信息專業(yè)生參與科研的方式研究與實(shí)現(xiàn)

時(shí)間:2022-04-07 05:05:00

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信息專業(yè)生參與科研的方式研究與實(shí)現(xiàn)

摘要分析了目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究和實(shí)施現(xiàn)狀,以信息專業(yè)為研究對(duì)相,提出以教師的科研項(xiàng)目為依托,采取建立大學(xué)生本科科研梯隊(duì)的模式、循序漸進(jìn)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(tuán)隊(duì),實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng),促進(jìn)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(kuò)招以來(lái),首當(dāng)其沖的就是生師比嚴(yán)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(shí),社會(huì)對(duì)人才的要求也不再像以前那樣簡(jiǎn)單。對(duì)人才的要求定位為科研創(chuàng)新能力強(qiáng),綜合素質(zhì)高的復(fù)合型人才;對(duì)本科生能力的要求越來(lái)越高,與此形成鮮明對(duì)比的是本科生科研能力的不足,已經(jīng)嚴(yán)重影響了教育質(zhì)量的提高。而我國(guó)在這方面的理論基礎(chǔ)和社會(huì)經(jīng)驗(yàn)都比較薄弱,傳統(tǒng)的教學(xué)重在知識(shí)的傳授和再現(xiàn),不注重理論聯(lián)系實(shí)際,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱,抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與創(chuàng)造力培養(yǎng),不利于學(xué)生個(gè)性發(fā)展。所以開(kāi)展這方面的研究,建立一套符合國(guó)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(shí)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(zhǔn)之一。對(duì)于大學(xué)教育,科研對(duì)教書(shū)育人有以下功能:育人、師資培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)以及社會(huì)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(qiáng)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(guò)廣泛而深刻的教育的人,是獨(dú)立思考能力、分析能力、批評(píng)能力和解決問(wèn)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(shí)基礎(chǔ),培養(yǎng)創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。探索、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造是大學(xué)的核心。

與知識(shí)的傳授不同,科研能力的培養(yǎng)更強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的訓(xùn)練。有人曾經(jīng)比喻,知識(shí)如文字,能力如作文;知識(shí)如藥材,能力如處方。而實(shí)踐是知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的最重要途徑,是能力培養(yǎng)的一個(gè)重要選擇。大學(xué)生的創(chuàng)新能力是在參加創(chuàng)新活動(dòng)過(guò)程中培養(yǎng)出來(lái)的,而當(dāng)前我國(guó)的大學(xué)生,包括研究生,缺乏參加創(chuàng)新活動(dòng)的機(jī)會(huì)和訓(xùn)練,不能說(shuō)不是我國(guó)創(chuàng)新人才培養(yǎng)乏力的一個(gè)重要原因。

在高等教育發(fā)達(dá)的先進(jìn)國(guó)家以美國(guó)為例,本科生科研在美國(guó)大學(xué)已蔚然成風(fēng),在美國(guó),雖然大家的認(rèn)識(shí)也不盡相同,但大家的共識(shí)是“本科生科研是指由本科生進(jìn)行的探究或調(diào)查活動(dòng),通過(guò)這種活動(dòng),可以對(duì)學(xué)科的發(fā)展做出原創(chuàng)性的貢獻(xiàn)?!泵绹?guó)學(xué)者認(rèn)為:通過(guò)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(qiáng)對(duì)課題學(xué)習(xí)的理解;可以使本科生順利進(jìn)人研究生階段的學(xué)習(xí)。美國(guó)大學(xué)本科生科研項(xiàng)目類(lèi)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(jìn)行研究的情況,也有以學(xué)生為主的課題,既包括個(gè)體的獨(dú)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(jì)劃的一部分,學(xué)生可以通過(guò)“指導(dǎo)下的小組研究”、“指導(dǎo)下的獨(dú)立研究”、“實(shí)地研究”、“四年級(jí)論文”、“榮譽(yù)畢業(yè)生四年級(jí)論文”等研究性課程,獲得個(gè)以上的學(xué)分,占總學(xué)分的以上。為了鼓勵(lì)教師指導(dǎo)本科生科研以及本科生參加科研,對(duì)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(fèi)、工作評(píng)定上予以傾斜。在我國(guó),無(wú)論是開(kāi)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(shí)踐是在科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)習(xí),是應(yīng)用科學(xué)理論的具體行動(dòng),有利于開(kāi)發(fā)和鍛煉大學(xué)生獨(dú)立思考能力、隨機(jī)應(yīng)變能力和分析解決問(wèn)題的能力。知識(shí)創(chuàng)新是創(chuàng)新人才最重要的素質(zhì),是促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的巨大動(dòng)力。每一項(xiàng)科研實(shí)踐,都要應(yīng)用大量的知識(shí),每一項(xiàng)重大的科研實(shí)踐,都將產(chǎn)生新的知識(shí)??蒲袑?shí)踐是對(duì)個(gè)人創(chuàng)新能力的最有效的培養(yǎng)和鍛煉,對(duì)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(qiáng)化科研訓(xùn)練,能夠使學(xué)生盡早成為國(guó)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(shì),更好地為社會(huì)服務(wù)。強(qiáng)化學(xué)生科研訓(xùn)練的實(shí)踐,在老師的科研項(xiàng)目帶動(dòng)下,通過(guò)建立學(xué)生科研梯隊(duì),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(jìn)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(qiáng)在校信息類(lèi)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(duì)是一個(gè)由不同年級(jí)、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(tuán)隊(duì),按木桶原理組成三到四人為一研究小組,一個(gè)教師帶一到兩個(gè)小組,在教師的科研項(xiàng)目帶動(dòng)下開(kāi)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(diǎn)、能力,量力而行開(kāi)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(dòng)。學(xué)生科研梯隊(duì)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(shí)際科研能力和水平,將科研項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容分解成不同的小課題??蒲刑蓐?duì)中不同層次和水平的學(xué)生參加科研工作的課題和研究?jī)?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(lái)完成。

