科研與教學(xué)相結(jié)合的成功案例分析

摘要：良好的科研基礎(chǔ)和科研能力應(yīng)該在學(xué)校培養(yǎng)，而不是等學(xué)生到了企業(yè)之后。實踐表明，僅靠教學(xué)中的實踐環(huán)節(jié)來改變學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、發(fā)揮他們自覺學(xué)習(xí)的能動性是不夠的?？蒲袑嶋H項目使學(xué)生有明確的工作目標(biāo)，從解決實際問題出發(fā)，思考算法、思考編程，才是真正的科教結(jié)合、真正的實踐教學(xué)。

關(guān)鍵詞：科研；競賽；實踐教學(xué)

作者簡介：牟永敏（1961-），男，山東煙臺人，北京信息科技大學(xué)計算機學(xué)院，教授；丁媛（1988-），女，河南安陽人，北京信息科技大學(xué)計算機學(xué)院碩士研究生。（北京 100101）

基金項目：本文系北京市學(xué)科與研究生教育基金（項目編號：PXM2012_014224_000038）、北京信息科技大學(xué)基金項目（項目編號：5028223400）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）23-0029-02

科學(xué)研究是培養(yǎng)本科生創(chuàng)新精神和實踐能力的練兵場。一方面，通過參與科研項目初步掌握科研的方法，為今后在學(xué)術(shù)道路上的探索、創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)；另一方面，通過參加科研，學(xué)生開闊了視野、思路。北京信息科技大學(xué)（以下簡稱“我?！保┯嬎銠C開放系統(tǒng)實驗室，自2002年對外開放以來，通過選拔和畢業(yè)設(shè)計等方式，吸收了許多本科生，讓他們直接參與教師的科研工作，取得了可喜的成果。

一、積極發(fā)現(xiàn)小苗子（大一新生）并重點培養(yǎng)

1997年筆者來到我校的計算機學(xué)院工作以來，非常注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣，尤其對那些有動手動腦意向的學(xué)生。如，2004年筆者教授的信息與計算科學(xué)專業(yè)，就有不少學(xué)生想早日學(xué)完C語言，以便能早一些編寫計算機程序。對于這些學(xué)生，筆者在講到1/3課時的內(nèi)容時，就宣布3個課程小項目題目：一是編寫一個人機對戰(zhàn)的五子棋游戲；二是編寫一個俄羅斯方塊游戲；三是編寫一個學(xué)生基本信息管理程序（用文件保存數(shù)據(jù)）。在期末前一周完成程序的編寫并能進行公開測試、答辯（隨機抽取同班同學(xué)上來對其作品進行現(xiàn)場測試，由教師和同學(xué)對其產(chǎn)品的算法、功能、程序質(zhì)量等進行提問）的學(xué)生，他們的平時成績將給予滿分（平時作業(yè)沒交齊、上機缺席都忽略不計），表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生直接進入實驗室參加老師的科研項目。當(dāng)時出現(xiàn)了非常意想不到的效果。

三周以后，有7位學(xué)生完成了程序，教師安排了1學(xué)時讓這些學(xué)生演示自己的作品，并由其他學(xué)生進行提問。參加演示的學(xué)生有的神情自如（水平較高）、有的面紅耳赤地爭論算法優(yōu)劣、有的非常緊張。70多人的課堂氣氛異?；钴S，所有學(xué)生都能參與其中。答辯結(jié)束后，有的學(xué)生興高采烈，有的學(xué)生垂頭喪氣。此時教師如果不能及時對這些失利的學(xué)生進行鼓勵，他們可能就失去了編程的信心，甚至失掉了專業(yè)興趣，最后的結(jié)果就是“高興而入，敗興而出”。于是教師對每一位學(xué)生的作品都加以肯定，從算法設(shè)計、代碼規(guī)范性、功能完善等方面，進行了認真的評判，對不太完整的程序作品進行了補充和指導(dǎo)。至此以后，全班學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情高漲，營造了自學(xué)C語言程序設(shè)計、編寫自己感興趣的程序（教師允許學(xué)生自由命題，經(jīng)審核通過后就可以參與答辯）的良好的學(xué)習(xí)氛圍。特別值得提倡的是，幾位優(yōu)秀的學(xué)生當(dāng)起了小老師，他們利用課余時間組織答辯和知識點講座。鏈表是C語言程序設(shè)計中較難掌握的一個知識點，期末考試之前班級自發(fā)組織了學(xué)習(xí)小組，由三位編程能力較強的學(xué)生針對教師平時講過的重點例題分別以三種不同的編程思路對同學(xué)進行講解，重點是鏈表和文件部分。最終，全班學(xué)生都通過了期末考試，并且成績非常好。

