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試析創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的教學(xué)與科研融合
論文摘要：創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需要對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行改革，其中促進(jìn)科研與教學(xué)的融合是一條重要的途徑。由于科研和教學(xué)的目的、任務(wù)不同，兩者的融合不是簡(jiǎn)單的結(jié)合，而是根據(jù)人才培養(yǎng)的要求和規(guī)律對(duì)科研項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)化再開發(fā)，使科研與教學(xué)融合的效果最大化。為了提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，結(jié)合“市級(jí)供電公司管信息系統(tǒng)”和“軟件工程”課程，討論了在課程中引入科研項(xiàng)目的意義和對(duì)科研項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)化再開發(fā)的原則。
論文關(guān)鍵詞：創(chuàng)新；科研與教學(xué)融合；綜合能力；課程；軟件工程
國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展需要一大批創(chuàng)新型人才來擔(dān)當(dāng)原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新的重任，如何在教學(xué)中融入創(chuàng)新理念、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、提高學(xué)生創(chuàng)新能力是培養(yǎng)創(chuàng)新人才時(shí)必須要面對(duì)的重要課題。其中，將教師的科研項(xiàng)目與課堂教學(xué)互相融合是一條重要的途徑。
一、科研和教學(xué)融合的意義
傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)軟件課程教學(xué)通常把學(xué)生當(dāng)做“知識(shí)的容器”，無論是軟件理論的教學(xué)還是語言編程的教學(xué)，其教育理念和教學(xué)手段都是把學(xué)生當(dāng)成受教育者，是教師授課、灌輸?shù)膶?duì)象。經(jīng)過大學(xué)四年教育，學(xué)生的大腦中被灌滿了無數(shù)的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)、專業(yè)理論知識(shí)，這對(duì)學(xué)生踏上社會(huì)，尋找一份屬于本專業(yè)的工作不能說無助，但對(duì)學(xué)生整體能力的培養(yǎng)是不夠的。學(xué)生畢業(yè)后存在的問題是：在實(shí)際工作中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題的能力不足；面對(duì)實(shí)際問題，解決問題的能力不足；在現(xiàn)實(shí)實(shí)際中自覺獲取和應(yīng)用知識(shí)的能力不足；面對(duì)發(fā)展的未來主動(dòng)探索與研究的能力不足。由于這些能力的不足，使最有希望成為國家創(chuàng)新生力軍的大學(xué)生，其創(chuàng)新能力缺乏。為了改變學(xué)生創(chuàng)新能力上的不足現(xiàn)狀，有必要進(jìn)行教學(xué)過程模式的創(chuàng)新，在教學(xué)過程中有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、主動(dòng)參與、主動(dòng)實(shí)踐，使學(xué)生的學(xué)習(xí)模式向自主性、探索性、研究性轉(zhuǎn)變，在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
