①　基于大學生創(chuàng)新性實驗項目的學生科研能力培養(yǎng)探索
——以四川文理學院計算機相關專業(yè)為例

侯　翔，邵　云，趙定貴

(四川文理學院計算機學院，四川達州635000)

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①基于大學生創(chuàng)新性實驗項目的學生科研能力培養(yǎng)探索
——以四川文理學院計算機相關專業(yè)為例

侯翔，邵云，趙定貴

(四川文理學院計算機學院，四川達州635000)

摘要：針對地方應用型本科院校人才培養(yǎng)要求及社會和企業(yè)對人才需求，構建"課程設計為基礎、專業(yè)競賽為提升、科研項目為擴展、畢業(yè)設計為深化"的四層培養(yǎng)模式，培養(yǎng)大學生的科研創(chuàng)新能力和工程實踐能力.

關鍵詞：創(chuàng)新性實驗；科研能力；實踐教學

1背景

近年來，計算機技術日新月異，新技術不斷取代舊技術.無論是國家、企業(yè)，還是個人，要想在信息化浪潮中立于不敗之地，唯有不斷提升創(chuàng)新能力.我國也早有預見，《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要(2010—2020年)》中明確提出：“鼓勵學生利用信息手段主動學習、自主學習，增強運用信息技術分析解決問題能力”.[1]各部委都陸續(xù)出臺很多政策文件，例如，教育部2007年開展了面向大學生立項的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目.[2]

在當前“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的時代背景下，高校作為人才培養(yǎng)的重要基地，更要重視在大學生創(chuàng)新性科研能力的培養(yǎng)，但是，從企業(yè)反饋的信息來看，大多數(shù)IT類專業(yè)的大學生的實踐能力較差，創(chuàng)新和科研能力都不能滿足企業(yè)需求.尤其是地方性本科院校的學生，這也導致計算機專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)難、就業(yè)質(zhì)量不高.

2現(xiàn)狀分析

為了更加準確的分析地方應用型本科院校前在大學生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的出現(xiàn)的問題，課題組以四川文理學院為對象，進行了調(diào)研，并根據(jù)調(diào)研結果，分析了相關問題.

2.1實施的基本概況

四川文理學院是一所新升本的地方應用型普通本科院校，學院地處四川省東部重鎮(zhèn)達州市，以服務地方經(jīng)濟建設為目標，不斷深化教學改革，為地方培養(yǎng)更多的高素質(zhì)、應用型、復合型人才.

從2010年起，學校為了培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神，積極鼓勵學生參加國家級和省級大學生創(chuàng)新訓練計劃項目，啟動校級大學生科研項目，并逐年增加“四川文理學院大學生科研項目”的立項，具體情況如表1所示，到目前為止，共計立項421項，支持經(jīng)費30余萬，2000多名學生參與了這些項目，在培養(yǎng)學生實踐和創(chuàng)新能力方面初現(xiàn)成效.

表1　歷年四川文理學院大學生科研項目統(tǒng)計　單位：項

為了進一步加強實踐教育，推動創(chuàng)新性試驗項目的實施，四川文理學院從2010年開始連續(xù)召開了5屆實踐育人基地建設暨理論研討會，與會的專家和學者們相互介紹了他們在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和科研能力工作中的特色和成功經(jīng)驗，討論了不足之處，分析了存在的問題，給出了大量有價值的建議.

2.2問題所在

目前，我校已經(jīng)順利完成了多項大學生創(chuàng)新實驗項目，并且取得了一定的成果.但是在調(diào)研過程中，依然反應出了部分不足之處，需要我們認真對待.

2.2.1創(chuàng)新性實驗的實施沒有一個固定的體系，只是部分老師根據(jù)自己的教學和科研情況，進行一定的安排.根據(jù)調(diào)查顯示，在課堂教學中，不是所有老師都采用了創(chuàng)新性實驗項目的教學考核方法，大約有64%的老師采用了這種方式，部分教師因為專業(yè)或課程的性質(zhì)等原因，依然采取的傳統(tǒng)教學法.

2.2.2創(chuàng)新性實驗主要由教師根據(jù)自己的研究方法給出題目，學生根據(jù)自己的興趣愛好自己擬定題目的比較少.根據(jù)對四川文理學院近5年來，在大學生創(chuàng)新性實驗項目的開展情況統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，大部分的項目來自于專業(yè)教師布置的課程設計或者是指導教師自己申報的科研項目的子項目，[3]沒有考慮到以學生的興趣愛好或者專長出發(fā)，如圖1所示.

