徐曉飛　王寬全　童志祥

摘要:本文主要介紹哈工大計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在50多年人才培養(yǎng)實踐中逐漸形成的“研究型、個性化、精英式”創(chuàng)新人才培養(yǎng)金字塔教育體系,并討論了如何發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢,將高水平科研與教學(xué)相結(jié)合,培養(yǎng)創(chuàng)新型計算機(jī)人才。

關(guān)鍵詞:創(chuàng)新人才培養(yǎng);科研與教學(xué)相結(jié)合;計算機(jī)金字塔教育體系

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

1引言

江澤民同志指出“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂,是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力?！敝袊咦灾鲃?chuàng)新道路,就必須培養(yǎng)造就宏大的創(chuàng)新型人才隊伍。高校特別是研究型大學(xué)和研究型學(xué)科,作為我國自主創(chuàng)新體系的人才培養(yǎng)主體,應(yīng)充分發(fā)揮自身高水平的科研和學(xué)科優(yōu)勢,探索與高水平科研相結(jié)合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系,具備十分重要的示范和引領(lǐng)作用。

當(dāng)前,提高大學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力是時代的要求,也是提高教學(xué)質(zhì)量的重點和難點。在新的歷史時期,通過深化教育教學(xué)改革,使我們的教育理念、內(nèi)容、方法、手段和模式等適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求,營造創(chuàng)新人才脫穎而出的良好環(huán)境,切實提高大學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,是高等教育面臨的一項重要課題,也是提高教學(xué)質(zhì)量的核心和靈魂。

要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,高水平教師隊伍和良好的創(chuàng)新環(huán)境是關(guān)鍵,只有不斷創(chuàng)新的教師才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的學(xué)生。高水平的科學(xué)研究是一流學(xué)科的源頭活水,是培養(yǎng)高水平師資和提供良好創(chuàng)新環(huán)境的基本保障。高水平的科研工作,有力推動學(xué)科交叉和學(xué)科融合,推動新觀點、新思想和新理論的不斷提出和探討,推動新產(chǎn)品、新材料的不斷發(fā)明和發(fā)現(xiàn),形成了濃厚的創(chuàng)新氛圍。科學(xué)研究的本質(zhì)是創(chuàng)新和創(chuàng)造,教師只有不斷親歷科研創(chuàng)新實踐,其知識的更新速度才能跟上日新月異的科學(xué)發(fā)展速度,才能夠緊密聯(lián)系學(xué)科發(fā)展及經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展走向傳授最新知識,傳授創(chuàng)新之道,培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)人才。

本文是基于哈工大計算機(jī)學(xué)院徐曉飛院長在第十一屆全國高校計算機(jī)系主任(院長)論壇關(guān)于哈工大計算機(jī)學(xué)科的定位與人才培養(yǎng)目標(biāo)、“研究型、個性化、精英式”創(chuàng)新人才培養(yǎng)及金字塔教育體系、與高水平科研相結(jié)合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)方式等方面的報告整理而成的。

2哈工大“研究型、個性化、精英式”創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)及體系

2.1哈工大計算機(jī)學(xué)科的定位與人才培養(yǎng)目標(biāo)

哈工大計算機(jī)專業(yè)建于1956年,是中國最早的計算機(jī)專業(yè)之一。在50多年的辦學(xué)歷程中,我們堅持教學(xué)與科研并重,走科研為教學(xué)服務(wù)、教學(xué)促進(jìn)科研的良性發(fā)展道路,培養(yǎng)了一大批高素質(zhì)的畢業(yè)生。截止2008年,已累計培養(yǎng)出博士398名,碩士2000余名,學(xué)士5500余名。這些畢業(yè)生中涌現(xiàn)出了一大批享譽(yù)全國的品牌人才,他們中有院士、校長、所長、院長/系主任、總工程師等,受到國內(nèi)同行的高度評價。

哈工大計算機(jī)學(xué)院自2000年成立以來,在總結(jié)辦學(xué)傳統(tǒng)和借鑒國內(nèi)外先進(jìn)辦學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,根據(jù)自身學(xué)科的特色和優(yōu)勢,確立了“以學(xué)科建設(shè)主線,以師資建設(shè)為重心,以科學(xué)研究與人才培養(yǎng)為中心,整體規(guī)劃,重點突破,強(qiáng)化優(yōu)勢與特色,出標(biāo)志性成果,育哈工大品牌人才,辦國際知名、國內(nèi)一流的計算機(jī)學(xué)科”的學(xué)科發(fā)展定位,形成了培養(yǎng)“研究型、個性化、精英式”品牌人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

