理工科本科生动手实践能力培养方法浅析

梁晓辉

摘 要:动手实践能力是大学生特别是理工科学生在大学期间教育的内容。这项能力一方面与学生的就业密切相关,另一方面对于学生进一步深造过程中的实验、操作等有重要的影响。本文对于理工科本科生动手实践能力培养的方法和体系进行了探讨,从注重日常积累、组织综合实践、结合科研课题和培养全面素质四个方面阐述了观点。

关键词:理工科本科生;动手实践能力;培养方法

中图分类号:G642 文献标识码:B

1 引言

动手实践能力的培养是大学生在大学阶段学习的一个重要环节。通过基础课程和专业课程的学习,大学生对于本专业的基础和专业理论有了一定的认识,在此基础上,通过动手实践的培养,能够使得学生对于专业知识和理论有更为深入的理解和掌握,从而提高学生综合运用理论知识的能力,这个能力的培养对于理工科学生尤其重要。

通过学科和课程体系的建立和完善,专业知识和理论的教学往往具有规范和正规的方法和体系,教师在教学大纲的制定、教材的选用、教学课时的安排上都有规范的制度可以遵循,学生在学习、考试等环节也有严格的制度。与此不同的是,在动手实践能力培养方面却缺乏与之类似的规范的方法和体系,因此如何进行动手实践能力系统化、条理化的培养方法的探索尤为重要。

2 现有实践能力培养存在的问题

在现有的大学教学模式下,动手实践能力往往是依附于专业知识和理论学习的。例如,一些专业基础和重要的课程往往在教学中设置实践课,由授课老师针对本门课程的要求安排不同层次、循序渐进的实践内容,以加深学生对本门专业课程理解并提高运用本课程所教授知识的能力;另外,还会在假期安排学生进行为期2～3周的生产实习进行专业知识训练,并且通过大学四年级为期半年集中式的毕业设计对学生的动手能力进行培养。

目前这种方式虽然在一定程度上对大学生动手实践能力进行了培养,但其中存在的问题也是很显著的,特别是对于实践能力要求很高的理工科学生而言。概括而言,主要问题如下:

(1) 课程中的实践课往往侧重于本门课程的内容,缺乏与其他课程的关系以及知识的综合运用的培养。

(2) 短期的生产实践及毕业设计由于时间较短,往往流于形式,很难起到对学生系统化训练的目的。

随着我国高等教育体系的不断完善,培养的本科生的数量越来越多,各个用人单位对本科生的动手能力等综合素质也提出了更高的要求,另外由于本科生也是高校研究生的重要来源,高校本身对于本科生的能力也具有客观的要求。在这样一种形势下,探索本科生特别是理工科学生的动手实践能力培养方法,从而有效地解决上述两个问题也就更为重要。

3 实践能力培养方法

在大学生进行专业课程的学习时,对于本学科相关的基础知识、专业知识实际从理论上已经有了较为系统化的了解,另外通过一些课程实践课的学习,对部分专业知识的运用也有了一定的掌握,因此,动手实践能力的培养方法首先应该定位在学科知识的综合运用上。体系的建立是系统化开展工作的基础,类似于学科专业知识的知识体系,本科生动手能力的培养也应具有自身的体系。在原有的课程设计、小学期、本科毕业设计等的基础上,应当特别注重对于本专业理论分阶段综合运用的能力。本文主要从注重日常积累、组织综合实践、结合科研课题和培养全面素质四个方面对如何形成行之有效的体系进行了较为粗浅的分析。

3.1 注重日常积累

动手能力的培养也要日积月累,不可能一蹴而就,因此要注重大学生平时系统化的动手实践能力的训练,鼓励学生参加不同阶段的科技竞赛,安排专门的老师(如班主任等)指导,并着重于培养基本功和创新思维能力。

我们国家的高等教育对于大学生的实践能力还是非常重视的,专门举办了面向在校大学生的全国性的大学生“挑战杯”科技竞赛。相应的,各个学校也有组织地举办了不同类型的选拔赛,用于对校内的学生科技作品进行评选以更好的参加全国性的比赛。如北京航空航天大学的“冯如杯”主要就是面向大学三年级(包括部分二年级较为优秀的同学)的学生进行科技成果的比赛;另外,还会有组织的参加全国数学建模竞赛等科技活动。这些在很大程度上调动了学生的积极性。

除此之外,对于其他一些有代表性的科技竞赛,大部分以学生自发参加为主。如针对于计算机专业的ACM编程比赛、微软等大公司举办的科技竞赛等。

针对于这些不同机构组织的不同类型的科技竞赛,首先应该根据其不同的特点以及对专业课程的要求程度进行阶段性的划分,制定一张适合于大学二至四年级学生不同时期参加的竞赛表,并具体分析某类竞赛重点需要学生哪方面的能力,这样让学生能够有的放矢,根据自己的特长参加适宜于本人的一些竞赛,达到提高动手能力的目的。另外也有助于学生更深入的了解自己在某方面的不足之处,从而更好的锻炼和提高自己的能力。

