以LTSC理念培養(yǎng)本科生計算機創(chuàng)新能力

沈映珊　范冰冰

摘要：分析當前大學計算機創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在的問題，融合現有培養(yǎng)體系，構建一個以LTSC理念為指導的實效、可操作的計算機創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系和協調方法，將多維教學的內容和過程，以及原有的綜合設計實驗、實習和畢業(yè)論文完整地放入多形式創(chuàng)新的教學過程中，并且將創(chuàng)新學分、責任簽約、導師制、創(chuàng)業(yè)教育融為一體，形成完整的多維一體化創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系結構，幫助更多學生具備創(chuàng)新能力，提高計算機專業(yè)大學生的社會競爭力。

關鍵詞：LTSC；多維一體化；創(chuàng)新能力培養(yǎng)

文章編號：1672-5913（2013）07-0078-06

中圖分類號：G642

1 計算機創(chuàng)新能力培養(yǎng)問題

計算機學科是創(chuàng)新最活躍的領域，但人才需求出現了一種“怪”現象。一方面，隨著信息化社會和計算機技術的快速發(fā)展，企業(yè)認為創(chuàng)新人才短缺；另一方面，計算機專業(yè)是全國最大的專業(yè)，可是學生在就業(yè)時卻找不到合適的職位。例如，華南師范大學計算機專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)率幾乎是100%，但在社會高端企業(yè)就業(yè)的比例卻很少。2009年以前，騰訊、華為等一流企業(yè)都不在華南師范大學設專場招收畢業(yè)生，因為學校的培養(yǎng)方式無法滿足社會對中高端創(chuàng)新性人才的需求，其原因主要包括以下3點。

1）培養(yǎng)方案雖有綜合設計、實習、畢業(yè)論文等重要的實踐環(huán)節(jié)，但學生人數多，每個環(huán)節(jié)時間有限。而且各個環(huán)節(jié)中又有不同的老師、不同的研究方向和不同的教學要求，條塊分割現象嚴重，教學效果差異大，無法達到創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目的。

2）服務（實踐）是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的唯一路徑，但是受師生比例和科研環(huán)境條件的影響，學生無法融入研究環(huán)境中學習。教學上也缺少實效、常態(tài)的創(chuàng)新服務（實踐）環(huán)節(jié)，包括穩(wěn)定的時間段、挑戰(zhàn)問題環(huán)境、合作團隊、持續(xù)指導，以及硬件環(huán)境和經費支撐。

3）創(chuàng)新能力的培養(yǎng)很重要，但學校對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)卻停留在概念上，依賴的仍是學生的興趣，只是針對個別而不是更多的學生。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)缺乏穩(wěn)定的支撐環(huán)境和條件，且與常規(guī)的課堂和實驗教學不同，它無章可循，操作隨意性大。創(chuàng)新實踐教育的規(guī)模難以保質保量地擴大和開展。

因此，我們需要在已有的教學培養(yǎng)體系基礎上，融合構建一個實效的計算機創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系和協調可操作方法，幫助更多學生具備創(chuàng)新能力，提高華南師范大學學生的社會競爭力。

2 計算機創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的總體設計

2.1大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的認識和思路形成

胡錦濤總書記在2006年兩院院士大會上指出“功以才成，業(yè)由才廣”。建設創(chuàng)新型人才隊伍是建設創(chuàng)新型國家的核心。

由此，計算機學院提出將LTSC創(chuàng)新教學理念用于指導創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新能力指的是運用知識和理論，在科學、技術、藝術等領域中提供具有經濟價值和社會價值的新思想、理論、方法和發(fā)明的能力。LTSC指出“L（Learn）學習→（Think）思考→S（Service）服務→C（Create）創(chuàng)造”的教育理念是一個螺旋循環(huán)過程。LTSC教育循環(huán)理念示意圖如圖1所示。當學生進入新專業(yè)領域的時候，通過課堂、基礎實驗進行學習L和思考T，實現知識接受和理解；然后進入服務（實踐）S環(huán)節(jié)，在研究和應用環(huán)境中，學生主動發(fā)現所學知識的不足，回頭再學習L，并不斷深化思考S與理解；從現有知識體系中找到答案，最終走向創(chuàng)造和創(chuàng)新C。大學教育的服務（實踐）S環(huán)節(jié)是實現創(chuàng)造或創(chuàng)新能力培養(yǎng)的必經之路，而目前大部分教育基本只停留在L、T初級階段，即只有課堂學習、考試以及基本的實踐教育，缺乏實效、高質量的服務（實踐）S環(huán)節(jié)，導致創(chuàng)新型人才培養(yǎng)成功率低。