通過對學(xué)生發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識問題的能力、參與分析問題的能力、解決問題的能力等研究型能力的訓(xùn)練,對學(xué)生個性化創(chuàng)新精神、協(xié)同合作能力、利他奉獻(xiàn)精神等個性化屬性的培養(yǎng),以及對學(xué)生自信力、自覺力和自主力的養(yǎng)成教育,使得優(yōu)秀的生源經(jīng)過我們培養(yǎng)之后能夠成為學(xué)科帶頭人、政府部門領(lǐng)導(dǎo)人、單位技術(shù)負(fù)責(zé)人的后備人才,逐步建立一套與國際接軌的一流計算機(jī)創(chuàng)新教育體系。我們的一流品牌人才所具有的能力與屬性如圖1所示,在本科、碩士及博士的不同培養(yǎng)階段其三個屬性的主要內(nèi)容如表1所示。

2.2哈工大“研究型、個性化、精英式”創(chuàng)新人才培養(yǎng)及金字塔教育體系

為培養(yǎng)“研究型、個性化、精英式”人才,我院逐步建立起了哈工大計算機(jī)金字塔教育體系。從教育觀、教學(xué)指導(dǎo)思想、教學(xué)與課程體系、教學(xué)實施與保障體系、教學(xué)管理與質(zhì)量保障體系、教育基礎(chǔ)設(shè)施體系和計算機(jī)學(xué)科基礎(chǔ)等方面系統(tǒng)地闡述了“研究型、個性化、精英式”人才教育理念,如圖2所示。

? 教育觀

在落實“金字塔”計算機(jī)創(chuàng)新教育體系過程中,我們堅持可持續(xù)發(fā)展教育觀,培養(yǎng)綜合型和創(chuàng)新型計算機(jī)品牌人才。

? 教學(xué)指導(dǎo)思想

堅持以“規(guī)格嚴(yán)格,功夫到家,求實創(chuàng)新,探索進(jìn)取”為教學(xué)指導(dǎo)思想,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,強(qiáng)調(diào)在對學(xué)生的能力、知識、素質(zhì)的綜合教育。

? 教學(xué)體系及課程體系

包括培養(yǎng)目標(biāo)導(dǎo)向的學(xué)生培養(yǎng)方案與計劃、教學(xué)課程體系、教學(xué)計劃與大綱、教材及參考書等。在本科生培養(yǎng)計劃與課程體系建設(shè)中,強(qiáng)調(diào)知識、能力與素質(zhì)的系統(tǒng)體現(xiàn),同時,在教學(xué)大綱制定中,注重知識的相關(guān)性與系統(tǒng)性、求解問題的綜合性與實用性。在研究生培養(yǎng)方案與課程體系建設(shè)中,注重理論創(chuàng)新與工程開發(fā)并重的研究能力和綜合科研素質(zhì)培養(yǎng)。

? 教學(xué)實施與執(zhí)行體系

包括師資隊伍、教學(xué)方式與教學(xué)實踐、大作業(yè)及綜合設(shè)計、課程內(nèi)外學(xué)習(xí)過程、學(xué)生工作(“三三”育人模式)等。

? 教學(xué)管理與質(zhì)量保障體系

包括教學(xué)規(guī)范(白皮書)、教學(xué)管理體系、教學(xué)質(zhì)量保證規(guī)范及管理體系、教師評估體系與獎懲機(jī)制等。

? 教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施體系

包括教學(xué)條件與環(huán)境、實驗教學(xué)中心、實驗室軟硬件與基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等。

? 計算機(jī)學(xué)科基礎(chǔ)

一流的計算機(jī)學(xué)科水平與氛圍是培養(yǎng)一流計算機(jī)人才的基礎(chǔ)。一流的學(xué)科擁有高水平的研究成果,有相當(dāng)好的教學(xué)科研條件,并能夠建立強(qiáng)烈探索未知的氛圍以構(gòu)成人才成長的良好環(huán)境。

2.3創(chuàng)新人才素質(zhì)及培養(yǎng)要點

我們認(rèn)為,創(chuàng)新人才應(yīng)具備的基本素質(zhì)包括:研究素質(zhì)、工程素質(zhì)、個性素質(zhì)、身心素質(zhì)、 文化素質(zhì)、社會素質(zhì)、精英素質(zhì)、誠信素質(zhì)。因此,我們在創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中,要圍繞計算機(jī)人才培養(yǎng)目標(biāo)和哈工大計算機(jī)學(xué)科的特色,選擇適當(dāng)?shù)闹R為載體,實施素質(zhì)教育和能力培養(yǎng),并強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新意識和豐富想象力的培養(yǎng)。注重加強(qiáng)對學(xué)生的素質(zhì)、能力、知識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新技法培養(yǎng)等多方面的綜合教育,將其融會貫通于教育的全過程。培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力、求解問題的能力、學(xué)習(xí)新知識及運(yùn)用知識的能力。

