劉 丹
(武漢大學(xué) 國家網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院,湖北 武漢 430072)
本科階段是對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力進(jìn)行培養(yǎng)的關(guān)鍵階段,在這一階段,學(xué)生的專業(yè)認(rèn)知、專業(yè)方向選擇、奮斗目標(biāo)的確定都處于迅速發(fā)展的狀態(tài)。實(shí)踐證明,在本科教育階段,通過課堂教育與業(yè)余科研相結(jié)合的模式提高本科生的創(chuàng)新能力,是一種行之有效的模式[1-5]。
依據(jù)美國頒布的國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn),大學(xué)人才培養(yǎng)“重點(diǎn)應(yīng)是教育學(xué)生掌握人們每天使用的多種技能,如創(chuàng)造性地解決問題、批判的思維和在工作中具有合作精神”[6]。美國教育注重養(yǎng)成綜合能力,本科教育尤其強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生在復(fù)雜社會的綜合適應(yīng)能力。英國創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的突出特點(diǎn)是實(shí)行導(dǎo)師制[7],注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、動手能力和創(chuàng)新能力。我國提出“提高自主創(chuàng)新能力,建設(shè)創(chuàng)新型國家”的目標(biāo),要求“進(jìn)一步營造創(chuàng)新環(huán)境,努力造就世界一流的科學(xué)家和領(lǐng)軍人才,注重培養(yǎng)一線的創(chuàng)新人才”;同時,教育部頒布質(zhì)量工程實(shí)施綱要,把大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提高到前所未有的地位。全國高校以質(zhì)量工程為契機(jī),積極探索大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),建立以大學(xué)科和平臺為基礎(chǔ)的課程結(jié)構(gòu)體系,制訂多層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)規(guī)格,以適合我國國情和各學(xué)校的特點(diǎn)。
評價本科生的創(chuàng)新能力是一個很復(fù)雜的問題,很多研究者把目光投向?qū)W生畢業(yè)以后若干年的成就,這種評價方法無疑是很科學(xué)的,但對于高校教育者的指導(dǎo)作用以及對在校生的激勵作用則相當(dāng)有限,因此,必須考慮選取學(xué)生在校時即能夠表現(xiàn)出來的一些數(shù)據(jù)指標(biāo),作為評判學(xué)生創(chuàng)新能力的參考依據(jù)。在本科生學(xué)習(xí)的階段,首先,本科生參與科學(xué)研究的能力、愿望和比例與學(xué)生的創(chuàng)新能力相關(guān);其次,本科生參加各類專業(yè)性學(xué)術(shù)競賽的成績與學(xué)生的創(chuàng)新能力相關(guān);第三,本科生依托專業(yè)知識參與社會活動的相關(guān)能力也和學(xué)生的創(chuàng)新能力相關(guān)。
計算機(jī)專業(yè)本科生參與科學(xué)研究不僅是一種可能,而且在實(shí)踐中已經(jīng)被證明是一種相當(dāng)有效的教育模式。學(xué)生創(chuàng)新能力的最終檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是學(xué)生在實(shí)際科學(xué)研究中表現(xiàn)出的創(chuàng)造力和學(xué)術(shù)能力,本科生參加科學(xué)研究是迅速提升創(chuàng)新能力的一條重要途徑[8]。
本科生參加科學(xué)研究能夠固化一些指標(biāo),相關(guān)的指標(biāo)包括本科生參與科研項(xiàng)目的參與度、申請業(yè)余科研項(xiàng)目的數(shù)量等參與性指標(biāo);本科生在各類級別的刊物、學(xué)術(shù)會議中發(fā)表論文的數(shù)量、級別,以本科生為主要作者的專利獲批數(shù)、軟件著作權(quán)獲批數(shù)等成果性指標(biāo)。
計算機(jī)專業(yè)的本科學(xué)生可以參加的學(xué)術(shù)競賽種類很多,主要有官方性質(zhì)的ACM程序設(shè)計大賽、信息安全大賽、仿真大賽、超算比賽等全國性比賽,也有一些企業(yè)和社會團(tuán)體舉辦的區(qū)域性競賽和商業(yè)性競賽,如中軟杯程序設(shè)計大賽、花旗杯業(yè)余科技作品大賽等。學(xué)生參加學(xué)術(shù)競賽的相關(guān)指標(biāo)包括參與率的指標(biāo),就是參加學(xué)生占全體學(xué)生的總比重;獲獎率指標(biāo),就是參與的學(xué)生中獲得獎項(xiàng)的多少和高低。兩項(xiàng)指標(biāo)共同反映本科生參加各類學(xué)術(shù)競賽的活躍度和效果,總體顯示出學(xué)生的創(chuàng)新能力。
