張艷玲　郭四穩(wěn)

摘要：本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐過(guò)程出發(fā)，結(jié)合科研項(xiàng)目的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，將科研過(guò)程引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。運(yùn)用科研的思路來(lái)整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)考核辦法，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容項(xiàng)目化、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綀F(tuán)隊(duì)化、實(shí)驗(yàn)成績(jī)階段化，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：科研方法；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；創(chuàng)新實(shí)踐能力

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）11-0257-03

一、引言

21世紀(jì)是一個(gè)科技高速發(fā)展、知識(shí)經(jīng)濟(jì)占主導(dǎo)地位的時(shí)代。“知識(shí)經(jīng)濟(jì)”的兩大核心就是“不斷創(chuàng)新”和“將知識(shí)創(chuàng)意迅速轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)價(jià)值”，要發(fā)展這樣的知識(shí)經(jīng)濟(jì)，只有依靠具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)、高質(zhì)量人才[1]。1998年8月出臺(tái)的《中華人民共和國(guó)高等教育法》中明確指出：“高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才，發(fā)展科學(xué)技術(shù)文化，促進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)”。1999年6月，《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于深化教育改革全面推進(jìn)素質(zhì)教育的決定》中也明確提出：“高等教育要重視培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”。因此，無(wú)論是面對(duì)新世紀(jì)席卷全球的科技、經(jīng)濟(jì)和綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)，還是適應(yīng)我國(guó)高等教育的要求，高等院校都必須把培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的人才作為責(zé)無(wú)旁貸的使命和責(zé)任，而大學(xué)本科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有不可替代的作用和義不容辭的責(zé)任。鑒于這一共識(shí)，2005年教育部印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見(jiàn)》中第10條也明確提出要“大力加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，切實(shí)提高大學(xué)生的實(shí)踐能力”[2]。

二、對(duì)創(chuàng)新實(shí)踐能力的全面認(rèn)識(shí)

以往人們認(rèn)為創(chuàng)新就是發(fā)現(xiàn)前人沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的事物，創(chuàng)造過(guò)去不存在的事物，或在前人或他人已經(jīng)創(chuàng)造成果的基礎(chǔ)上，做出新的突破，包括做出新的發(fā)現(xiàn)、提出新的見(jiàn)解、開(kāi)拓新的領(lǐng)域、解決新的問(wèn)題、創(chuàng)造新的事物[3]。但隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的來(lái)臨，創(chuàng)新不單單指上述這些內(nèi)容，還包括將新的知識(shí)創(chuàng)意迅速轉(zhuǎn)化為不同領(lǐng)域新的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，即創(chuàng)造性應(yīng)用。因此，創(chuàng)新人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)必須是動(dòng)態(tài)的、合理的、多元化的，不但各學(xué)科知識(shí)齊全，比例得當(dāng)，而且各學(xué)科知識(shí)之間的相關(guān)性好，整體上要隨著科技的發(fā)展不斷延伸、擴(kuò)展、更新和改造，以始終保持知識(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的狀態(tài)，適應(yīng)客觀世界變化發(fā)展的需要。因此，創(chuàng)新能力結(jié)構(gòu)概括為以下幾個(gè)方面[4]：①具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)；②具有較強(qiáng)獲取知識(shí)的能力，善于對(duì)所搜集的知識(shí)進(jìn)行分析、綜合與歸納，并具有初步的知識(shí)鑒別和選擇能力；③具有綜合相關(guān)知識(shí)和新信息來(lái)進(jìn)行應(yīng)用研究的能力；④思想開(kāi)放，具有批判性思維的開(kāi)拓創(chuàng)新精神和初步的創(chuàng)造能力；⑤具有獨(dú)立性與主動(dòng)性和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神；⑥具有綜合、交叉、富有創(chuàng)新活力的多元化知識(shí)結(jié)構(gòu)。

