培養創新能力的計算機專業實踐教學體系探索

摘要：本文圍繞創新能力培養的人格培養、主動性培養、學習興趣、綜合能力培養、社會需求等五個關鍵因素，從實踐教學體系相關的實踐體系建設、校內實踐教學課程建設和校外實踐環節建設等幾方面分別進行了探索和改革。

關鍵詞：創新能力；培養要素；計算機專業；實踐教學；

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913(2007)14-0007-04

1引言

近年來，美國報考計算機科學和計算機工程這兩個傳統專業的學生人數不斷下滑，盡管這種趨勢還未發展到令人徹底失望的地步，但已經引起了人們的普遍關注，許多名牌大學因此紛紛積極地進行課程改革，培養出一批新型的下一代IT從業人員。和他們的學長們相比，這批IT人員在跨出校門時，就已經做好了充分的準備[1]。

隨著高等教育大眾化進程的加快，社會需求、入學對象、辦學機構等多樣化格局的形成，人才培養的質量問題成為人們普遍關注和疑慮的問題。但更為嚴峻的現實是就業壓力的逐漸增大，2005年5月28日教育部高校學生司副司長劉大為在啟動 “2005關注中國大學生就業”的系列活動上說，今年高校畢業生就業率要達到73%以上，即不低于去年水平。在我們努力實現這個就業率目標時，我們不得不反思我們教學以及實踐環節中存在的一些問題。

因此，在現有專業設置的情況下，如何合理探索和重構專業的實踐教學環節，如何加強實踐環節，如何真正有利于學生創新能力的培養，引導學生進行主動實踐，這是創新能力培養的關鍵。

2創新能力培養的關鍵因素

2.1人格培養

任何一個成功的創新型人才一定要有完善的人格。首先要善于與人相處、與人交流，否則會受到許多局限。肖伯納說：如果兩人交換的是蘋果，每人手里也只有一個蘋果，如果交換的是思想，就會擁有兩種思想。因此，交換思想具有極其的重要性。現在的青年學生最容易出現的缺陷就是不善于與人相處，不善于交流。而與人交流的前提是要樂于助人。希望我們的學生能意識到還有比學習更重要的東西，這就是人格、品格。如果一個人具備一種人格魅力，大家都會團結在你的周圍，你就會具備比他人強的能力。

2.2主動性培養

主動實踐是創新能力培養的關鍵。學生就某一個問題進行的主動實踐，不一定或者多數并未產生出創新思維的效果，但這并不能說主動實踐就沒用，那至少是對學生創新能力的一種培養方式，它會大大增加使學生今后獲得創新成果的機會。主動實踐是讓學生盡可能真正作為主體參與實踐活動的各個環節，包括對象的確定，方法的制定，程序(路線)的設計，問題質疑，分析總結等。在我們現在的很多實踐環節中，學生并未真正成為活動的主體。從嚴格意義上講，被動實踐只類似于做習題。真正使知識成為活的知識，真正讓學生融會貫通的，需要從一般到特殊和從特殊到一般的認識過程，應該由認識的主體去完成這種過程——主動實踐[2]。

2.3綜合能力培養

促進學科的交叉和綜合，是培養創新型人才的有效途徑。首先應樹立寬基礎、寬專業的觀念。在這方面，不少國際一流的大學已經有了成功的經驗，值得我們借鑒。例如，在哈佛大學，系統的專業學習都是大學二年級以后的任務。學生入學前兩年主要進行基礎性學習，兩年后，才根據自己的愛好和興趣進行專業選擇。并且，在哈佛大學基本上不存在轉修專業的限制問題，甚至文科專業轉修理、工、醫等專業的現象都十分普遍。哈佛大學這種培養模式的合理之處在于學校在對學生進行廣博的基礎知識訓練的基礎上，為學生根據自己的興趣愛好、能力特點理性地、自由地進行專業探索與選擇提供了廣闊空間和充分的機會。這種寬基礎、寬專業的方式，顯然對創新型、復合型、研究型人才的培養是十分有利的。其次，應當樹立文、理、工、醫、農等多學科的相互滲透、交叉、互補中進行學科建設的理念。學科建設是學校建設和發展的核心，是創新型、復合型、研究型人才培養的重要基地。現代科學與文化的發展表明，自然科學的不同學科、人文社會科學的不同學科和自然科學與人文社會科學之間的不斷交叉、相互交融、相互推動和促進的情況日益普遍，并正成為科學與文化發展的主流趨勢。在不同學科、不同學術背景、不同學術思想的碰撞、交叉、融合、滲透中產生的新學科、新領域，往往正是創新的前沿陣地是最能帶動經濟發展和社會進步的火車頭。在知識經濟時代，市場對人才的需求也是多方面的，無論是從科學與文化自身發展趨勢的角度，還是從適應社會需求的角度，都迫切需要高等教育以全新的視角進行學科調整和重組，營造一個更加開放的環境和運行機制，促進學科之間、領域之間的深層次交流、互動，為培養創新型、復合型、研究型人才提供良好的學科支撐[3]。