進(jìn)行教學(xué)過程創(chuàng)新，讓學(xué)生在課堂上從被動(dòng)灌輸?shù)街鲃?dòng)探索，把科研項(xiàng)目引入到課堂教學(xué)和學(xué)生科創(chuàng)活動(dòng)中是一種重要的途徑。通過科研和教學(xué)的結(jié)合，可以將科學(xué)研究的成果充實(shí)到教學(xué)中去，引導(dǎo)學(xué)生建立基于發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在問題中探索、在研究中學(xué)習(xí)、在學(xué)習(xí)中解惑，在解惑中提高，讓學(xué)生真正體會(huì)到知識(shí)來源于自然、來源于社會(huì)和人類的活動(dòng)，使學(xué)生接觸真正的求知過程，掌握獲取知識(shí)的方法，善于進(jìn)行探索、調(diào)查、發(fā)現(xiàn)，不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新素質(zhì)。
二、課程引入科研項(xiàng)目的原則
“軟件工程”對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說是一門比較重要的課程，它對(duì)學(xué)生掌握軟件開發(fā)的規(guī)律有很重要的作用。在教師平時(shí)的科研和技術(shù)開發(fā)中選擇一些合適的實(shí)際項(xiàng)目，引入到“軟件工程”課程中，把軟件項(xiàng)目和軟件工程課程的教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，使學(xué)生在課堂上不僅僅單純地學(xué)習(xí)軟件工程原理，而是通過對(duì)引入的科研項(xiàng)目的了解，加深了對(duì)軟件開發(fā)過程的完整理解，進(jìn)而掌握軟件工程的知識(shí)、掌握軟件開發(fā)的規(guī)律，促進(jìn)軟件工程教學(xué)質(zhì)量的提高。
對(duì)于科研項(xiàng)目引入軟件工程課程來說，要使整個(gè)課程通過實(shí)際科研項(xiàng)目的引入，真正起到幫助學(xué)生提高軟件開發(fā)能力的作用，關(guān)鍵是要找一個(gè)其規(guī)模適中、技術(shù)深度、廣度都比較恰當(dāng)?shù)能浖?xiàng)目，并以這個(gè)項(xiàng)目為藍(lán)本，制作相關(guān)課件。根據(jù)以上原則，在眾多項(xiàng)目案例中，選擇“市級(jí)供電公司生產(chǎn)管理系統(tǒng)”作為整個(gè)“軟件工程”課程的課程案例。
實(shí)際科研項(xiàng)目畢竟是根據(jù)實(shí)際需求去定制生產(chǎn)的，而不是為了某門課程的教學(xué)去專門編制的，實(shí)際項(xiàng)目和課程教學(xué)有很大區(qū)別，單純的實(shí)際科研項(xiàng)目離課程教學(xué)的目標(biāo)還有很大的距離，所以將實(shí)際科研項(xiàng)目引入課程教學(xué)需要教師根據(jù)課程目的和要求對(duì)實(shí)際科研項(xiàng)目進(jìn)行改造、進(jìn)行再開發(fā)。再開發(fā)的重點(diǎn)是如何使科研項(xiàng)目適合課程教學(xué)需要，難點(diǎn)是如何處理好課程和科研項(xiàng)目的關(guān)系，在科研中遵守教學(xué)規(guī)律、在教學(xué)中遵循科研的規(guī)律。在對(duì)實(shí)際科研項(xiàng)目引入課程教學(xué)的再開發(fā)時(shí)要注意以下一些原則：
1.科研項(xiàng)目教學(xué)化再開發(fā)時(shí)遵循學(xué)生能力成長規(guī)律
對(duì)科研項(xiàng)目再開發(fā)的目的是通過將科研項(xiàng)目引入課程來提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。人的能力和知識(shí)、技能之間是互相配合的關(guān)系。當(dāng)學(xué)生通過初步的知識(shí)學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練后就能獲得一定的能力，這些能力的獲得又能幫助學(xué)生學(xué)習(xí)更高級(jí)的知識(shí)和獲取更高級(jí)的技能，學(xué)生的能力就達(dá)到了一個(gè)新的高度。所以在對(duì)科研項(xiàng)目進(jìn)行再開發(fā)時(shí)，遵循能力發(fā)展的螺旋式增長的規(guī)律，將“軟件項(xiàng)目可行性分析”作為能力發(fā)展的第一個(gè)能力節(jié)點(diǎn)，“需求分析—設(shè)計(jì)”作為的第二個(gè)能力節(jié)點(diǎn)，“開發(fā)平臺(tái)選擇—編程實(shí)現(xiàn)—測(cè)試—部署實(shí)施”作為第三個(gè)能力節(jié)點(diǎn)，將實(shí)際項(xiàng)目改造成不同難度的課程案例。
2.科研項(xiàng)目教學(xué)化再開發(fā)遵循學(xué)生能力發(fā)展的規(guī)律
