肖曉強，王 進，周麗濤，彭立宏

(國防科學技術大學 計算機學院，長沙 410073)

實踐教學體系構建與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

肖曉強，王 進，周麗濤，彭立宏

(國防科學技術大學 計算機學院，長沙 410073)

實踐是催生創(chuàng)新的動力源泉，是高等院校培養(yǎng)高素質創(chuàng)新人才的必然要求。文中在分析制約大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的因素的基礎上，針對實踐教學體系構成要素，分別介紹了實踐教學體系構建的目的性原則、系統(tǒng)性原則以及重視保障體系建設原則，從創(chuàng)新實踐育人理念、統(tǒng)籌設計實踐體系、優(yōu)化實踐教學資源以及強化實驗教師隊伍等方面對實踐教學體系的構建進行了思考與實踐，并給出了“4433”實踐教學體系實例。

創(chuàng)新能力；制約因素；實踐體系；實踐教學資源；實驗教師隊伍

1 實踐是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的必然要求

新時期新階段賦予了高等院校培養(yǎng)信念執(zhí)著、品德優(yōu)良、知識豐富、本領過硬的高素質專門人才和拔尖創(chuàng)新人才的重任。強化實踐教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性和應用能力，達到加強素質教育的目的，是目前高等教育的主要任務之一。

培養(yǎng)創(chuàng)新人才，必須充分發(fā)揮實踐育人的重要支撐作用。黨和國家歷來高度重視實踐育人工作，先后出臺了多個指導性文件要求強化實踐育人環(huán)節(jié)以提高教學質量[1-2]。2012年1月教育部等七部委聯(lián)合下發(fā)了《關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》(以下簡稱《意見》)，要求把實踐育人工作擺在人才培養(yǎng)的重要位置，統(tǒng)籌推進實踐育人各項工作，推出了一系列具體措施[3]。這些措施是大力提高高等教育質量、促進大學生成長成才、深化教育教學改革的必然要求。

2 影響創(chuàng)新能力培養(yǎng)的制約因素

近年來針對創(chuàng)新能力的研究工作有很多，創(chuàng)新能力的概念也不盡相同，但其基本內涵是一致的。即，創(chuàng)新能力是運用知識和理論，在科學、藝術、技術和各種實踐活動領域中不斷提供具有經(jīng)濟價值、社會價值、生態(tài)價值的新思想、新理論、新方法和新發(fā)明的能力[4]。創(chuàng)新能力的構成主要包括進行創(chuàng)新的動力、對原有事物的認知(即“知識”)、運用知識的能力以及具有完成創(chuàng)新所需要的性格特點等[5-6]。雖然實踐是提升大學生創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)已形成普遍共識，但是當前實踐性環(huán)節(jié)中仍然存在一些普遍性問題。

2.1 實踐教學理念相對滯后

認為實踐只是課堂教學附庸的傳統(tǒng)教學理念，在教學過程中片面強調課堂教學的重要性和教師的主導與支配作用，限制了師生參與實踐的主動性。(1)學生學習的主動性、參與知識構建的積極性受到限制。大量經(jīng)驗性和規(guī)律性知識的束縛，使學生養(yǎng)成了對課本和教師的依賴，逐漸喪失了獨立思考、積極求證和批判質疑的能力，往往學完后不知道“有什么用”“怎么用”“怎樣用得更好”，造成知識的“無活力化”[7]。(2)教師的主要精力被限制在講授環(huán)節(jié)的設計上。高校往往以如何使學生在課堂上“聽懂”為指揮棒來刺激教師苦練授課技巧、采用各種方法來改善學生的課堂學習效果，而忽視了在引導學生自主學習、在實踐中學習、依托團隊合作學習等方面發(fā)揮教師應有的指導作用。(3)以課堂教學為中心的應試化教學評價也往往忽視了實踐能力的考核，更談不上創(chuàng)新能力的考評。

