培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的實踐教學方式的研究

摘要：本文通過作者多年的實踐教學經(jīng)驗，從實踐教學的設(shè)計思想、實踐教學的內(nèi)容到實踐教學的考核方式等方面進行了一系列的探討與研究，提出了大作業(yè)驅(qū)動下的實踐教學模式。

關(guān)鍵詞：大作業(yè)；實踐教學；創(chuàng)新能力；考核方式

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913 (2007) 22-0109-04

為了構(gòu)建一個為更多學生提供更具綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性的實踐環(huán)境，以使每個大學生在4年學習中都能接受多個實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)，使得學生在掌握扎實的基本知識與技能的基礎(chǔ)上，同時提高學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。為了做到這一點，必須在實踐教學方式上做進一步的研究。

1實踐教學的設(shè)計思想

課程實踐教學的設(shè)計思想為：構(gòu)架多層次、立體化實踐教學平臺，逐步提升學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。課程實踐教學的主要環(huán)節(jié)有：課內(nèi)上機實驗、課外項目引導下的大作業(yè)(綜合性/設(shè)計性實驗)、教授和博士指導本科生學術(shù)研究團隊活動、社會調(diào)查、實踐基地專業(yè)實習等。

實踐教學必須改變傳統(tǒng)教學模式，積極探索大作業(yè)驅(qū)動下的雙主體教學模式，探索由啟發(fā)式、實例導入的“螺旋式”、討論式、參與式、辯論式等教學方法相結(jié)合的教學模式；改變傳統(tǒng)的單一化教學平臺，構(gòu)架立體化教學平臺，如構(gòu)建課堂(理論)教學、課內(nèi)實驗教學、課外項目引導式大作業(yè)、教授和博士指導的本科生學術(shù)研究團隊活動、實踐基地教學等相結(jié)合的立體化教學平臺；改變傳統(tǒng)的教學手段，充分采用現(xiàn)代化教學手段，如開發(fā)內(nèi)容豐富的大作業(yè)課程教學網(wǎng)站， 該網(wǎng)站對精選的大作業(yè)題目進行分類管理，對每類大作業(yè)題目的一個樣例，給出詳盡的需求分析和相應的案例，供學生做大作業(yè)參考，同時不斷更新該網(wǎng)站，動態(tài)反映有關(guān)題目的最近研究動態(tài)、新的需求、新的設(shè)計方案。在網(wǎng)站上定期發(fā)布一些技術(shù)解決方案，好的設(shè)計例子，相關(guān)的參考資料供學生參考。

任課教師必須密切結(jié)合教學要求，將基礎(chǔ)性實驗與大作業(yè)、綜合性設(shè)計性實驗相結(jié)合。教師對基礎(chǔ)性實驗認真指導和點評，使學生能夠掌握教學大綱中要求的基本知識、基本理論和基本方法，在綜合性、設(shè)計性實驗的基礎(chǔ)上完成大作業(yè)。在實踐教學中采用小組討論、集體答辯、教師點評的形式，能夠提高學生自主學習的能力和綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力。

2大作業(yè)驅(qū)動下的實踐教學的內(nèi)容

綜合性、設(shè)計性實驗教學主要體現(xiàn)在大作業(yè)方面，大作業(yè)通過讓學生對一門課程綜合性的問題或綜合幾門課程知識的問題，結(jié)合其他專業(yè)知識、計算機知識和數(shù)學知識，從資料收集、提出解決、選擇最佳方案到最終實現(xiàn)方案等一系列過程的實踐，可為學生今后的創(chuàng)業(yè)提供一個能力鍛煉的舞臺。

大作業(yè)作為課程學習中的一個重要環(huán)節(jié)，通過鍛煉學生的資料搜集、協(xié)作精神、解決綜合問題的能力，可以充分發(fā)揮學生的主觀能動性，自主學習探討，勇于發(fā)現(xiàn)問題，獨立分析問題；與他人通力協(xié)作，可以增強其獨立意識、創(chuàng)新意識、合作意識，提高其觀察力、思維力、想象力和動手能力等。這些能力的培養(yǎng)將為學生今后創(chuàng)業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。