創(chuàng)造性是每個學生都具有的心理潛能。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是必要、也是可能的，但這種潛能需要激發(fā)。創(chuàng)新能力是一個多方面的系統(tǒng)工程，包括創(chuàng)新精神、思維、知識、專業(yè)技能、團隊協作等內容，需要經過問題選擇、思考形成思想、解決問題、成果與應用等復雜過程，不是輕易能夠實現的，需通過創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑，如圖2所示，引導學生投入到服務（實踐）或科研中，讓學生積極主動、自覺、創(chuàng)造性地去學習，充分發(fā)揮學生學習的潛能，培養(yǎng)學生發(fā)現問題、分析問題和解決問題的能力。

從圖1、2中可以發(fā)現，現有的教育培養(yǎng)方案實際上并不是完全按照培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目的來設計的。傳統(tǒng)4年本科學習理論與實踐如圖3所示。我們需要對現有的培養(yǎng)方案進行完善修改，構建一種實效、可操作的計算機創(chuàng)新能力的培養(yǎng)體系和協調方法。

作為系統(tǒng)工程的創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程，我們需要一系列配套條件和環(huán)境支撐，而不僅僅是培養(yǎng)方案的設計或完善。創(chuàng)新人才培養(yǎng)構成因素如圖4所示，創(chuàng)新能力培養(yǎng)除需要核心的創(chuàng)新服務實踐環(huán)境外，還涉及創(chuàng)新項目、創(chuàng)新團隊、創(chuàng)新氛圍、經費支持、硬件環(huán)境支撐、制度規(guī)范、高質量指導等。

2.2多維一體化計算機創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的總體設計

計算機創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系探索將多維教學的內容和過程，多形式創(chuàng)新的教學模式有機地組成一個完整的一體化創(chuàng)新教學體系，創(chuàng)建一種制度化的創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，最終完成對學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的核心目標。其設計思想是：學生在4年的大學本科學習中，除了教學目標所要求的學習與實踐內容外，在一、二年級的通識教育與專業(yè)基礎課學習后，鼓勵學生（要對其進行引導，給予經費支持等）以雙向選擇的方式加入創(chuàng)新團隊中，由創(chuàng)新基地給予前期的理論培育和技術培訓。在大學三、四年級，讓學生運用自己所學的知識與技術，進行研究、應用開發(fā)或參加競賽，進行實踐活動，在導師與團隊的幫助下（S），去創(chuàng)造（C）新的成果，從而發(fā)展自我的創(chuàng)新能力，同時將原有的綜合設計實驗、實習和畢業(yè)論文完整地放入到創(chuàng)新過程中，添加創(chuàng)新學分、責任簽約、導師制、創(chuàng)業(yè)教育等方式，最終形成完整的多維一體化創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系結構，如圖5所示。

其中“多維”是指創(chuàng)新教學體系的多種模式、多個學習過程（如科技創(chuàng)新、競賽、實習、畢業(yè)論文）、多種角色、多種依托基礎（包括科研團隊、校企合作實習基地、創(chuàng)新實驗室）、多種教學管理形式（導師制、學分制、實習、畢業(yè)論文）；“一體化”是指“多維”不是一個個孤立的教學單元體，而是有機緊密結合的一體，是一個完整過程和結果，是以科研團隊、校企合作創(chuàng)新基地、大型項目、創(chuàng)新實驗室、創(chuàng)業(yè)學院為載體，以本科創(chuàng)新導師團隊為主要指導力量，有機地將學生的科技創(chuàng)新、專業(yè)競賽、專業(yè)實習和畢業(yè)論文的學習、創(chuàng)新環(huán)節(jié)貫穿在一起，與學分體系相結合，形成多種形式融合一體化的創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，系統(tǒng)化地完成學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。多維一體化創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系關系如圖6所示。目前創(chuàng)新教學培養(yǎng)體系的典型模式有：