圖1四川文理學院2010-2014年度創(chuàng)新性實驗項目來源

2.2.3積極參與創(chuàng)新性實驗的學生人數(shù)較少，大部分學生都不重視或者不愿意參加這類項目中來.根據(jù)校園調(diào)查結果顯示，真正主動并積極參與到創(chuàng)新性實驗項目中來的學生所占比例并不多，一部分學生是出于好奇心，而另外一部分學生是希望獲得科研經(jīng)費，甚至有部分學生是在教師的督促之下才參與其中.圖2為計算機學院愿意參與學生人數(shù)占各年級的比例圖，高年級參與意愿較高，低年級參與意愿較低.

圖2　計算機學院學生參與創(chuàng)新性實驗意愿調(diào)查

2.2.4創(chuàng)新性實驗數(shù)量較多，但普遍質(zhì)量不高.從2010年到2014年，大學生科研項目的數(shù)量基本翻了一番，參與的學生人數(shù)也大大增加，但是，普遍存在的問題是項目的質(zhì)量不高.部分立項項目的創(chuàng)新切入點不夠準確，項目在實施過程中沒有一個有效的管理和控制機制，全憑指導老師的責任心，而在結題時，評審過程有形式化之嫌，作品大部分較粗糙.調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分項目以論文或結題報告的形式結束研究項目，只有少數(shù)的項目完成了其他形式的作品，如軟件.這些都將對創(chuàng)新性項目最終的質(zhì)量造成較大影響.

圖3　2010-2013年大學生科研項目成果統(tǒng)計

3創(chuàng)新性實驗項目的構建與實施

“大學生創(chuàng)新性實驗”項目與一般意義上的某門專業(yè)課程的實驗項目的本質(zhì)區(qū)別就在于對發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力的培養(yǎng)，對科研潛力的挖掘和科研能力的培養(yǎng)，使其逐漸掌握思考問題、解決問題的方法.而要做到這點，就需要針對學生的不同學習階段，通過多種方式來教會學生能夠從調(diào)查、了解和總結中發(fā)現(xiàn)問題，能夠綜合運用課程知識、技術及工具來解決問題.

根據(jù)我院多年的實踐教學改革的探索和實踐，提出了構建“課程設計為基礎、專業(yè)競賽為提升、科研項目為擴展、畢業(yè)設計為深化”的四層培養(yǎng)模式，依托“大學生創(chuàng)新性實驗項目”，希望能夠探索出一條符合地方性高校實際情況的大學生科研能力培養(yǎng)模式，[4]采取的一些主要措施如圖4所示.

圖4　“大學生創(chuàng)新性實驗項目”具體實施措施

3.1以課程設計夯實基礎

扎實的理論基礎和完備的知識體系是實現(xiàn)“大學生創(chuàng)新性項目”的必備條件.大學生，尤其是大一新生，具有積極心態(tài)，好奇心和求知欲強，但自我管理能力弱、心理容易波動性大、比較茫然.因此，我院在新生入學之后，除了要對他們的專業(yè)興趣進行引導之外，首要任務就是讓他們能夠在大一的時候就打下堅實的基礎，因此，非常重視基礎課程的學習，主要包括高等數(shù)學、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)據(jù)結構、C程序設計等.以C程序設計課程為例，除了讓學生掌握基本語法以外，對每一章節(jié)、每一個知識點要設計針對性的的實驗，比如循環(huán)結構的掌握，用while、for、do-while語句分別實現(xiàn)九九乘法表的輸出，并比較分析存儲空間的消耗和運行時間復雜度.除了在學習過程中注重用課程實驗來讓學生扎實的掌握基礎知識之外，在期末的時候，還會布置一個較為綜合性的課程設計，難度適中，工作量合適，具有一定的創(chuàng)新性.學生如果要完成這個課程設計，必須要在掌握了這些基礎知識的同時，還要能夠利用這些知識技能，培養(yǎng)學生的基本實驗實踐能力，加深、鞏固專業(yè)理論知識，逐步培養(yǎng)學生的綜合運用能力，提高其科研的興趣.

3.2以專業(yè)競賽強化能力

專業(yè)競賽是大學生創(chuàng)新能力和科研能力形成的有效途徑.我院依托各種類別的專業(yè)競賽和學科競賽，積極組織學生參加，近3年來有數(shù)十名學生在這些競賽中獲得了獎勵，并將這種精神帶回到了學校，不但他們自己提高了學習專業(yè)技能的積極性，還帶動了一大批人由以前的“不想學習”到現(xiàn)在的“主動學習”，為實現(xiàn)以“學”以中心的教學提供了必要條件.