對學(xué)生的培養(yǎng)應(yīng)該是全方位和多層面的。在宏觀層面上,我們必須建立創(chuàng)新教育的“教與學(xué)”環(huán)境及學(xué)生主體教育觀,建立完善的創(chuàng)新教育體系及評價制度;在中觀層面上,建立培養(yǎng)創(chuàng)新能力的教學(xué)體系及學(xué)生工作體系,推廣啟發(fā)式教學(xué)、交互式個性化教學(xué)與主動式學(xué)習(xí)方式,大力開展學(xué)生創(chuàng)新實踐活動;在微觀層面上,從課程、研討、實驗、作業(yè)、項目、實踐、活動等環(huán)節(jié)提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新素質(zhì)。

3與高水平科研相結(jié)合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)方式

3.1哈工大計算機(jī)學(xué)院的科研特色與優(yōu)勢

哈工大計算機(jī)學(xué)院堅持“以學(xué)科為主,以師生為體;以進(jìn)取為魂,以務(wù)實為本;以個性為要,以和諧為貴;以文化為尊,以聲譽(yù)為榮”的辦學(xué)理念,學(xué)科實力不斷增強(qiáng),被評為國家一級重點學(xué)科,尤以計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)重點學(xué)科為國內(nèi)優(yōu)勢。2001年以來,承擔(dān)各類科研項目400余項(其中多為國家及省部級項目);平均每年科研經(jīng)費(fèi)7000余萬元。2001年以來,獲得國家科技進(jìn)步一等獎1項、二等獎8項,獲得國家科技發(fā)明二等獎1項,省部級成果獎近30項;獲得軟件著作權(quán)及專利100余項。2004～2007年,發(fā)表學(xué)術(shù)論文2198篇,其中,國際期刊論文268篇,被SCI/EI收錄850篇。

經(jīng)過長期積累,哈工大計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科已在下列研究方向形成特色和優(yōu)勢:智能人機(jī)交互與數(shù)字媒體壓縮、多語言處理與信息檢索技術(shù)、企業(yè)計算與服務(wù)計算技術(shù)、基于多主體的智能體機(jī)器技術(shù)、生物計算與生物特征識別技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全與信息對抗、穿戴計算機(jī)與移動計算技術(shù)、高可靠計算機(jī)與航天計算、傳感器網(wǎng)與感知計算技術(shù)、并行海量數(shù)據(jù)庫技術(shù)。

3.2科研與教學(xué)結(jié)合的方式

我院充分利用雄厚的科研實力,及時地將科研成果融入到人才培養(yǎng)過程中,有效的培養(yǎng)創(chuàng)新人才的基本素質(zhì),具體有以下幾種方式。

(1) 科研成果入課堂

許多科研成果和科研過程對啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識具有很好的作用,通過鼓勵各研究中心開設(shè)選修課、舉辦講座、開設(shè)計算機(jī)新進(jìn)展課程、推行案例教學(xué)、開設(shè)碩士博士專業(yè)課程等方式將科學(xué)研究的最新成果和研究過程很好的用于課堂教學(xué),取得了很好的教學(xué)效果。

(2) 向?qū)W生開放科研實驗室

為充分利用研究中心的科研平臺,通過組織學(xué)生參觀實驗室、參加學(xué)術(shù)研討會、鼓勵學(xué)生到科研實驗室參加科研工作和科技制作等形式,讓本科生有充分機(jī)會近距離感受創(chuàng)新氛圍,學(xué)習(xí)創(chuàng)新技能,讓研究生有參與科學(xué)研究的廣泛平臺,同時把科研實驗室資源很好的融入到人才培養(yǎng)過程中。

(3) 將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)平臺

將大量的科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)平臺有利于提高教學(xué)效果和教學(xué)效率。我們充分利用學(xué)院雄厚的科研實力,開發(fā)了一系列教學(xué)平臺。例如,我們依托科研力量在國家自然科學(xué)基金的支持下自主研制了“C語言編程題考試自動評分系統(tǒng)”,并依托該系統(tǒng)推動C語言程序設(shè)計的考試方式改革,加大上機(jī)考試的力度,自2004年秋季以來,已在全校本科生范圍內(nèi)連續(xù)使用7次,年均參加上機(jī)考試人數(shù)達(dá)3000人,很好地培養(yǎng)了學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。

