培養學生創新能力的實踐教學方式的研究

摘要：本文通過作者多年的實踐教學經驗，從實踐教學的設計思想、實踐教學的內容到實踐教學的考核方式等方面進行了一系列的探討與研究，提出了大作業驅動下的實踐教學模式。

關鍵詞：大作業；實踐教學；創新能力；考核方式

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913 (2007) 22-0109-04

為了構建一個為更多學生提供更具綜合性、設計性和創新性的實踐環境，以使每個大學生在4年學習中都能接受多個實踐環節的培養，使得學生在掌握扎實的基本知識與技能的基礎上，同時提高學生的綜合素質和創新能力。為了做到這一點，必須在實踐教學方式上做進一步的研究。

1實踐教學的設計思想

課程實踐教學的設計思想為：構架多層次、立體化實踐教學平臺，逐步提升學生的實踐能力和創新能力。課程實踐教學的主要環節有：課內上機實驗、課外項目引導下的大作業(綜合性/設計性實驗)、教授和博士指導本科生學術研究團隊活動、社會調查、實踐基地專業實習等。

實踐教學必須改變傳統教學模式，積極探索大作業驅動下的雙主體教學模式，探索由啟發式、實例導入的“螺旋式”、討論式、參與式、辯論式等教學方法相結合的教學模式；改變傳統的單一化教學平臺，構架立體化教學平臺，如構建課堂(理論)教學、課內實驗教學、課外項目引導式大作業、教授和博士指導的本科生學術研究團隊活動、實踐基地教學等相結合的立體化教學平臺；改變傳統的教學手段，充分采用現代化教學手段，如開發內容豐富的大作業課程教學網站， 該網站對精選的大作業題目進行分類管理，對每類大作業題目的一個樣例，給出詳盡的需求分析和相應的案例，供學生做大作業參考，同時不斷更新該網站，動態反映有關題目的最近研究動態、新的需求、新的設計方案。在網站上定期發布一些技術解決方案，好的設計例子，相關的參考資料供學生參考。

任課教師必須密切結合教學要求，將基礎性實驗與大作業、綜合性設計性實驗相結合。教師對基礎性實驗認真指導和點評，使學生能夠掌握教學大綱中要求的基本知識、基本理論和基本方法，在綜合性、設計性實驗的基礎上完成大作業。在實踐教學中采用小組討論、集體答辯、教師點評的形式，能夠提高學生自主學習的能力和綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力。

2大作業驅動下的實踐教學的內容

綜合性、設計性實驗教學主要體現在大作業方面，大作業通過讓學生對一門課程綜合性的問題或綜合幾門課程知識的問題，結合其他專業知識、計算機知識和數學知識，從資料收集、提出解決、選擇最佳方案到最終實現方案等一系列過程的實踐，可為學生今后的創業提供一個能力鍛煉的舞臺。

大作業作為課程學習中的一個重要環節，通過鍛煉學生的資料搜集、協作精神、解決綜合問題的能力，可以充分發揮學生的主觀能動性，自主學習探討，勇于發現問題，獨立分析問題；與他人通力協作，可以增強其獨立意識、創新意識、合作意識，提高其觀察力、思維力、想象力和動手能力等。這些能力的培養將為學生今后創業打下堅實的基礎。

不同的課程，其實踐教學內容不同。但是，無論什么樣的課程，實踐教學都應該包括如下的內容：

(1) 基礎性的實驗：這部分內容主要是鍛煉學生對本課程基本技能的訓練，加深學生對基本理論的理解和運用。這類的實驗一般稱為驗證性實驗，實驗個數一般6~8個左右，實驗時數12~16，主要由教師在實驗課中，首先花費20分鐘左右的時間向學生講授實驗原理和實驗方法，學生依據老師講授的知識進行課內實驗，實驗完成后填寫相應的實驗報告。

例如：在“數據庫系統原理”課程中安排16學時上機實驗，完成8個基礎實驗。實驗內容主要包括使用SQL Server2000，實現數據庫的基本操作、數據庫的完整性約束、觸發器和存儲過程、數據庫的安全機制等。

通過課內上機實驗，使學生熟練掌握教學大綱中要求的基本知識、基本理論和基本方法。

(2) 綜合性的實驗

為了提高實踐教學效果，必須將課外項目引導下的大作業(綜合性/設計性實驗)教學內容引入到實踐教學的內容中。

綜合性的實驗是指實驗內容涉及本課程的綜合知識或相關課程知識的實驗。開設綜合性實驗的目的是對學生的實驗技能進行綜合訓練，培養學生的綜合分析能力、實驗動手能力、數據處理以及查閱資料的能力。