學(xué)校教育的主要目標(biāo)是讓學(xué)生的能力全面發(fā)展，盡管課程教學(xué)主要向?qū)W生傳播知識(shí)和技能，但通過整個(gè)學(xué)校課程體系的教育培養(yǎng)，學(xué)生的綜合能力會(huì)有全面的發(fā)展，學(xué)生的能力是全面的、綜合性的，可以分為知識(shí)理解能力、知識(shí)運(yùn)用能力、崗位適應(yīng)能力、專業(yè)研究能力和創(chuàng)新能力等，要讓學(xué)生的能力能得到全面的發(fā)展和提高，應(yīng)該從各方面全面訓(xùn)練，如果學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中僅僅受到理論知識(shí)的傳授，而得不到其他能力的訓(xùn)練，那他的能力訓(xùn)練是有缺陷的，而這些能力缺陷會(huì)使他在今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)、進(jìn)一步提高自己能力的過程中遇到困難。所以，在進(jìn)行實(shí)際科研項(xiàng)目再開發(fā)時(shí)，對(duì)軟件開發(fā)中涉及的能力進(jìn)行了分類，主要包括：?jiǎn)栴}分析能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、程序開發(fā)平臺(tái)選擇和編程能力、軟件測(cè)試能力等。針對(duì)這些能力的培養(yǎng)，將項(xiàng)目相關(guān)的內(nèi)容開發(fā)成一系列課堂案例，如：系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)案例——調(diào)度人員值班日志，涉及到管理員權(quán)限的設(shè)計(jì)、調(diào)度員權(quán)限的設(shè)計(jì)（值班調(diào)度員能查看所有當(dāng)班調(diào)度員錄入的記錄，但只能修改本人錄入的記錄，下班后所有的前一班錄入的記錄不能修改，但能查看）、值班班長權(quán)限設(shè)計(jì)等一些列權(quán)限設(shè)計(jì)，這比一些前序課程只講普通程序中的管理員權(quán)限設(shè)計(jì)要復(fù)雜得多，對(duì)學(xué)生軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)有較好的幫助。
3.科研項(xiàng)目教學(xué)化再開發(fā)不能破壞科研項(xiàng)目的真實(shí)性
現(xiàn)實(shí)開發(fā)軟件時(shí)往往在開發(fā)過程中會(huì)出現(xiàn)大量的問題，需要開發(fā)人員有敏銳的發(fā)現(xiàn)問題能力：當(dāng)軟件系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況后，需要在最短的時(shí)間內(nèi)采用正確的方法在一大堆錯(cuò)綜復(fù)雜的現(xiàn)象中找到問題，并確定問題的原因。這樣敏銳判斷問題的能力一般通過教師在課堂上講講課、學(xué)生聽聽課、下課后做做題是很難培養(yǎng)出來的。所以在課堂上展示給學(xué)生的軟件不能是“沒問題”的最終版本軟件，而是把實(shí)際開發(fā)軟件過程中的一系列版本都收集起來，將版本中的問題按照課程的重點(diǎn)進(jìn)行歸納，是需求分析的問題、還是概要設(shè)計(jì)的問題、還是詳細(xì)設(shè)計(jì)的問題、還是編程階段的問題，把版本中主要的問題保留，次要的問題作為一種煙幕、假象問題也保留，然后把一些很不重要的小問題修改好。按照教學(xué)規(guī)律把原先的一系列開發(fā)版本組成新的教學(xué)版本系列，引入課堂，組織學(xué)生觀察、討論，訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、定位問題、解決問題的能力。剛一開始時(shí)，學(xué)生判斷出的問題大部分屬于輸入、輸出和完善算法等方面的問題。這一方面反映了學(xué)生能夠把課堂上、書本中學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中去，但另一方面也反映了學(xué)生由于判斷問題能力還不夠，看問題比較表面和片面，有時(shí)看不到一些簡(jiǎn)單的現(xiàn)象后面隱藏著重大的問題，如對(duì)用戶的需求調(diào)研和分析存在偏差，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)算法設(shè)計(jì)有隱患從而導(dǎo)致了整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)了缺陷等。通過不斷地給學(xué)生演示一些實(shí)際的“錯(cuò)誤”，使學(xué)生積累一定的經(jīng)驗(yàn)，判斷問題的能力在訓(xùn)練中得到了提高。
