信息專業生參與科研的方式研究與實現

時間:2022-04-07 05:05:00

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信息專業生參與科研的方式研究與實現

摘要分析了目前國內外相關研究和實施現狀,以信息專業為研究對相,提出以教師的科研項目為依托,采取建立大學生本科科研梯隊的模式、循序漸進地訓練培養不同層次和水平學生的科研能力,從而有效地提高學生的綜合素質和能力,建立起良性循環的科研團隊,實現教學相長,促進學術水平的提高,取得科研和育才雙贏的效果。

關鍵字科研能力;本科;信息專業;素質

0.引言

自從高校大擴招以來,首當其沖的就是生師比嚴重失調,教學質量日益下降,學生的素質已大不如從前,尤其是科研創新能力。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新能力強,綜合素質高的復合型人才;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,已經嚴重影響了教育質量的提高。而我國在這方面的理論基礎和社會經驗都比較薄弱,傳統的教學重在知識的傳授和再現,不注重理論聯系實際,實踐教學環節薄弱,抑制了學生的學習主動性與創造力培養,不利于學生個性發展。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的組成部分是衡量高等教育水平的重要標準之一。對于大學教育,科研對教書育人有以下功能:育人、師資培養、學科建設以及社會服務功能。大學教育以追求真理為辦學宗旨,在人才培養上以全面發展的人、有教養的人為目標,強調培養的人才應該是在情感、智力方面全面發展的人,應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展的人才。大學教育致力于給學生打下牢固的科學、技術和人文知識基礎,培養創造性地發現問題和解決問題的能力。探索、發現、創造是大學的核心。

與知識的傳授不同,科研能力的培養更強調實踐的訓練。有人曾經比喻,知識如文字,能力如作文;知識如藥材,能力如處方。而實踐是知識轉化為能力的最重要途徑,是能力培養的一個重要選擇。大學生的創新能力是在參加創新活動過程中培養出來的,而當前我國的大學生,包括研究生,缺乏參加創新活動的機會和訓練,不能說不是我國創新人才培養乏力的一個重要原因。

在高等教育發達的先進國家以美國為例,本科生科研在美國大學已蔚然成風,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查活動,通過這種活動,可以對學科的發展做出原創性的貢獻。”美國學者認為:通過本科生科研,可以使本科生接觸科學家,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習的理解;可以使本科生順利進人研究生階段的學習。美國大學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、研究生的指導下進行研究的情況,也有以學生為主的課題,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計劃的一部分,學生可以通過“指導下的小組研究”、“指導下的獨立研究”、“實地研究”、“四年級論文”、“榮譽畢業生四年級論文”等研究性課程,獲得個以上的學分,占總學分的以上。為了鼓勵教師指導本科生科研以及本科生參加科研,對于指導本科生科研的教師和參加科研的本科生,大學在經費、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,還是研究本科生科研的學者,都很少提及到底什么是本科生科研,本科生科研的內涵和外延是什么,這在一定程度上影響了本科生科研的發展。

科研實踐是在科學實驗過程中學習,是應用科學理論的具體行動,有利于開發和鍛煉大學生獨立思考能力、隨機應變能力和分析解決問題的能力。知識創新是創新人才最重要的素質,是促進社會發展的巨大動力。每一項科研實踐,都要應用大量的知識,每一項重大的科研實踐,都將產生新的知識。科研實踐是對個人創新能力的最有效的培養和鍛煉,對培養大學生的創新能力有著十分重要的作用。高校強化科研訓練,能夠使學生盡早成為國家發展科學事業的重要力量,發揮高素質人才的學術研究的優勢,更好地為社會服務。強化學生科研訓練的實踐,在老師的科研項目帶動下,通過建立學生科研梯隊,分解科研內容為科研小課題,系統安排不同層次和水平的學生進行科研訓練,能夠有效地幫助提高學生的綜合素質和能力。

2.加強在校信息類本科科研科研能力培養的途徑研究

大學生本科科學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本科生組成的科學研究團隊,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。由承擔科研任務的若干位老師帶領,要根據學生的特點、能力,量力而行開展有目的的科學研究和培養訓練學生科研能力的活動。學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。根據學生的實際科研能力和水平,將科研項目的研究內容分解成不同的小課題。科研梯隊中不同層次和水平的學生參加科研工作的課題和研究內容不同,學生們都有適合的研究工作任務,任務明確而分工不同,某些研究任務可能由不同層次的學生共同來完成。

本科生科研培養有幾個環節它們是:基本科研技能、科研創新、參加教師科研項目。通過一系列培養,使學生在各個環節的學習中得到更具體的科研能力和拓寬專業面的訓練,從而掌握科學研究的一般方法,全面提高科研實驗能力、分析和解決問題的綜合能力。

