基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的計算機(jī)自主實(shí)驗(yàn)的探索與實(shí)施

秦娥等

摘要：傳統(tǒng)的依附于教材的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)，對學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)無益。本文從我院已開設(shè)的自主實(shí)驗(yàn)入手，探討了自主實(shí)驗(yàn)的初步成效，并繼續(xù)深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，建立四個層次的自主實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系，完善自主實(shí)驗(yàn)質(zhì)量保障體系，從而提高學(xué)生的實(shí)踐能力，為社會培養(yǎng)計算機(jī)創(chuàng)新人才。

關(guān)鍵詞：自主實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改革創(chuàng)新；質(zhì)量保障體系

中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 論文編號：1674-2117（2015）10-0090-03

引言

作為計算機(jī)專業(yè)教學(xué)體系的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個教學(xué)過程中是至關(guān)重要、不可缺少的環(huán)節(jié)，學(xué)生綜合素質(zhì)的提高及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)更離不開實(shí)驗(yàn)教學(xué)。[1]但目前許多高校的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)都存在一系列問題，如實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多依附于教材并多年保持內(nèi)容不變，學(xué)生通常被動地按實(shí)驗(yàn)步驟開展實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動性不夠、無法進(jìn)行更多的創(chuàng)新和創(chuàng)造等。為此，許多學(xué)校都提出了“加強(qiáng)基礎(chǔ)訓(xùn)練、注重能力培養(yǎng)、強(qiáng)調(diào)素質(zhì)提高、突出創(chuàng)新意識”的基準(zhǔn)和原則，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，通過開設(shè)自主實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

為了全面提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，浙江工業(yè)大學(xué)中長期（2011-2020年）發(fā)展規(guī)劃中指出，實(shí)驗(yàn)教學(xué)要實(shí)現(xiàn)三個轉(zhuǎn)變：①從依附到相對獨(dú)立的轉(zhuǎn)變。改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論教學(xué)的傳統(tǒng)觀念，形成理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的理念。②從被動到相對自主的轉(zhuǎn)變。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上，改變以教為主、學(xué)生被動學(xué)習(xí)的局面，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、師生互動合作。③從封閉到全面開放的轉(zhuǎn)變。強(qiáng)調(diào)時間、空間、內(nèi)容、資源等方面的開放，強(qiáng)調(diào)課內(nèi)課外結(jié)合、學(xué)生自主研學(xué)、因材施教。[2]

計算機(jī)學(xué)院一直以來，都十分重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，投入了大量的資金更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備，為師生配備良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，為了更好地調(diào)動學(xué)生的積極性，并培養(yǎng)優(yōu)秀人才，學(xué)院鼓勵教師開設(shè)了一定數(shù)量的自主實(shí)驗(yàn)，并不斷推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，建立健全自主實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新品質(zhì)為核心，推進(jìn)自主研學(xué)、多層次個性化、全方位開放等實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革。

已開設(shè)的自主實(shí)驗(yàn)的成效

開設(shè)自主實(shí)驗(yàn)是計算機(jī)學(xué)院在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方面的新嘗試，在軟件開發(fā)類課程中實(shí)施了兩年，效果比較好。我院現(xiàn)有計算中心實(shí)驗(yàn)室、軟件工程實(shí)驗(yàn)室、硬件實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)中心，開設(shè)的自主實(shí)驗(yàn)以軟件開發(fā)和算法設(shè)計為主，由素質(zhì)優(yōu)良的教師悉心準(zhǔn)備，并由實(shí)驗(yàn)教學(xué)院長親自把關(guān)審核，由學(xué)生自主選擇組隊，在學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識的前提下，給學(xué)生一定的學(xué)習(xí)上升空間，在實(shí)驗(yàn)過程中，引導(dǎo)學(xué)生開放思維，采用各種新的方法和技術(shù)手段，鼓勵創(chuàng)新、協(xié)作完成自主實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，根據(jù)學(xué)生對自主實(shí)驗(yàn)的完成程度給予不同等次的第二課堂加分。