2004年下半年筆者繼續(xù)給這個班講授32學(xué)時的“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”課程，在第一節(jié)課就布置了課程小項目：簡易繪圖工具；課堂隨機點名系統(tǒng)；簡易文本編輯工具。部分學(xué)生利用暑假自學(xué)了C++程序設(shè)計（上學(xué)期期末教師提到下學(xué)期將講授C++編程），甚至有的學(xué)生參加了程序設(shè)計培訓(xùn)班。這樣一來，這學(xué)期“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”課程的講授異常順利。班級中涌現(xiàn)出很多編程愛好者，直接進入實驗室參加教師科研項目的有12人，實驗室實踐簡歷見表1。

表1 實驗實踐項目表

學(xué)期作品所用環(huán)境項目性質(zhì)指導(dǎo)教師

1五子棋游戲C語言課程小項目牟永敏

2課堂隨機點名系統(tǒng)C++語言課程小項目牟永敏

3教師任務(wù)短信提醒系統(tǒng)C++語言校課外活動基金項目牟永敏

4全方位汽車導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)C#語言校課外活動基金項目牟永敏

5學(xué)生平時成績管理程序C#語言校課外活動基金項目牟永敏

6開發(fā)系統(tǒng)實驗室網(wǎng)站PHP+MSQ教師科研項目牟永敏

7車輛限高導(dǎo)航系統(tǒng)C語言+嵌入式平臺教師科研項目牟永敏

獲獎情況：Intel杯全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽嵌入式專題邀請賽，三等獎。

發(fā)表論文：《車輛限高導(dǎo)航系統(tǒng)》（北京機械工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2008年第02期）。

小結(jié)：從一年級發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)苗子，4年1名指導(dǎo)教師（便于教師掌握學(xué)生情況）；敢于創(chuàng)新教學(xué)模式，改革實踐方式，盡早培養(yǎng)學(xué)生，可以從二年級開始；隨課程加入課程小項目，提高學(xué)生對編程的興趣，激勵形成學(xué)生自學(xué)的良好學(xué)風(fēng)；相信學(xué)生的創(chuàng)新能力，積極鼓勵其參與教師的科研項目。

二、做好畢業(yè)設(shè)計實踐環(huán)節(jié)，改變?nèi)松鷥r值

畢業(yè)設(shè)計無疑是本科生在校期間的最后一次實踐機會，同時也是本科生寫求職簡歷的重要砝碼。近幾年，筆者也帶了幾個寫程序能力較差的學(xué)生，他們在找工作時遇到了困難，甚至連續(xù)幾次面試都被拒絕。2008年筆者帶了8名學(xué)生，其中有2名學(xué)生找工作的情況不是很理想。當(dāng)時實驗室正在承接一個“軟件項目管理”項目，于是安排這2名學(xué)生參與了為期6個月的項目。3個月后與這兩位學(xué)生談話，問其參與項目的情況，并表示，如果感到困難，可以退出。他們表達了對項目的看法，并表示會堅持到底，盡最大的努力完成項目。結(jié)果他們在參與項目一年之后，一個去了北大方正，一個去了中科軟，并且很快成為了單位的骨干。