有人認(rèn)為實(shí)際動(dòng)手操作能力就是實(shí)踐能力，這是狹隘和片面的理解。實(shí)際上，實(shí)踐能力是指實(shí)踐活動(dòng)過(guò)程中所需要的各種能力，如應(yīng)變能力、觀察能力、動(dòng)手能力、信息處理能力、表達(dá)能力、管理能力、組織能力、交往能力等能夠完成任務(wù)的各種能力[3，5]。實(shí)踐能力分為“基本能力”和“綜合能力”兩個(gè)層次[1]?！盎灸芰κ侵竿瓿赡骋恢付▽?zhuān)門(mén)業(yè)務(wù)工作的能力，能力的大小主要以完成該任務(wù)的質(zhì)量（準(zhǔn)確性）與效果來(lái)衡量”，包括：實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、加工操作能力、繪圖能力、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力、初步設(shè)計(jì)能力、語(yǔ)言表達(dá)和書(shū)面表達(dá)能力、人際交往能力、信息檢索與處理能力、外語(yǔ)能力、計(jì)算機(jī)能力等?！熬C合能力是指獨(dú)立辦事和分析解決問(wèn)題的能力，能力大小和水平主要看解決或處理簡(jiǎn)單或復(fù)雜困難問(wèn)題所取得的效果。綜合能力的特點(diǎn)在于具有綜合性、獨(dú)立性與主動(dòng)性、一定程度的創(chuàng)造性和人才個(gè)性與指向性”。綜合能力集中反映了大學(xué)畢業(yè)生在現(xiàn)實(shí)社會(huì)的工作崗位上適應(yīng)環(huán)境，接受知識(shí)，觀察、分析、判斷、處理和解決實(shí)際問(wèn)題的整體能力水平，主要包括：組織管理能力、社會(huì)適應(yīng)及應(yīng)變能力、設(shè)計(jì)能力、科研能力、創(chuàng)新能力等。

三、將科研過(guò)程引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐能力

一個(gè)科研項(xiàng)目從提出到最后結(jié)題驗(yàn)收，要經(jīng)歷提出項(xiàng)目方案、科研的立項(xiàng)論證和評(píng)審、總體方案設(shè)計(jì)、研究實(shí)驗(yàn)工作、數(shù)據(jù)分析、科研總結(jié)等過(guò)程。在每一個(gè)步驟中，都要求承擔(dān)科研項(xiàng)目的人具有獨(dú)立性、主動(dòng)性和團(tuán)隊(duì)合作精神，積極開(kāi)動(dòng)腦筋，對(duì)遇到的每一個(gè)問(wèn)題都盡量主動(dòng)采取對(duì)策，具體問(wèn)題具體分析，共同討論，以創(chuàng)新的思路去解決問(wèn)題，而不是依照別人的指示，亦步亦趨的被動(dòng)工作，生搬硬套統(tǒng)一模式去解決不同的任務(wù)。如果能將這一過(guò)程引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)一定具有重要的推動(dòng)作用。但如何將科研過(guò)程引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)呢？本文以實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革試點(diǎn)班的實(shí)踐為基礎(chǔ)，從以下幾方面進(jìn)行探討。

（一）整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為科研項(xiàng)目

以計(jì)算機(jī)教學(xué)中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課為例，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要是對(duì)理論教學(xué)中的基本結(jié)構(gòu)和基本算法的驗(yàn)證、應(yīng)用、綜合分析等。以往的實(shí)驗(yàn)課都是教師寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的要求逐一完成項(xiàng)目。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所有的實(shí)驗(yàn)條件已被事先確定。整個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，采用的結(jié)構(gòu)和算法，甚至實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤等內(nèi)容都是已知的或可以預(yù)測(cè)的，學(xué)生除了課前對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)、課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告外，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所做的主要工作就是完成規(guī)定的步驟，并在最后用常規(guī)數(shù)據(jù)測(cè)試一下結(jié)構(gòu)和算法。對(duì)實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的評(píng)價(jià)主要看程序是否通過(guò)，衡量實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹饕獦?biāo)準(zhǔn)主要是看其實(shí)驗(yàn)的順利程度，學(xué)生是被動(dòng)地參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革試點(diǎn)班，我們采用了另外的思路，將科研過(guò)程引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為科研項(xiàng)目。例如，在做“鏈?zhǔn)蕉褩：完?duì)列”這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們并不給出任何具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而是把鏈表、鏈?zhǔn)蕉褩：玩準(zhǔn)疥?duì)列的特點(diǎn)、各種操作、應(yīng)用和局限性列出來(lái)，然后把學(xué)生分成四到五人一組。學(xué)生按照列出來(lái)的內(nèi)容，根據(jù)學(xué)習(xí)生活實(shí)際、社會(huì)發(fā)展或科技發(fā)展的熱點(diǎn)問(wèn)題自主設(shè)計(jì)一個(gè)項(xiàng)目、應(yīng)用場(chǎng)景或游戲。要求所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目需要用到鏈?zhǔn)蕉褩：玩準(zhǔn)疥?duì)列這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并寫(xiě)出項(xiàng)目的功能模型和切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)步驟，最后用隨機(jī)函數(shù)來(lái)決定由其他哪個(gè)組的同學(xué)來(lái)測(cè)試自己的項(xiàng)目。操作完成后，由這兩組學(xué)生對(duì)這個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)分析，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這樣，學(xué)生就必須開(kāi)動(dòng)腦筋，留心自己的生活和社會(huì)生活中的事件，查閱相關(guān)資料，才能設(shè)計(jì)出既符合實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)際情況，又具有可行性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)。通過(guò)這樣的鍛煉，學(xué)生相當(dāng)于經(jīng)歷了從科研立項(xiàng)、可行性論證、實(shí)驗(yàn)部署到結(jié)題這一過(guò)程，科研思維方式也通過(guò)實(shí)驗(yàn)逐步滲透到學(xué)生的思想中，從而培養(yǎng)了學(xué)生勤于思考、敢于探索的創(chuàng)新精神、聯(lián)系實(shí)際的實(shí)踐能力、綜合設(shè)計(jì)能力以及觀察分析能力，也培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