2.4社會需求

社會的需求也成為創新能力培養的關鍵。大學生就業的邏輯起點是社會的需求，按照市場經濟的邏輯，有需求就會刺激供給，而這種社會對人才的需求結構會直接影響到大學生就業的機會、年薪和崗位特性。我們研究大學生創新能力培養的問題，就不得不考慮社會需求的客觀規律，按照市場的供求規律進行創新能力的培養。

2.5學習興趣

大學生們的學習興趣將直接對他們的創新能力起到決定性的作用。愛因斯坦說過，“興趣是最好的老師”。只有對科學的濃厚興趣還會促使大學生們進行深入的思考，提出更富挑戰性的題目去研究、去探索。而正是在這一不斷進步的過程中，他們的科技素質得到了提高，他們的創造能力亦得以升華。

因此，在現有專業設置的情況下，合理探索和重構專業的實踐教學環節，多為社會輸送合格的專業人才就顯得尤為重要了。

3創新能力培養的實踐教學體系設計

3.1嚴格實踐教學體系的逐級訓練，加強人格培養

目前的課程設計主要是采用以小組的方式提交報告和軟件，往往會滋養部分學生濫竽充數的壞毛病，從而導致部分學生在學習過程中的懶惰性，因此需要建立完善的實踐教學考核指標和考核方法激發學生的創新思想。

針對計算機科學與技術專業現有的專業實踐教學環節，進行重新整合，把認識性和驗證性實驗放在學科基礎的課程教學中完成，而設計性和創新性的實驗放在專業方向的課程設計教學實踐中來完成，這樣可以滿足專業層次化教學的需要。

針對缺乏軟件開發的強度訓練的問題，整合實用軟件課程設計、應用軟件課程設計和系統軟件課程設計為系統軟件課程設計，采取全面與重點培養相結合的方式激發學生軟件開發的自主性和創造力。

(1) 課程體系打包學習，加強基礎訓練

軟件設計類課程作為計算機專業的一個必備工具，我院在低年級階段開設“程序設計基礎”和“面向對象程序設計”課程，高年級開設“J2EE技術”和“.NET技術”兩門選修課，結果很多學生一是因為學分夠了不再選這些后續的選修課，二是部分同學在“程序設計基礎”沒有完全掌握的情況下接著又學習“面向對象程序設計”，結果到了后續選修課程學習時，往往是問題越積累越多，逐漸對軟件編程喪失了信心和興趣，甚至于部分學生以小組編程的形式蒙混過關。因此，需要理順現有的實踐課程教學體系，將C/C++/.net和Java/JSP/J2EE作為兩個完整的開發語言學習體系，要求學生至少較好其中的一個，通過加大課程內實驗的基礎訓練來提高對基礎理論的掌握。

(2) 狠抓規范性訓練

在課程設計類實踐性更強的教學環節中，嚴格按軟件工程的要求，讓學生分階段提交標志性的文本和成果，并加強學生按時完成一定工作量的訓練。現有課程教學以及課程設計都是在課程要結束時才集中提交一份總結性的報告，很多同學不注意階段性文本和成果的積累，這些問題演變到學生在提交最終報告時加入大量的代碼來充數，以頁數來衡量自己的工作。再就是，由于許多學生認為老師好說話，往往在課程提供的時間內養成了散漫的工作習慣，到了規定的時間，常常向老師找各種借口來推辭進度，甚至于減少自己的工作量。

