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試析創新型人才培養中的教學與科研融合
論文摘要：創新人才的培養需要對傳統教學方法進行改革，其中促進科研與教學的融合是一條重要的途徑。由于科研和教學的目的、任務不同，兩者的融合不是簡單的結合，而是根據人才培養的要求和規律對科研項目進行教學化再開發，使科研與教學融合的效果最大化。為了提高學生的創新能力，結合“市級供電公司管信息系統”和“軟件工程”課程，討論了在課程中引入科研項目的意義和對科研項目進行教學化再開發的原則。
論文關鍵詞：創新；科研與教學融合；綜合能力；課程；軟件工程
國家經濟和社會的發展需要一大批創新型人才來擔當原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新的重任，如何在教學中融入創新理念、培養學生創新意識、提高學生創新能力是培養創新人才時必須要面對的重要課題。其中，將教師的科研項目與課堂教學互相融合是一條重要的途徑。
一、科研和教學融合的意義
傳統的計算機軟件課程教學通常把學生當做“知識的容器”，無論是軟件理論的教學還是語言編程的教學，其教育理念和教學手段都是把學生當成受教育者，是教師授課、灌輸的對象。經過大學四年教育，學生的大腦中被灌滿了無數的專業基礎理論知識、專業理論知識，這對學生踏上社會，尋找一份屬于本專業的工作不能說無助，但對學生整體能力的培養是不夠的。學生畢業后存在的問題是：在實際工作中主動發現問題的能力不足；面對實際問題，解決問題的能力不足；在現實實際中自覺獲取和應用知識的能力不足；面對發展的未來主動探索與研究的能力不足。由于這些能力的不足，使最有希望成為國家創新生力軍的大學生，其創新能力缺乏。為了改變學生創新能力上的不足現狀，有必要進行教學過程模式的創新，在教學過程中有意識地引導學生主動思考、主動參與、主動實踐，使學生的學習模式向自主性、探索性、研究性轉變，在教學過程中培養學生的創新能力。
進行教學過程創新，讓學生在課堂上從被動灌輸到主動探索，把科研項目引入到課堂教學和學生科創活動中是一種重要的途徑。通過科研和教學的結合，可以將科學研究的成果充實到教學中去，引導學生建立基于發現的學習，讓學生在問題中探索、在研究中學習、在學習中解惑，在解惑中提高，讓學生真正體會到知識來源于自然、來源于社會和人類的活動，使學生接觸真正的求知過程，掌握獲取知識的方法，善于進行探索、調查、發現，不斷提高學生的創新能力和創新素質。
二、課程引入科研項目的原則
“軟件工程”對計算機專業的學生來說是一門比較重要的課程，它對學生掌握軟件開發的規律有很重要的作用。在教師平時的科研和技術開發中選擇一些合適的實際項目，引入到“軟件工程”課程中，把軟件項目和軟件工程課程的教學有機結合起來，使學生在課堂上不僅僅單純地學習軟件工程原理，而是通過對引入的科研項目的了解，加深了對軟件開發過程的完整理解，進而掌握軟件工程的知識、掌握軟件開發的規律，促進軟件工程教學質量的提高。
對于科研項目引入軟件工程課程來說，要使整個課程通過實際科研項目的引入，真正起到幫助學生提高軟件開發能力的作用，關鍵是要找一個其規模適中、技術深度、廣度都比較恰當的軟件項目，并以這個項目為藍本，制作相關課件。根據以上原則，在眾多項目案例中，選擇“市級供電公司生產管理系統”作為整個“軟件工程”課程的課程案例。
實際科研項目畢竟是根據實際需求去定制生產的，而不是為了某門課程的教學去專門編制的，實際項目和課程教學有很大區別，單純的實際科研項目離課程教學的目標還有很大的距離，所以將實際科研項目引入課程教學需要教師根據課程目的和要求對實際科研項目進行改造、進行再開發。再開發的重點是如何使科研項目適合課程教學需要，難點是如何處理好課程和科研項目的關系，在科研中遵守教學規律、在教學中遵循科研的規律。在對實際科研項目引入課程教學的再開發時要注意以下一些原則：
1.科研項目教學化再開發時遵循學生能力成長規律
對科研項目再開發的目的是通過將科研項目引入課程來提高學生的創新能力。人的能力和知識、技能之間是互相配合的關系。當學生通過初步的知識學習和技能訓練后就能獲得一定的能力，這些能力的獲得又能幫助學生學習更高級的知識和獲取更高級的技能，學生的能力就達到了一個新的高度。所以在對科研項目進行再開發時，遵循能力發展的螺旋式增長的規律，將“軟件項目可行性分析”作為能力發展的第一個能力節點，“需求分析—設計”作為的第二個能力節點，“開發平臺選擇—編程實現—測試—部署實施”作為第三個能力節點，將實際項目改造成不同難度的課程案例。
2.科研項目教學化再開發遵循學生能力發展的規律