小結(jié)：教師的科研項目是最有效的實踐教學(xué)、最好的強化訓(xùn)練載體。利用畢業(yè)設(shè)計的時間，讓學(xué)生受到強化訓(xùn)練；參加半年教師項目的強化實踐，應(yīng)聘情況是企業(yè)挑學(xué)生；參加一年教師項目的強化實踐（畢業(yè)后再做一段時間的項目），應(yīng)聘情況是學(xué)生挑企業(yè)。強化訓(xùn)練，能集中精力；有了實際任務(wù)，就有了責(zé)任感。關(guān)心學(xué)生成長，注重學(xué)生的技能培養(yǎng)是每個教師義不容辭的責(zé)任。

三、積極參與競賽，提高競爭能力

競賽、科研、編程高手都能很好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、弘揚出良好學(xué)風(fēng)，2002年以來，計算機開放的系統(tǒng)實驗室共指導(dǎo)本科生科研活動達200多人，其中大部分學(xué)生參加了國內(nèi)外競賽并取得了很好的成績，下面是幾個典型例子：

一是于佐、黃小江、陳圣豪：這三位學(xué)生2004年開始在實驗室參加科研項目；2005年參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，獲得一等獎；2006年三人同時參加了北京大學(xué)研究生考試，于佐以總分第一的成績輕松被錄取，黃小江和陳圣豪剛過北大線，憑著在實驗室的開發(fā)功底和良好的競賽成績，最后面試輕松過關(guān)，面試的老師非?？粗赜袧摿?、有能實踐的學(xué)生，他們成為我校學(xué)生以后考研面試的楷模。

二是李雪巖：2006年～2009年在實驗室參加科研項目，2008年參加教育部舉辦的全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽“2008年嵌入式系統(tǒng)專題邀請賽（英特爾杯）”獲得三等獎；2009年畢業(yè)，兩年后晉升為新浪產(chǎn)品部經(jīng)理。他多次回學(xué)校進行技術(shù)講座，深受學(xué)生崇拜，激發(fā)了許多學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三是鄭程：第一任ACM隊隊長，2010年組隊以來，連續(xù)兩年參加國際ACM競賽和國內(nèi)大賽，先后獲得全國軟件人才開發(fā)設(shè)計大賽唯一特等獎；亞太地區(qū)ACM競賽大連賽區(qū)和上海賽區(qū)兩項銅獎，為學(xué)校爭得榮譽。2010年以來，他共舉辦程序設(shè)計與算法講座60余場，深受大家的歡迎，同學(xué)們也稱他是“牛人”，從此學(xué)校的程序設(shè)計類競賽進入了高水平階段。鄭程帶動了近百名程序高手，其中每年有20至30名學(xué)生參加編程集訓(xùn)隊。這些都是了不起的小老師，對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、弘揚學(xué)風(fēng)起到了良好的作用。

還有很多學(xué)生通過科研訓(xùn)練和學(xué)科競賽，提高了對程序設(shè)計的興趣，他們不僅帶動了自己宿舍、班級和周圍同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，同時為其他計算機專業(yè)課程（如操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等）的學(xué)習(xí)奠定了重要的基礎(chǔ)。

小結(jié)：學(xué)科競賽考驗的是學(xué)生算法能力和編程能力以及良好的心理狀態(tài)，是反映學(xué)校教學(xué)狀況的最公平、最實用的實踐平臺，深受國內(nèi)外大學(xué)的歡迎；競賽訓(xùn)練能讓學(xué)生真正理解算法的重要性；參加兩屆競賽編程能力絕對上乘，算法能力還需提高；參加三屆強化型的競賽算法集訓(xùn)，算法能力提高很多，其能力遠遠超過一般本科生，甚至研究生；競賽范圍越大越好，參賽人數(shù)越多越好，是提高學(xué)習(xí)興趣、改善學(xué)風(fēng)的關(guān)鍵。

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（責(zé)任編輯：劉輝）