1）研究型模式：依托導師科研團隊的基礎研究項目，進行獨立研究活動及論文發(fā)表。

2）應用開發(fā)型模式：依托科研團隊的開發(fā)項目或創(chuàng)新基地的實際項目，進行以項目開發(fā)為主的實踐。

3）競賽型模式：依托大學創(chuàng)新計劃、學生科研立項、ACM程序設計大賽、軟件設計競賽等活動，進行以競賽為目的的研發(fā)活動。

計算機多維一體化創(chuàng)新培養(yǎng)體系較好地改變了傳統(tǒng)的分階段、零碎、單獨實施實習、畢業(yè)論文以及自發(fā)興趣的科技創(chuàng)新模式。在一個較長時間段，我們以創(chuàng)新團隊為基礎，在穩(wěn)定問題環(huán)境、持續(xù)教師指導、硬軟件環(huán)境的支撐下，在良好的創(chuàng)新氛圍中，以一種全新的模式，實施從培訓、入門到研發(fā)工作開展和抽象思考總結的完整過程，以提高創(chuàng)新教學質量，加速創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)。

3 計算機創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索和實踐

華南師范大學計算機學院經過3年的一體化創(chuàng)新培養(yǎng)體系的探索與實踐，在創(chuàng)新培養(yǎng)目標、創(chuàng)新思維模式、創(chuàng)新價值取向、創(chuàng)新氛圍締造、創(chuàng)新能力實現機制與創(chuàng)新能力評價標準方面積累了一定的經驗與教訓。

3.1創(chuàng)新能力文化氛圍建設和導向

良好的創(chuàng)新氛圍和引導對學生的創(chuàng)新起步有著十分重要的作用。在一體化創(chuàng)新培養(yǎng)體系的實踐過程中，我們提倡學術自由、獨立思考；發(fā)現、尊重和培養(yǎng)學生的個性行為；鼓勵提問，鼓勵有創(chuàng)見的主張。學生作為一個獨立的個體，在創(chuàng)新團隊學習過程中與教師平等對話、互相切磋，從而創(chuàng)造出平等、和諧的課內外學術研究和探討環(huán)境，使學生樹立了自強自立的獨立意識，促進了創(chuàng)新潛力的發(fā)揮。

3.2創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學理念與教育思想養(yǎng)成

計算機一體化創(chuàng)新培養(yǎng)體系提出了將基于項目、問題學習和探究式學習集成的一體化主動學習方法。在課程學習、實驗和項目實施過程中，學生在教師組的指導下針對理論與工程項目提出科學或技術性的問題。這些問題與學生學習的關鍵科學概念或工程知識有聯系，從而激發(fā)學生的求知欲。我們以這些問題為探究點，引導學生通過自主學習和項目實踐歸納出規(guī)律、結論，形成知識與技術；反過來又促進學生主動應用這些知識或技術去完成項目，解決遇到的問題。一體化主動學習方法使學生掌握了所學的知識與技術，而且培養(yǎng)了學生獲取知識、應用知識、創(chuàng)新和實踐的能力，實現了計算機科學技術知識和工程能力的學習方式從被動接受轉變?yōu)橹鲃訉W習。

3.3創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系配套規(guī)范和實施細則

目前，計算機學院已有部分項目按照該培養(yǎng)體系的模式完成探索，且從探索的結果來看，成績喜人。其中，工程類項目的高要求和時效性對參與開發(fā)的學生要求比較高，有的學生會因適應不了這種高要求而選擇退出。這種行為對工程項目的開發(fā)會造成很大的困擾，會嚴重影響工程的進度以及項目負責人的聲譽。通過制定詳細而周密的創(chuàng)新培養(yǎng)規(guī)范與實施細則，可以讓學生專注于其中，無形中會對學生有一種鞭策的作用，激勵學生不怕困難，迎難而上去解決問題，也使得項目的順利完成有了保障。另外，學院也鼓勵通過指導教師的項目驅動，把項目、實習和畢業(yè)論文有機地結合起來，培養(yǎng)學生的專注精神和創(chuàng)新意識。

4 項目實施的成效

4.1創(chuàng)新團隊人才質量評價

經過3年多的探索和實踐，計算機一體化創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系在學院的實踐中獲得了重大進展，改革取得初步成效，從而證明了這一人才培養(yǎng)模式的科學性和先進性。