2.2 實驗環(huán)節(jié)建設有所弱化和軟化

產(chǎn)生這個問題的原因有兩個：(1)以課堂為中心的教學體系弱化了實踐環(huán)節(jié)的設計。長期以來，高校習慣將實踐性環(huán)節(jié)作為課堂教學的附屬，先講后練已經(jīng)成為多數(shù)人的共識。由于總學時有限，講多練少也已經(jīng)成為不爭的事實。實踐教學大都在一門課程的范圍內進行，實驗內容很少或不能在實踐中加以運用，導致學生只會按照教師設定好的思路進行簡單的實驗，稍微提升一些難度或者要綜合運用多門課程知識進行實驗時就不知所措。(2)實踐教學資源相對短缺。2012年，我國在校大學生已超過3 000萬名，位居世界第一[8]。許多高校追求規(guī)模效應，對教育資源形成了巨大壓力，導致學生無法接受高等教育基本訓練：實踐教學支撐條件不足，實驗性環(huán)節(jié)不得不被壓縮或取消；生師比偏大，教師指導實踐的能力嚴重不足；有些需要使用硬件的實驗，只能使用軟件進行模擬。這些被壓縮、被取消的恰恰就是培養(yǎng)學生動手實踐能力、創(chuàng)新精神和綜合素質的必要環(huán)節(jié)。學生缺少舞臺、實踐訓練不足，沒有機會鍛煉發(fā)現(xiàn)問題、凝練問題、分析與解決問題的能力，當然就沒有創(chuàng)新可言。

2.3 實驗室的建設水平和效益有待進一步提升

隨著教育經(jīng)費的增加，各高校、院系都紛紛建設了自己的教學實驗室。從實驗室硬件資源條件看，儀器設備數(shù)量和質量都得到了提升，但是實驗室資源的利用率普遍偏低。(1)實驗室開放模式單一。由于實驗室功能單一、設置和管理上較分散，導致實驗室受益面較窄、建設效益偏弱。(2)實驗室往往只能較好地支撐課程實驗規(guī)定的教學任務，沒有統(tǒng)籌建設綜合性開放實踐教學平臺，對課外活動(包括創(chuàng)新實踐)的支撐能力不足。(3)教學實驗室和科研實驗室沒有很好整合，科研實驗室實踐育人的作用不明顯。從實驗室軟件資源建設情況看，重硬件購買輕軟件投入、重建設輕管理、重資金投入輕績效評估等問題仍然比較突出。例如，沒有對實驗室資源進行數(shù)字化管理，不能充分發(fā)揮其應有效益；供學生參考的典型實驗案例積累和實驗輔助系統(tǒng)建設存在不足；缺乏科學系統(tǒng)的實踐教學評估方法，無法對實踐教學效果給出客觀評價。這些問題嚴重影響到實驗室的高效運行和可持續(xù)發(fā)展。

2.4 實驗教師隊伍建設與人才培養(yǎng)需求不相適應

實驗教學要改革，實驗教師是關鍵。再好的儀器設備如果沒有高水平實驗教師隊伍的支撐，也發(fā)揮不了應有的作用；再好的學生如果沒有實驗教師的指導，也難以培養(yǎng)出很強的實踐動手能力。一段時期以來，偏重課堂教學的教學理念和學校訓練任務的增加，導致高校實驗教師隊伍建設相對滯后。(1)實驗教師人數(shù)偏少，無法負擔繁重的實踐教學任務；(2)相對次要的地位導致隊伍不穩(wěn)定，年輕教師不愿意從事實踐教學，實驗教師隊伍老齡化問題越來越嚴重；(3)高學歷和高級技術職務比例普遍偏低，實驗教師隊伍教育經(jīng)驗、學術水平、實踐技能整體較弱，與人才培養(yǎng)需求不相適應。

3 構建實踐教學體系的思考與實踐

區(qū)別于以課堂教學為主要形式的理論教學，實踐教學是學生在教師的指導下，以實際操作為主獲得感性知識和基本技能，進而提升創(chuàng)新實踐能力和綜合素質的一系列教學活動的組合。具體包括：各種實驗、見習與實習、學科競賽、畢業(yè)設計與社會實踐等，當然也涵蓋實驗輔導、實驗考核等實踐教學環(huán)節(jié)。實踐教學過程由教師、學生、實踐性環(huán)節(jié)及條件組成，實踐教學體系就是實踐教學活動各個要素構成的有機聯(lián)系整體[9]。因此，實踐教學體系應該包含實踐培養(yǎng)目標體系、實踐內容體系和實踐保障體系這三個方面的要素。

