科研導(dǎo)向的創(chuàng)新實(shí)踐課程教學(xué)改革方法研究

彭勇 秦飛巍 孔萬增

新工科著力于培養(yǎng)基礎(chǔ)寬厚，知識(shí)、能力、素質(zhì)、體格居家，具有國際視野和持久競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)創(chuàng)新人才和杰出工程領(lǐng)導(dǎo)者。作為杭州電子科技大學(xué)實(shí)施一流課程建設(shè)的典型“，創(chuàng)新實(shí)踐”類課程有效的培養(yǎng)了本科生的創(chuàng)新思維與工程實(shí)踐能力。本文在介紹我校此類課程具體實(shí)施方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)科研導(dǎo)向的創(chuàng)新實(shí)踐課程教學(xué)改革方法進(jìn)行了研究，并根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了一些有益于學(xué)生創(chuàng)新與實(shí)踐能力培養(yǎng)的探索。

一、引言

本科生的創(chuàng)新意識(shí)與工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，一直是高等教育質(zhì)量工程的重點(diǎn);尤其是教育部在2019年啟動(dòng)實(shí)施了“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0，在高校中間掀起一場(chǎng)“培養(yǎng)質(zhì)量革命”，旨在全面實(shí)現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展。該計(jì)劃的核心任務(wù)之一，就是開展一流本科專業(yè)建設(shè)的“雙萬計(jì)劃”（“金專建設(shè)”計(jì)劃）和實(shí)施一流課程建設(shè)的“雙萬計(jì)劃”（“金課建設(shè)”計(jì)劃）。

杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，有門特別的課程叫“創(chuàng)新實(shí)踐”。該課程全院本科生必修，而且課程持續(xù)兩年;學(xué)院高水平師資悉數(shù)參與指導(dǎo)。該課程由計(jì)算機(jī)學(xué)院自2014年率先開設(shè)，經(jīng)過幾年的發(fā)展，現(xiàn)已成為該學(xué)院本科生創(chuàng)新與實(shí)踐能力培養(yǎng)的一張“ 王牌”，在科研論文發(fā)表、科技競(jìng)賽獲獎(jiǎng)、項(xiàng)目實(shí)踐等方面取得了豐碩的成果，提高了學(xué)科聲譽(yù)，得到了教育主管部門認(rèn)可與企業(yè)的好評(píng)?！皠?chuàng)新實(shí)踐”課程作為做強(qiáng)做優(yōu)品牌專業(yè)和課程上的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)已全校推廣并基本覆蓋我校所有的工科院系[1][2]。

本文在介紹我?！皠?chuàng)新實(shí)踐”類課程具體開設(shè)方法的基礎(chǔ)上，以“科研導(dǎo)向”為關(guān)注點(diǎn)[3]，對(duì)創(chuàng)新實(shí)踐課程的教學(xué)方法改革進(jìn)行了研究與相關(guān)的有益實(shí)踐。

二、我?！皠?chuàng)新實(shí)踐類”課程簡(jiǎn)介

為全面提高本科生的創(chuàng)新意識(shí)與工程實(shí)踐能力，杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院從2014級(jí)起在“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”、“軟件工程”、“物聯(lián)網(wǎng)工程”專業(yè)開設(shè)《創(chuàng)新實(shí)踐》系列課程。該系列課程開課方法如下：（1）課程連續(xù)設(shè)置四個(gè)學(xué)期（一般為第二、第三學(xué)年開設(shè)），實(shí)行長(zhǎng)周期培養(yǎng)，前三個(gè)學(xué)期各32學(xué)時(shí)、第四個(gè)學(xué)期64學(xué)時(shí);課程以小班形式開設(shè)，1位（或1組）