本科生依托自己的專業(yè)知識參與社會活動的相關(guān)數(shù)據(jù)也可以作為本科生創(chuàng)新能力的參照指標(biāo)。目前學(xué)生參與程度較高的社會活動主要有:①參與現(xiàn)有的技術(shù)類社團(tuán),如參加計算機(jī)協(xié)會、網(wǎng)絡(luò)編程協(xié)會、ACM協(xié)會、自強(qiáng)學(xué)堂等社團(tuán);②大學(xué)生自己創(chuàng)辦的學(xué)術(shù)社團(tuán),如計算機(jī)學(xué)院在校生創(chuàng)辦的“武漢大學(xué)講座網(wǎng)”等;③計算機(jī)專業(yè)的大學(xué)生參與創(chuàng)業(yè)的情況,包括以在校大學(xué)生為主進(jìn)行創(chuàng)業(yè)型公司的創(chuàng)辦、參加大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃的競賽等活動,這些指標(biāo)都從不同的側(cè)面反映大學(xué)生創(chuàng)新能力的強(qiáng)弱。
創(chuàng)造力的主體固然是學(xué)生,但整個教育環(huán)境的培養(yǎng)無疑是起到主導(dǎo)作用的。本科生的學(xué)習(xí)周期是4年,在這有限的時間中要激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)造力,需要有誘導(dǎo)、激發(fā)和強(qiáng)化的過程。計算機(jī)專業(yè)學(xué)習(xí)的很多內(nèi)容對于相當(dāng)一部分大學(xué)生而言是全新的,因?yàn)楦咧须A段并沒有接觸過相關(guān)的內(nèi)容,所以對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)就必然包含學(xué)生情感上對計算機(jī)相關(guān)知識及其思維模式的接受過程。
在教學(xué)過程中應(yīng)注重學(xué)生學(xué)習(xí)主動性的培養(yǎng),以學(xué)生為本,注重在教學(xué)工作中與學(xué)生的平等溝通,變教學(xué)為導(dǎo)學(xué),將學(xué)習(xí)主體轉(zhuǎn)移到學(xué)生身上;同時,必須轉(zhuǎn)變以學(xué)科為主的課程設(shè)計,建設(shè)多方面、全方位的教學(xué)課程體系,在通識教育課程的基礎(chǔ)上結(jié)合學(xué)科教育課程,讓學(xué)生在專業(yè)知識上打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);此外,設(shè)置學(xué)科方向課程及實(shí)踐教學(xué)課程,讓學(xué)生在學(xué)科方向上有所精通,尊重學(xué)生個人的發(fā)展方向,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科研作風(fēng)和學(xué)生初步的科學(xué)研究能力,實(shí)現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展;轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)模式,在教學(xué)過程中通過案例分析、課程設(shè)計等方式培養(yǎng)學(xué)生主動探索問題的能力,從而調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。
由于計算機(jī)專業(yè)的特性,實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)的必備環(huán)節(jié),必須提升到與理論教學(xué)并重的地位。從專業(yè)人才培養(yǎng)需要出發(fā),統(tǒng)籌考慮實(shí)驗(yàn)課程體系的建設(shè),計算機(jī)專業(yè)本科生的實(shí)踐教學(xué)可分為6個層次:①學(xué)科原理型實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生理解學(xué)科基本知識。②學(xué)科設(shè)計型實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)過程中幫助學(xué)生基于學(xué)科綜合知識,設(shè)計實(shí)現(xiàn)一個綜合性系統(tǒng),提高學(xué)生的動手能力,讓學(xué)生對學(xué)科知識有更深層次的理解。③學(xué)科前沿型實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)過程中幫助學(xué)生探索學(xué)科前沿知識,提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。④行業(yè)前沿型實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)過程中幫助學(xué)生了解學(xué)科的行業(yè)前沿應(yīng)用,通過學(xué)院建設(shè)的多種實(shí)訓(xùn)平臺,結(jié)合行業(yè)中存在的工程問題,綜合使用學(xué)科知識。