對本科科研能力的培養,其能力的培養應包括以下內容:一是科研的分析能力、動手能力、表現與表達能力;二就是人的素質也就是EQ,就是對團隊與事業的忠誠,對事業的持之以恒的堅毅和不放棄。學生的學習和指導是多層次和多向的,在團隊中所有的學生都有機會學習和訓練動手能力、管理能力、解決問題和獨立進行技術決斷的能力。科學研究能力的培養是漸進式的培養過程,遵循一個普遍的規律,即動手干——發現和思考問題——設法解決問題——總結歸納——形成科學觀點。對學生的好奇心、興趣,嚴謹的科學方法、創新能力、團結協作精神的培養都有極大的好處。

筆者近幾年指導了一些電氣控制專業和計算機科學專業的學生從事實用科研開發,這些學生應至少學習了一年半至兩年左右的基礎知識,這些基礎知識主要包括電路、C語言、模擬、數字、面向對象高級語言、外語、數學、科研開發性語言、嵌入式系統等;除此以外,需要掌握科研儀器、設備及電子CAD、AUTOCAD等工具軟件的使用。當然,所學的知識還是不夠的,不過這些都不用擔心,一切可以邊學邊干邊掌握。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練和培養。

3.信息專業本科生能參與科研訓練方式

通常一個大學信息專業本科生能參與科研,至少要一年半載的基本功的訓練,訓練包括四個方面素質教育訓練;探討科研現狀描述的訓練;為科研而需要的動手能力訓練,以及以科研教學的小科研項目訓練。具體做法如下:

首先,素質教育訓練可以是最重要的最難訓練的方面,對團隊與事業的忠誠,對事業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,是對學生最好的素質教育;同時,通過團隊訓練,生存挑戰,工作壓力測試等,也能加強對學生的培養。

探討科研現狀描述的訓練,是對現狀的描述目的主要是為撰寫研究論文、推銷產品,科研項目產品的開發以及申報課題與結題。以撰寫研究論文為例,要訓練撰寫的格式,如何檢查文獻,如何分析歸納總結;題目:包括摘要、關鍵詞以及通訊地址;引言:說明研究意義,為什么研究;研究現狀:別人做了什么、能/不能實現什么;新方案/新方法:達到新目的分析以及理論根據;對新結果的理論/模擬分析:支持新方案/新方法的結與結論;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,對自己有何啟發幫助。

關于科研動手能力訓練,包括口頭表達與動手能力兩個方面;對信息專業而言口頭表達通常的每周一次的碰頭會,規定每個人對自己的科研現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,讓學生發表申請發言,讓學生有更多的口頭表達能動的機會,以培養他們的表達能力。

在動手能力方面,可以從軟硬兩個方面進行,整合優化實踐性環節,加強綜合性、創新性、設計性能力的培養,引入項目工程的案例訓練,培養學生發現問題、提出問題的能力,鼓勵創新精神。根據專業的特點,可以設置三個方向的內容:其一專業英語教學方面;其二是軟件工程方面,其三與計算機硬件結合的過程控制方面。案例訓練有一定廣度與深度,以團隊形式,讓學生在教師的指導下獨立完成案例所給予任務。

以軟件工程開發案例方面為例,當今大部的軟件的規模,開發過程難度、涉及的技術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、素質與背景,依照團隊分工協作的進行工作是當今的主流。軟件開發以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、設計、測試、管理、支持等角色),以木桶原理為團隊質量控制總量協作的單元。學生組成團隊在教師的指導下,同學之間相互協作、溝通,使大家在專業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,硬件的焊接技術訓練;比如要求學生正確使用示波器,可以提出用示波器如何測量電感的電感量及內阻;設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省成本,科研項目怎樣進行成本核算等等。

所謂科研教學的小科研項目訓練,就是在老師的指導下,在具有科研能力同學的幫助下,參與科研項目的中的小項目的研究工作,或者讓學生參與由學校組織小科研等各類科研有關的活動,從現狀描述,查找資料,到各種知識的綜合應用,對科研項目課題分析、歸納、實驗、仿真以及對產品的研發資料的整理,全面培養學生科研能力,通過半年至一年的訓練,學生已可以全面參與老師科研項目的工作。

4.結論

近四年來,有16人參與由老師組織的計算機應用方向的科研開發,通過這一系對本科科學生的培養,取得一定的效果;學生參與科研老師科研項目7項,其中軟件開發項目2項,軟硬結合的項目5項;在這些項目中一項研究是國內外處于先進水平,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。

科學研究是發展基礎理論和探索高科技前沿的重要基礎,是創新人才培養過程的重要組成部分。通過本科學生參與科研能使教師和學生共同營造一種能培養探索性、創新性和創造性的學習、工作環境,有助于提高創新人才培養質量。因此,應努力建立一種基于科學研究的教育模式,營造有利于探索型、創造型人才成長的氛圍和環境,使更多的創新人才脫穎而出。在本科教學基礎上致力于培養和造就富有創新意識和能力的高級人才,通過教學相長.激發科研靈感和研究欲望,產生新的科研動力;再者,使科學研究處于學校的中心地位,成為發展基礎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內容.帶動和推進人才培養;三是由教育、科研延伸開來的社會服務十分興旺.不僅為學校創造了財富.而且從中得到社會對科學研究、人才培養的新需求。