學(xué)生普遍反映，在開放自主的環(huán)境中做這些自主實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)興趣更大，學(xué)習(xí)能動性更強(qiáng)，能不斷激發(fā)創(chuàng)新思維，積極主動地全身心投入做實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在自主實(shí)驗(yàn)過程中不斷積累知識，綜合運(yùn)用各種方法解決問題，提高了計算機(jī)技術(shù)水平，創(chuàng)新能力、動手實(shí)踐能力有了大幅度提高，思維更活躍。因?yàn)榻^大多數(shù)自主實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生合作完成，所以培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力，為其以后就業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。通過跟蹤調(diào)查選擇自主實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，發(fā)現(xiàn)他們在就業(yè)崗位上的適應(yīng)能力比一般同學(xué)強(qiáng)，創(chuàng)新實(shí)踐能力和團(tuán)隊協(xié)作能力更是高于其他人?？紤]到計算機(jī)學(xué)院學(xué)生的就業(yè)和升學(xué)需要，我們還計劃開設(shè)綜合實(shí)踐類、工程實(shí)踐類自主實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步完善自主實(shí)驗(yàn)體系，提高自主實(shí)驗(yàn)的深度和廣度，不斷完善自主實(shí)驗(yàn)質(zhì)量保障體系，以便吸引更多優(yōu)秀的學(xué)生參與其中，為社會培養(yǎng)更多的計算機(jī)精英人才。

建立四個層次的自主實(shí)驗(yàn)體系

計算機(jī)學(xué)院采用“因材施教、個性發(fā)展、多元評價”的人才培養(yǎng)理念，遵循“適應(yīng)和引領(lǐng)企業(yè)需求，分層分類精細(xì)化培養(yǎng)”的教學(xué)思想，為了進(jìn)一步提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，學(xué)院構(gòu)建了學(xué)科基礎(chǔ)技能、專業(yè)基本技能、綜合實(shí)踐技能和工程實(shí)踐能力四個層次的自主實(shí)驗(yàn)體系（如圖1）。對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)平臺支撐，大大激發(fā)了學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)踐興趣，培養(yǎng)了其自主創(chuàng)新與實(shí)踐能力，適應(yīng)了社會對不同層次計算機(jī)人才的需求。

學(xué)科基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)類自主實(shí)驗(yàn)，一般是以教材內(nèi)容為基礎(chǔ)，提煉出有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的程序設(shè)計類和中等難度的軟件開發(fā)實(shí)驗(yàn)。

綜合實(shí)踐類自主實(shí)驗(yàn)，由企業(yè)負(fù)責(zé)人和任課教師商定，引進(jìn)知名企業(yè)的真實(shí)項目與案例，分解成若干個子項目，確保自主實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和先進(jìn)性，保證學(xué)生在完成這些實(shí)驗(yàn)之后，基礎(chǔ)理論知識得以綜合運(yùn)用，創(chuàng)新實(shí)踐能力有較大的提升。

工程實(shí)踐類自主實(shí)驗(yàn)，一般選取優(yōu)秀學(xué)生直接參與到企業(yè)的工程實(shí)踐項目中，或是參與到學(xué)校的創(chuàng)新競賽和科研項目中。這類自主實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生基礎(chǔ)知識更扎實(shí)，工程觀念和運(yùn)用知識能力增強(qiáng)，思想活躍，富有創(chuàng)新精神，進(jìn)而提高其工程實(shí)踐技能和創(chuàng)新協(xié)作能力。

為保證自主實(shí)驗(yàn)的先進(jìn)性、實(shí)戰(zhàn)性，構(gòu)建適合計算機(jī)發(fā)展需要的自主實(shí)驗(yàn)體系，學(xué)院還采取了以下措施。

（1）激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。對企業(yè)招聘崗位進(jìn)行整理分析，掌握社會對創(chuàng)業(yè)實(shí)用型和研究型人才的真實(shí)需求，適應(yīng)不同層次學(xué)生的愿望，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新興趣，有針對性地確定自主實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與方案。

（2）項目驅(qū)動引領(lǐng)自主實(shí)驗(yàn)。對企業(yè)導(dǎo)師的實(shí)際項目進(jìn)行裁減與提煉，構(gòu)成若干個真實(shí)案例，項目驅(qū)動引領(lǐng)自主實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建案例式實(shí)踐課程體系。