⑤實(shí)習(xí)實(shí)踐,設(shè)立實(shí)習(xí)實(shí)踐制度,在第3學(xué)年或第4學(xué)年讓學(xué)生提前進(jìn)入實(shí)習(xí)基地進(jìn)行一學(xué)期的實(shí)習(xí)實(shí)踐。對于有意向就業(yè)的學(xué)生,可讓其直接進(jìn)入實(shí)習(xí)基地,承擔(dān)工程研發(fā)任務(wù),通過工程實(shí)踐選擇自己的就業(yè)方向;對于有意向繼續(xù)深造的學(xué)生,可讓其選擇在學(xué)院內(nèi)加入導(dǎo)師課題組,承擔(dān)部分科研任務(wù),提前培養(yǎng)科研能力。⑥畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計,學(xué)生可以基于實(shí)習(xí)實(shí)踐過程中遇到的問題選擇畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計的題目,在畢業(yè)前進(jìn)一步提高綜合能力。
在需要學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐的課程中,推進(jìn)學(xué)科教學(xué)方法改革,幫助學(xué)生在實(shí)踐中主動探索;與此同時,建立課程設(shè)計制度,通過實(shí)踐性課程設(shè)計,幫助學(xué)生提高學(xué)科實(shí)踐能力。
1)完善實(shí)踐質(zhì)量保障體系,建設(shè)優(yōu)秀的實(shí)踐教學(xué)師資團(tuán)隊(duì)。
優(yōu)秀的實(shí)踐教學(xué)體系需要強(qiáng)大的師資隊(duì)伍作為支撐。加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè),教學(xué)團(tuán)隊(duì)既要擁有理論教學(xué)能力,又要擁有實(shí)踐教學(xué)能力。實(shí)踐教學(xué)師資團(tuán)隊(duì)絕對不能只有實(shí)踐教學(xué)能力而忽略理論教學(xué)能力,必須在實(shí)踐教師團(tuán)隊(duì)中配置高水平的科研人員,直接參與實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計中,以保障實(shí)踐教學(xué)體系的質(zhì)量。
2)豐富學(xué)生實(shí)踐內(nèi)容,建設(shè)高水平綜合實(shí)驗(yàn)中心。
先進(jìn)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺是優(yōu)秀的實(shí)踐教學(xué)體系的基礎(chǔ),豐富學(xué)生實(shí)踐內(nèi)容,建設(shè)高水平綜合實(shí)驗(yàn)中心至關(guān)重要。先進(jìn)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。在提供先進(jìn)教學(xué)設(shè)備的前提下,還需要積極加強(qiáng)和完善實(shí)驗(yàn)室管理制度,推動實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的開放化管理,允許學(xué)生在教學(xué)時間之外申請使用實(shí)驗(yàn)室,以提高實(shí)驗(yàn)室利用率,為有發(fā)展?jié)摿Φ谋究粕峁└玫膶?shí)踐平臺。通過大量接觸和使用先進(jìn)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺,學(xué)生能夠真正具有優(yōu)秀的實(shí)踐能力,進(jìn)一步培養(yǎng)和發(fā)揮學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。
課外學(xué)習(xí)作為課內(nèi)學(xué)習(xí)的補(bǔ)充,由一系列相互連接的課外活動構(gòu)成,這些活動與專業(yè)學(xué)習(xí)密切相關(guān),共同調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新積極性。
1)一年級:新生年度創(chuàng)新計劃。
以武漢大學(xué)計算機(jī)學(xué)院為例,學(xué)院從2008年起就開始在新生中推行年度創(chuàng)新計劃,要求所有的新生自主組隊(duì),每4個人1個團(tuán)隊(duì),向?qū)W院申報擬研究課題,學(xué)院予以立項(xiàng)。在第一年的學(xué)習(xí)完成以后,學(xué)院予以檢查和評獎。
2)二年級:業(yè)余科研立項(xiàng)。
依托“國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”,學(xué)院在大學(xué)二年級號召學(xué)生積極響應(yīng)相關(guān)的通知,積極自主組隊(duì)參與,具體管理包括合同簽訂、進(jìn)度檢查、中期檢查、結(jié)題驗(yàn)收、經(jīng)費(fèi)管理等相關(guān)環(huán)節(jié)。
