計(jì)算機(jī)學(xué)科中工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)途徑

譚云松，王慶春，丁杰敏，呂 濤 （武漢工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢430073）

近年來，國內(nèi)教育市場(chǎng)受到內(nèi)在與外來的沖擊，為提升教學(xué)質(zhì)量，我國成立了工程教育學(xué)會(huì)，負(fù)責(zé)國內(nèi)工程教育認(rèn)證工作，并期望盡快與國際接軌。工程教育為我國培養(yǎng)了大量專業(yè)的工程師人才，工程項(xiàng)目創(chuàng)新給工程學(xué)生提供了展示自己才能的機(jī)會(huì)。下面，筆者旨在研究計(jì)算機(jī)學(xué)科的學(xué)生創(chuàng)新培養(yǎng)模式，指導(dǎo)工程教育工作者掌握工程教育基本理論和科學(xué)的教育方法??武漢工程大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目 （X2011010）。。

1 工程創(chuàng)新能力的內(nèi)涵

一般來說，創(chuàng)新能力包含創(chuàng)造力、創(chuàng)新機(jī)制與創(chuàng)業(yè)精神，創(chuàng)新 （innovation）是創(chuàng)造力 （creativity）的具體實(shí)踐。工程創(chuàng)新可以分成4個(gè)部份來看，包括動(dòng)機(jī)、問題、求解及成果等4個(gè)創(chuàng)新能力［1］。其中第一個(gè)是創(chuàng)新的動(dòng)機(jī)，也許是基于好奇心、企圖心或某種程度的需要，于是就會(huì)注意到可以發(fā)揮創(chuàng)意思考的轉(zhuǎn)移空間，一般問題空間會(huì)以所熟知的周圍環(huán)境為起始點(diǎn)。當(dāng)然，是否可以找出問題所在，可能會(huì)與人格特質(zhì)、過去經(jīng)驗(yàn)、訓(xùn)練等均相關(guān)。但知道了問題點(diǎn)，就需要找到該問題的解答或構(gòu)想，否則問題永遠(yuǎn)存在，就不會(huì)創(chuàng)造出新的價(jià)值。有了可行的構(gòu)想，再配合工程上已知的技術(shù)、工具等，加以生產(chǎn)、執(zhí)行該構(gòu)想，以確實(shí)讓創(chuàng)意程序中產(chǎn)生的構(gòu)想，轉(zhuǎn)換成有用的價(jià)值。在這4個(gè)空間中，研究最多的主要是問題與求解，說明工程創(chuàng)新能力必須包括從創(chuàng)意產(chǎn)生、形成構(gòu)想，乃至讓構(gòu)想實(shí)體化的整個(gè)過程，特別是產(chǎn)出的結(jié)果必須是創(chuàng)新且具有價(jià)值的提升。對(duì)于組織或團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新能力而言，基本上是建立在個(gè)人之上，不過，研究報(bào)告也顯示部分不同的影響因素，包括團(tuán)隊(duì)的內(nèi)部向心力 （team cohesiveness）、工作制度 （tenure）、工作設(shè)計(jì) （job design）、及管理方式 （supervisory style）等［2，3］。另一方面，團(tuán)隊(duì)中成員間的互動(dòng)以及領(lǐng)導(dǎo)者的才能，也直接或間接影響著團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新能力，如軟件項(xiàng)目開發(fā)者帶領(lǐng)開發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的方式，可以達(dá)成團(tuán)隊(duì)中彼此溝通的目的，大大提高開發(fā)效率和產(chǎn)品的滿意度。

2 培養(yǎng)途徑

2．1 構(gòu)建計(jì)算機(jī)學(xué)科實(shí)踐教學(xué)體系，提高學(xué)生工程實(shí)踐能力

通過調(diào)研IT行業(yè)的發(fā)展和市場(chǎng)人才需求，在實(shí)踐教學(xué)改革中將計(jì)算機(jī)知識(shí)和技能的教學(xué)貫穿于整個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)之中，創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)貫穿于4年的實(shí)踐教學(xué)中，突出學(xué)生的工作能力和工程意識(shí)培養(yǎng)，為計(jì)算機(jī)學(xué)科的工程教育專業(yè)評(píng)估以及畢業(yè)生獲得工程師資質(zhì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)計(jì)算機(jī)學(xué)科建設(shè)要求，在教學(xué)計(jì)劃中將實(shí)踐教學(xué)分成3個(gè)模塊：課程實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)與單位實(shí)習(xí)，把創(chuàng)新貫穿于3個(gè)模塊之中，解決了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相互獨(dú)立、各自為陣、缺乏系統(tǒng)性和持續(xù)性、難以適應(yīng)對(duì)新世紀(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求等問題。

1）第一層次 第一層次為基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，包括硬件實(shí)驗(yàn)和程序設(shè)計(jì)語言等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。課程實(shí)驗(yàn)主要是訓(xùn)練基本技能、了解軟硬件工作的基本原理、熟悉計(jì)算機(jī)元器件與常用軟件、設(shè)置機(jī)器拆裝、模塊重組等，強(qiáng)化工程能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。

2）第二層次 第二層次為綜合型實(shí)驗(yàn)，主要是針對(duì)課程設(shè)計(jì)，綜合多門課程完成具有一定分析綜合能力的實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目。

3）第三層次 第三層次是深入企業(yè)實(shí)習(xí)，包括生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合、科研與應(yīng)用相結(jié)合的教學(xué)思想，強(qiáng)化分析、提高解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。