每門課程綜合性的實驗個數一般1~2個，實驗課時10~12左右。在該實驗中，教師一般將學生3~4人分成一組，教師向學生下達大作業任務書，學生依據大作業任務書，以小組為單位，在老師的指導下逐步完成。

大作業的選題一般來自教學或生產實踐中。教師可以設計多個選題供學生選擇，也可以由學生自主選題。多個選題其好處在于題目的多樣性，可以最大地豐富學生的閱歷，也能夠充分發揮學生的積極主動性。

也可以采用同一個班設計一個選題，采用同一個選題的好處是可以激發不同組之間學生的相互競爭，每個組的同學都可以從其他組中吸取精華，不斷地充實自己。

例如：《數據庫系統原理》課程的大作業要求學生針對企事業單位管理中的實際問題，在查閱相關資料和初步調研的基礎上，建立一個簡化應用系統的E-R概念模型，使用規范化的理論進行優化，轉換成相應的關系數據庫模式，并在SQL Server 2000平臺上實現數據庫設計，最后撰寫設計文檔。

(3) 設計性的實驗

設計性實驗是指給定實驗要求和條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現的探索性實驗，著重培養學生獨立解決實際問題的能力、創新能力以及組織管理能力。

例如“現代數據庫技術”課程的大作業要求學生綜合運用所學知識，針對企事業單位管理中的實際問題，通過需求分析，建立E-R概念模型，使用規范化的理論進行優化，轉換成相應的關系數據庫模式，同時進行代碼設計實現系統的主要功能，最后完成相應文檔資料的編寫，包括：小組完成需求分析、概念設計、邏輯設計和物理設計報告，個人完成數據庫設計說明書、數據庫代碼設計、詳細設計說明書、應用軟件代碼設計、用戶使用說明書。

在實踐教學過程中，可以組織高年級學生參加由教授和博士指導的本科生學術研究團隊。教授和博士指導本科生開展科學研究，可以激發本科生的專業學習興趣，培養創新意識和創新能力；通過科研，可以使本科生的學習由被動到主動，較早地學習到科研的基本方法和技能；在參與科研的過程中，學生的創新精神、創新能力、團隊協作能力等，無疑將得到很好的鍛煉和提高，提高學生自身的競爭力。

實踐教學的一個非常有效的途徑是通過校企合作，為學生的校外實踐活動提供良好的平臺。積極組織學生參加各項社會實踐活動，到企事業單位實地調查、參觀，并在此基礎上組織學生到實踐基地開展專業實習，參與企事業單位的生產和管理，使學生了解企事業單位信息管理的需求、應用現狀，了解軟件開發的過程，提高學生的學習熱情和創新欲望，培養學生從實際應用需求中提出問題、分析問題和解決問題的能力。如，組織學生到相應的高新技術企業參觀和實踐，使學生掌握如何利用系統的方法來解決企事業單位管理中的實際問題，并進一步通過大作業或專業實習，將所學的知識運用到解決企事業單位管理中的實際問題。

3實踐教學考核方式的改革

必須對實踐考核方式進行改革，考核范圍應包括：基礎實驗考核、綜合性實驗報告、設計性實驗報告、大作業、文檔資料、演講和答辯等。

實踐教學作為理論教學的一個重要補充部分，得到了越來越多院校的重視。許多高等院校在制定教學計劃時，都將相應的實踐教學納入到正常的教學計劃中，同時配備相應的實踐教學課時，其考核采用了理論與實踐考核相結合、傳統考試與上機考試相結合等方式。

但是實踐考試占用多大比例？考試內容又如何確定？什么樣的考試才能最大限度地啟發學生的創新意識？一般來說，實踐考試的比重依課程而異，計算機類的課程分為三類：

(1) 基礎理論類

這類課程主要包括程序設計語言、計算機原理、操作系統、計算機網絡、數據結構等課程。這些課程其實踐內容往往是驗證性實驗為主，輔助一個小的綜合性的實驗，其考核方式可以采用：

① 實踐考試占該課程比重的15%~25%

② 以基礎實驗為主，包括平時的實驗和實驗報告，其比重約占實踐考試的5%~10%左右

③ 上機考試：采用抽題方式。教師在組織考試前，首先確定若干個考試題目，題目以涵蓋本課程的基本知識和基本技能為主，題目不宜難。可以采用預先將所有題目發給學生進行課后練習，考試時從中選擇2~3題由學生在實驗環境中實現。這部分的比重約占實踐考試的5%~10%左右。