3)三年級:各類科研學(xué)術(shù)競賽。
以競賽促實(shí)踐教學(xué)是很多學(xué)校的做法,武漢大學(xué)計算機(jī)學(xué)院也不例外,目前學(xué)生有組織地參與ACM比賽和信息安全大賽已經(jīng)蔚然成風(fēng)。這些競賽的獲獎可以極大地提高學(xué)生的成就感、專業(yè)認(rèn)知和科研熱情。
4)四年級:研究生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室與就業(yè)實(shí)習(xí)。
在大學(xué)四年級時,已經(jīng)有一定科研基礎(chǔ)并且接受過部分訓(xùn)練的學(xué)生可以參與導(dǎo)師的部分科研任務(wù)。學(xué)院通過推薦免試研究生的機(jī)制讓這一部分學(xué)生與導(dǎo)師實(shí)現(xiàn)提前對接,正式參與科學(xué)研究[9]。
從管理和激勵的角度來看,要分別從教師和學(xué)生兩個方面調(diào)動積極性,調(diào)動教師關(guān)注本科生創(chuàng)新能力的熱情和興趣,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的主動性和激發(fā)思維的活躍度。
1)本科導(dǎo)師制。
為本科生設(shè)立本科導(dǎo)師制,為本科班級設(shè)立導(dǎo)師組,輪流負(fù)責(zé)本科班級輔導(dǎo)工作。設(shè)立本科導(dǎo)師能夠針對性地幫助學(xué)生挖掘?qū)W科興趣,吸引有發(fā)展?jié)摿Φ膶W(xué)生提前進(jìn)入導(dǎo)師課題組,引導(dǎo)學(xué)生承擔(dān)研發(fā)任務(wù),讓學(xué)生對本專業(yè)產(chǎn)生更加濃厚的興趣,從而激勵學(xué)生更加積極主動地學(xué)習(xí)。本科導(dǎo)師制度也能夠讓學(xué)生在課堂之外接觸教師,教師對學(xué)生的引導(dǎo)能夠幫助學(xué)生更快地成長和進(jìn)步。
2)教研項(xiàng)目立項(xiàng)。
本科生教學(xué)在研究型大學(xué)中處于一個比較邊緣的位置,教師對本科生教學(xué)投入的精力較少。為了提升教師對本科生教學(xué)的關(guān)注和興趣,武漢大學(xué)計算機(jī)學(xué)院每年從教學(xué)建設(shè)經(jīng)費(fèi)中撥出??钤O(shè)立院級教學(xué)研究項(xiàng)目,吸引教師申報,并在教師申報的教學(xué)改革項(xiàng)目中培育和申報更高級別的教學(xué)研究項(xiàng)目,近5年來,共設(shè)立教改項(xiàng)目50余項(xiàng)。
1)本科生科研立項(xiàng)。
除國家、學(xué)校的科研課題之外,學(xué)院每年設(shè)立30~50項(xiàng)科研課題,讓更多的學(xué)生有機(jī)會參與科研活動,直接訓(xùn)練他們的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。通過科研活動,學(xué)生可以直接接觸學(xué)科前沿的相關(guān)工作,更加積極主動地探索科學(xué)知識;與此同時,科研活動能夠幫助學(xué)生結(jié)合學(xué)科理論和科研實(shí)踐,不僅收獲更多的專業(yè)知識,同時還培養(yǎng)積極探索的科學(xué)精神,讓學(xué)生體會科研過程中的樂趣,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生對本學(xué)科的興趣,還能讓學(xué)生正確面對失敗挫折,培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神和團(tuán)隊(duì)意識。
給學(xué)生留有較大的空間,充分發(fā)揮學(xué)生的自主性,讓學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合、動手與動腦相結(jié)合,不僅可以促進(jìn)學(xué)生智力因素的發(fā)展,而且能夠促進(jìn)學(xué)生非智力因素的發(fā)展。通過訓(xùn)練可以較早完成科學(xué)研究基本素質(zhì)培養(yǎng)的準(zhǔn)備,有利于培養(yǎng)學(xué)生積極探索、勇于進(jìn)取的科學(xué)精神;在科學(xué)研究實(shí)踐中,通過團(tuán)結(jié)協(xié)作解決實(shí)際問題,有利于培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣,使其體驗(yàn)創(chuàng)造的樂趣,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生崇尚科學(xué)、追求真理的高尚情感。
2)科技社團(tuán)與興趣小組。