學校教育的主要目標是讓學生的能力全面發展，盡管課程教學主要向學生傳播知識和技能，但通過整個學校課程體系的教育培養，學生的綜合能力會有全面的發展，學生的能力是全面的、綜合性的，可以分為知識理解能力、知識運用能力、崗位適應能力、專業研究能力和創新能力等，要讓學生的能力能得到全面的發展和提高，應該從各方面全面訓練，如果學生在課程學習中僅僅受到理論知識的傳授，而得不到其他能力的訓練，那他的能力訓練是有缺陷的，而這些能力缺陷會使他在今后進一步學習、進一步提高自己能力的過程中遇到困難。所以，在進行實際科研項目再開發時，對軟件開發中涉及的能力進行了分類，主要包括：問題分析能力、系統設計能力、程序開發平臺選擇和編程能力、軟件測試能力等。針對這些能力的培養，將項目相關的內容開發成一系列課堂案例，如：系統設計能力的培養案例——調度人員值班日志，涉及到管理員權限的設計、調度員權限的設計（值班調度員能查看所有當班調度員錄入的記錄，但只能修改本人錄入的記錄，下班后所有的前一班錄入的記錄不能修改，但能查看）、值班班長權限設計等一些列權限設計，這比一些前序課程只講普通程序中的管理員權限設計要復雜得多，對學生軟件系統設計能力的培養有較好的幫助。
3.科研項目教學化再開發不能破壞科研項目的真實性
現實開發軟件時往往在開發過程中會出現大量的問題，需要開發人員有敏銳的發現問題能力：當軟件系統出現異常情況后，需要在最短的時間內采用正確的方法在一大堆錯綜復雜的現象中找到問題，并確定問題的原因。這樣敏銳判斷問題的能力一般通過教師在課堂上講講課、學生聽聽課、下課后做做題是很難培養出來的。所以在課堂上展示給學生的軟件不能是“沒問題”的最終版本軟件，而是把實際開發軟件過程中的一系列版本都收集起來，將版本中的問題按照課程的重點進行歸納，是需求分析的問題、還是概要設計的問題、還是詳細設計的問題、還是編程階段的問題，把版本中主要的問題保留，次要的問題作為一種煙幕、假象問題也保留，然后把一些很不重要的小問題修改好。按照教學規律把原先的一系列開發版本組成新的教學版本系列，引入課堂，組織學生觀察、討論，訓練學生發現問題、定位問題、解決問題的能力。剛一開始時，學生判斷出的問題大部分屬于輸入、輸出和完善算法等方面的問題。這一方面反映了學生能夠把課堂上、書本中學到的知識運用到實際中去，但另一方面也反映了學生由于判斷問題能力還不夠，看問題比較表面和片面，有時看不到一些簡單的現象后面隱藏著重大的問題，如對用戶的需求調研和分析存在偏差，對整個系統算法設計有隱患從而導致了整個系統出現了缺陷等。通過不斷地給學生演示一些實際的“錯誤”，使學生積累一定的經驗，判斷問題的能力在訓練中得到了提高。
4.科研項目教學化再開發要達到從教學到科研的有機過渡、逐步融合的目的
把科研成果融入課程教學，是要讓學生通過對課堂教學中科研項目案例的學習和研究，學會把學校中學到的知識和技能靈活應用到實際中去，使課堂教學的成果逐步融入到實踐中去。一般來說，當把實際中出現的問題，經過分析歸納，描述成比較典型的習題后，大部分學生能在較短的時間內解決。這也是傳統教學方法的一種慣性，教師把實際問題抽象成一個個書本上、課堂上的習題，供學生解題練習之用。但是在現實科研和生產中是沒有一個“老師”來歸納問題的。所以在對科研項目應用于課堂的再開發過程中，要從提供單個案例開始逐步過渡到提供項目的一個模塊、一個子系統，直到最后把整個系統展示給學生，讓學生從做習題逐步過渡到找存在的問題。
5.科研項目教學化再開發要充分發揮課堂教學常用的一些方法和技術
實際科研項目開發時經常遇到的情況是：有些現象看似很簡單，但是實際上隱含的問題比較復雜，需要修改很多地方，整個修改工作量十分巨大。這需要學生在解決問題時還要判斷問題屬于什么性質的問題，解決問題的方法有哪些，從中選出最簡單、最有效的方法來。為此在科研項目教學化再開發時，利用專門編制的課件，提供輔助窗口并列出解決問題方法列表和相應的結果顯示，供學生挑選。例如，為了比較用數組或者鏈表處理數據，對插入、刪除、查找有何影響時，在課件設計時首先分別用數組和鏈表的方法將程序編好，在輔助窗口中設置兩個按鈕（“數組”和“鏈表”）。當學生選擇“數組”按鈕，執行數組程序，并顯示運行結果和執行效率；當學生選擇“鏈表”按鈕，執行鏈表程序，并顯示運行結果和執行效率。由于學生在解決問題的過程中要不斷地歸納自己學到的知識，列出并挑選解決問題的方法。這樣做的目的一方面使學生進一步掌握了所學知識；另一方面提高了學生解決實際問題的能力。
三、結語
學生創新能力的培養對國家社會和經濟的發展、對學校的發展和對學生自身的發展都有重大的影響，讓學生在學校學習階段獲取創新能力是教育的一項基本任務，也是一項復雜的工作。尊重人才成長規律、尊重教學規律、尊重科研規律是科研和教學融合的重要準則；合適的案例、合適的課程、精心的設計、合理的開發是科研與教學融合、達到提高學生創新能力的重要手段。
通過課程教學和科研項目有機結合，促進學生創新能力的全面提高，是培養創新型人才的重要途徑，而科學的態度和方法是科研、教學融合的成功保證。
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