1）學生基本理論知識更加扎實。

計算機專業(yè)基礎知識是計算機學院教學大綱中所要求的必需能力之一，是學生學會運用與學習工程技術的基礎。創(chuàng)新培養(yǎng)體系實施后，學院加強了對學生基本理論知識的訓練和技術培訓、考察。在各學期的相關專業(yè)基礎課程中，學院加入了課程項目、課程實作或實訓等必修課目和學分，加大考察力度，為學生學習專業(yè)核心課程奠定了扎實的基礎。根據教師的反饋，與以前相比，學生的基本理論知識普遍地更加扎實了。

2）學生工程能力顯著提高。

一體化創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系注重學生的職業(yè)道德、理工基礎知識、個人能力、人際團隊能力和系統(tǒng)能力的培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中，學院堅持以創(chuàng)新為導向的培養(yǎng)理念，高度重視培養(yǎng)學生的創(chuàng)新開發(fā)能力，鼓勵不同學科不同年級的交叉與合作，重視學生多學科背景的培養(yǎng)和國際視野的拓展，建立了院級多學科創(chuàng)新實踐平臺，為學生的創(chuàng)新設計提供了良好的軟、硬件環(huán)境，從而培養(yǎng)學生具有合理的知識結構和較強的個人能力、團隊能力和良好的職業(yè)素質。

計算機學院在創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系實施后，對參加創(chuàng)新項目的2009級和2010級的56名學生進行了效果調查，調查的主要內容及結果如表1所示。

調查結果顯示，創(chuàng)新項目的實施得到絕大部分學生的支持和歡迎。學生不僅深化了學科知識，綜合能力也明顯提高?？梢姡惑w化創(chuàng)新能力培養(yǎng)項目的實施是合理可行的，且達到了預期的效果。

3）學生綜合能力提高，在各類科技作品競賽中獲得優(yōu)秀成績。

一體化創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系高度重視學生綜合能力和素質，特別是工程項目開發(fā)動手能力的培養(yǎng)。計算機學院經常組織各類科技實踐活動，強化學生的科技創(chuàng)新能力和綜合能力。同時學院還大力加強學生動手能力的訓練和考察，為學生參加各類各級競賽創(chuàng)造各種條件，如學院從一年級開始就開設了“ACM程序設計競賽基礎”課程，這使得學生的創(chuàng)新能力不斷提高，且近年在各類科技競賽中均取得了優(yōu)秀的成績。

4.2教師評價

教師作為創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的主要執(zhí)行者和參與者，在創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的實施過程中起著舉足輕重的作用。在針對創(chuàng)新培養(yǎng)體系教學改革的調查中，計算機學院對參加創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的22位教師進行了問卷調查，結果顯示：在實施一體化創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)體系的教學模式后，學生在課程、實踐環(huán)節(jié)與項目完成的學習過程中，學習主動性、團隊合作能力、綜合理解能力、工程實踐能力、口頭表達能力等都有比較明顯的提高。一體化創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)模式實施前后學生能力的調查結果如表2所示。

5 現存問題及下一步探索與實踐

計算機創(chuàng)新能力的培養(yǎng)雖然取得了一定的成效，但仍然會有不同層次的問題在實踐過程中浮現，并成為構建整個創(chuàng)新培養(yǎng)體系的毛刺。這些問題包括：

1）學生動手能力偏弱。有些學生的計算機基礎較差，接觸編程類的創(chuàng)新項目后，有畏懼心理，經過培訓后，仍然擺脫不了陰影，反而產生了抵觸情緒。

2）學生開展科技競賽積極性不高。有的學生自信心不足，認為自己動手能力偏弱；而有的學生在掌握了一定水平的技能后，便謀求在外面的公司實習，對參加競賽類的興趣不大。

3）計算機學院的經費不能保證硬件設備的及時更新，適應不了計算機學科技術發(fā)展迅猛的特點，無法滿足創(chuàng)新實驗需求。

面對以上問題，在繼續(xù)探索多維一體化計算機創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系實踐的道路上，我們需要找出妥善解決的方法，需要在更長的周期內，不斷地實踐與探索多維一體化計算機創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，不斷地改進，從而促使其更好地為計算機專業(yè)學生服務。

（見習編輯：劉麗麗）