试析创新型人才培养中的教学与科研融合

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论文摘要：创新人才的培养需要对传统教学方法进行改革，其中促进科研与教学的融合是一条重要的途径。由于科研和教学的目的、任务不同，两者的融合不是简单的结合，而是根据人才培养的要求和规律对科研项目进行教学化再开发，使科研与教学融合的效果最大化。为了提高学生的创新能力，结合“市级供电公司管信息系统”和“软件工程”课程，讨论了在课程中引入科研项目的意义和对科研项目进行教学化再开发的原则。

论文关键词：创新；科研与教学融合；综合能力；课程；软件工程

国家经济和社会的发展需要一大批创新型人才来担当原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新的重任，如何在教学中融入创新理念、培养学生创新意识、提高学生创新能力是培养创新人才时必须要面对的重要课题。其中，将教师的科研项目与课堂教学互相融合是一条重要的途径。

一、科研和教学融合的意义

传统的计算机软件课程教学通常把学生当做“知识的容器”，无论是软件理论的教学还是语言编程的教学，其教育理念和教学手段都是把学生当成受教育者，是教师授课、灌输的对象。经过大学四年教育，学生的大脑中被灌满了无数的专业基础理论知识、专业理论知识，这对学生踏上社会，寻找一份属于本专业的工作不能说无助，但对学生整体能力的培养是不够的。学生毕业后存在的问题是：在实际工作中主动发现问题的能力不足；面对实际问题，解决问题的能力不足；在现实实际中自觉获取和应用知识的能力不足；面对发展的未来主动探索与研究的能力不足。由于这些能力的不足，使最有希望成为国家创新生力军的大学生，其创新能力缺乏。为了改变学生创新能力上的不足现状，有必要进行教学过程模式的创新，在教学过程中有意识地引导学生主动思考、主动参与、主动实践，使学生的学习模式向自主性、探索性、研究性转变，在教学过程中培养学生的创新能力。

进行教学过程创新，让学生在课堂上从被动灌输到主动探索，把科研项目引入到课堂教学和学生科创活动中是一种重要的途径。通过科研和教学的结合，可以将科学研究的成果充实到教学中去，引导学生建立基于发现的学习，让学生在问题中探索、在研究中学习、在学习中解惑，在解惑中提高，让学生真正体会到知识来源于自然、来源于社会和人类的活动，使学生接触真正的求知过程，掌握获取知识的方法，善于进行探索、调查、发现，不断提高学生的创新能力和创新素质。

二、课程引入科研项目的原则

“软件工程”对计算机专业的学生来说是一门比较重要的课程，它对学生掌握软件开发的规律有很重要的作用。在教师平时的科研和技术开发中选择一些合适的实际项目，引入到“软件工程”课程中，把软件项目和软件工程课程的教学有机结合起来，使学生在课堂上不仅仅单纯地学习软件工程原理，而是通过对引入的科研项目的了解，加深了对软件开发过程的完整理解，进而掌握软件工程的知识、掌握软件开发的规律，促进软件工程教学质量的提高。

对于科研项目引入软件工程课程来说，要使整个课程通过实际科研项目的引入，真正起到帮助学生提高软件开发能力的作用，关键是要找一个其规模适中、技术深度、广度都比较恰当的软件项目，并以这个项目为蓝本，制作相关课件。根据以上原则，在众多项目案例中，选择“市级供电公司生产管理系统”作为整个“软件工程”课程的课程案例。

实际科研项目毕竟是根据实际需求去定制生产的，而不是为了某门课程的教学去专门编制的，实际项目和课程教学有很大区别，单纯的实际科研项目离课程教学的目标还有很大的距离，所以将实际科研项目引入课程教学需要教师根据课程目的和要求对实际科研项目进行改造、进行再开发。再开发的重点是如何使科研项目适合课程教学需要，难点是如何处理好课程和科研项目的关系，在科研中遵守教学规律、在教学中遵循科研的规律。在对实际科研项目引入课程教学的再开发时要注意以下一些原则：

1.科研项目教学化再开发时遵循学生能力成长规律

对科研项目再开发的目的是通过将科研项目引入课程来提高学生的创新能力。人的能力和知识、技能之间是互相配合的关系。当学生通过初步的知识学习和技能训练后就能获得一定的能力，这些能力的获得又能帮助学生学习更高级的知识和获取更高级的技能，学生的能力就达到了一个新的高度。所以在对科研项目进行再开发时，遵循能力发展的螺旋式增长的规律，将“软件项目可行性分析”作为能力发展的第一个能力节点，“需求分析—设计”作为的第二个能力节点，“开发平台选择—编程实现—测试—部署实施”作为第三个能力节点，将实际项目改造成不同难度的课程案例。"