不同的課程，其實踐教學內(nèi)容不同。但是，無論什么樣的課程，實踐教學都應該包括如下的內(nèi)容：

(1) 基礎(chǔ)性的實驗：這部分內(nèi)容主要是鍛煉學生對本課程基本技能的訓練，加深學生對基本理論的理解和運用。這類的實驗一般稱為驗證性實驗，實驗個數(shù)一般6~8個左右，實驗時數(shù)12~16，主要由教師在實驗課中，首先花費20分鐘左右的時間向?qū)W生講授實驗原理和實驗方法，學生依據(jù)老師講授的知識進行課內(nèi)實驗，實驗完成后填寫相應的實驗報告。

例如：在“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理”課程中安排16學時上機實驗，完成8個基礎(chǔ)實驗。實驗內(nèi)容主要包括使用SQL Server2000，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的基本操作、數(shù)據(jù)庫的完整性約束、觸發(fā)器和存儲過程、數(shù)據(jù)庫的安全機制等。

通過課內(nèi)上機實驗，使學生熟練掌握教學大綱中要求的基本知識、基本理論和基本方法。

(2) 綜合性的實驗

為了提高實踐教學效果，必須將課外項目引導下的大作業(yè)(綜合性/設(shè)計性實驗)教學內(nèi)容引入到實踐教學的內(nèi)容中。

綜合性的實驗是指實驗內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或相關(guān)課程知識的實驗。開設(shè)綜合性實驗的目的是對學生的實驗技能進行綜合訓練，培養(yǎng)學生的綜合分析能力、實驗動手能力、數(shù)據(jù)處理以及查閱資料的能力。

每門課程綜合性的實驗個數(shù)一般1~2個，實驗課時10~12左右。在該實驗中，教師一般將學生3~4人分成一組，教師向?qū)W生下達大作業(yè)任務書，學生依據(jù)大作業(yè)任務書，以小組為單位，在老師的指導下逐步完成。

大作業(yè)的選題一般來自教學或生產(chǎn)實踐中。教師可以設(shè)計多個選題供學生選擇，也可以由學生自主選題。多個選題其好處在于題目的多樣性，可以最大地豐富學生的閱歷，也能夠充分發(fā)揮學生的積極主動性。

也可以采用同一個班設(shè)計一個選題，采用同一個選題的好處是可以激發(fā)不同組之間學生的相互競爭，每個組的同學都可以從其他組中吸取精華，不斷地充實自己。

例如：《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程的大作業(yè)要求學生針對企事業(yè)單位管理中的實際問題，在查閱相關(guān)資料和初步調(diào)研的基礎(chǔ)上，建立一個簡化應用系統(tǒng)的E-R概念模型，使用規(guī)范化的理論進行優(yōu)化，轉(zhuǎn)換成相應的關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式，并在SQL Server 2000平臺上實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計，最后撰寫設(shè)計文檔。

(3) 設(shè)計性的實驗

設(shè)計性實驗是指給定實驗要求和條件，由學生自行設(shè)計實驗方案并加以實現(xiàn)的探索性實驗，著重培養(yǎng)學生獨立解決實際問題的能力、創(chuàng)新能力以及組織管理能力。

例如“現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)”課程的大作業(yè)要求學生綜合運用所學知識，針對企事業(yè)單位管理中的實際問題，通過需求分析，建立E-R概念模型，使用規(guī)范化的理論進行優(yōu)化，轉(zhuǎn)換成相應的關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式，同時進行代碼設(shè)計實現(xiàn)系統(tǒng)的主要功能，最后完成相應文檔資料的編寫，包括：小組完成需求分析、概念設(shè)計、邏輯設(shè)計和物理設(shè)計報告，個人完成數(shù)據(jù)庫設(shè)計說明書、數(shù)據(jù)庫代碼設(shè)計、詳細設(shè)計說明書、應用軟件代碼設(shè)計、用戶使用說明書。

在實踐教學過程中，可以組織高年級學生參加由教授和博士指導的本科生學術(shù)研究團隊。教授和博士指導本科生開展科學研究，可以激發(fā)本科生的專業(yè)學習興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力；通過科研，可以使本科生的學習由被動到主動，較早地學習到科研的基本方法和技能；在參與科研的過程中，學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力等，無疑將得到很好的鍛煉和提高，提高學生自身的競爭力。