導(dǎo)師指導(dǎo)約15名學(xué)生，培養(yǎng)周期內(nèi)導(dǎo)師組與學(xué)生原則上保持不變;（2）導(dǎo)師與學(xué)生實(shí)行互選制，一般要求指導(dǎo)教師教學(xué)評(píng)價(jià)良好，具有承擔(dān)省級(jí)以上科研項(xiàng)目、良好的工程項(xiàng)目實(shí)踐、指導(dǎo)學(xué)生科技競(jìng)賽獲獎(jiǎng)等經(jīng)歷。滿足條件的導(dǎo)師在開課前自行申報(bào)，學(xué)生根據(jù)導(dǎo)師的研究方向和個(gè)人興趣進(jìn)行選擇，雙向匹配直至符合開班條件;（3）每個(gè)學(xué)期根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和不同情況，由導(dǎo)師擬定具有針對(duì)性的課題，學(xué)生可獨(dú)立亦可分組合作完成，導(dǎo)師全程指導(dǎo)，學(xué)期末根據(jù)學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)和完成情況評(píng)定綜合成績(jī)。

三、科研導(dǎo)向的創(chuàng)新實(shí)踐課程教學(xué)改革方法研究

1、充分的基礎(chǔ)知識(shí)補(bǔ)充與科研準(zhǔn)備。本科生第二年尚處于基礎(chǔ)與專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)階段，提前從事科研訓(xùn)練需要補(bǔ)充相應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí);以計(jì)算機(jī)專業(yè)[4]近年來特別熱門的機(jī)器學(xué)習(xí)方向?yàn)槔?，一般?huì)在第一學(xué)期補(bǔ)充“機(jī)器學(xué)習(xí)”、“矩陣分析”與“最優(yōu)化理論”這三門基礎(chǔ)課的部分知識(shí)作為入門。具體地，采用學(xué)生分組課后學(xué)習(xí)、課上交流與討論、算法編程實(shí)踐三個(gè)部分。此外，科研具有一定的邏輯性，在開始時(shí)候應(yīng)當(dāng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的指導(dǎo)與提示，例如嚴(yán)守科研誠信、學(xué)術(shù)文獻(xiàn)查找與閱讀方法、領(lǐng)域期刊與會(huì)議介紹、科技論文寫作與投稿方法、研究進(jìn)展報(bào)告整理方法等。

2、個(gè)性化的研究課題擬定。第二學(xué)期導(dǎo)師需要對(duì)指導(dǎo)的創(chuàng)新實(shí)踐班學(xué)生進(jìn)行分組并擬定合適的課題;在此之前，應(yīng)當(dāng)充分了解學(xué)生各自的興趣與特長(zhǎng)，甚至為長(zhǎng)期自身的發(fā)展方向，以此來保證課題的分配具有針對(duì)性。以作者指導(dǎo)的班級(jí)為例，一般來說，課題具有以下三種類型：導(dǎo)師承擔(dān)的科研項(xiàng)目派生的課題、根據(jù)學(xué)生自身研究興趣擬定課題、參與企業(yè)委托項(xiàng)目的實(shí)踐性課題、以科技競(jìng)賽為依托擬定課題[5]。除了課題與學(xué)生分組具有針對(duì)性之外，還應(yīng)考慮課題的難易程度與課程培養(yǎng)計(jì)劃的契合度以及要注重對(duì)學(xué)生邏輯推理、問題分析與解決能力的培養(yǎng)。

3、嚴(yán)格的導(dǎo)學(xué)過程管理。類似于本科生導(dǎo)師制的培養(yǎng)模式在很多高校均已實(shí)施，但相當(dāng)一部分流于形式，導(dǎo)師與學(xué)生之間缺乏有效的連接與約束機(jī)制，甚至導(dǎo)師成為學(xué)生獲取創(chuàng)新學(xué)分的“簽字導(dǎo)師”;因此，嚴(yán)格的導(dǎo)學(xué)過程管控是取得良好培養(yǎng)效果的必要環(huán)節(jié)。我院以“創(chuàng)新實(shí)踐”課程為依托，但不局限于課程學(xué)時(shí)，采用“課后學(xué)習(xí) + 課上匯報(bào)進(jìn)展與問題分析”的總體思路，每個(gè)星期導(dǎo)師與各個(gè)學(xué)生分組之間就當(dāng)前取得的進(jìn)展與遇到的問題進(jìn)行討論，并提出下一步工作內(nèi)容與目標(biāo)，有效地實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)學(xué)過程的管理。并且，整個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐課程組也會(huì)定期舉行教學(xué)沙龍，導(dǎo)師與學(xué)生均可就課程中遇到的問題和意見進(jìn)行分析并解決。

