依托综合性、设计性实验培养自动化专业学生创新能力研究

宋乐鹏　任蜀焱

摘 要:针对我校自动化专业学生自主创新能力不强的特性，提出依托综合性、设计性实验培养自动化专业学生自主创新能力。在培养自主创新能力过程中，设计出不同于传统的实验方法，在每一种试验中，以综合性、设计性实验为目的，以提高学生观察、分析和解决问题的能力,培养严谨的科学态度,获得科学研究的初步技能。经过长时间的培训,自动化专业的学生已经基本具有了显著创新能力。

关键词:综合性、设计性实验 创新能力 自动化专业

一、前言

随着科技的进步与市场经济的建立，社会对人才的要求越来越高。对于我们自动化专业的毕业生来讲，只有培养出具有创新精神和创新能力的创造型人才，才能适应社会的需要。实验教学是实验知识与能力、理论与实践相结合的关键，是学生掌握知识、技能的一个途径。综合性、设计性实验培养自动化专业学生的创新能力获得新知识的源泉。怎样才能充分依托综合性、设计性实验培养自动化专业学生的创新能力呢？

二、改变实验教学方式

传统的实验教学常常是教师详细讲解实验目的、内容、步骤，甚至将结论也预先告诉学生，学生只需“照猫画虎”进行实验即可。这样虽然能够提高学生操作的熟练程度，却不能培养和锻炼学生的创新能力。因此，我们改革了实验教学方法，激发学生的实验兴趣，培养学生的思维能力。

三、改革实验教学内容，发挥学生创新潜能

传统的实验教学大多是验证型实验，只是让学生验证已有知识的正确性和科学性，这种被动的方式不利于他们创造能力的培养。

为了改变这种情况，我们应该按照自动化专业实验课程体系的要求，建设一批设计性和研究性的实验项目，指引学生通过实验发现问题，提出猜想，然后，再通过实验去验证猜想。到目前为止，我们已经开出《自动控制原理》、《电力电子技术》等多门课程的开放性设计性实验项目。让学生自己通过实验去获取实验成果。这样，学生在实验过程中由传统的被动接受转变为现在的主动出击，培养了他们实验技能、科学研究能力和提升他们的创造力。除此之外，我们还鼓励学生参与到老师的科研项目中去，学生做这种创新性实验时，肯定会碰到各种各样的困难和问题，再不像以前的验证性实验那么顺利，这就迫使他们主动去思考、去询问、去查资料。这样对开发学生的创造潜力大有益处。

四、改革实验室模式，有条件地向学生开放实验室

传统的实验教学中，实验课是严格按照课程表安排进行的，学生只能在实验课时间进入实验室进行实验，其余时间是很难进入实验室。即使是实验课期间，进入了实验室，也是老师已经把实验仪器试剂都准备好了，学生只是按照实验指导根据实验步骤被动的做一些验证，很难发挥他们的自主创新能力。为了培养学生的创新能力，我们改革实验室模式，实行实验室在课余时间向学生有条件的开放，鼓励一部分学有余力、有创造激情的学生进入实验室做实验。他们可以自带实验项目，也可以参与老师的课题，只要他们列出实验方案并写申请报告，如果实验方案有意义而且可行的话，就可以在课余时间进入实验室进行实验。为学生创新能力的激发与培养提供一个自主研究，独立探索的良好氛围和空间。

五、建立自动化创新设计实验室，提供综合、创新、设计性能力培养的实验项目

针对传统实验存在的弊端，旨在以培养学生创新意识和创新能力为目的的综合、设计、创新性实验，使学生通过课题的完成达到将所学的自动化设计理论、自动化创新设计理论和自动化技术及系统理论和各种运动控制等相联系，将课堂知识转化为实际的技能。我院建立了自动化创新实验室，并开设了以下几个实验：

1.控制理论校正试验。控制理论校正试验和以往的校正试验有本质的区别，控制理论校正试验只提出控制性能指标，要求学生自己设计控制系统和校正环节以达到控制性能指标，这样，可以大大提高学生的自主创新能力。

2.电动遥控车设计模拟实施。学生通过自己的大胆设想，设计计算并利用多功能元件进行组合调整，试凑控制设计方案，亲手按比例组装成实物模型，并安装电机、接好遥控电路，并模拟真实工况、动态演示等。最终使学生用实验的方法，自行确定了切实可行、性能较优的电动遥控车设计方案和参数，充分发挥了学生的主观能动性，强调了方案创新，系统创新设计、创新设计方案等，从而培养了学生创新设计的能力。

3.直流电动机FUZZY-PI自适应控制系统设计。这个设计性试验要求学生自学模糊自适应控制的相关知识，在结合直流电动机特性设计相应的控制系统。这种试验方式能够积极调动学生学习相关新知识，结合已经掌握的知识，使学生能对实际系统进行动态、静态等多方面进

行析，提高了学生的综合设计能力。

六、结论

通过一年依托综合性、设计性实验培养自动化专业学生创新能力培养实验的教学，已明显的取得了良好的效果。

1.提高学生综合运用所学理论知识分析和解决实际问题的能力。通过方案选择设计、传动系统设计、综合性能测试等，使学生将多门课程 (微机原理、电力电子技术、控制理论、计算机语言等)的知识或多项单独开设的实验合成一项综合实验，所学的理论知识得到全面系统的复习，同时，提高了学生综合运用所学的知识分析、解决实际问题的能力。

2.培养了创新意识和创新能力，激发和调动了学生的学习积极性和自主性。如学生在设计立体车库时，每个人都有自己的方案，他们为了确定最终的设计方案，就去各类立体车库进行实地的考察，分析存在的优缺点和改进方法，并进行创新设计，最后确定了设计方案，并齐心合力地展开组合装配模拟作业。通过创新设计性实验的训练，较好的培养了和提高学生的创新设计能力、综合利用知识解决实际问题的能力和动手操作能力，充分调动了学生的学习积极性、主动性和创造性。

3.培养学生认真、严谨、科学的工作作风和团队协作精神。创新设计性实验的实验条件和方法都由学生自己拟订，实验过程中，往往会出现原理上可行，但实际做起来困难的情况。有的学生会出现急躁、心灰意冷的状态，指导教师就会给予正确的引导和鼓励，及时调整心态，正确对待挫折，并积极思考，同时，也要求学生能分工明确、互相协作，达到事半功倍的效果。通过实验，学生的综合素质得到很好的提高。

我们的自动化创新设计性实验已取得了一定的效果，但也存在着一些问题和困难，今后我们还将不断的进行探索和改革，进一步开设综合性、设计性、创新性的实验项目，鼓励更多的学生参加创新设计性实验，使实验室成为培养学生创新精神、创业能力和实践能力的基地。

参考文献：

[1]赵珂,王琪,袁伟勤.综合和开放型实验教学模式探讨[J].实验室研究与探索,2004,(11):59-61.

[2]吕明.综合性、设计性、探究性实验与学生创新能力的培养[J].中国水运,2007,(7).

[3]许彦芳.改革大学物理实验加强创新能力培养[J].长春理工大学学报,2006,2(1):102-103.