信息專業(yè)生參與科研的方式研究與實現(xiàn)
時間:2022-04-07 05:05:00
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摘要分析了目前國內(nèi)外相關(guān)研究和實施現(xiàn)狀,以信息專業(yè)為研究對相,提出以教師的科研項目為依托,采取建立大學(xué)生本科科研梯隊的模式、循序漸進地訓(xùn)練培養(yǎng)不同層次和水平學(xué)生的科研能力,從而有效地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力,建立起良性循環(huán)的科研團隊,實現(xiàn)教學(xué)相長,促進學(xué)術(shù)水平的提高,取得科研和育才雙贏的效果。
關(guān)鍵字科研能力;本科;信息專業(yè);素質(zhì)
0.引言
自從高校大擴招以來,首當(dāng)其沖的就是生師比嚴重失調(diào),教學(xué)質(zhì)量日益下降,學(xué)生的素質(zhì)已大不如從前,尤其是科研創(chuàng)新能力。與此同時,社會對人才的要求也不再像以前那樣簡單。對人才的要求定位為科研創(chuàng)新能力強,綜合素質(zhì)高的復(fù)合型人才;對本科生能力的要求越來越高,與此形成鮮明對比的是本科生科研能力的不足,已經(jīng)嚴重影響了教育質(zhì)量的提高。而我國在這方面的理論基礎(chǔ)和社會經(jīng)驗都比較薄弱,傳統(tǒng)的教學(xué)重在知識的傳授和再現(xiàn),不注重理論聯(lián)系實際,實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱,抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性與創(chuàng)造力培養(yǎng),不利于學(xué)生個性發(fā)展。所以開展這方面的研究,建立一套符合國情的本科生科研模式體系具有非常的急迫性和重要的現(xiàn)實意義。
1.科研在本科教育的作用與狀況
科研能力作為本科生綜合素質(zhì)的組成部分是衡量高等教育水平的重要標(biāo)準之一。對于大學(xué)教育,科研對教書育人有以下功能:育人、師資培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)以及社會服務(wù)功能。大學(xué)教育以追求真理為辦學(xué)宗旨,在人才培養(yǎng)上以全面發(fā)展的人、有教養(yǎng)的人為目標(biāo),強調(diào)培養(yǎng)的人才應(yīng)該是在情感、智力方面全面發(fā)展的人,應(yīng)該是受過廣泛而深刻的教育的人,是獨立思考能力、分析能力、批評能力和解決問題的能力高度發(fā)展的人才。大學(xué)教育致力于給學(xué)生打下牢固的科學(xué)、技術(shù)和人文知識基礎(chǔ),培養(yǎng)創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。探索、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造是大學(xué)的核心。
與知識的傳授不同,科研能力的培養(yǎng)更強調(diào)實踐的訓(xùn)練。有人曾經(jīng)比喻,知識如文字,能力如作文;知識如藥材,能力如處方。而實踐是知識轉(zhuǎn)化為能力的最重要途徑,是能力培養(yǎng)的一個重要選擇。大學(xué)生的創(chuàng)新能力是在參加創(chuàng)新活動過程中培養(yǎng)出來的,而當(dāng)前我國的大學(xué)生,包括研究生,缺乏參加創(chuàng)新活動的機會和訓(xùn)練,不能說不是我國創(chuàng)新人才培養(yǎng)乏力的一個重要原因。