2.科研项目教学化再开发遵循学生能力发展的规律

学校教育的主要目标是让学生的能力全面发展，尽管课程教学主要向学生传播知识和技能，但通过整个学校课程体系的教育培养，学生的综合能力会有全面的发展，学生的能力是全面的、综合性的，可以分为知识理解能力、知识运用能力、岗位适应能力、专业研究能力和创新能力等，要让学生的能力能得到全面的发展和提高，应该从各方面全面训练，如果学生在课程学习中仅仅受到理论知识的传授，而得不到其他能力的训练，那他的能力训练是有缺陷的，而这些能力缺陷会使他在今后进一步学习、进一步提高自己能力的过程中遇到困难。所以，在进行实际科研项目再开发时，对软件开发中涉及的能力进行了分类，主要包括：问题分析能力、系统设计能力、程序开发平台选择和编程能力、软件测试能力等。针对这些能力的培养，将项目相关的内容开发成一系列课堂案例，如：系统设计能力的培养案例——调度人员值班日志，涉及到管理员权限的设计、调度员权限的设计（值班调度员能查看所有当班调度员录入的记录，但只能修改本人录入的记录，下班后所有的前一班录入的记录不能修改，但能查看）、值班班长权限设计等一些列权限设计，这比一些前序课程只讲普通程序中的管理员权限设计要复杂得多，对学生软件系统设计能力的培养有较好的帮助。

3.科研项目教学化再开发不能破坏科研项目的真实性

现实开发软件时往往在开发过程中会出现大量的问题，需要开发人员有敏锐的发现问题能力：当软件系统出现异常情况后，需要在最短的时间内采用正确的方法在一大堆错综复杂的现象中找到问题，并确定问题的原因。这样敏锐判断问题的能力一般通过教师在课堂上讲讲课、学生听听课、下课后做做题是很难培养出来的。所以在课堂上展示给学生的软件不能是“没问题”的最终版本软件，而是把实际开发软件过程中的一系列版本都收集起来，将版本中的问题按照课程的重点进行归纳，是需求分析的问题、还是概要设计的问题、还是详细设计的问题、还是编程阶段的问题，把版本中主要的问题保留，次要的问题作为一种烟幕、假象问题也保留，然后把一些很不重要的小问题修改好。按照教学规律把原先的一系列开发版本组成新的教学版本系列，引入课堂，组织学生观察、讨论，训练学生发现问题、定位问题、解决问题的能力。刚一开始时，学生判断出的问题大部分属于输入、输出和完善算法等方面的问题。这一方面反映了学生能够把课堂上、书本中学到的知识运用到实际中去，但另一方面也反映了学生由于判断问题能力还不够，看问题比较表面和片面，有时看不到一些简单的现象后面隐藏着重大的问题，如对用户的需求调研和分析存在偏差，对整个系统算法设计有隐患从而导致了整个系统出现了缺陷等。通过不断地给学生演示一些实际的“错误”，使学生积累一定的经验，判断问题的能力在训练中得到了提高。

4.科研项目教学化再开发要达到从教学到科研的有机过渡、逐步融合的目的

把科研成果融入课程教学，是要让学生通过对课堂教学中科研项目案例的学习和研究，学会把学校中学到的知识和技能灵活应用到实际中去，使课堂教学的成果逐步融入到实践中去。一般来说，当把实际中出现的问题，经过分析归纳，描述成比较典型的习题后，大部分学生能在较短的时间内解决。这也是传统教学方法的一种惯性，教师把实际问题抽象成一个个书本上、课堂上的习题，供学生解题练习之用。但是在现实科研和生产中是没有一个“老师”来归纳问题的。所以在对科研项目应用于课堂的再开发过程中，要从提供单个案例开始逐步过渡到提供项目的一个模块、一个子系统，直到最后把整个系统展示给学生，让学生从做习题逐步过渡到找存在的问题。

5.科研项目教学化再开发要充分发挥课堂教学常用的一些方法和技术

实际科研项目开发时经常遇到的情况是：有些现象看似很简单，但是实际上隐含的问题比较复杂，需要修改很多地方，整个修改工作量十分巨大。这需要学生在解决问题时还要判断问题属于什么性质的问题，解决问题的方法有哪些，从中选出最简单、最有效的方法来。为此在科研项目教学化再开发时，利用专门编制的课件，提供辅助窗口并列出解决问题方法列表和相应的结果显示，供学生挑选。例如，为了比较用数组或者链表处理数据，对插入、删除、查找有何影响时，在课件设计时首先分别用数组和链表的方法将程序编好，在辅助窗口中设置两个按钮（“数组”和“链表”）。当学生选择“数组”按钮，执行数组程序，并显示运行结果和执行效率；当学生选择“链表”按钮，执行链表程序，并显示运行结果和执行效率。由于学生在解决问题的过程中要不断地归纳自己学到的知识，列出并挑选解决问题的方法。这样做的目的一方面使学生进一步掌握了所学知识；另一方面提高了学生解决实际问题的能力。

三、结语

学生创新能力的培养对国家社会和经济的发展、对学校的发展和对学生自身的发展都有重大的影响，让学生在学校学习阶段获取创新能力是教育的一项基本任务，也是一项复杂的工作。尊重人才成长规律、尊重教学规律、尊重科研规律是科研和教学融合的重要准则；合适的案例、合适的课程、精心的设计、合理的开发是科研与教学融合、达到提高学生创新能力的重要手段。

通过课程教学和科研项目有机结合，促进学生创新能力的全面提高，是培养创新型人才的重要途径，而科学的态度和方法是科研、教学融合的成功保证。