(4) 大量的科研任務(wù)為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計提供了充足的題目

近三年來,本科畢業(yè)設(shè)計(論文)選題大多能夠結(jié)合實際,全面反映培養(yǎng)目標(biāo)要求。碩士研究生和博士研究生的課題100%結(jié)合實際科研項目。本科生畢業(yè)設(shè)計方面,2004年結(jié)合實際工程或科研項目選題比例為99%,2005年為97%,2006年為98%。

3.3本科學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重點環(huán)節(jié)

按照“循序漸進(jìn)、系統(tǒng)推進(jìn)、多重覆蓋、尊重個性、務(wù)求實效”的原則制定計算機(jī)學(xué)院本科學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系,重點抓住創(chuàng)新實踐和畢業(yè)設(shè)計兩個重要的培養(yǎng)環(huán)節(jié),使學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力在大學(xué)期間都得到系統(tǒng)的培養(yǎng)與訓(xùn)練。

(1) 一年級年度創(chuàng)新項目計劃

為培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和做項目的能力,引導(dǎo)學(xué)生從確定項目目標(biāo)開始,體驗從資料搜集、可行性考察、方案制定與設(shè)計、實驗比較到最后調(diào)試實現(xiàn)一個完整系統(tǒng)的全過程,從而激發(fā)他們對從事科研工作的興趣。針對本科生,我們從一年級開始實施年度創(chuàng)新項目計劃,鼓勵學(xué)生在老師的引導(dǎo)下自立題目,采取老師與學(xué)生互動的形式完成選題工作,并開展公開開題,學(xué)生采取Poster方式進(jìn)行項目解釋說明,進(jìn)一步理清學(xué)生開展項目研究的思路。為了確保項目開展的質(zhì)量,我們依靠Trac網(wǎng)站對項目進(jìn)行過程監(jiān)控和管理,項目結(jié)題方式采取全組同學(xué)共同參加答辯,學(xué)生設(shè)計作品演示等成果展示的方式進(jìn)行。通過這些環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,使學(xué)生具有主動探索有一定研究意義的事物的意識,并在探究過程的每一個環(huán)節(jié)學(xué)會思考,學(xué)會合理安排和利用時間,學(xué)會合作,學(xué)會交流,增強(qiáng)團(tuán)隊合作精神。

(2) 創(chuàng)新課程建設(shè)

課程是教育思想轉(zhuǎn)化為教學(xué)行動的橋梁,我們要通過創(chuàng)新性示范課程建設(shè),推動教學(xué)方式、教學(xué)手段、學(xué)習(xí)方式的創(chuàng)新和改革。課程改革與課程建設(shè)緊緊圍繞計算機(jī)學(xué)院人才培養(yǎng)模式與實施方案的有關(guān)要求,把實踐技能訓(xùn)練和創(chuàng)新能力培養(yǎng)作為創(chuàng)新示范性課程建設(shè)的主要目的,通過布置課后大作業(yè)、課程實驗、綜合設(shè)計性實驗,定期開展課程學(xué)習(xí)研討會、開展課堂筆記展示、優(yōu)秀作業(yè)評選等形式,并通過落實和完善累加式考試制度等引導(dǎo)學(xué)生探索“探究性學(xué)習(xí)、自主性學(xué)習(xí)、合作性學(xué)習(xí)、實踐性學(xué)習(xí)”等新型的學(xué)習(xí)方式,提高學(xué)習(xí)效果。

(3) 學(xué)生學(xué)術(shù)俱樂部

學(xué)生學(xué)術(shù)俱樂部是連接學(xué)生與研究中心的橋梁,有利于學(xué)生及早進(jìn)入科研實驗室,有利于本科/碩士/博士貫通式的培養(yǎng),是研究型大學(xué)培養(yǎng)人才的最好體現(xiàn)。我們依托研究中心、知名企業(yè)建立由本、碩、博學(xué)生組成的學(xué)術(shù)俱樂部,通過組織學(xué)生參觀實驗室、參加研究中心的學(xué)術(shù)研討會、組織本科生到實驗室參加科研工作等形式,實現(xiàn)課內(nèi)課外結(jié)合和一、二課堂互動,增長知識和才干,提高科學(xué)研究能力,如圖3所示。