(3) 嚴格考核指標

結合國內外的實踐教學考核指標、考核方法來建立一套完善的評價體系，并通過學生學習和社會需求的反饋機制來不斷完善績效評價體系的合理性。鑒于早期以小組方式來組織課程設計的考核中存在的部分同學“混”的做法，在布置任務時，要學生們在開始接受任務時就寫出分工計劃，然后在檢查小組工作時以答辯的方式來衡量個人所做的工作，促進學生們完成任務的自覺性和自律性。

3.2及早接觸創新性的工作，加強主動性培養

沒有主動性，便無法充分挖掘潛在的創造力。學習的過程中，既要注意發揮教師的主導作用，更要注意調動學生的主動性和積極性。計算機的相關課程作為一門知識性與技能性相結合的課程，尤其需要注重學生實踐。

(1) 平時上機實習時，多提出問題，讓學生自己想辦法去解決。每次提出問題時，個別學生有畏難情緒，依賴性很強，希望老師給出解決問題的方法。這時需要嚴格要求他們在不許獲得同學幫忙的情況下，自己摸索直至他們自己最終解決問題，這時的興奮感覺會讓他們有一種特殊的成就感，以后也就逐漸樂于主動探求解決問題的思路了。這樣既激發了學生主動學習的積極性，又啟迪了學生創造的思維；既提高了學生獨立處理問題的能力，又培養了學生的創造意志。

(2) 在大三時就抽取20~30%左右的專業理論和實踐能力較強的學生進入教師的科研團隊中，及早加強工作態度和工作技術的訓練。目前我院已經從大三起，就有部分同學利用業余時間和假期參與到老師的科研項目以及ACM集訓對中，這部分同學經過鍛煉后在動手能力和工作認真負責的態度方面都表現出很大的優勢，尤其體現在找工作階段。

(3) 在大四時，鼓勵學生邊在外實習邊在學校有針對性的補學實踐技能課程。這可以在第七學期主要開設一些應用性強的課程，如“web技術”和“網絡工程”等，以幫助學生在工作初期就能獲取到強有力的學校技術支持。

3.3拓展實踐教學的設備和領域，提高學習興趣和提升綜合能力培養

國外的許多高校隨著前段時間的IT低潮，也在不斷的探索新的專業教育的出路和培養方案，國內的重點大學也已經注意到各自的優勢和劣勢，都積極發揮自己的優勢在自己的強項上做文章，我們學校由于所處地理位置和已經在專業上取得的各方面的優勢，以及生源和工科院校的特點，可考慮在掌握一定理論的基礎上，擴大實用性的技能訓練，從而搶得人才競爭市場的先機。

(1) 在現有的計算機組成原理實驗室基礎上，擴充一些硬件方面和軟件模擬方面的設施，為學生提供一些硬件實踐上的操作機會。計算機硬件方面的發展為學生的學習帶來了高度的熱情，但硬件的高成本和高損耗，帶來了開設的難度。因此，考慮先增設一部分低損耗的實驗如焊接表帖元件，然后參與硬件電路調試與驅動軟件編寫，直至完成一個按照設計要求實現的計算機硬件系統。我院現有的計算機組成原理實驗室中，通過購置一些簡單的實驗箱和工具包、嵌入式開發板等硬件設備和配件已經滿足了這方面的實驗需要。

(2) 在現有的數據庫應用實驗室、計算機組成原理實驗室、網絡實驗室基礎上，整合后加入安全原理與技術的相關實驗，所需要的安全方面的軟硬件進行適當的增加，為學生在就業前補習這個領域的實際技能訓練，以滿足IT發展對安全領域人員的需求。如增加了簡易的指紋識別設備和usbkey等的硬件相關的開發實驗，以及信息對抗、加/解密、病毒防治等軟件相關的開發實驗，并利用網絡上大量的技術論壇和開放小組已經做出的許多前沿性的研究工作，針對學生們的學習整合出了一套安全實踐教學平臺。

