基本素质与能力 （1）强烈的事业心和社会责任感 （2）强烈的求知欲望和坚韧不拔的钻研精神 （3）敏锐的观察分析能力和高效的自学能力 （4）广阔的视野和较宽的专业知识面 （5）扎实的理论基础和熟练的专业技能 （6）熟练的运用资料和

2、设计工具的能力 （7）良好的社会交往能力和协作精神 （8）积极追踪和了解国内外最新发展动态,2.对学生专业知识和专业技能两个方面的要求： （1）专业知识 对所从事专业的认识和了解程度; 对相关专业的认识和了解程度; 对所从事专业相关的理论知识掌握的程度; 对所从事专业相关的工程知识掌握的程度; 对所从事专业的市场及产品情况了解的程度.,（2）专业技能 是否掌握工程实践所需的基本技能; 是否掌握专业研究所需的基本技能; 是否掌握科学研究或产品设计所需的基本方法; 是否有参与完整的系统性课题研发经历.,3.对于培养创新型人才的主体教师的要求 （1）以教书育人为本，在思想上能对学生进行正确的引导；

3、（2）精湛的业务能力和广博的知识面，能对学生进行高效的指导； （3）良好的个人魅力，能够对学生进行深入的思想交流和性格影响； （4）很强的敬业精神和事业心，是学生学习的榜样。,二、创新型人才培养途径 创新型人才的培养是通过科学、合理的教学和实践体系，选拔和培养优秀人才的过程。对于创新型人才的培养是在共性培养的基础上，通过构建多种培养模式，形成对个性的培养。因此，应坚持以学生为本和个性化的培养原则，充分尊重学生的个性、兴趣、爱好、能力、特长的差异，因材施教。需要在教学与科研密切结合的学术氛围和环境下，系统地对学生进行综合素质教育、专业意识教育和创新思维教育，进一步加强科技实践能力和创造能力的训练

4、，在学习和实践中选拔和培养出优秀的创新型人才。,1.创新性人才培养的基本内容 （1）加强自身修养，明确奋斗目标； （2）学会自己设计和安排每一阶段的学习与实践重点，并进行目标性检查； （3）锻炼自己的意志品质，要敢于面对寂寞和各种诱惑，学会调节自己的精神和情绪,始终保持清醒的头脑，提高时间利用率和学习效率； （4）提高自学能力和主动精神，培养观察和分析事物的习惯；,（5）注意实践能力的锻炼，多参加科技实践活动，并不断给自己提出新要求和新课题； （6）学习和锻炼人际交流能力，学习运用资料的能力，注意扩大知识面； （7）注意训练自己的文字、语言表达能力，要多记笔记，多写设计报告，注意对每一个课题的

5、总结和提出改进性意见。,2.创新型人才培养的途径 （1）参加教师科研项目，并承担部分重要工作； （2）组织参加国家级或省级的科技竞赛； （3）自选课题，在教师指导下独立完成； （4）参加教师组织的科技实践项目； （5）参加省级或校级组织的科技实践项目； （6）参加专业建设的相关新实验设备的研发工作； （7）独立承接社会企业或公司的产品研发项目。,3.创新型人才培养选拔机制与方法,（1）通过设置考核观察期，在考核观察期中进行选拔； （2）通过公布实践项目课题，对编写论证报告的学生择优选拔； （3）公布参加科技竞赛条件，自愿报名，考核选拔； （4）通过校级科技竞赛，在主要完成人中进行选拔； （5）

6、通过教师与学生的深入交流和了解进行选拔； （6）组织学生参加专业实验室建设择优选拔； （7）通过学生参加教师科研项目进行选拔； （8）对主动提出参加科技实践活动的学生进行能力测试后选拔。,在上述选拔过程中，需要注意的问题： （1）上述的选拔只是初步的选拔，还需要在后面的培养过程中，不断进行考核和筛选； （2）在选拔过程中，教师应不断地对学生进行启发式引导，从中观察学生的反应情况，对学生的理解力、判断力进行判断，选拔出具有培养前途的学生； （3）在选拔过程中注意将具有自学能力，主动意识好，专业意识强，知识面广的学生作为主要选拔对象； （4）注意将在项目中能够起到技术核心和组织作用的学生作为选拔的

7、重点； （5）注意鼓励和倡导学生自己提出课题的解决方案，那些能够自己寻找解决途径和方法的学生应是选拔的重点。,4.创新型人才培养中对教师的要求 在创新型人才培养的全过程中，教师的作用和影响非常重要，也提出了一些更高的要求。主要体现在以下几点： （1）教师要以教书育人为本，不但担负着专业技术能力培养的职责，还要担负着历史责任感、正确人生观等思想素质方面的教育与培养职责； （2）教师要做好各种科技实践课题的准备工作，能够引导学生按照正确的思路去考虑问题，做好项目课题的立项准备工作，并在教师的指导下学会课题论证的方法； （3）教师要根据学生不同的情况分别制订培养方案，因人而异，个性化培养，才能取得良