在高等教育發(fā)達的先進國家以美國為例,本科生科研在美國大學(xué)已蔚然成風(fēng),在美國,雖然大家的認識也不盡相同,但大家的共識是“本科生科研是指由本科生進行的探究或調(diào)查活動,通過這種活動,可以對學(xué)科的發(fā)展做出原創(chuàng)性的貢獻。”美國學(xué)者認為:通過本科生科研,可以使本科生接觸科學(xué)家,受到科研文化的熏陶;可以使本科生掌握科研的方法,提高科研能力和探索精神;可以使本科生增強對課題學(xué)習(xí)的理解;可以使本科生順利進人研究生階段的學(xué)習(xí)。美國大學(xué)本科生科研項目類型也多種多樣。有以教師為主,本科生參與教師、研究生的課題,在教師、研究生的指導(dǎo)下進行研究的情況,也有以學(xué)生為主的課題,既包括個體的獨立研究,也包括集體的合作研究。例如:伯克利本科生科研是教學(xué)計劃的一部分,學(xué)生可以通過“指導(dǎo)下的小組研究”、“指導(dǎo)下的獨立研究”、“實地研究”、“四年級論文”、“榮譽畢業(yè)生四年級論文”等研究性課程,獲得個以上的學(xué)分,占總學(xué)分的以上。為了鼓勵教師指導(dǎo)本科生科研以及本科生參加科研,對于指導(dǎo)本科生科研的教師和參加科研的本科生,大學(xué)在經(jīng)費、工作評定上予以傾斜。在我國,無論是開展本科生科研的大學(xué),還是研究本科生科研的學(xué)者,都很少提及到底什么是本科生科研,本科生科研的內(nèi)涵和外延是什么,這在一定程度上影響了本科生科研的發(fā)展。
科研實踐是在科學(xué)實驗過程中學(xué)習(xí),是應(yīng)用科學(xué)理論的具體行動,有利于開發(fā)和鍛煉大學(xué)生獨立思考能力、隨機應(yīng)變能力和分析解決問題的能力。知識創(chuàng)新是創(chuàng)新人才最重要的素質(zhì),是促進社會發(fā)展的巨大動力。每一項科研實踐,都要應(yīng)用大量的知識,每一項重大的科研實踐,都將產(chǎn)生新的知識。科研實踐是對個人創(chuàng)新能力的最有效的培養(yǎng)和鍛煉,對培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力有著十分重要的作用。高校強化科研訓(xùn)練,能夠使學(xué)生盡早成為國家發(fā)展科學(xué)事業(yè)的重要力量,發(fā)揮高素質(zhì)人才的學(xué)術(shù)研究的優(yōu)勢,更好地為社會服務(wù)。強化學(xué)生科研訓(xùn)練的實踐,在老師的科研項目帶動下,通過建立學(xué)生科研梯隊,分解科研內(nèi)容為科研小課題,系統(tǒng)安排不同層次和水平的學(xué)生進行科研訓(xùn)練,能夠有效地幫助提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。
2.加強在校信息類本科科研科研能力培養(yǎng)的途徑研究
大學(xué)生本科科學(xué)研究梯隊是一個由不同年級、不同層次、不同研究水平的大學(xué)本科生組成的科學(xué)研究團隊,按木桶原理組成三到四人為一研究小組,一個教師帶一到兩個小組,在教師的科研項目帶動下開展工作。由承擔(dān)科研任務(wù)的若干位老師帶領(lǐng),要根據(jù)學(xué)生的特點、能力,量力而行開展有目的的科學(xué)研究和培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生科研能力的活動。學(xué)生科研梯隊大致組成是:大四本科生、大三本科生、大二本科生。根據(jù)學(xué)生的實際科研能力和水平,將科研項目的研究內(nèi)容分解成不同的小課題。科研梯隊中不同層次和水平的學(xué)生參加科研工作的課題和研究內(nèi)容不同,學(xué)生們都有適合的研究工作任務(wù),任務(wù)明確而分工不同,某些研究任務(wù)可能由不同層次的學(xué)生共同來完成。
本科生科研培養(yǎng)有幾個環(huán)節(jié)它們是:基本科研技能、科研創(chuàng)新、參加教師科研項目。通過一系列培養(yǎng),使學(xué)生在各個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)中得到更具體的科研能力和拓寬專業(yè)面的訓(xùn)練,從而掌握科學(xué)研究的一般方法,全面提高科研實驗?zāi)芰Α⒎治龊徒鉀Q問題的綜合能力。