4.科研項(xiàng)目教學(xué)化再開發(fā)要達(dá)到從教學(xué)到科研的有機(jī)過渡、逐步融合的目的
把科研成果融入課程教學(xué)，是要讓學(xué)生通過對(duì)課堂教學(xué)中科研項(xiàng)目案例的學(xué)習(xí)和研究，學(xué)會(huì)把學(xué)校中學(xué)到的知識(shí)和技能靈活應(yīng)用到實(shí)際中去，使課堂教學(xué)的成果逐步融入到實(shí)踐中去。一般來說，當(dāng)把實(shí)際中出現(xiàn)的問題，經(jīng)過分析歸納，描述成比較典型的習(xí)題后，大部分學(xué)生能在較短的時(shí)間內(nèi)解決。這也是傳統(tǒng)教學(xué)方法的一種慣性，教師把實(shí)際問題抽象成一個(gè)個(gè)書本上、課堂上的習(xí)題，供學(xué)生解題練習(xí)之用。但是在現(xiàn)實(shí)科研和生產(chǎn)中是沒有一個(gè)“老師”來歸納問題的。所以在對(duì)科研項(xiàng)目應(yīng)用于課堂的再開發(fā)過程中，要從提供單個(gè)案例開始逐步過渡到提供項(xiàng)目的一個(gè)模塊、一個(gè)子系統(tǒng)，直到最后把整個(gè)系統(tǒng)展示給學(xué)生，讓學(xué)生從做習(xí)題逐步過渡到找存在的問題。
5.科研項(xiàng)目教學(xué)化再開發(fā)要充分發(fā)揮課堂教學(xué)常用的一些方法和技術(shù)
實(shí)際科研項(xiàng)目開發(fā)時(shí)經(jīng)常遇到的情況是：有些現(xiàn)象看似很簡(jiǎn)單，但是實(shí)際上隱含的問題比較復(fù)雜，需要修改很多地方，整個(gè)修改工作量十分巨大。這需要學(xué)生在解決問題時(shí)還要判斷問題屬于什么性質(zhì)的問題，解決問題的方法有哪些，從中選出最簡(jiǎn)單、最有效的方法來。為此在科研項(xiàng)目教學(xué)化再開發(fā)時(shí)，利用專門編制的課件，提供輔助窗口并列出解決問題方法列表和相應(yīng)的結(jié)果顯示，供學(xué)生挑選。例如，為了比較用數(shù)組或者鏈表處理數(shù)據(jù)，對(duì)插入、刪除、查找有何影響時(shí)，在課件設(shè)計(jì)時(shí)首先分別用數(shù)組和鏈表的方法將程序編好，在輔助窗口中設(shè)置兩個(gè)按鈕（“數(shù)組”和“鏈表”）。當(dāng)學(xué)生選擇“數(shù)組”按鈕，執(zhí)行數(shù)組程序，并顯示運(yùn)行結(jié)果和執(zhí)行效率；當(dāng)學(xué)生選擇“鏈表”按鈕，執(zhí)行鏈表程序，并顯示運(yùn)行結(jié)果和執(zhí)行效率。由于學(xué)生在解決問題的過程中要不斷地歸納自己學(xué)到的知識(shí)，列出并挑選解決問題的方法。這樣做的目的一方面使學(xué)生進(jìn)一步掌握了所學(xué)知識(shí)；另一方面提高了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
三、結(jié)語
學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對(duì)國家社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、對(duì)學(xué)校的發(fā)展和對(duì)學(xué)生自身的發(fā)展都有重大的影響，讓學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)階段獲取創(chuàng)新能力是教育的一項(xiàng)基本任務(wù)，也是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。尊重人才成長規(guī)律、尊重教學(xué)規(guī)律、尊重科研規(guī)律是科研和教學(xué)融合的重要準(zhǔn)則；合適的案例、合適的課程、精心的設(shè)計(jì)、合理的開發(fā)是科研與教學(xué)融合、達(dá)到提高學(xué)生創(chuàng)新能力的重要手段。
通過課程教學(xué)和科研項(xiàng)目有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的全面提高，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑，而科學(xué)的態(tài)度和方法是科研、教學(xué)融合的成功保證。
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