4、實(shí)行成果導(dǎo)向的能力培養(yǎng)?；?OBE（Outcomes-Based Education）教育模式，科研導(dǎo)向的創(chuàng)新實(shí)踐類課程也適合于實(shí)行成果導(dǎo)向;一般來說，可能的產(chǎn)出為發(fā)表學(xué)術(shù)論文、申請(qǐng)發(fā)明專利、學(xué)生為負(fù)責(zé)人獲得科研項(xiàng)目立項(xiàng)、科技競(jìng)賽獲得獎(jiǎng)項(xiàng)等量化成果。近兩年年來，以創(chuàng)新實(shí)踐課程為依托，學(xué)生共取得如下成果：發(fā)表 SCI 期刊論文2篇、中文核心期刊論文4篇、EI 國際會(huì)議論文1篇，申請(qǐng)發(fā)明專利1項(xiàng)，獲批浙江省新苗計(jì)劃項(xiàng)目3項(xiàng)、國家級(jí)大創(chuàng)立項(xiàng)2項(xiàng)、省挑戰(zhàn)杯二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

5、建立“本科生 - 碩士生”梯隊(duì)培養(yǎng)策略。因?yàn)閯?chuàng)新實(shí)踐班級(jí)學(xué)生很多的科研任務(wù)由課下來完成，需要經(jīng)常性的與指導(dǎo)教師對(duì)接以解決日常遇到的問題;因此，建立“本科生 - 碩士生”的梯隊(duì)培養(yǎng)策略，將研究生納入課程體系中，以助教的形式幫助本科生解決日?？蒲兄杏龅降男∥栴}，可以更好地推進(jìn)科研進(jìn)展與提高效率。

6、構(gòu)建優(yōu)秀案例庫，形成傳承。由于導(dǎo)師的研究興趣和科研項(xiàng)目具有延續(xù)性，因此將不同屆別的創(chuàng)新實(shí)踐學(xué)生研究課題與成果進(jìn)行及時(shí)的總結(jié)，形成優(yōu)秀案例庫并不斷的予以豐富與補(bǔ)充，可以有效的為此后的學(xué)生提供很好的入門材料，極大地提高學(xué)習(xí)的效率;并且可以引入一種相互比拼的競(jìng)爭(zhēng)氛圍，形成幫傳帶的有效培養(yǎng)模式。

四、結(jié)束語

創(chuàng)新實(shí)踐課程作為我校踐行“六卓越一拔尖”新工科優(yōu)秀學(xué)生培養(yǎng)的具體舉措，在幾年的教學(xué)過程中摸索出了一套有效提高學(xué)生創(chuàng)新能力與工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)模式與方法。本文從科研導(dǎo)向的角度出發(fā)，對(duì)創(chuàng)新實(shí)踐課程的教學(xué)方法進(jìn)行了研究并提出了一些有益的建議，以期為相關(guān)高校或?qū)W科的人才培養(yǎng)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 毛麗民，楊海萍，李鑫，陳勇.基于 CDIO 模式下的機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的探索與研究[J].高教學(xué)刊，2020（16）：23-25+29.

[2] 盧晶琦，鄧春健，師向群，孟慶元，胡云峰，陳李勝.新工科視域下的電子信息創(chuàng)新人才培養(yǎng)實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2020，37（05）：156-159.

[3] 鄭磊，曹先彬，杜文博，顧慧毅.以科研育人為主要特征的拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究[J].高教學(xué)刊，2020（16）：167-171.

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[5] 王亞男.以學(xué)科競(jìng)賽助力創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J].世界教育信息，2020，33（05）：62-65+71.

作者簡(jiǎn)介：

彭勇（1985.10-），博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事機(jī)器學(xué)習(xí)與腦機(jī)交互研究;主持國家自然科學(xué)基金（青年、面上）、浙江省科技計(jì)劃、中國博士后科學(xué)基金等，發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇。

本文受教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（201802164016）、杭州電子科技大學(xué)高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（YBJG202037）資助。