通過鼓勵學生參加這些競賽，敢于和來自全國不同層次高校的優(yōu)秀同學同場競技，勇于挑戰(zhàn)自己，讓參賽學生充分發(fā)揮他們的主觀能動性，激發(fā)其潛能，進而提升其創(chuàng)新能力，強化了創(chuàng)新人才的培養(yǎng).以我院每年都會組織學生參加的“藍橋杯全國軟件人才大賽”為例，通過參賽同學的反饋，實際效果非常好，不僅鞏固了學生的專業(yè)知識，鍛煉學生的實際動手能力，還激發(fā)了很多學生奇思異想，并大膽嘗試和探索課本和課堂上沒有的新內(nèi)容，提高了學生的創(chuàng)新意識和科研能力.

3.3以科研項目激發(fā)思維

科研項目與課程設計、專業(yè)競賽相比，問題更難，涉及的知識更多更廣，對學生和指導教師的能力要求也更高，能夠有效的對大學生科研能力進行訓練.“大學生創(chuàng)新性實驗”項目的開展為學生提供了一個自由發(fā)揮的科研能力和想象力的空間，[5]學院積極的組織指導教師引導大二和大三的學生參加創(chuàng)新性項目的申報，累計立項數(shù)十項，獲得了數(shù)十萬元的資金資助.

隨著計算機技術的迅猛發(fā)展，在這個領域下進行研究所需要的各種專業(yè)知識也越來越多，但是每位學生在校獲取的通常是一些基礎知識，于是，當他們開始從事科研工作的時候，會發(fā)現(xiàn)自己所掌握的知識遠遠的不能滿足研究的需要，對一些新技術也掌握的不是很好，僅僅知道一點皮毛.這就需要學生查找和篩選大量文獻資料，了解所感興趣的領域最新的研究動態(tài)，掌握國內(nèi)外同行的研究現(xiàn)狀，然后根據(jù)自己的研究內(nèi)容發(fā)現(xiàn)問題，分析問題、解決問題，最大限度地在別人的起點上展開研究，提高研究效率.為了提高查找和篩選科研資料的能力，學院針對不同專業(yè)的大學生，改革課程設置，適當加大促進科研能力培養(yǎng)的課程比例，為本科生進行科研創(chuàng)新提供指導.以計算機科學與技術專業(yè)為例，開設了《信息檢索》、《計算機專業(yè)英語》等促進科研能力培養(yǎng)的選修課程，給予學分獎勵，使學生能夠通過這些課程的學習為申報和完成創(chuàng)新性實驗項目打下基礎.

在科研項目完成過程中，為了培養(yǎng)學生能夠清晰地表達自己的思想、技術和結論的能力，開設了《科技論文寫作》的選修課程，讓學生初步掌握了論文摘要、序言、實驗或理論部分、結論部分、參考文獻等內(nèi)容的基本寫法和要求，[6]培養(yǎng)了學生的總結歸納能力、文字表達和語言組織能力.

學院不但重視“大學生創(chuàng)新性項目”的申報工作，更注重對項目實施過程的管控.不僅從中期檢查和結題來嚴格管理，而且更要求指導教師要定期對所指導項目的完成進度、質(zhì)量情況等進行指導和檢查，讓學生能夠踏踏實實靜下心來搞科學研究，從科研的過程中學習到平常在書本中學習不到的知識，提高了科研水平和創(chuàng)新能力.

3.4以畢業(yè)設計深化實踐

大學生創(chuàng)新性實驗項目重在學生自主、重在興趣、重在研究過程.而畢業(yè)設計是高校教學中的重要一環(huán)，重視項目的實踐過程，其目的就是培養(yǎng)學生自主綜合運用所學知識解決實際工程問題的能力.因此，將大學生創(chuàng)新性實驗項目與畢業(yè)設計有機的結合在一起，[7-10]通過督促學生完成這些創(chuàng)新性實驗項目，既能夠保證學生按質(zhì)按量的完成畢業(yè)設計，也讓學生學會了如何綜合利用所學的專業(yè)知識來完成一些實際的項目，提高了他們的科研創(chuàng)新能力.我院在畢業(yè)設計過程中，改革了傳統(tǒng)的指導模式，根據(jù)自身特色和實際情況，采用了企業(yè)項目運作模式來指導學生，抓住了指導教師的選擇、設計題目的選擇等幾個關鍵環(huán)節(jié)的工作來開展.