3.1 實踐教學體系的構建原則

3.1.1 實踐教學的目的性原則

實踐教學體系的構建必須以學生為本，專注于通過實踐教學提升學生能力這一中心任務。實踐教學的目標在于培養(yǎng)學生具備初步的工程實踐能力和科研能力。具體包括：自主學習、信息獲取、觀察分析、實驗研究、表達溝通、交往合作等方面的實踐能力。因此，在構建實踐教學體系時必須確立先進的實踐教學理念，以發(fā)展的眼光積極關注國家和社會發(fā)展對高素質專門人才和拔尖創(chuàng)新人才的能力需求，深入開展實踐教學改革，努力充實實踐教學的內涵、提升實踐教學質量，以創(chuàng)新為導向，通過各種形式的實踐訓練培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、豐富學生的實踐經(jīng)驗、錘煉學生的心理素質，將實踐教學工作全面落實到育人過程中。

3.1.2 實踐內容的系統(tǒng)性原則

必須按照系統(tǒng)的觀點設計實踐教學環(huán)節(jié)，突出實踐教學體系的整體性、層次性和動態(tài)性。

從實踐教學與理論教學的關系看，它們既相互獨立又相互依賴。因此必須將實踐教學體系的設計融入到人才培養(yǎng)系統(tǒng)的整體規(guī)劃之中，實現(xiàn)實踐教學與理論教學的相互融合、促進。從實踐教學體系的組成看，實踐過程、形式、環(huán)節(jié)、方法、條件等內容要素多種多樣，這種多樣性要求必須圍繞實踐教學目標對實踐內容要素進行一體化設計，促進各實驗教學知識點的融合、實踐技能的積累和實踐習慣的養(yǎng)成；必須有機結合實驗資源、實驗隊伍、制度措施等保障條件建設，促進學生的自主實踐；必須實現(xiàn)多種實踐形式相結合：課內課外相結合、教學科研相結合、學校教育與社會生產(chǎn)實踐相結合。

理論從實踐中來又用于指導實踐，實踐過程是一個由低級到高級、由淺入深、循序漸進的螺旋式上升過程。因此，實踐教學體系的設計必須依循教育規(guī)律，因材施教，分層次分階段進行。一方面，可以按照先易后難、自底向上的設計方法，在理論學習的基礎上，按照驗證性實驗和基本操作技能的形成、綜合設計性實驗和基本應用能力的培養(yǎng)、創(chuàng)新性實踐和工程實踐能力的訓練來設計實踐教學體系。另一方面，還可以按照問題求解、自頂向下的設計方法，通過邊實踐邊學習，在實踐中不斷解決問題、產(chǎn)生新問題，構建教、學、做一體化的實踐教學體系，實現(xiàn)理論學習與實踐訓練的全面結合。

創(chuàng)新的關鍵在于實踐，在于綜合利用各種知識、技能解決實際問題。因此實踐教學體系的構建必須具有靈活性、多樣性、開放性。實踐教學體系不是一成不變的，要充分重視學生的創(chuàng)意，鼓勵學生的奇思妙想，容忍學生的失敗，提供必要條件支撐他們探索實踐、總結經(jīng)驗教訓以待下次突破。同時，要瞄準學科發(fā)展目標，適應技術進步的要求，做到與時俱進，及時進行拓展和完善，促進學生知識、能力、素質的協(xié)調發(fā)展，使之能適應社會對高素質專門人才和拔尖創(chuàng)新人才的要求。