（二）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，將實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綀F(tuán)隊(duì)化

以前的實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)生一個(gè)人來(lái)完成所有老師給定的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，一個(gè)人進(jìn)行程序測(cè)試和功能測(cè)試，一個(gè)人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)和分析。這樣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程鍛煉了學(xué)生的獨(dú)立性、自主性和實(shí)踐能力，但因?yàn)閷?shí)驗(yàn)項(xiàng)目難度不大（一個(gè)人能力有限）且采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法是已知的，因而對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的訓(xùn)練以及其他能力的培養(yǎng)還不夠。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革試點(diǎn)班，我們把學(xué)生分成四到五人的小組，以團(tuán)隊(duì)模式來(lái)做實(shí)驗(yàn)。這樣，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的難度可以加大，綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)造性可以增強(qiáng)，也因此對(duì)學(xué)生的要求更高。為了使學(xué)生能夠適應(yīng)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，在開(kāi)始的兩周實(shí)驗(yàn)課上，教師要介紹做科研項(xiàng)目的方法，講解代碼編寫(xiě)規(guī)范和團(tuán)隊(duì)協(xié)作文化等內(nèi)容。然后用幾個(gè)小的軟件作業(yè)來(lái)讓學(xué)生體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)模式的實(shí)驗(yàn)方法。從第三周開(kāi)始，正式進(jìn)入實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組里，每個(gè)學(xué)生都要根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和老師的實(shí)驗(yàn)要求提出設(shè)計(jì)項(xiàng)目，然后以研討會(huì)的形式，由每個(gè)學(xué)生講解自己的設(shè)計(jì)思路，以及對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題的理解等。之后由整個(gè)團(tuán)隊(duì)的成員一起進(jìn)行可行性論證，并提出修改，補(bǔ)充建議。教師參與每個(gè)小組的討論，給予必要的指導(dǎo)。最后確定下實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的方案，團(tuán)隊(duì)一起進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟規(guī)劃、任務(wù)分工、數(shù)據(jù)處理、測(cè)試方法等方面的安排，之后才正式進(jìn)入項(xiàng)目的實(shí)際實(shí)施階段。經(jīng)過(guò)這樣的過(guò)程，學(xué)生在現(xiàn)有知識(shí)基礎(chǔ)上拓寬了知識(shí)面，優(yōu)化了知識(shí)結(jié)構(gòu)。學(xué)生通過(guò)查資料、設(shè)計(jì)項(xiàng)目了解到了科技發(fā)展的趨勢(shì)和學(xué)科的發(fā)展方向，增強(qiáng)了獲取知識(shí)的能力，對(duì)所搜集的知識(shí)進(jìn)行分析、綜合與歸納，并進(jìn)行初步的知識(shí)鑒別和選擇的能力以及綜合所學(xué)相關(guān)知識(shí)和新信息來(lái)進(jìn)行應(yīng)用研究的能力。同時(shí)也使學(xué)生認(rèn)識(shí)到了團(tuán)隊(duì)的支持和團(tuán)隊(duì)合作對(duì)迎接挑戰(zhàn)，攻克難題，以創(chuàng)新的思路去解決問(wèn)題的重要性。同時(shí)小組討論時(shí)的發(fā)言過(guò)程潛移默化地鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力和人際交往能力。