學(xué)院成立的多個科技社團(tuán)能夠把學(xué)生組織起來,讓學(xué)生從一入校就能感受學(xué)術(shù)氛圍,如以競賽為主題的ACM協(xié)會、以就業(yè)為主題的金山俱樂部等。從二年級開始,學(xué)生自發(fā)組成多個以創(chuàng)新活動為目標(biāo)的興趣小組,在導(dǎo)師的指導(dǎo)下從事學(xué)習(xí)、業(yè)余科研活動,培養(yǎng)在課堂之外的學(xué)科知識應(yīng)用能力,以具有更好的自學(xué)和動手能力。興趣團(tuán)體能夠引導(dǎo)學(xué)生主動自學(xué),學(xué)生之間也可以互相激勵,產(chǎn)生更強(qiáng)的競爭意識。由于學(xué)生必須要完成創(chuàng)新活動,在這類實(shí)踐活動中學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力也會進(jìn)一步提高。
設(shè)置有利于引導(dǎo)學(xué)生投身創(chuàng)新教育活動的激勵機(jī)制,在評定獎學(xué)金、推免研究生等方面,加大創(chuàng)新能力所占比重,鼓勵學(xué)生把創(chuàng)新能力的培養(yǎng)放在突出位置。在獎學(xué)金評定中,充分利用社會資源,爭取Google獎學(xué)金、IBM獎學(xué)金、花旗獎學(xué)金等多項(xiàng)社會獎學(xué)金,這些獎學(xué)金都設(shè)置有“有突出科研成績和競賽獲獎優(yōu)先”的評選條款,用于鼓勵有創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的學(xué)生。在推薦免試研究生方面,列出“不參加分?jǐn)?shù)排隊(duì)直接推薦免試研究生”的特殊政策,鼓勵全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模一等獎、全國電子設(shè)計競賽一等獎、ACM程序設(shè)計大賽亞洲賽區(qū)金獎、“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎、全國計算機(jī)仿真大賽一等獎、電子設(shè)計大賽信息安全邀請賽一等獎等獲得者,可不參加學(xué)生綜合成績計分排名,經(jīng)復(fù)試合格后,直接確定為學(xué)院的推免候選人。
完善的質(zhì)量監(jiān)控體系必不可少,可專門成立教學(xué)督導(dǎo)辦公室,檢查監(jiān)控整個教學(xué)過程的落實(shí)。通過加強(qiáng)對課堂教學(xué)質(zhì)量和教師教學(xué)效果的督察、教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的檢查等日常性教學(xué)管理工作,有力地促進(jìn)各項(xiàng)工作的落實(shí)。通過加強(qiáng)培養(yǎng)模式改革、課程結(jié)構(gòu)體系改革、教學(xué)內(nèi)容改革、教學(xué)方法改革、考試方式改革等,提高對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的針對性。為了確保實(shí)踐教學(xué)體系的教學(xué)質(zhì)量,建立實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理評估、實(shí)驗(yàn)課程評估、優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員評估等一系列評價體系。
以武漢大學(xué)卓越工程為實(shí)施契機(jī),計算機(jī)學(xué)院圍繞學(xué)校提出的“創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)”人才教育理念,將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作為教學(xué)改革重點(diǎn),進(jìn)行改革和創(chuàng)新,制訂新的培養(yǎng)方案,穩(wěn)步推進(jìn)課程體系建設(shè),以提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)更多更好的“三創(chuàng)”復(fù)合型人才[8],同時把實(shí)踐教學(xué)列為優(yōu)先建設(shè)的項(xiàng)目,啟動信息安全專業(yè)“3+1”教學(xué)模式試點(diǎn),現(xiàn)已初步建立起與創(chuàng)新能力培養(yǎng)要求基本適應(yīng)的教學(xué)模式、教學(xué)組織與管理體系、創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系、業(yè)余科研活動、激勵機(jī)制、質(zhì)量監(jiān)控體系。通過實(shí)施這一培養(yǎng)模式,學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和在就業(yè)、深造等方面的競爭力明顯增強(qiáng),教學(xué)管理更加規(guī)范,教學(xué)資源的利用更加有效。隨著計算機(jī)大量地投入使用,三大實(shí)訓(xùn)平臺、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)已初具規(guī)模,校外實(shí)習(xí)基地也已建立15個。在以后的工作中,我們還要深入學(xué)習(xí),不斷探索和研究新的實(shí)踐教學(xué)體系,創(chuàng)新思維,為培養(yǎng)優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才做出更大的貢獻(xiàn)。