8、好的效果；,（4）教师要为创新型人才的培养创造提供必要的仪器设备和经费条件，有时甚至要使用个人的项目经费，需要教师能够正确对待人才培养与个人收益的关系； （5）教师要对创新型人才的培养方法和特点有一定程度的认识，要掌握学生的具体情况，因材施教才能取得好的效果； （6）教师要有较强的创新意识，较好的专业意识和专业素质，能够提出创新性的课题，为学生申报课题的立项创造条件； （7）教师要注重组织和参与学生的科技实践活动，在实践活动中注意不断引导学生向更高的水平发展；,（8）教师要有良好的人际关系，能够动员和组织不同技术领域和专业的教师为学生做必要的指导或提供所需的帮助； （9）教师要对市场信息有较全

9、面的了解，能够正确指导学生在实践中对经费使用预算情况进行估计，为保证实践活动的顺利进行创造必要的条件； （10）教师的心理素质要好，要能承受学校和社会的一些不正确的看法和非议，要有坚韧不拔、持之以恒，坚持到底的勇气，这样才能用一种平和的心态去对待学生，排除干扰，取得成功。,三、大学生科技竞赛的类型与特点,1.自选题竞赛（全国大学生挑战杯课外学术科技作品竞赛、全国大学生机械设计竞赛等） 特点： （1）学生自己提出选题创意并制作出实物作品； （2）作品制作时间一般较长，通常要事先提交作品报告，赛会评审； （3）要求有一定的创新性和实用性，成果技术相对成熟，结合当前社会需求，通常要求有较好的工艺水平

10、和工程设计； （4）参赛作品数量受一定限制。,2.组织方命题竞赛（全国大学生电子设计竞赛、TI模拟/数字混合电路设计大赛等） 特点： （1）由组织方命题，学生在规定的时间内完成选题、制作、提交和现场评审； （2）命题内容通常涵盖不同技术类型，如电源类、仪器类、通信类、机电控制类等；在指标方面通常分为功能类指标和精度类指标； （3）要求学生进行大量的赛前训练和准备； （4）命题的创新性和实用性一般要求较低，在制作工艺上实验板工艺即可； （5）参赛队伍不受数量限制，可报多个参赛队。,四、科技实践活动的组织与指导,1.近年来组织的科技实践与科技竞赛情况 自2007年以来，组织以测控技术与仪器专业为主

11、的机电工程学院学生参加了大量的科技实践活动，共组织了 339个科技实践项目，有395个项目组、1292 人次参加了科技实践项目，在智能化仪器仪表、智能机器人、网络化仪器和无线传感网络等专业领域取得了大量的科技实践和应用成果。不但有力的支持和解决了科研项目中的技术问题，还培养了大批实践能力强的优秀人才，在全国性的科技竞赛中取得了十分突出的成绩。,2.对指导教师的要求 热心指导学生，责任心强，有一定的专业实践经验，专业知识面较宽，有良好的组织能力，对元器件市场情况有一定的了解，有过做科研项目的经历。 能够提出一定数量的课题，并且能够根据学生提出的课题进行必要的修改和完善，能够帮助学生进行课题方案的

12、论证，以及对关键技术的把握和指导能力。,3.确定参加科技实践活动的学生人选 基本要求：（仅对机电和信息类科技实践与竞赛） （1）由于科技实践项目的分工不同，要求学生的人选和特长也应有所侧重，一般为： 模拟电路+传感器 1人，数字电路+单片机 1人，监控软件 1人 （2）要有一定的报告文档组织和写作能力 （3）要有团结协作和吃苦耐劳的精神，要有团队意识和责任心； （4）要有一定的计算机模拟和仿真能力，以及开发工具软件的使用能力。,五、科技竞赛的赛前训练与准备,1.赛前教师的准备工作 （1）熟悉参赛学生的个人特点与技术方向，指派各学生的主要训练内容和方向； （2）制定训练计划和内容以及各阶段性训练

13、准备的时间节点，进行督促和检查； （3）根据参赛学生具体专业或特长选定参赛主攻方向； （4）准备竞赛题目，按阶段进行督促和检查。,2.赛前学生的训练和准备工作 （1）模拟电路的训练和准备 主要有： 直流稳压电源电路与制作 频率测量电路 恒流源/恒压源电路设计 功率放大电路 精密稳压源电路设计 过零比较电路 运算放大器应用电路 函数信号产生电路 电流电压输入输出保护电路 滤波电路 等等 以及对上述电路的计算机模拟与仿真,（2）数字电路的训练和准备 主要有： 基本的逻辑组合电路 开关量输入输出电路 光电耦合输入输出电路 总线驱动电路 单片机小系统电路与制作 常用外设电路（键盘、LED/LCD显示电