對本科科研能力的培養(yǎng),其能力的培養(yǎng)應(yīng)包括以下內(nèi)容:一是科研的分析能力、動手能力、表現(xiàn)與表達能力;二就是人的素質(zhì)也就是EQ,就是對團隊與事業(yè)的忠誠,對事業(yè)的持之以恒的堅毅和不放棄。學(xué)生的學(xué)習(xí)和指導(dǎo)是多層次和多向的,在團隊中所有的學(xué)生都有機會學(xué)習(xí)和訓(xùn)練動手能力、管理能力、解決問題和獨立進行技術(shù)決斷的能力。科學(xué)研究能力的培養(yǎng)是漸進式的培養(yǎng)過程,遵循一個普遍的規(guī)律,即動手干——發(fā)現(xiàn)和思考問題——設(shè)法解決問題——總結(jié)歸納——形成科學(xué)觀點。對學(xué)生的好奇心、興趣,嚴謹?shù)目茖W(xué)方法、創(chuàng)新能力、團結(jié)協(xié)作精神的培養(yǎng)都有極大的好處。
筆者近幾年指導(dǎo)了一些電氣控制專業(yè)和計算機科學(xué)專業(yè)的學(xué)生從事實用科研開發(fā),這些學(xué)生應(yīng)至少學(xué)習(xí)了一年半至兩年左右的基礎(chǔ)知識,這些基礎(chǔ)知識主要包括電路、C語言、模擬、數(shù)字、面向?qū)ο蟾呒壵Z言、外語、數(shù)學(xué)、科研開發(fā)性語言、嵌入式系統(tǒng)等;除此以外,需要掌握科研儀器、設(shè)備及電子CAD、AUTOCAD等工具軟件的使用。當(dāng)然,所學(xué)的知識還是不夠的,不過這些都不用擔(dān)心,一切可以邊學(xué)邊干邊掌握。另外,做科研工作要有毅力、坐得住,要有分析力、判斷力、綜合力以及相互的溝通能力,這些,都要在科研過程中逐漸訓(xùn)練和培養(yǎng)。
3.信息專業(yè)本科生能參與科研訓(xùn)練方式
通常一個大學(xué)信息專業(yè)本科生能參與科研,至少要一年半載的基本功的訓(xùn)練,訓(xùn)練包括四個方面素質(zhì)教育訓(xùn)練;探討科研現(xiàn)狀描述的訓(xùn)練;為科研而需要的動手能力訓(xùn)練,以及以科研教學(xué)的小科研項目訓(xùn)練。具體做法如下:
首先,素質(zhì)教育訓(xùn)練可以是最重要的最難訓(xùn)練的方面,對團隊與事業(yè)的忠誠,對事業(yè)的持之以恒的堅毅和不放棄;做人要有理想與信念,做事要正確的方法,做正確的事,這些都是不容易做到的,老師要以身作則,為人師表,是對學(xué)生最好的素質(zhì)教育;同時,通過團隊訓(xùn)練,生存挑戰(zhàn),工作壓力測試等,也能加強對學(xué)生的培養(yǎng)。
探討科研現(xiàn)狀描述的訓(xùn)練,是對現(xiàn)狀的描述目的主要是為撰寫研究論文、推銷產(chǎn)品,科研項目產(chǎn)品的開發(fā)以及申報課題與結(jié)題。以撰寫研究論文為例,要訓(xùn)練撰寫的格式,如何檢查文獻,如何分析歸納總結(jié);題目:包括摘要、關(guān)鍵詞以及通訊地址;引言:說明研究意義,為什么研究;研究現(xiàn)狀:別人做了什么、能/不能實現(xiàn)什么;新方案/新方法:達到新目的分析以及理論根據(jù);對新結(jié)果的理論/模擬分析:支持新方案/新方法的結(jié)與結(jié)論;最后就是參考文獻了,看參考文獻資料要了解別人做什么,分析歸納文獻資料的特點,對自己有何啟發(fā)幫助。
關(guān)于科研動手能力訓(xùn)練,包括口頭表達與動手能力兩個方面;對信息專業(yè)而言口頭表達通常的每周一次的碰頭會,規(guī)定每個人對自己的科研現(xiàn)狀以及所遇到問題口頭描述至少五分鐘,以五到八人為小組討論兩小時并作記錄。有時,也模擬申請課題,讓學(xué)生發(fā)表申請發(fā)言,讓學(xué)生有更多的口頭表達能動的機會,以培養(yǎng)他們的表達能力。