實踐教學的一個非常有效的途徑是通過校企合作，為學生的校外實踐活動提供良好的平臺。積極組織學生參加各項社會實踐活動，到企事業(yè)單位實地調(diào)查、參觀，并在此基礎(chǔ)上組織學生到實踐基地開展專業(yè)實習，參與企事業(yè)單位的生產(chǎn)和管理，使學生了解企事業(yè)單位信息管理的需求、應用現(xiàn)狀，了解軟件開發(fā)的過程，提高學生的學習熱情和創(chuàng)新欲望，培養(yǎng)學生從實際應用需求中提出問題、分析問題和解決問題的能力。如，組織學生到相應的高新技術(shù)企業(yè)參觀和實踐，使學生掌握如何利用系統(tǒng)的方法來解決企事業(yè)單位管理中的實際問題，并進一步通過大作業(yè)或?qū)I(yè)實習，將所學的知識運用到解決企事業(yè)單位管理中的實際問題。

3實踐教學考核方式的改革

必須對實踐考核方式進行改革，考核范圍應包括：基礎(chǔ)實驗考核、綜合性實驗報告、設(shè)計性實驗報告、大作業(yè)、文檔資料、演講和答辯等。

實踐教學作為理論教學的一個重要補充部分，得到了越來越多院校的重視。許多高等院校在制定教學計劃時，都將相應的實踐教學納入到正常的教學計劃中，同時配備相應的實踐教學課時，其考核采用了理論與實踐考核相結(jié)合、傳統(tǒng)考試與上機考試相結(jié)合等方式。

但是實踐考試占用多大比例？考試內(nèi)容又如何確定？什么樣的考試才能最大限度地啟發(fā)學生的創(chuàng)新意識？一般來說，實踐考試的比重依課程而異，計算機類的課程分為三類：

(1) 基礎(chǔ)理論類

這類課程主要包括程序設(shè)計語言、計算機原理、操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程。這些課程其實踐內(nèi)容往往是驗證性實驗為主，輔助一個小的綜合性的實驗，其考核方式可以采用：

① 實踐考試占該課程比重的15%~25%

② 以基礎(chǔ)實驗為主，包括平時的實驗和實驗報告，其比重約占實踐考試的5%~10%左右

③ 上機考試：采用抽題方式。教師在組織考試前，首先確定若干個考試題目，題目以涵蓋本課程的基本知識和基本技能為主，題目不宜難。可以采用預先將所有題目發(fā)給學生進行課后練習，考試時從中選擇2~3題由學生在實驗環(huán)境中實現(xiàn)。這部分的比重約占實踐考試的5%~10%左右。

④ 綜合性的實驗：包括綜合性實驗報告、實驗程序等，這部分內(nèi)容由學生以小組為單位課外完成。評分的依據(jù)至少包括演講答辯的能力、程序質(zhì)量、實驗報告這三方面的內(nèi)容。評分可以給小組評定一個分數(shù)，也可以依據(jù)每個同學在小組中擔任的角色、任務量的大小等來評定。但以小組評定一個分數(shù)為好，原因是充分發(fā)揮團隊的力量，使得學生在最初的學習階段就懂得團隊在開發(fā)過程中對個人創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要作用。這部分的比重約占實踐考試的5%左右。

(2) 專業(yè)課程

這類課程主要包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概念、編譯原理、計算機體系結(jié)構(gòu)、各種軟件開發(fā)技術(shù)(如VC開發(fā)技術(shù)、JAVA開發(fā)技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù))、計算機安全技術(shù)、移動通信技術(shù)、圖象處理技術(shù)、操作系統(tǒng)內(nèi)核分析等課程。這些課程其實踐內(nèi)容往往是少量的驗證性實驗，以一到兩個綜合性的實驗為主，其考核方式可以采用：

① 實踐考試占該課程比重的25%~40%

② 以基礎(chǔ)實驗為輔，包括平時的實驗和實驗報告，其比重約占實踐考試的5%到10%左右

③ 上機考試采用抽題方式。教師在組織考試前，首先確定若干個考試題目，題目以綜合本課程的基本知識和基本技能為主，題目稍難。可以采用預先將所有題目發(fā)給學生進行課后練習，考試時從中選擇1到2題由學生在實驗環(huán)境中實現(xiàn)。這部分的比重約占實踐考試的5%~10%左右。