(3) 結合網絡實驗室的建設，豐富已有的網絡原理與技術方面的驗證性實驗，加大擴展實驗的數量和質量，重新配置可重構實驗等。在此基礎上通過購置無線網卡、天線和無線路由器以及無線傳感器等少量設備，增加了無線網絡方面的實驗，來拓展學生們在網絡新技術方面的知識面。

(4) 有針對性的對不同素質和學習興趣的學生的實踐環節課程進行合理配置，結合實際按照不同的模式培養他們的創新能力，加大學生在不同方面的能力培養，提高學習的興趣做到百花齊放的多樣性發展。在具體實踐環節中，通過及早走出去，適當增加實驗難度，提高學生學習和戰勝困難的勇氣，通過平時的點點滴滴樹立以前普遍缺乏的成就感和自信心。例如，在軟件編程方面，目前大多數同學的偏好主要集中兩個方面，一是以Java技術為基礎的JSP和J2EE方面；另一個是以C為基礎的C++和.net方面。通過組織具有相同興趣愛好的同學集中學習一類開發語言并實際進行開發工作，對于提高和加深對這些工具的理解，都有著極大的幫助。

3.4走出校園了解企業，適應社會需求

目前，圍繞專業教學的需要建立了許多校外實習基地，如上海市計算技術研究所、萬達信息技術股份有限公司、MAS公司、佳能系統軟件有限公司、東大金智、北京奧索股份有限公司、春蘭集團公司、上海華虹計通智能卡系統有限公司、IBM、HP、Oracle等，其中每個基地可容納的人數和側重的領域也不一樣，一方面對學生的專業方向培養帶來更多的選擇，另一方面也帶來了師資配備和人員管理上的難度。具體操作時可采用如下的方法：

(1) 以短期輪訓的方式完成認識性和驗證性的實踐教學。由相關任課教師帶隊進行實地考察和學習，擴大學生的視野。如現在開設的專業認識實習課，利用學期中的上課時間，通過讓學生們走出校園了解社會上的IT行業的特點和工作內容，使學生們及早樹立自己今后的興趣方向和發展目標，明確自己的定位。

(2) 以長期培養的方式完成設計性和創新性的實踐教學。有針對性的挑選感興趣的學生進行長期的實踐學習，指導人員由各實習基地配備技術人員協助完成。利用假期時間與校外實習基地聯系，派遣學生去做實習生，早日接觸具體的工作內容，一方面使企業更好的了解學生，另一方面也使學生明白學習中的不足，以及除此之外的工作態度和責任心的重要性，避免畢業找工作時的盲目性和處處碰壁。

4結束語

通過以上從實踐教學體系的建設、校內實踐教學建設和校外實踐環節建設等幾方面，圍繞創新性培養的人格培養、主動性培養、學習興趣、綜合能力培養、社會需求等幾方面進行了探索，對傳統的計算機課程與教學體系進行了改革，明確專業人才的培養方案和特色，圍繞創新意識的培養，全面提高學生的技術素養，使學生的學習和就業都能取得良好的效果。近今年來我院取得了ACM/ICPC國際大學生程序設計競賽世界總決賽(捷克布拉格)第27名(全球3000支隊伍)、上海市“微軟杯”軟件構件大賽二等獎和三等獎各1項，學生就業率連續幾年保持在95%以上。

參考文獻:

[1] Elena Malykhina. 新型IT教育[J]. 信息周刊，2005，(6).

[2] 李培根. 主動實踐:培養大學生創新能力的關鍵[J]. 中國高等教育，2006，(11).

[3] 呂重九. 創新高等教育人才培養理念[J]. 光明日報，2002年11月7日.

作者簡介：

徐光偉(1969年-)，男，博士，副教授，研究方向：移動Ad Hoc網絡的相關技術研究；

史有群(1962年-)，男，博士，副教授，研究方向：網絡技術與人工智能；

黃秋波(1975年-)，男，博士，講師，研究方向：網絡協議；

孫莉(1962年-)，女，博士，副教授，研究方向：數據庫與web服務。