④ 綜合性的實驗：包括綜合性實驗報告、實驗程序等，這部分內容由學生以小組為單位課外完成。評分的依據至少包括演講答辯的能力、程序質量、實驗報告這三方面的內容。評分可以給小組評定一個分數，也可以依據每個同學在小組中擔任的角色、任務量的大小等來評定。但以小組評定一個分數為好，原因是充分發揮團隊的力量，使得學生在最初的學習階段就懂得團隊在開發過程中對個人創新能力培養的重要作用。這部分的比重約占實踐考試的5%左右。

(2) 專業課程

這類課程主要包括數據庫系統概念、編譯原理、計算機體系結構、各種軟件開發技術(如VC開發技術、JAVA開發技術、面向對象技術)、計算機安全技術、移動通信技術、圖象處理技術、操作系統內核分析等課程。這些課程其實踐內容往往是少量的驗證性實驗，以一到兩個綜合性的實驗為主，其考核方式可以采用：

① 實踐考試占該課程比重的25%~40%

② 以基礎實驗為輔，包括平時的實驗和實驗報告，其比重約占實踐考試的5%到10%左右

③ 上機考試采用抽題方式。教師在組織考試前，首先確定若干個考試題目，題目以綜合本課程的基本知識和基本技能為主，題目稍難。可以采用預先將所有題目發給學生進行課后練習，考試時從中選擇1到2題由學生在實驗環境中實現。這部分的比重約占實踐考試的5%~10%左右。

④ 綜合性實驗：包括大作業(含文檔資料)、實驗程序等，這部分內容由學生以小組為單位課外完成。評分的依據至少包括演講答辯的能力、程序質量、大作業報告這三方面的內容。評分可以給小組評定一個分數，也可以依據每個同學在小組中擔任的角色、任務量的大小等來評定。但是以小組評定一個基礎分數，再依據每個同學在小組中擔任的角色、任務量的大小等來評定為佳，原因是不僅可以充分發揮團隊的力量，也充分調動學生在整個開發過程中的積極性，發揮個人創新能力的重要作用。這部分的比重約占實踐考試的20%左右。

如《數據庫系統概念》課程的筆試占總成績的60%，基礎性實驗占8%，上機考試占10%，綜合性實驗及大作業(含文檔資料)占20%。

在實踐教學過程中，每個學生完成8個基礎實驗，教師針對實驗過程中出現的典型問題從多方面進行點評以引導學生，提高學生綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力；另外，學生以3～4人為一組完成一個綜合性的大作業，在大作業中，以小組為單位完成相應的需求分析、概念設計、邏輯設計和物理設計，然后每個學生依據本組的數據庫設計，采用SQL Server 2000數據庫，進行數據庫腳本設計并生成數據庫。

(3) 專業實踐課程

這類課程主要包括電子商務技術、課程設計(如操作系統課程設計、數據結構課程設計、數據庫課程設計、編譯方法課程設計等)、網絡架構技術、中間件技術、信息檢索技術等課程。這些課程其實踐內容往往以設計性實驗為主，其考核方式可以采用：

① 實踐考試占該課程比重的80%~100%

② 考試以設計性實驗為主，包括大作業(含文檔資料)、實驗程序等，這部分內容由學生以小組為單位在課內外完成。評分的依據同綜合性的大作業，但是小組的評分占實踐考試的20%左右，個人評分比重約占實踐考試的70%左右。

例如“現代數據庫技術”課程的基礎性實驗占10%，大作業(含軟件及文檔資料)占90%。大作業包括：數據庫設計說明書、詳細設計、用戶手冊、PPT報告等。

在實踐教學過程中，每個學生完成8個基礎實驗，基礎性的實驗要求同綜合性實驗；另外，每個學生還必須完成一個設計性的大作業，大作業以4～5名學生為一組，完成相應的需求分析、概念設計、邏輯設計和物理設計，寫出數據庫設計說明書，這部分比重約占實踐考試的20%左右，然后每個同學依據本組的數據庫設計，完成相應的數據庫代碼設計、詳細設計、應用軟件代碼設計、用戶使用說明書和PPT報告，相應占實踐考試的比重分別為：10%、10%、40%、5%和5%。

4總結

計算機科學與技術專業本科課程改革總體設想是：圍繞培養目標，以學生就業為中心，以提高學生的專業素質和操作技能為重點，強化實踐能力。為了進一步提高實踐教學的效果，培養創新型人才，大作業教學，不僅可以激發學生的學習興趣，鍛煉學生的動手能力，而且可以培養學生面向實際應用提出問題的意識；增強學生研究性學習的主動性，培養學生自主學習的能力；提高學生分析問題、解決問題的能力；增強學生的創新意識，培養學生的創新精神和創新能力。由此可見，“大作業教學”是將創新能力的培養融于實踐教學過程中的成功舉措。

作者簡介：

吳京慧，江西財經大學信息管理學院 330013

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