大學生創新訓練項目對學生創新能力的培養

姚 罡 王貴萱

（桂林電子科技大學，廣西 桂林 541004）

0 引言

大學生創新訓練項目注重“研究過程”而非“研究成果”，其主要是以項目為載體，在項目實施過程中，學生需要經歷項目選題、查閱文獻、項目分工及實驗測試、撰寫結題報告、論文、申請軟件著作權或專利、結題驗收等諸多環節。整個過程能充分調動學生學習的主動性、積極性，激發學生的創新思維和創新意識，掌握思考問題，解決問題的方法，提高創新能力和實踐能力。

1 項目案例

以我校2013級信息安全、軟件工程專業3位學生的大學生創新訓練項目《基于P2P技術的內聯網安全通信系統》為例，探討實驗項目對學生創新能力的培養。

學生結合理論課程、個人學習興趣進行前期調研，發現隨著企業信息化的發展，企業員工的個人隱私、員工之間的合作交流等信息必然涉及到商業秘密等敏感信息，因而企業必須重視信息安全，防止內部數據流入公網。基于此目標，確定項目選題，通過對P2P網絡中節點認證、安全隧道建立、數據安全傳輸等方面的研究，實現基于P2P的安全、便捷的內網數據通信系統，具有安全登錄驗證、分布式加密、信息與文件安全傳輸、加密視頻聊天及加密語音通話等功能。內部用戶通過該私有即時通工具（而不是QQ等）交互的數據無需通過外部服務器，最大限度保護內部數據安全，同時用戶間點對點的加密數據發送，大大增強了系統的可擴展性和健壯性，滿足企業內部安全、便捷通信的需求。

2 學生綜合素質和能力培養

大學生創新訓練項目重在參與，不是為了創新而創新，創新的理解不是提出全新的技術和理論，也可以是對所學知識的綜合性、實踐性的應用，考驗學生將理論學習用于解決實際問題的能力。項目的實施強調興趣驅動，培養學生的自主性、探索性、實踐性和協作性。

項目由客戶端、服務器端組成，客戶端完成登錄、聊天、文件（在線、離線）傳輸、視頻語音聊天等模塊，服務器端完成用戶管理、NAT穿越等功能模塊。模塊實現設計的理論和技術有些是學生課堂中學習過的，而有些是全新的概念，從未接觸過的，為了解決實際問題，學生必須自學，延伸教學知識體系的內容。同時，不難發現理論知識對項目的引導，項目要求學生能夠綜合利用網絡通信、身份認證、密碼學、Windows編程等技術，并逐步建立起軟件工程思維方法。

為了實現便利性和高效性，項目采用P2P與C/S架構相結合的模式，學生在學習計算機網絡基礎上，完成了項目測試網絡的搭建，更一步需要理解網絡體系結構和P2P實現、NAT穿越技術，結合兩種模式的優點，定義不同功能需求采用的網絡模式。

用戶登錄模塊的設計過程是學生不斷發現問題，解決問題，從實踐中來，到實踐中去，實現知識積累的過程。初始設計時候，學生根據數據庫所學知識，以通用的用戶名、口令結合的方式進行身份認證，通過網絡抓包發現，登錄過程傳輸的用戶名和口令是明文形式，暴露了安全問題，那么加密口令是否能保證安全，但又可發現存在重放問題，通過對銀行U盾分析，最終決定采用挑戰響應的認證模式，解決了登錄過程中的安全隱患。此外，學生還對基于生物特征的身份認證技術產生興趣，又查閱人臉識別、鍵鼠行為識別等資料，分析相關的實現算法和技術，拓展視野。

創新并不一定要提出很前沿很高深的理論和技術，只要能為了解決實際問題，提出自己合理的方案就是創新。項目中用戶的交互數據進行了加密和認證，必須用到加密算法，那么設計握手協議解決密鑰協商問題、設計數據報文格式解決數據傳輸（包含在線、離線數據）就成為一個核心問題。項目組學生給出自有的數據包格式，并對字段進行詳細設計，以達到握手、注冊、登錄、文字信息、心跳等多種信息傳輸。

創新要發揮主觀能動性，積極探索，勇于提出自己的觀點，不怕失敗。對于離線數據的傳輸問題，學生提出發揮P2P技術的精髓，離線數據不發給中心服務器，而是交由在線客戶端代理處理，那么在線客戶端如何選取，并且方案的優劣性還有待進行驗證。解決問題的過程就是不斷衍生新問題，不斷驗證、總結以修正方案。

創新項目實踐過程也是培養學生團隊協作精神的過程，包括學生與學生之間的協作，學生與指導老師之間的協作。團隊必須明確一致的團隊使命和目標，共享學習成果，恰到好處的交流，正視沖突，求同存異，強調成員的責任意識。

3 反哺課堂教學

指導老師是項目的引導者，在選題、功能模塊定義、實現技術和方案中參與討論，提出建議，拓展學生思路。教學相長，在溝通過程中，指導教師學習如何了解學生心理，分析學生的知識結構、學習能力，如何給予合理的引導，如何激發學生的學習興趣。通過指導項目不斷總結教學經驗，提高指導教師教學基本功，教師把這些經驗帶入課堂，反哺課堂教學。同時參與項目的學生的學習態度和積極性能以點帶面，影響周圍同學，使得更多學生受益。

大學生創新訓練項目完成的內容與實際應用相關，指導教師可以將項目分解，設計成多個綜合性、設計性實驗，學生在實驗過程中能將多個知識點和技術有機結合起來，教師必須參與到實驗中，復制指導項目的模式，針對學生在實驗中出現的問題，采用提示和設疑的方法讓學生運用所學的知識，查閱資料，解決問題，培養學生學習的自主性和創新能力。

4 結語

通過大學生創新訓練項目，可以培養學生自主進行研究性學習、團隊協作的工作方法，激發學生的創新性，堅定迎難而上的務實態度。指導教師在指導學生完成項目的過程，也是自我綜合素質的提高，對教學模式和內容必定會有一定的優化，采取多種措施培養大學生的創新性思維。

［1］李麗潔.大學生創新實驗項目中的實驗教學[J].實驗技術與管理,2011(3).

［2］杜新強.從大學生創新實驗項目談學生創新能力的培養[J].黑龍江教育,2012(1).