3.1.3 重視實踐保障體系建設原則

作為實踐體系的重要支撐，實驗條件建設模式應從偏重實驗環(huán)境(實驗室、實習基地等)的設備、機房等硬件條件建設向重視實驗資源建設轉變，在努力提升實驗室開放效益的基礎上，加大實驗案例資源等軟環(huán)境條件建設力度。必須加大實驗隊伍職稱、學歷層次的建設力度，努力建設具有深厚理論水平和豐富實踐經(jīng)驗的“雙師型”實驗教師隊伍，必須保障隊伍肯干、能干、干好，同時還要根據(jù)技術領域發(fā)展的狀況，不斷提升教師自身實踐能力。必須建立健全實踐教學組織機構、實踐教學管理制度、實踐教學評價方法和實踐質量監(jiān)控體系，保障實踐教學質量的不斷提高。

3.2 構建面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐教學體系

3.2.1 以實踐育人為理念，構建實踐教學目標體系

根據(jù)國家對創(chuàng)新人才的需求，積極更新觀念，樹立創(chuàng)新教育、實踐教育、素質教育的現(xiàn)代教育理念，努力糾正實踐教學附屬理論教學的錯誤理解，糾正把實踐活動設計看成是教學輔助性工作的片面認識，糾正重講授輕實踐、重課堂輕課外的不良傾向，把實踐能力的培養(yǎng)貫穿滲透到人才培養(yǎng)的全過程和各個環(huán)節(jié)。建立實踐教學質量評價機制，把實踐能力培養(yǎng)作為教師課程教學質量評價、學生綜合素質評價、實驗室及教學行政部門教學工作評價的重要內容，促進實踐能力培養(yǎng)制度化、規(guī)范化。

3.2.2 以創(chuàng)新能力為導向，構建實踐教學內容體系

3.2.3 以服務教學為主線，優(yōu)化實踐教學資源建設

努力提升實驗資源建設的規(guī)模效益。加強教學實驗室、實習基地建設的整體規(guī)劃，建設多功能、受益面廣的實驗室。通過資源整合，積極發(fā)揮科研實驗室的實踐育人作用，吸納學生參與課題研究，讓學生盡早參與科研實踐。努力提升實驗資源建設的共享效益。加大實驗室開放力度，把支持學生課外創(chuàng)新活動作為實驗室的重要職責。加強實驗室管理信息化、網(wǎng)絡化建設，開展網(wǎng)絡實驗應用服務和信息管理，提高實踐教學保障能力。豐富實驗案例資源，加強成功案例先進經(jīng)驗和失敗案例主要教訓的分析，使教師和學生都成為實驗案例資源的建設者和受益者。以支撐創(chuàng)新活動情況等實驗資源利用率作為評價標準，建立實驗教學資源共享和效益定期評估機制。

3.2.4 加大保障力度，強化實驗教師隊伍建設

充分認識實驗教師隊伍的重要作用，把實驗教師置于與其他教師同等重要的位置。通過提高實驗教師的地位待遇，確保實驗教師隊伍穩(wěn)定。把實驗教師隊伍納入教學團隊建設規(guī)劃，有計劃地引進高水平人才充實隊伍實力，支持實驗教師開展科研工作提升學術水平和實踐技能，確保實驗教師隊伍能力與人才培養(yǎng)需求相適應。把科研隊伍作為實驗教師隊伍的有力支撐，鼓勵科研人員參與實驗教學，把在科研實踐中獲得的大量實驗理論、方法和實踐經(jīng)驗向教學轉化，確保發(fā)揮科研育人功能。