本科生科研培養(yǎng)有幾個(gè)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(xiàng)目。通過(guò)一系列培養(yǎng),使學(xué)生在各個(gè)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(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、分析和解決問(wèn)題的綜合能力。

對(duì)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(dòng)手能力、表現(xiàn)與表達(dá)能力;二就是人的素質(zhì)也就是EQ,就是對(duì)團(tuán)隊(duì)與事業(yè)的忠誠(chéng),對(duì)事業(yè)的持之以恒的堅(jiān)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(tuán)隊(duì)中所有的學(xué)生都有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練動(dòng)手能力、管理能力、解決問(wèn)題和獨(dú)立進(jìn)行技術(shù)決斷的能力??茖W(xué)研究能力的培養(yǎng)是漸進(jìn)式的培養(yǎng)過(guò)程,遵循一個(gè)普遍的規(guī)律,即動(dòng)手干——發(fā)現(xiàn)和思考問(wèn)題——設(shè)法解決問(wèn)題——總結(jié)歸納——形成科學(xué)觀點(diǎn)。對(duì)學(xué)生的好奇心、興趣,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)方法、創(chuàng)新能力、團(tuán)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(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的學(xué)生從事實(shí)用科研開(kāi)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(shí),這些基礎(chǔ)知識(shí)主要包括電路、C語(yǔ)言、模擬、數(shù)字、面向?qū)ο蟾呒?jí)語(yǔ)言、外語(yǔ)、數(shù)學(xué)、科研開(kāi)發(fā)性語(yǔ)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(shí)還是不夠的,不過(guò)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(guò)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(gè)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(gè)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(dòng)手能力訓(xùn)練,以及以科研教學(xué)的小科研項(xiàng)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(duì)團(tuán)隊(duì)與事業(yè)的忠誠(chéng),對(duì)事業(yè)的持之以恒的堅(jiān)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(duì)學(xué)生最好的素質(zhì)教育;同時(shí),通過(guò)團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練,生存挑戰(zhàn),工作壓力測(cè)試等,也能加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)。

探討科研現(xiàn)狀描述的訓(xùn)練,是對(duì)現(xiàn)狀的描述目的主要是為撰寫(xiě)研究論文、推銷(xiāo)產(chǎn)品,科研項(xiàng)目產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)以及申報(bào)課題與結(jié)題。以撰寫(xiě)研究論文為例,要訓(xùn)練撰寫(xiě)的格式,如何檢查文獻(xiàn),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(shuō)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(shí)現(xiàn)什么;新方案/新方法:達(dá)到新目的分析以及理論根據(jù);對(duì)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(xiàn)了,看參考文獻(xiàn)資料要了解別人做什么,分析歸納文獻(xiàn)資料的特點(diǎn),對(duì)自己有何啟發(fā)幫助。