在畢業(yè)設計過程中，按照“校企聯(lián)合培養(yǎng)”的模式，采用雙導師制，將學生送到實際的科技企業(yè)中去工作和學習，并完成畢業(yè)設計.每個學生既要接受學院教師的指導，還要接受企業(yè)方工程師的指導.校內(nèi)教師主要負責對學生畢業(yè)設計和論文(項目設計書)的質(zhì)量管控，對學生所選畢業(yè)設計題目的審核，對項目過程中的學生完成的全部文檔資料的指導、歸檔和收集；企業(yè)方工程師則按照企業(yè)項目運作的方式，指導和協(xié)調(diào)學生進行項目的時間，并評估學生的作品是否符合工程實際.

學生可以結合所在企業(yè)已開發(fā)或在研的真實項目，通過和企業(yè)方工程師就項目的可實施性進行溝通后，自主選擇畢業(yè)設計的題目.學院的指導教師也要嚴格把關學生的自選題目，避免學生在選題過程中，因為自身認識或外界環(huán)境的一些原因，導致所題目過大，不能完成；或過小，畢業(yè)設計的工作量不夠；或與所學專業(yè)聯(lián)系不緊密等情況發(fā)生.整個項目完成過程中，指導教師根據(jù)學生所選題目提出設計任務書，由項目組的全部成員設計多套技術方案，交由指導教師進行可行性評估，如果通過評估，學生就開始在企業(yè)導師的指導下完成具體的項目設計，最后在學院導師的指導下完成撰寫設計說明書等文檔資料.這種模式，將企業(yè)和學校的優(yōu)勢充分的結合了起來，既解決了指導教師工程經(jīng)驗不足的問題，又為企業(yè)培養(yǎng)出了他們所急需的人才，一旦這些學生畢業(yè)之后，因為有了這些實際的工程經(jīng)驗，畢業(yè)生能夠在短期間內(nèi)勝任相應的工作，成為企業(yè)的技術骨干，降低了企業(yè)的用人成本.而學生通過這些項目的強化訓練，商業(yè)化意識、科研能力也有較大的提升.

圖5　雙導師組織結構圖

4項目實施的成效

這些年，隨著我院“大學生創(chuàng)新性實驗”項目計劃的推進，取得了較好的成果.這樣的教學模式不但得到了學生的認同，也被IT行業(yè)中許多用人單位認可，畢業(yè)生的就業(yè)率一直名列全校所有專業(yè)的前茅，就業(yè)率達到了90%以上，一部分優(yōu)秀的畢業(yè)生還得到進入國內(nèi)外IT行業(yè)知名企業(yè)工作的機會，如騰訊、百度等公司，一部分企業(yè)甚至提前到計算機學院預約招聘.我院絕大多數(shù)畢業(yè)生在畢業(yè)時就已經(jīng)初步具有了工程師的素質(zhì)，科研能力較強，實際工作能力較強.

5總結與展望

未來，計算機學院將繼續(xù)以“大學生創(chuàng)新性實驗”項目為依托，讓大學生在本科階段就參與科研項目的研究，盡早的接觸和學習到計算機專業(yè)的前沿知識，進一步加強培養(yǎng)大學生的科研、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力，不斷完善以“課程設計為基礎、專業(yè)競賽為提升、科研項目為擴展、畢業(yè)設計為深化”的四層培養(yǎng)模式，促進創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)，為地方科研人才的培養(yǎng)做出應有的貢獻.

參考文獻:

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[責任編輯范藻]

Cultivation of Student Scientific Research Competence Based on College Students'Innovative Experiment Project:A Case Study of the Majors Related to Computer in Sichuan University of Arts and Sciences

HOU Xiang,SHAO Yun,ZHAO Dinggui

(Computer Science School of Sichuan University of Arts and Sciences,Dazhou Sichuan 635000,China)

Abstract:For the requirement of talent training in the local application-based universities and the talent demand from society and enterprises,the paper puts forward the education mode of "four aspects": the curriculum design,professional competition,the scientific research project and the graduation design,which can help cultivate students'scientific research innovation and engineering practice ability.

Key word:college students; innovative experiment; scientific research ability; practice education

收稿日期：①2015-11-10

基金項目：四川文理學院2013年度教改一般項目(2013JY34)

作者簡介：侯翔(1983—)，男，四川達州人.講師，碩士，主要從事人工智能與計算機網(wǎng)絡技術研究.

中圖分類號：G642.0

文獻標志碼：A

文章編號：1674-5248(2016)02-0135-05