（3）部署網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐平臺。在實(shí)驗(yàn)室部署與企業(yè)一致的實(shí)驗(yàn)管理平臺，讓學(xué)生直接感受實(shí)驗(yàn)周期的全過程，并體驗(yàn)真實(shí)的工作環(huán)境與職場氛圍。

（4）組建實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊。吸引優(yōu)秀學(xué)生直接參與到自主實(shí)驗(yàn)項目中，組建實(shí)戰(zhàn)團(tuán)隊，提高他們的協(xié)作能力和創(chuàng)新精神，得到最真實(shí)的實(shí)際工作體驗(yàn)。

（5）構(gòu)建多元考核評價體系。對學(xué)生完成的自主實(shí)驗(yàn)項目，采用多方位、多角度、動態(tài)化、互動化的評價方式，不僅關(guān)注研發(fā)成果，更關(guān)注學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中涌現(xiàn)的創(chuàng)新思維和好點(diǎn)子，將學(xué)生自評、實(shí)驗(yàn)教師評價和項目組成員的評價綜合起來，從多角度、多方面對學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)成果給出更客觀、更科學(xué)的評估。

（6）積極進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革，形成專業(yè)課實(shí)驗(yàn)基本源自企業(yè)實(shí)際項目和碩士導(dǎo)師科研課題的模式，并向全校及全省輻射。

完善自主實(shí)驗(yàn)質(zhì)量保障體系

通過各類實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項目的投入，學(xué)院具備了一流的實(shí)驗(yàn)條件和高效的管理手段，實(shí)驗(yàn)室盡可能地對學(xué)生開放，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)與計算機(jī)開發(fā)應(yīng)用的銜接度。自主實(shí)驗(yàn)突出實(shí)踐性和應(yīng)用性，促進(jìn)了人才質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)上一個新臺階；鼓勵素質(zhì)良好、精干高效、富有活力的教師開展自主實(shí)驗(yàn)；聯(lián)合企業(yè)，緊跟快速發(fā)展的計算機(jī)新技術(shù)，共同建設(shè)自主實(shí)驗(yàn)體系，使之規(guī)范化，并與計算機(jī)前沿技術(shù)保持一致，不斷完善自主實(shí)驗(yàn)質(zhì)量保障體系（如上頁圖2），確保自主實(shí)驗(yàn)的開設(shè)質(zhì)量。

結(jié)語

從我院開設(shè)自主實(shí)驗(yàn)的情況來看，自主實(shí)驗(yàn)給學(xué)生提供了發(fā)揮自主性、積極性和創(chuàng)造性的空間，學(xué)生通過自主實(shí)驗(yàn)形成自我監(jiān)控、自我反思、自我評價、自我反饋的學(xué)習(xí)能力。在自主實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生始終處于一種興趣盎然、積極參與的狀態(tài)，他們的自學(xué)、實(shí)踐、合作等能力都得到了充分的訓(xùn)練和極大的發(fā)展。通過自主實(shí)驗(yàn)來學(xué)習(xí)計算機(jī)理論知識和技能，學(xué)生可以將所學(xué)知識運(yùn)用于新問題的解決當(dāng)中，進(jìn)而形成客觀而實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、積極主動的探索精神和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)品質(zhì)等，學(xué)生獲得的將是科學(xué)素養(yǎng)的全面提高以及個人能力的極大提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐成，李仁發(fā).計算機(jī)與電子類專業(yè)自主實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究[J].計算機(jī)教育，2011（17）.

[2]浙江工業(yè)大學(xué).浙江工業(yè)大學(xué)中長期發(fā)展規(guī)劃綱要（2011-2020年）[R].2011.

[3]辜麗川，朱誠.大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)自主探究式教學(xué)模式理論與實(shí)踐研究[J].計算機(jī)教育，2008（24）.

[4]祝昌宇，陳廣貴.從ACM競賽談計算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2011（S1）.

[5]白云，柴鈺.加強(qiáng)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29（8）：109-112.

[6]蔡炳新，蔡熾，曾鴿鳴，等.改革實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，28（1）：17-19.

項目資助：本文受到浙江工業(yè)大學(xué)2014年實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革項目《網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室自主開放管理模式的探索與實(shí)踐》的資助。