通過以上3個(gè)模塊的實(shí)踐能力，再結(jié)合科研平臺(tái)，以創(chuàng)新為動(dòng)力，以質(zhì)量為目標(biāo)的教學(xué)思想，建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系。從強(qiáng)化基本計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)理論應(yīng)用、軟硬件基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固和基本實(shí)驗(yàn)技能的提高入手，到注重實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)性、綜合性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和設(shè)計(jì)能力的提高，強(qiáng)化工程能力的培養(yǎng)。

2．2 建立雙導(dǎo)師培養(yǎng)機(jī)制，構(gòu)建工程實(shí)踐平臺(tái)

高等學(xué)校師資來源于高等學(xué)校和研究單位，很多教師具有較深的理論基礎(chǔ)知識(shí)，但不一定具有工程實(shí)踐能力，對(duì)于計(jì)算機(jī)學(xué)科來說尤其如此。因此，對(duì)于工程教育的學(xué)生來說，應(yīng)該建立雙導(dǎo)師教學(xué)機(jī)制，在學(xué)校教師的指導(dǎo)下完成理論課程的學(xué)習(xí)，為工程實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，在校外實(shí)習(xí)基地，由校外工程師來進(jìn)行指導(dǎo)學(xué)生完成工程項(xiàng)目的實(shí)踐，這樣就比較容易的完成了從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)換。對(duì)于計(jì)算機(jī)學(xué)科來說，學(xué)生在校內(nèi)可以掌握計(jì)算機(jī)軟硬件的基礎(chǔ)知識(shí)，在校外可以面向應(yīng)用開發(fā)面向市場(chǎng)的計(jì)算機(jī)軟硬件，在這一過程中，離不開校內(nèi)指導(dǎo)教師和校外指導(dǎo)教師雙重培養(yǎng)［4］。

此外，還可以將專業(yè)建設(shè)與學(xué)科建設(shè)相結(jié)合，研究平臺(tái)建設(shè)與實(shí)習(xí)基地相結(jié)合，校內(nèi)實(shí)驗(yàn)校外實(shí)習(xí)相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)與技能的結(jié)合，建立 “校內(nèi)實(shí)驗(yàn)＋綜合實(shí)踐＋校外實(shí)習(xí)”的工程實(shí)踐平臺(tái)。以提高學(xué)生動(dòng)手、觀察、思維和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，實(shí)習(xí)基地建設(shè)為重點(diǎn)，帶動(dòng)方式、指導(dǎo)形式、管理改革，強(qiáng)化操作技能，提高設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)。

2．3 加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作，提高團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新能力

工程教育中，可以將小組作業(yè)轉(zhuǎn)化成一個(gè)有效的團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)?？勺寣W(xué)生獲得更好的團(tuán)隊(duì)合作經(jīng)驗(yàn)，并提升學(xué)生的技術(shù)能力。教學(xué)實(shí)踐中根據(jù)適當(dāng)?shù)墓ぷ鲿r(shí)間分組、提供基礎(chǔ)的團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練、監(jiān)督團(tuán)隊(duì)并在有需要時(shí)適時(shí)介入、并包含一個(gè)互評(píng)的機(jī)制［5］。

1）專題作業(yè) 明確要求互相合作共同完成。

2）分組 分組前，老師調(diào)查學(xué)生的意見以找出他們偏好的工作時(shí)間，并根據(jù)之前的必修課成績進(jìn)行組合分組。為簡化步驟，分組時(shí)不考慮性別和成績優(yōu)劣。

3）訓(xùn)練小組 分派團(tuán)隊(duì)作業(yè)的當(dāng)天，教師應(yīng)在課堂上進(jìn)行討論，雖然涵蓋范圍可能很小，但仍可讓學(xué)生體會(huì)到團(tuán)隊(duì)互動(dòng)的特性和合作的重要性，認(rèn)識(shí)一些團(tuán)隊(duì)運(yùn)作更有效的策略。

3 結(jié) 論

給出了以最終成果為出發(fā)點(diǎn)的工程創(chuàng)新能力定義，并以動(dòng)機(jī)、問題、解答及成果等4個(gè)轉(zhuǎn)移空間的概念厘清創(chuàng)思、創(chuàng)意與創(chuàng)造在工程創(chuàng)新能力上之差異。由于工程講求最后的成果，因而單單有創(chuàng)意構(gòu)想，尚不足以產(chǎn)出具體創(chuàng)新、有價(jià)值的成果，因而必須有實(shí)際成果產(chǎn)生，否則仍會(huì)淪為空談。筆者所分析的計(jì)算機(jī)學(xué)科的教學(xué)活動(dòng)，可以滿足工程創(chuàng)新能力的基本要求。計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生在實(shí)習(xí)中關(guān)鍵是要培養(yǎng)他們的動(dòng)手、分析、綜合實(shí)踐和團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新能力，為保障學(xué)生充分地在實(shí)習(xí)中得到鍛煉，在鍛煉中得到創(chuàng)新，應(yīng)充分利用校內(nèi)實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)教學(xué)平臺(tái)，通過項(xiàng)目合作為學(xué)生提供學(xué)生工程創(chuàng)新的實(shí)踐平臺(tái)，為工程學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)提供保障。

［1］方 勇，李志仁 ．高等教育與國家創(chuàng)新體系 ［M］．重慶：西南師范大學(xué)出版社，2006．

［2］中國計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程研究組 ．中國計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程 （2002）［M］．北京：清華大學(xué)出版社，2002．

［3］黃德寬 ．創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要制度保障 ［J］．中國高等教育，2006（20）：1－3．

［4］錢國英，王剛，徐立清 ．本科應(yīng)用型人才的特點(diǎn)及其培養(yǎng)體系的構(gòu)建 ［J］．中國大學(xué)教育，2005（9）：54－56．

［5］周興社，樊曉椏 ．創(chuàng)新型計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐 ［J］．計(jì)算機(jī)教育，2007（3）：10－11．