14、路、声光器件驱动与控制电路、直流电机/步进电机驱动控制电路等） 不同位数A/D和D/A转换电路与单片机小系统组合使用 单片机片上硬件资源电路的使用与控制等,（3）传感器电路的训练和准备 主要有： 温度传感器 湿度传感器 光电传感器（反射式、对射式、光电断续器） 超声波传感器 位置传感器 等等 以及相应的传感器信号调理电路（可供A/D转换的模拟量输出和开关量输出）,（4）软件的训练与准备 主要有： 计算机辅助电路设计工具软件的使用（如：Protel） 计算机仿真与模拟软件的使用（如：Multisim） 单片机开发工具软件的使用（如：IAR Workbench，KEIL51） 监控程序设计与调试技

15、术（主程序、功能子程序、参数表 生成程序、图标生成程序、曲线生成程序、数据分析与处理 程序、数字滤波程序、A/D转换程序、D/A转换程序、数制/码 制转换程序、浮点数/定点数算术处理程序、接口电路控制程 序、简单的串行/并行通信控制程序等）。,（5）综合训练与准备 主要有： 信号输入检测前向通道设计与实现训练 数据采集/处理/显示/输出过程的设计与实现训练 信号产生与输出的后向通道设计与实现训练 模拟竞赛过程的作品实际制作训练 监控程序下载/脱机运行训练 性能参数与功能指标测试方法训练 设计报告写作训练 作品答辩训练 等等,3.赛前训练中应注意的问题 （1）有计划、有步骤、有阶段性目标的进行赛

16、前训练和准备； （2）要在学生中统一思想，确定核心队员，确定主攻方向； （3）指导教师是参赛队的核心和灵魂； （4）要对学生的训练过程进行阶段性评价； （5）对学生进行团队意识和责任心教育，要注重培养学生的协作精神； （6）尽可能为学生提供较好的训练条件； （7）要强调参赛队员之间的协作与交流； （8）指导教师要对参赛中出现的困难有足够的思想准备和应对措施。,1.在竞赛开始后学生需要在最短时间内将所有竞赛题转给指导教师，指导教师需要尽快根据学生的技术准备情况确定所选题目，并及时与学生进行交流与沟通，主要内容有： （1）所选题目的关键技术与指标分析； （2）确定竞赛完成目标； （3）提出总体设计

17、方案和关键技术解决思路与实现路线； （4）指导关键器件、电路的选型； （5）提出软硬件实现界面关系，进行任务分工与人员协调。 2.在竞赛过程中，指导教师要关注进程的发展，随时了解当前出现的问题，进行必要的指导与提示。,六、命题性竞赛中指导教师和参赛学生的配合,3.按照题目要求确定进度要求，并不断检查进度情况，及时进行必要的调整，通常要按照竞赛时间的四分之一时间留出余量，用来处理发生的意外情况。 4.督促和指导学生撰写设计报告，并进行检查和修改。 5.对学生进行相关功能和技术指标测试方法的指导并指导学生编写测试结果报告。 6.对意外情况的发生要有思想和物质上的准备，通常容易发生意外情况有： （1

18、）关键器件的损坏； （2）单片机小系统损坏； （3）自己制作的稳压电源损坏； （4）系统联调不通；,（5）程序无法下载脱机运行； （6）某些技术指标无法达到预先设计指标； （7）在比赛临结束前部分或整个系统烧毁； （8）学生之间产生矛盾，使竞赛过程无法进行下去； （9）参赛学生生病，无法继续参加竞赛。 7.尽量为参赛小组配备辅助学生，用来帮助购买元器件和其它材料，做好保障工作； 8.要不断对学生进行鼓励和表扬，并提供必要的后勤支持，以激发学生的竞赛热情，把竞赛坚持下来。,七、总结,大学生科技实践和竞赛活动不仅是检验学生的能力和水平，更是对教师的教学质量和培养能力的检验。科技实践和竞赛活动是一项

19、系统性、针对性很强的工作，不但需要学生全力投入，也需要指导教师付出很大的努力。当然，也需要所在院系单外的大力支持和帮助，特别是场地、设备和经费的保证。指导教师要时刻注意学生的心理情况，及时进行教育和疏导，并始终成为学生的主心骨，用自己勇于挑战，不惧困难、乐观向上的精神气质去影响学生，鼓励和支持学生完成好科技实践和竞赛任务。,个人体会 创新型人才的培养是一个复杂的系统工程，需要学校、专业、教师和学生的共同努力，特别要依靠热爱教育事业的教师才能做好此项工作。作为教师应从国家和民族发展的需要出发，尽心尽责地做好创新型人才培养的工作，要有毅力和韧性，要有甘愿奉献的精神，不计名利，只有这样才能在平凡的工作中创造出不平凡的业绩，最后获得成功。,谢谢各位！ 联系方式 赵建 西安电子科技大学机电工程学院 电话：13891850803 邮箱：,