關(guān)于科研動(dòng)手能力訓(xùn)練,包括口頭表達(dá)與動(dòng)手能力兩個(gè)方面;對(duì)信息專業(yè)而言口頭表達(dá)通常的每周一次的碰頭會(huì),規(guī)定每個(gè)人對(duì)自己的科研現(xiàn)狀以及所遇到問(wèn)題口頭描述至少五分鐘,以五到八人為小組討論兩小時(shí)并作記錄。有時(shí),也模擬申請(qǐng)課題,讓學(xué)生發(fā)表申請(qǐng)發(fā)言,讓學(xué)生有更多的口頭表達(dá)能動(dòng)的機(jī)會(huì),以培養(yǎng)他們的表達(dá)能力。

在動(dòng)手能力方面,可以從軟硬兩個(gè)方面進(jìn)行,整合優(yōu)化實(shí)踐性環(huán)節(jié),加強(qiáng)綜合性、創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性能力的培養(yǎng),引入項(xiàng)目工程的案例訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題的能力,鼓勵(lì)創(chuàng)新精神。根據(jù)專業(yè)的特點(diǎn),可以設(shè)置三個(gè)方向的內(nèi)容:其一專業(yè)英語(yǔ)教學(xué)方面;其二是軟件工程方面,其三與計(jì)算機(jī)硬件結(jié)合的過(guò)程控制方面。案例訓(xùn)練有一定廣度與深度,以團(tuán)隊(duì)形式,讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成案例所給予任務(wù)。

以軟件工程開(kāi)發(fā)案例方面為例,當(dāng)今大部的軟件的規(guī)模,開(kāi)發(fā)過(guò)程難度、涉及的技術(shù)或管理機(jī)制已大大超出一個(gè)人能力范圍,單個(gè)成員是無(wú)法同時(shí)擁有所有的知識(shí)、素質(zhì)與背景,依照?qǐng)F(tuán)隊(duì)分工協(xié)作的進(jìn)行工作是當(dāng)今的主流。軟件開(kāi)發(fā)以4~9人的精干小隊(duì)為原則,團(tuán)隊(duì)不是簡(jiǎn)單的人員疊加,是一個(gè)以架構(gòu)師為中心(其他人分工不同角色,人少時(shí)角色可以重疊,如分析、設(shè)計(jì)、測(cè)試、管理、支持等角色),以木桶原理為團(tuán)隊(duì)質(zhì)量控制總量協(xié)作的單元。學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)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(cè)量電感的電感量及內(nèi)阻;設(shè)計(jì)硬件時(shí)如何正確的選擇器件,怎樣制作PCB板,在采購(gòu)元件時(shí)如何節(jié)省成本,科研項(xiàng)目怎樣進(jìn)行成本核算等等。

所謂科研教學(xué)的小科研項(xiàng)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(xiàng)目的中的小項(xiàng)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(lèi)科研有關(guān)的活動(dòng),從現(xiàn)狀描述,查找資料,到各種知識(shí)的綜合應(yīng)用,對(duì)科研項(xiàng)目課題分析、歸納、實(shí)驗(yàn)、仿真以及對(duì)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(guò)半年至一年的訓(xùn)練,學(xué)生已可以全面參與老師科研項(xiàng)目的工作。

4.結(jié)論

近四年來(lái),有16人參與由老師組織的計(jì)算機(jī)應(yīng)用方向的科研開(kāi)發(fā),通過(guò)這一系對(duì)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(xiàng)目7項(xiàng),其中軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目2項(xiàng),軟硬結(jié)合的項(xiàng)目5項(xiàng);在這些項(xiàng)目中一項(xiàng)研究是國(guó)內(nèi)外處于先進(jìn)水平,一項(xiàng)取得實(shí)用型專利;2人考取研究生;2人參與科研競(jìng)賽并獲全國(guó)科研競(jìng)賽二等獎(jiǎng)。

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(guò)程的重要組成部分。通過(guò)本科學(xué)生參與科研能使教師和學(xué)生共同營(yíng)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(yíng)造有利于探索型、創(chuàng)造型人才成長(zhǎng)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(shí)和能力的高級(jí)人才,通過(guò)教學(xué)相長(zhǎng).激發(fā)科研靈感和研究欲望,產(chǎn)生新的科研動(dòng)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(guò)科研不斷豐富更新教學(xué)內(nèi)容.帶動(dòng)和推進(jìn)人才培養(yǎng);三是由教育、科研延伸開(kāi)來(lái)的社會(huì)服務(wù)十分興旺.不僅為學(xué)校創(chuàng)造了財(cái)富.而且從中得到社會(huì)對(duì)科學(xué)研究、人才培養(yǎng)的新需求。