课堂教学中培养学生创新思维方法探讨

贾熹滨

文章编号：1672-5913(2009)02-0032-02

摘要：本文针对培养学生创新意识的目标，以数字逻辑课学习为背景，探讨了如何利用课堂这一平台在传授专业知识的同时培养学生创新思维，并阐述了目标意识在培养创新思维中的重要作用，提出了在教学过程中建立目标意识的积极作用。

关键词：创新思维；课堂教学；目标意识；教学手段；数字逻辑

中图分类号：G642

文献标识码：B

1引言

进入21世纪，我国高等教育随着在校人数的不断增长，已从精英教育转向大众教育，面向社会、面向经济市场的需求培养高素质的复合型人才，使高等教育中本科教育由“专才”转向“通才”的培养，在专业教授的同时着力提高素质教育，在教学过程中培养和加强学生的创新意识。

课堂是教师传道授业和学生交流互动的重要场所，如何有效地应用好课堂这个平台，引导学生在专业学习的思维活动中大胆思考，有意识地在课堂教学过程中，培养学生创新意识和创新精神，是本文所要探讨的。下面主要针对数字逻辑教学活动中的一些方法和心得加以具体探讨。

2培养目标意识

著名创新思维专家，“金三极创新思维法”理论体系创立者郎家明曾经用下面的公式来描述创新者的特征：创新(成功)=目标+知识(技能)×方法+行动。这个公式反映了创新者的奋斗目标与其才智支援系统和非才智支援系统的复合关系，同时也反映了在创新中，第一位的应是择定正确的目标，然后才是必要的知识(技能)以及科学的方法。由此可见培养目标意识是创新性思维培养中的重要内容之一。

回到课堂中，教师没必要也不可能以抽象说教来教导学生，事实上目标意识培养中的目标不一定是宏远的目标，可以是小到课堂教学内容组织中每个待讲授主题的学习目标。在课堂教学实践中，我们发现主题学习目标的确立，一方面便于学生带着目标学习，有利于学生对将学知识的理解和掌握，另一方面可以在潜移默化中培养学生的目标意识，养成良好的思维习惯。

比如在数字逻辑教学中，第一章介绍了进制和码制，第二章介绍了逻辑代数基础，后续章节开始介绍逻辑电路的相关分析设计方法。如果不明确前两章内容介绍的目标，很容易给学生造成内容独立脱节的印象，不容易让学生有系统地、全面地认识。因而在第一章的学习开始，就明确数制和码制的学习目标是了解数字系统或单元电路关于输入信号的描述问题，第二章的学习目标是要明确为什么逻辑代数可以成为后续电路逻辑分析和设计的数学基础，怎样把现实问题转换为逻辑代数问题。让学生带着这样的学习目标去学习，可以使学生在学习中，如第一章的学习，主动去思考现实世界中信息在数字系统中如何描述，这时候提出二进制的概念，阐述其物理易实现性的优势，学生就容易将数制问题与电路建立起联系，在此基础上提出现实世界中两类信息——数值信息和非数值信息分别采用了什么样的解决方案，比如机器码中关于符号的编码问题，以及数值信息在系统内存储的形式问题等，采用以树立目标带动相关内容的学习，使学生更容易对所学内容有一个系统地认识，同时可以开阔学生的思维，使其不仅知其然，更知其所以然，进一步可以启发学生面向某个目标讨论提出新的解决方案。

在教学过程培养学生的目标意识，启发其在学习过程中明确目标的基础上，不仅要学习解决目标问题的所涉及的知识点以及现有解决方法，还应该开拓思路提出自己新的想法，进一步比较自己想法与现有方法的差异，深化对问题的理解，建立良好的思维习惯。

3采用多样的教学手段激励学生思维活动

创新思维是人们在认识事物的过程中，运用自己掌握的知识和经验，通过分析、综合、比较、抽象，加上合理的想象，产生新思想、新观点的思维方式。就本质而言，创新思维就是综合运用形象思维和抽象思维并在过程或成果上突破常规有所创新的思维。对本科生的创新教育不同于硕士博士，这一阶段学生尚未有一定专业知识积累，专业知识的积累是其未来有所突破有所创新的基础，因而其创新教育更强调的是创新意识、创新精神的培养，也就是在专业学习过程中培养一种良好的创新思维习惯。在课堂教学中，多样教学模式的合理应用可有效地激发学生思维的灵活性和多样性，培养其创新意识。