同时,在日常指导中,老师应当特别注重学生基本功的训练以及创新思维能力的培养,不仅仅是灌输和让学生单方面实现老师的思路,而应当鼓励学生根据竞赛的要求和特点归纳问题、寻找思路,并锻炼其用现有知识最好程度的解决问题的思维能力。

3.2 组织综合实践

实际上,综合实践能力的培养应当贯穿动手实践能力培养的始终。如果说日常的积累属于小的综合锻炼的话,这里的综合实践是指更有组织的较大型的综合实践及能力锻炼活动。各个院系可建立本学科知识综合化运用的不同类型的实践题目,面向高年级本科生培养学生的综合运用专业知识以及实际动手的能力。

目前,北航的院系都有很好的综合能力训练的题目。如宇航学院组织大四学生毕设开展的小型火箭整体的设计、组装、发射等,以及计算机学院所进行的面向大四学生毕业设计的制作计算机的工作,包括了计算机的硬件平台、操作系统、编译器等等内容。这些内容对于学生综合运用本专业的理论和知识、相互协作都起到了积极的作用,也取得了很好的效果。

3.3 结合科研课题

科学研究是高校教学以外的另一个重要内容,大学教师在从事教学工作的同时承担了很多的科研课题,在课题具体的研究内容中,既有前沿探索性的理论和关键技术方面的内容,也有开发性的技术集成方面的工作,这些都为大学生动手实践能力的培养提供了较好的环境。

本科生参与具体科研课题时,最直接的切入点往往是其中的具有开发性的技术集成方面的工作。在具体研究时,每个课题组都具有较为完整的教师和研究生队伍,根据参与者的主要研究方向和特长,课题组的人员具有不同的分工,本科生可以直接参与到其中的集成性方面的工作,通过对课题组研究中形成的技术进行集成,提高自己的实践能力。

实际上,本科生参与到科研课题中不仅仅对动手能力有提高,更重要的是可以开阔自己的视野并提高创造力。课题研究中的前沿探索性的理论和关键技术不是空中楼阁,而是在书本专业基础之上针对某个问题而研究的新方法、新理论和新技术,本科生参与其中,在进行动手提高实践能力的同时,能够更深入的理解其中存在的问题,从而在对基础知识掌握的基础上,对如何发现问题、分析问题和解决问题的方法有一定的了解,从而开阔自己的视野,提高自己的创造能力。

在这方面的实践中,笔者有着切身的体会。笔者在科研中承担了国家863计划的课题和某单位预研课题的研究工作,同时在教学中承担了本科班主任的工作。由于所在班级的学生具有强烈的提高动手能力的愿望,从大学二年级开始,便分批地让约20名本科同学参与到笔者所承担科研项目中,其中两组6名同学在北航“冯如杯”的竞赛中分别获得了二等奖和三等奖,其中的3名同学成为计算机学院的保送研究生,1名同学在2008年的研究生入学考试中也取得了优异的成绩并被录取,其他的同学也在参与课题中很大地提高了自己的动手能力,在考研、毕业设计中都取得了较好的成绩。

3.4 培养全面素质

动手实践能力不仅仅是让本科生对专业知识的综合运用和实际操作掌握的提高,更重要的是通过动手实践能力的培养和锻炼,全面提升本科生的素质,从而为今后的就业或深造打下更好的基础。

作为本科生而言,动手能力培养的根本目的在于训练其系统全面地掌握本学科的专业知识,并能在具体实践中对专业知识灵活运用,发现问题、分析问题的能力与处理问题的能力同样关键,因此,在具体进行动手能力的培养时,老师应该注意对本科生进行更为全面的培养。在具体的培养过程中,要注重阶段性和方法,初期采用较为具体的方式,针对具体问题老师可以给出具体的解决思路和步骤,而在中后期则注重让学生自己提出问题和解决思路,并把自己的方法通过幻灯片、文档等有效地进行表达,从而提高其全面地素质。

4 结束语

大学生特别是理工科大学生的动手实践能力的培养是大学教育中的一项重要内容。动手实践能力的培养与专业知识的学习具有同样重要的作用。一方面,动手实践能力的提高能够加深本科生对于专业知识的理解和掌握,并一步提高综合运用专业知识的能力;另一方面,动手实践能力培养过程中可以激发学生对专业知识的兴趣,从而更加认真投入的学习专业知识。另外,大学生动手实践能力与其今后的就业或深造也是密切相关的,因此,有效地动手实践能力的培养非常重要。而与专业知识具有系统化理论化的教学体系不同,动手实践能力的培养往往没有系统化体系化的方法。本文从注重日常积累、组织综合实践、结合科研课题和培养全面素质四个方面对这个问题进行了探讨。希望通过这些工作,更好的对本科生进行培养,从而更好的满足国家和社会的需要。

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