以PLD 课程为例强化大学生创新思维训练的探讨与实践

以PLD 课程为例强化大学生创新思维训练的探讨与实践

作者：李威震

来源：《发明与创新（职业教育）》 2020年第12期

【作者简介】李威震（1965—），男，研究方向：现代电工技术，电子信息技术。

李威震

（江苏海洋大学，江苏连云港 222005）

摘要：世界贸易争端加剧，科学和技术创新竞争更加激烈。国内基于“新工科”的建设在加速，对大学教育特别是对工科学生的教育要求必须强化。在长期的教学实践经验基础上，要不断加强学生创新思维训练的探讨与实践。本文以“可编程逻辑器件及应用”课程为例，总结了在教学过程中培养学生学会质疑，加强创新思维训练的教学成果。重点介绍了在教学过程中挖掘相关教学内容，对大学生进行创新思维训练的经验。通过总结成果，推动对大学生创新思维训练在同行中的广泛关注，推动“新工科”建设，加快创新型人才培养。

关键词：大学生；PLD课程教学；创新思维训练

一、综述

改革开放以来，我国对高等教育投入逐年加强，学校建设和招生规模不断更新扩大。进入新世纪以来，国内高等教育的总规模已经是世界最大。据教育部统计的公开数据，截止到2020年6月11日，普通本科高校有1265所，教职工人数1866619人，专任教师人数1225310人。普通本科大学生在校生人数17508204人。我国的高等教育在中国改革开放的进程中贡献巨大，大量的创新型人才在各个领域发挥着巨大作用。人才加速培养促进了我国的科技进步。从百度学术搜索，科学技术进步对经济的贡献词条，有约132000搜索结果。说明我国对“科学技术是第一生产力”的认识达到了一个新高度。

产业竞争环境加剧，经济的全面发展和快速超越即是优势也面临巨大压力。创新发展成为经济发展新的发动机。加快创新型人才培养是一个艰巨任务，高等学校要积极参与到国家创新工程建设中来。高校第一要务就是不断向国家各个领域提供创新人才支撑，为国家建设提供人才保障。

我国大学的普通本科教育学科门类众多，在教育教学的过程中广大教职员工尽心尽力，不断探索新方法，开发新工具，为提高教育教学质量而努力。在百度学术以“教学方法探索”词条下，搜索到530000个结果。说明广大教师对改进教学方法在做积极地努力。在“创新思维训练”词条下，搜索到的结果非常少，有36个。这说明在高校课堂上急需开展“创新思维训练”等教学，促进创新型人才的培养。注重知识的传播和灌输，一直受到病垢，时代要求高校教师作出积极改进，不断提高对创新型人才培养的必要性和紧迫性，提高思想认识和业务能力，为服务教学做好充分准备工作。

二、引导大学生学会质疑，促进创新思维的形成

承担“可编程逻辑器件与应用（PLD）”课程的教学任务，连续有十八年的教学积累。在教学过程中大学生在课堂上普遍存在两种倾向：一是在儒家文化圈内，受传统文化影响，大学生趋于保守，害怕“枪打出头鸟”。表现在大学课堂内不积极、不主动参与课堂教学，不敢提问

题，更喜欢接受知识灌输。二是由于高考入学考试更倾向于对现存知识的考核，死记硬背和答

题技巧性训练，阻碍了质疑能力和创新思维的发展。进入大学后，必须尽快调整，教授要积极

引导大学生学会质疑，促进创新思维的形成。

结合“PLD”课程要求和特点，有针对性地开展大学生心理、智力和习得能力的综合训练。大学课程该讲知识还是能力发展，在学界也有不同声音，在教学实践过程中受教授的学历学识

和阅历不同，在操作上有不同模式，并没有统一要求。大多数教授有共识，对于创新型人才的

培养必须重视质疑精神和创新思维能力的培养：一是要在机制和环境建设上，克服学生不积极

不主动的状态，鼓励学生积极思考、敢于发问。二是克服学生学习靠死记硬背和答题技巧来学

习的心理，促进质疑能力和创新思维的发展。因此，要求教授在教学的过程中以学生为中心，

以学生主动学习为重点，积极开发学生学习的能动性，克服惰性和依赖性，提高学习的效率，

促进学习成果的转化。这将会给教授带来压力和较大地工作量，需要系统体制机制的全面协调，共同创造一个有利于创新型人才培养的环境。

在“PLD”课程教学过程中，基于最基本的事实考虑，要从四个方面积极引导大学生对科学技术中的问题学会质疑。质疑不是对现存事实的否定，而是对存在的问题进行分析，是“扬弃”的过程，是创新的基础，是大学教育教学过程中必须重视的操作。一是质疑精神的培养，解决

大学生“敢不敢”质疑的问题；二是质疑意识的培养，解决大学生“想不想”质疑的问题；三

是质疑能力的形成，解决大学生“能不能”质疑的问题；四是质疑行动力的培养，解决大学生“做不做”质疑的问题。教授应该清晰表达这样的信息，“质疑不是抬杠”、“质疑不是否定”、“质疑是创新的前提”、“质疑是思路、方法、规划方案和应用的创新”。

在“PLD”课程教学过程中，引导大学生对科学问题的质疑，进一步促进其创新思维的发展。在实践中，以四个方面训练大学生的创新思维的形成。一是创新精神的培养，解决大学生“敢

不敢”挑战现存问题；二是创新意识的培养，解决大学生“想不想”挑战现存问题；三是创新

能力的培养，解决大学生“能不能”挑战现有问题；四是创新行动力的培养，解决大学生“做

不做”挑战现有问题的事。通过教学过程的动态影响，在创新思维训练的同时，适时引入“知

识产权”和“知识产权保护”的问题，引导大学生将创新转化为“知识产权”认识。

三、结合课程特点的“创新思维训练”探索与实践

“PLD”课程特点分析。（一）“PLD”课程从内容上讲有两块，一块是硬件部分分析研究，另一块是软件部分的学习。硬件部分分析研究PLD器件的分类和应用场景，主要对CPLD和FPGA进行研究。从结构上区别逻辑功能的特点，一个是乘积项实现，另一个是查找表法实现。

多次可编程特点为创新应用实现硬件支撑。软件部分学习基于VHDL语言的设计，重点强调设计实现的描述多样化。（二）在实践中，积累并提取课程中可以作为创新思维训练内容特征。PLD 器件在生产实践中已经广泛应用，对于实现非定制应用具有较大地竞争优势，快速将具有先进

应用的技术推广并占有市场，产品市场周期缩短。VHDL高速硬件描述语言在电路设计上提供了

创新应用设计环境，可以产生具有自主知识产权的设计，或知识产权核。（三）实用性强，面

向工程实际，实现自主创新。

从课程内容中挖掘可以作为创新思维训练的部分，加以重点引导，引导学生从新角度、新

问题和新方案考虑电路设计问题。实际上由于各个学科各个课程特点不同，发现和挖掘能成为

创新思维训练的内容也是有困难的，需要教授根据实际情况，结合工作经验和阅历多方比较，

找出合适的内容作为素材。例如：（一）对于PLD器件的特点，引导学生与在“数字逻辑电

路”“单片机原理及应用”等课程中定制器件进行比较，思考在新应用场景下PLD器件的竞争

优势。（二）重点在VHDL学习过程中，引导学生针对同一种应用场景运用不同的设计描述方法实现设计的创新意义。