在教学过程中有效将已学知识点与新的知识点融会贯通起来，以已学知识点启发新的知识点，学会迁移式思考方法。以数字逻辑中卡诺图的讲解为例，首先让学生明确卡诺图的引入目的是解决逻辑化简问题，然后将之前的相关知识点，这里包括基于邻接律的代数化简、格雷码的特征有序地加以复习。这里强调的是有序地，也就是围绕卡诺图为什么能解决化简问题所涉及相关知识点的顺序加以温习，并且采用启发学生思考的温习方法。先在黑板上列下面一些式子，见式1，启发学生找出其共同的特点。

式1

当学生发掘其规律后，可以启发学生能否将这种称为逻辑相邻的关系变成一种图形化的描述方式，从而以一种直观的图形化方式代替不直观的代数法实现逻辑函数的化简。这时候介绍卡诺图的结构(如图1)，明确信号编码以格雷码排列后，物理位置上相邻的格与逻辑相邻属性具有了一致性，如图1深灰色格与周围浅灰色格所代表的逻辑项具有物理位置相邻和逻辑相邻一致的特点，使学生概念清晰、思路明确。

这种迁移式思考方法可以用在整个教学过程中，如数制教学中，对熟悉的十进制抽象出基和位权的概念后，推广到任意进制，使学生很容易接受，更重要的是这种思维习惯将培养学生一种发散性思维，有效地将所积累的知识进行推广，最终产生创新型成果。

发散性的创新思维方式在教学过程中还可以表现为充分利用现代教育技术辅助教学过程，将抽象的问题借助直观的图形、动画形式分解为形象化的思考过程，活跃学生的思维。 如时序逻辑中的一个非常重要的概念——状态变量，让学生难以理解同时又是时序电路理解关键的是：同一个变量既是输入，又是输出，而且作为输入和输出的是状态变量不同时刻的取值，即作为输入的现态是当前时刻状态的值，作为输出的次态是下一时刻状态的值。这样一个抽象的概念，如果辅助以图形方式(见图2)，同时动态的演示在每一个时刻次态以现态为基础求解，同在下一个时刻变成新的现态去求解新的次态，采用这种形式使学生更容易理解状态变量作为现态和次态的辩证关系。

作为一门专业基础课，有效地引入一些浅显的应用实例，辅助以实验是开拓学生创新思维的有效途径。特别是借以一些实例作为铺垫，抛砖引玉，有时会更容易打开学生的思路，比如电梯上下楼计数器，在计数过程中如果采用普通的二进制代码，在计数过程中很多数，如从3楼到4楼，对应的四位二进制码就是0011到0100，有三位同时变化，显然变化的数码越多出错概率越大，有没有编码方案在计数过程中只有一位数码变化，从而提高可靠性，这时可以提出可靠性编码：格雷码。实验的有效辅助作用更是不容置疑，让学生学会从实例和实验中加以总结，加以分析，学会从特殊到一般的概括和抽象，也是创新思维培养中重要的环节。

作为专业基础，及时更新和加入学科前沿的方法也有利于为学生创造建立创新意识的环境，作为计算机硬件基础课，数字电路设计的传统设计方法也随着EDA平台和大规模可编程器件的发展出现了新的方法：硬件的软件化设计思想，即基于硬件描述语言的设计，无疑在学习过程中，加入这种实现方法的介绍有利于开阔学生思路，引导学生建立突破传统、发展新技术的创新意识，极其有利于创新意识的培养。

4总结

创新思维不是一门课或一本书所能教会的，需要在学生的成长过程中有意识地加以培养，才能筑就而成。将创新理念引入课堂教学中，在专业学习过程中，以潜移默化的方式引导和培养学生创新思维，使学生真正能适应建设创新型国家的需要，无疑是每一个教师应尽的责任。在课堂教学中培养学生的目标意识，充分利用各种教学手段，在掌握专业知识的同时激发学生的创新意识，养成良好的思维习惯，教师在其中承担着重要的角色。数字逻辑近年来教学得到了学生和教学督导专家的认可，作为具体的课程，教师鼓励学生创新意识，培养创新思维中还有很多具体的办法，也只有在教学过程中不断实践不断创新，才能与时俱进。

参考文献

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