(4)ACM訓(xùn)練計劃

我們借助ACM ICPC的online judge,設(shè)置ACM ICPC創(chuàng)新學(xué)分,全面開展ACM ICPC活動,對學(xué)生進(jìn)行編程訓(xùn)練。從學(xué)生一入學(xué)開始,將ACM與C語言課程結(jié)合起來,從最基本的概念、題目、方法入手,循序漸進(jìn)地進(jìn)行編程教育,培養(yǎng)規(guī)范化編程習(xí)慣。在第二學(xué)期開設(shè)講座形式的ACM選修課,主要是各種基本算法介紹,以問題求解為導(dǎo)向,結(jié)合ACM題目進(jìn)行講解。

(5) 畢業(yè)設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計是本科學(xué)生大學(xué)期間的最后一個實踐教學(xué)環(huán)節(jié),在畢業(yè)設(shè)計管理過程中,我們要求選題要注重與生產(chǎn)、科研和教學(xué)實際結(jié)合,嚴(yán)格抓好開題、中期檢查、工作驗收、畢業(yè)論文與答辯各環(huán)節(jié)的過程控制,以完成實際可運(yùn)行的系統(tǒng)或系統(tǒng)原型作為畢業(yè)設(shè)計驗收通過的一個重要條件,充分發(fā)揮畢業(yè)設(shè)計在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用。

3.4碩士和博士研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)

碩士研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)重點抓住工程實踐和論文工作,強(qiáng)調(diào)通過理論基礎(chǔ)教育和實際科研項目開發(fā),使之具有較好的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。特別重視課題研究在碩士研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的地位和作用,在論文選題時根據(jù)學(xué)生個性特點,結(jié)合指導(dǎo)教師的研究方向,從實際應(yīng)用或科研項目中提煉碩士課題,供學(xué)生研究,重點培養(yǎng)學(xué)生的獨立分析問題和解決問題能力。中期檢查重點考察學(xué)生課題研究進(jìn)度和研究深度,引入淘汰機(jī)制。學(xué)位論文答辯是對學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力、工程開發(fā)能力和表達(dá)能力的全面考察,使學(xué)生不但能夠分析問題和解決問題,而且還能夠?qū)⒆约旱膭?chuàng)新思路和方法通過文字和語言表達(dá)出來。

博士生培養(yǎng)是我院“研究型、個性化、精英式”人才培養(yǎng)理念的集中體現(xiàn),我們要通過不斷強(qiáng)調(diào)工程實踐、理論創(chuàng)新、論文工作等培養(yǎng)環(huán)節(jié),確保對博士研究生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力、組織能力、把握與開拓研究方向能力的培養(yǎng)。在創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中,特別重視博士研究生專業(yè)知識的“新與博”和基礎(chǔ)理論知識的“深與實”。博士生在讀期間須完成實際科研項目,并在實際科研項目中提煉論文課題,論文工作選題強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性、先進(jìn)性和社會經(jīng)濟(jì)前景。在選題上強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性,重視課題在學(xué)術(shù)方面的創(chuàng)新和開拓;在實現(xiàn)方法和技術(shù)上,強(qiáng)調(diào)先進(jìn)性。為保證博士研究生的培養(yǎng)質(zhì)量,我們制定了一系列行之有效的保障措施,一方面強(qiáng)化導(dǎo)師制和指導(dǎo)強(qiáng)度,控制導(dǎo)師指導(dǎo)博士生人數(shù)(一般不超過2人/年);一方面強(qiáng)化博士生培養(yǎng)過程監(jiān)控,制定了博士生狀態(tài)對照表,明確了開題、學(xué)期進(jìn)度、中期檢查、預(yù)答辯前審查、責(zé)任教授審核、預(yù)答辯、答辯相關(guān)環(huán)節(jié)的流程規(guī)范,以及對論文發(fā)表,形成了高規(guī)格、嚴(yán)要求、高質(zhì)量的培養(yǎng)傳統(tǒng),深受用人單位的好評。

4結(jié)語

創(chuàng)新能力培養(yǎng)是當(dāng)前高等教育的一個重要課題,是計算機(jī)學(xué)科人才教育的根本,需要不斷地宣傳和動員。只有在教師中統(tǒng)一思想,形成共識,明確理念,關(guān)注細(xì)節(jié),日積月累,逐步求精,創(chuàng)新教育才能取得成功。本文介紹了哈工大計算機(jī)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)與定位,哈工大金字塔創(chuàng)新教育體系,以及科學(xué)研究與教學(xué)相結(jié)合的方式,并給出了我們在本科生、碩士生及博士生的培養(yǎng)過程中的一些具體措施,作為拋磚引玉,供同行們參考。