在動手能力方面,可以從軟硬兩個方面進行,整合優(yōu)化實踐性環(huán)節(jié),加強綜合性、創(chuàng)新性、設(shè)計性能力的培養(yǎng),引入項目工程的案例訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力,鼓勵創(chuàng)新精神。根據(jù)專業(yè)的特點,可以設(shè)置三個方向的內(nèi)容:其一專業(yè)英語教學(xué)方面;其二是軟件工程方面,其三與計算機硬件結(jié)合的過程控制方面。案例訓(xùn)練有一定廣度與深度,以團隊形式,讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨立完成案例所給予任務(wù)。
以軟件工程開發(fā)案例方面為例,當(dāng)今大部的軟件的規(guī)模,開發(fā)過程難度、涉及的技術(shù)或管理機制已大大超出一個人能力范圍,單個成員是無法同時擁有所有的知識、素質(zhì)與背景,依照團隊分工協(xié)作的進行工作是當(dāng)今的主流。軟件開發(fā)以4~9人的精干小隊為原則,團隊不是簡單的人員疊加,是一個以架構(gòu)師為中心(其他人分工不同角色,人少時角色可以重疊,如分析、設(shè)計、測試、管理、支持等角色),以木桶原理為團隊質(zhì)量控制總量協(xié)作的單元。學(xué)生組成團隊在教師的指導(dǎo)下,同學(xué)之間相互協(xié)作、溝通,使大家在專業(yè)和各方面的能力綜合性鍛煉。
在硬件方面也同樣以案例方式,首先要解決儀器儀表的使用,特別是科研儀器儀表,除此之外還有電子CAD、AUTOCAD使用,硬件的焊接技術(shù)訓(xùn)練;比如要求學(xué)生正確使用示波器,可以提出用示波器如何測量電感的電感量及內(nèi)阻;設(shè)計硬件時如何正確的選擇器件,怎樣制作PCB板,在采購元件時如何節(jié)省成本,科研項目怎樣進行成本核算等等。
所謂科研教學(xué)的小科研項目訓(xùn)練,就是在老師的指導(dǎo)下,在具有科研能力同學(xué)的幫助下,參與科研項目的中的小項目的研究工作,或者讓學(xué)生參與由學(xué)校組織小科研等各類科研有關(guān)的活動,從現(xiàn)狀描述,查找資料,到各種知識的綜合應(yīng)用,對科研項目課題分析、歸納、實驗、仿真以及對產(chǎn)品的研發(fā)資料的整理,全面培養(yǎng)學(xué)生科研能力,通過半年至一年的訓(xùn)練,學(xué)生已可以全面參與老師科研項目的工作。
4.結(jié)論
近四年來,有16人參與由老師組織的計算機應(yīng)用方向的科研開發(fā),通過這一系對本科科學(xué)生的培養(yǎng),取得一定的效果;學(xué)生參與科研老師科研項目7項,其中軟件開發(fā)項目2項,軟硬結(jié)合的項目5項;在這些項目中一項研究是國內(nèi)外處于先進水平,一項取得實用型專利;2人考取研究生;2人參與科研競賽并獲全國科研競賽二等獎。
科學(xué)研究是發(fā)展基礎(chǔ)理論和探索高科技前沿的重要基礎(chǔ),是創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程的重要組成部分。通過本科學(xué)生參與科研能使教師和學(xué)生共同營造一種能培養(yǎng)探索性、創(chuàng)新性和創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)、工作環(huán)境,有助于提高創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量。因此,應(yīng)努力建立一種基于科學(xué)研究的教育模式,營造有利于探索型、創(chuàng)造型人才成長的氛圍和環(huán)境,使更多的創(chuàng)新人才脫穎而出。在本科教學(xué)基礎(chǔ)上致力于培養(yǎng)和造就富有創(chuàng)新意識和能力的高級人才,通過教學(xué)相長.激發(fā)科研靈感和研究欲望,產(chǎn)生新的科研動力;再者,使科學(xué)研究處于學(xué)校的中心地位,成為發(fā)展基礎(chǔ)理論和探索高科技前沿的重要基地.通過科研不斷豐富更新教學(xué)內(nèi)容.帶動和推進人才培養(yǎng);三是由教育、科研延伸開來的社會服務(wù)十分興旺.不僅為學(xué)校創(chuàng)造了財富.而且從中得到社會對科學(xué)研究、人才培養(yǎng)的新需求。