3.3 “4433”實踐教學體系

多年以來，國防科學技術大學計算機學院在長期跟蹤研究國際上由電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)和美國計算協(xié)會(ACM)聯(lián)合推出的計算機教學計劃參考方案(CC1991、CC2001、CC2005)、積極借鑒國內外高水平大學的先進教育理念和教學經(jīng)驗的基礎上，圍繞培養(yǎng)高素質拔尖創(chuàng)新人才的目標，針對計算機專業(yè)實踐性非常強、解決實際問題能力要求不斷提高的特點，在制訂和實施計算機科學與技術、軟件工程、網(wǎng)絡工程等專業(yè)本科教學計劃的過程中，緊密結合計算機學科發(fā)展和學院科研優(yōu)勢，創(chuàng)新開展了實踐教學體系的研究與實踐。按照點面結合、循序漸進、綜合配套、全面培養(yǎng)、突出創(chuàng)新的原則，將計算機實踐教學與能力培養(yǎng)貫穿于課程實驗、實習/實訓、課外實踐和畢業(yè)設計等四個環(huán)節(jié)；而且進一步地將課程實驗分為基礎驗證性實驗、課內綜合性實驗、綜合課程設計和自主科研創(chuàng)新活動四個層次，全方位培養(yǎng)學生計算機硬件、軟件、網(wǎng)絡三個方面的工程實踐能力，并通過組建計算機教學實驗中心、建設計算機實驗教學團隊、拓展信息技術專業(yè)實習基地、申報各級國家計算機實驗教學示范中心等措施不斷建設和完善實驗教學團隊、實踐教學環(huán)境和實踐教學管理三個支撐條件使整個實踐教學體系得以有效運轉。即，“四個實踐教學環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣、四個實驗層次逐步提升、三個專業(yè)方面實踐能力融會貫通、三個實踐支撐條件統(tǒng)籌建設”的計算機專業(yè)實踐教學體系，簡稱“4433”實踐教學體系。

4 結束語

提升大學生創(chuàng)新能力要求高等院校把實踐貫穿于人才培養(yǎng)的全過程，在加強實踐育人的有效性和針對性上下功夫。創(chuàng)新實踐育人理念、統(tǒng)籌設計實踐體系、優(yōu)化實踐教學資源以及強化實驗教師隊伍是構建面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐教學體系的關鍵。如何進一步加強實踐環(huán)節(jié)設計與質量控制、創(chuàng)新實踐教學方法、深化實踐教學配套機制建設值得不斷深入研究。

[1]教育部.國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)[EB/OL]．(2010-07-29)[2013-9-10]，http:// www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm.

[2]教育部.教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見[EB/OL]．(2012-03-16)[2013-9-10]，http://www. moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s6342/201301/xxgk_146673.html.

[3]教育部.關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見[EB/OL]．(2012-11-15)[2013-9-10]，http://www.moe. gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s6870/201209/xxgk_142870.html.

[4]百度百科.創(chuàng)新能力[EB/OL]．(2013-6-21)[2013- 9-10]，http://baike.baidu. com/view/301641.htm.

[5]于明玉．大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀、問題、建議[D]．南京：東南大學，2009．

[6]劉助柏，粱辰．知識創(chuàng)新學[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2002：41-51．

[7]岳曉東．大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)之我見[J]．高等教育研究，2004，25(1)：84-91．

[8]劉延東.全面提高高等教育質量必須堅持改革創(chuàng)新[EB/OL]．(2012-3-23)[2013-9-10]，http://www. moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/moe_745/201203/132981.html.

[9]劉長江，馬傳普，王廣忠．實踐教學體系的內涵與外延[J]．遼寧高等教育研究，1998(4)：48-51．

Construction of Practice Teaching System for Innovation Ability Cultivation

XIAO Xiaoqiang,WANG Jin,ZHOU Litao,PENG Lihong

(School of Computer,National University of Defense Technology,Changsha 410073，China)

Practice is the source of innovation,and it is also the inevitable requirement of universities for cultivating high quality and innovative talents.After analyzing the reatraint factors of cultivating innovation ability,aiming at the components of practice system,the objective principle,systematic principle and principle of guarantee supporting system are introdyced.Then thinking and practice on how to construct practice teaching system bu innovating ptactice philosophy,integrating practical system,optimizing practice reasources and enhancing the ability of experimental teachers are given.Finally,“4433”practice teaching system is described as an example.

innovation ability;restraint factors;practice system;practice resource;experimental teachers

2013-10-06；修改日期：2013-11-06

湖南省普通高等學校教學改革研究項目“面向提升大學生創(chuàng)新實踐能力的實驗室軟環(huán)境建設的研究與實踐”(湘教通[2013]223-10)；國防科學技術大學“985工程”本科教育教學研究課題“完善本科實踐教學體系，提升計算機教學實驗中心建設水平”。

肖曉強(1972-)，男，博士，教授，主要從事車載網(wǎng)絡以及高校實驗教學管理研究。

G642.423

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2014.04.042