（三）改革實(shí)驗(yàn)考核辦法，將實(shí)驗(yàn)成績(jī)階段化

在以前的實(shí)驗(yàn)考核中，實(shí)驗(yàn)成績(jī)主要以學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)過(guò)程的認(rèn)真程度來(lái)確定。這種方法可以考核學(xué)生勤懇的學(xué)習(xí)態(tài)度、組織材料的能力、書(shū)面表達(dá)能力以及總結(jié)歸納能力，但無(wú)法考核學(xué)生的合作能力、組織管理能力、適應(yīng)及應(yīng)變能力。

在改革后新的實(shí)驗(yàn)考核辦法中，我們將實(shí)驗(yàn)成績(jī)階段化。教師在參與小組討論、團(tuán)隊(duì)工作安排的過(guò)程中記錄下每個(gè)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施每個(gè)階段的表現(xiàn)情況和工作態(tài)度，給出階段性小結(jié)和評(píng)價(jià)，該成績(jī)占總成績(jī)的40%。對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案或建議被團(tuán)隊(duì)采納的學(xué)生給予加分獎(jiǎng)勵(lì)，獎(jiǎng)勵(lì)的分?jǐn)?shù)根據(jù)方案被采用的比例不同給予5分到20分不等，同時(shí)測(cè)試小組在測(cè)試過(guò)程中也要記錄下每個(gè)功能模塊的測(cè)試情況，給出測(cè)試報(bào)告。教師根據(jù)測(cè)試報(bào)告中不同模塊對(duì)應(yīng)的學(xué)生給出評(píng)價(jià)，該成績(jī)占總成績(jī)的20%。最后上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告占總成績(jī)的40%。如果能把實(shí)驗(yàn)總結(jié)整理成論文發(fā)表，則全組同學(xué)加10分，論文的執(zhí)筆人再加10分。這樣，每個(gè)學(xué)生的每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的總成績(jī)就凝聚了他在整個(gè)項(xiàng)目不同階段的努力和心血。這樣的考核辦法可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)于律己的工作作風(fēng)和誠(chéng)懇的工作態(tài)度以及注重細(xì)節(jié)等優(yōu)秀的習(xí)慣，同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中耐心虛心聽(tīng)取意見(jiàn)的能力以及撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、工作計(jì)劃、工作總結(jié)、技術(shù)任務(wù)書(shū)、學(xué)術(shù)論文等書(shū)面表達(dá)能力。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐過(guò)程出發(fā)，結(jié)合科研項(xiàng)目的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，將科研過(guò)程引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。運(yùn)用科研的思路來(lái)整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)考核辦法。將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容項(xiàng)目化、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綀F(tuán)隊(duì)化、實(shí)驗(yàn)成績(jī)階段化。通過(guò)這樣的訓(xùn)練來(lái)逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合實(shí)踐能力。在實(shí)驗(yàn)改革過(guò)程中，學(xué)生變化最大的地方是上理論課時(shí)更認(rèn)真，更勤于思考，敢于提出問(wèn)題。這是一個(gè)可喜的改變。另外，教師在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的不同階段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)時(shí)，學(xué)生開(kāi)始打破習(xí)慣思維的局限性，運(yùn)用逆向思考的方法來(lái)分析問(wèn)題，同時(shí)也敢于對(duì)一些經(jīng)典問(wèn)題的經(jīng)典解答提出自己的疑惑。學(xué)生開(kāi)始初步具有批判性思維和初步的創(chuàng)造能力，而且開(kāi)始踴躍參加老師的科研課題，積極參加高校的各類(lèi)競(jìng)賽活動(dòng)。雖然培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，工作也是任重而道遠(yuǎn)，不是一兩門(mén)實(shí)驗(yàn)課程的改革所能做到的。但實(shí)踐表明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革對(duì)學(xué)生精神面貌和思維方式的改變是卓有成效的，學(xué)生開(kāi)始認(rèn)識(shí)到所學(xué)的公共基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的重要性，對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度和認(rèn)識(shí)水平也大大提高。

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Abstract：The Scientific research process is introduced in experimental teaching on the basic of the practice of experimental teaching reform and research development experience. The idea of research is applied to integrate experimental teaching content and improve teaching methods and experimental evaluation methods. The experiment contents are project-oriented，experiment modes are team-oriented，and experiment scores are stage-oriented in order to train students creative ability and comprehensive practical ability.

Key words：Research Methods；Experimental Teaching Reform；Innovative Practice Ability