④ 綜合性實驗：包括大作業(yè)(含文檔資料)、實驗程序等，這部分內(nèi)容由學生以小組為單位課外完成。評分的依據(jù)至少包括演講答辯的能力、程序質(zhì)量、大作業(yè)報告這三方面的內(nèi)容。評分可以給小組評定一個分數(shù)，也可以依據(jù)每個同學在小組中擔任的角色、任務量的大小等來評定。但是以小組評定一個基礎(chǔ)分數(shù)，再依據(jù)每個同學在小組中擔任的角色、任務量的大小等來評定為佳，原因是不僅可以充分發(fā)揮團隊的力量，也充分調(diào)動學生在整個開發(fā)過程中的積極性，發(fā)揮個人創(chuàng)新能力的重要作用。這部分的比重約占實踐考試的20%左右。

如《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概念》課程的筆試占總成績的60%，基礎(chǔ)性實驗占8%，上機考試占10%，綜合性實驗及大作業(yè)(含文檔資料)占20%。

在實踐教學過程中，每個學生完成8個基礎(chǔ)實驗，教師針對實驗過程中出現(xiàn)的典型問題從多方面進行點評以引導學生，提高學生綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力；另外，學生以3～4人為一組完成一個綜合性的大作業(yè)，在大作業(yè)中，以小組為單位完成相應的需求分析、概念設(shè)計、邏輯設(shè)計和物理設(shè)計，然后每個學生依據(jù)本組的數(shù)據(jù)庫設(shè)計，采用SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫，進行數(shù)據(jù)庫腳本設(shè)計并生成數(shù)據(jù)庫。

(3) 專業(yè)實踐課程

這類課程主要包括電子商務技術(shù)、課程設(shè)計(如操作系統(tǒng)課程設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計、數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計、編譯方法課程設(shè)計等)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)、中間件技術(shù)、信息檢索技術(shù)等課程。這些課程其實踐內(nèi)容往往以設(shè)計性實驗為主，其考核方式可以采用：

① 實踐考試占該課程比重的80%~100%

② 考試以設(shè)計性實驗為主，包括大作業(yè)(含文檔資料)、實驗程序等，這部分內(nèi)容由學生以小組為單位在課內(nèi)外完成。評分的依據(jù)同綜合性的大作業(yè)，但是小組的評分占實踐考試的20%左右，個人評分比重約占實踐考試的70%左右。

例如“現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)”課程的基礎(chǔ)性實驗占10%，大作業(yè)(含軟件及文檔資料)占90%。大作業(yè)包括：數(shù)據(jù)庫設(shè)計說明書、詳細設(shè)計、用戶手冊、PPT報告等。

在實踐教學過程中，每個學生完成8個基礎(chǔ)實驗，基礎(chǔ)性的實驗要求同綜合性實驗；另外，每個學生還必須完成一個設(shè)計性的大作業(yè)，大作業(yè)以4～5名學生為一組，完成相應的需求分析、概念設(shè)計、邏輯設(shè)計和物理設(shè)計，寫出數(shù)據(jù)庫設(shè)計說明書，這部分比重約占實踐考試的20%左右，然后每個同學依據(jù)本組的數(shù)據(jù)庫設(shè)計，完成相應的數(shù)據(jù)庫代碼設(shè)計、詳細設(shè)計、應用軟件代碼設(shè)計、用戶使用說明書和PPT報告，相應占實踐考試的比重分別為：10%、10%、40%、5%和5%。

4總結(jié)

計算機科學與技術(shù)專業(yè)本科課程改革總體設(shè)想是：圍繞培養(yǎng)目標，以學生就業(yè)為中心，以提高學生的專業(yè)素質(zhì)和操作技能為重點，強化實踐能力。為了進一步提高實踐教學的效果，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，大作業(yè)教學，不僅可以激發(fā)學生的學習興趣，鍛煉學生的動手能力，而且可以培養(yǎng)學生面向?qū)嶋H應用提出問題的意識；增強學生研究性學習的主動性，培養(yǎng)學生自主學習的能力；提高學生分析問題、解決問題的能力；增強學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。由此可見，“大作業(yè)教學”是將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融于實踐教學過程中的成功舉措。

作者簡介：

吳京慧，江西財經(jīng)大學信息管理學院 330013

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