優秀人才的能力培養研究（續）

摘 要 在“創新型國家”的目標下，優秀人才的能力培養問題前所未有地凸顯了出來。本文總結了兩位作者40余年從事人才能力培養的體驗和理念，目的是促進優秀人才的成長。

關鍵詞 創新 實踐 業績定律 實驗教學

中圖分類號：G520 文獻標識碼：A

Research on Talents' Ability Cultivation

Abstract The goal of \"innovative country\"， the unprecedented ability to cultivate talents highlights. This paper summarizes two authors' more than 40 years' experience and ideas in the culture of human capacity， the purpose is to promote the growth of talents.

Key words innovation； practice； results law； experimental teaching

1 知識、智力、能力

1.1 知識與知識結構

所謂知識，就是人們在改造客觀世界的實踐中所獲得的認識與經驗的總和。

要使學生具有合理的知識結構，必須注意知識的使用價值和智力價值。使用價值是指所學知識在后續課程的學習和實踐中的作用和效果，而智力價值是指所學知識對人的智力發展所起的促進作用大小，我們在為學生設計合理的知識結構時，必須把這兩者有機地結合起來，使在有使用價值的知識體系中包含有科學的智力價值體系。

1.2 智力與智力結構

智力是指感知到思維的心理過程特征，是人認識客觀事物并運用知識解決實際問題的能力，因此，它屬于個體心理特征中能力的范疇。一個人的智力是在掌握人類知識經驗和從事實踐活動中發展的，但又不等于知識和實踐。

智力是由觀察力、注意力、記憶力、想象力、思考力等一般能力要素所構成的具有一定結構的系統。用數學語言描述，就是智力因數I是5種能力要素C_i的函數。即

I = f （C_O，C_N，C_R，C_O，C_T） （1）

式中：

I為智力因數，它綜合反映一個人的智力品質。

C_O為觀察力，C_N為注意力，C_R為記憶力，C_I為想象力，C_T為思考力。

智力因數在個體身上的表現，就是反映了個體的智力品質，它以智力超常、正常、低常為主要標志。我們通常所說的“聰明”與“笨”，就是對一個人智力品質的定性評價。人才學把人才分為創造型、發現型、繼承型三種類型，創新型的人才大都是智力超常的人。

智力品質包括敏捷性、靈活性、深刻性和獨創性，敏捷性表征的是智力活動的速度；靈活性表征的是智力活動的創造精神。愛迪生一生中之所以能有數以千計的發明創造，在很大程度上依靠了他超常的獨創性的智力品質。

1.3 能力與能力結構

能力總是同成功地完成某項活動或某項任務相聯系，因此能力是指一個人完成某項活動或任務的綜合本領。

對大學生來講，在教學實踐中應當經常性和有針對性地培養上面所述的5種能力：

C_O——觀察力，它是個體精細感知事物的特性、辨別相似現象和新異現象的能力。

C_N——注意力，它是個體組織自己心理活動，使之有效地指向和集中于某個認識對象的能力。

C_R——記憶力，它是個體保持和再現，再認識以往對客觀事物的反映內容和主觀體驗的能力。

C_I——想象力，它是個體根據已有知識經驗創造性地形成新事物的形象、推測其結構、特性及其變化的能力。

C_T——思考力，它是個體合乎邏輯地對客觀事物形成概念、作出判斷、進行推理思維的能力，它進一步又可分為分析能力，綜合能力、比較能力，概括能力和抽象能力。

1.4 業績定律公式

一個人的智力品質對其一生的業績有著決定性的作用，如果我們用A代表業績，I代表智力因數，t代表勤奮度（用時間體現），那么可以寫出如下業績公式：

A=It （2）

公式表明：業績A與智力因數I成正比，也與勤奮度t成正比，其關系可用圖1表示。

業績A可以廣義地理解，在學生時期可以看作學習成績，在科學研究中可以看做研究成績。圖1（a）告訴我們，兩個人智力因數不同時，在同樣的時間（勤奮度）條件下，智力因數高的人所取得的成績就大。然而，圖1（b）也告訴我們，智力因數低的人采取“笨鳥先飛”的辦法，更勤奮一些（花更多的時間），那么也能取得和智力因數高的人一樣的成績。因此，從某種意義上來講，勤奮度和智力品質有著同樣的價值。愛迪生說“百分之一的靈感和百分之九十九的勤奮”，就是兼指這兩者。

圖1 業績與智力因數、勤奮度的關系

智力是遺傳素質、環境和教育、個人努力三方面因素相互作用的產物，是遺傳和環境的對立統一。智力的發展不是由先天的遺傳簡單的“命定”，也不是由環境與教育機械地決定。遺傳素質僅提供了智力發展的可能性，而環境和教育、個人努力則規定了人的智力發展的現實性。環境，尤其是有計劃有目的的教育，對智力的發展起著決定性的作用。

我們認識環境和教育對智力發展的決定作用，目的在于創造有利于學生智力發展的環境條件（教師、圖書館、實驗室），建立合理的智力結構，促使學生智力的發展并鍛煉超常的智力品質，成為創造型的人才。

2 實驗教學的定位和組織

2.1 實驗教學的目標——發展智力培養能力

前面講述了學生的知識、智力與能力的結構。但更重要的是，如何在整個教育過程中去實現這個結構。

傳授知識，發展智力和培養能力，這三者是相互聯系，相輔相成的。

傳授知識，這是對教學的起碼要求。“知識就是力量”這句名言，充分說明了知識的作用和價值。但我們培養的學生，不僅是人類科學文化的繼承者，而且是人類科學文化的創造者，而要創造，要發展，就要依靠知識、智力和能力，三者缺一不可，如果說人對社會最終的報答是貢獻，那么智力能力將起決定性的作用。因此，我們必須轉變教學思想，從只重視傳授知識轉變到重視發展智力和培養能力方面來，這既是教育的任務，也是時代的要求。

智力也是一種能力，不過是腦的功能而已。一定的智力是掌握知識的前提，超常的智力可以使學生獲得更多的知識，獲得更多的能力，而知識增多了，又可促進智力的發展和能力的提高。

智力是通過對知識的掌握過程而形成的。但是不能認為知識就是能力。知識是能力的基礎，能力是知識的集中體現?！盁o知必然無能，無能很難有知”，足以說明知識與能力之間的辯證關系。能力是要經過專門訓練的，要靠培養，要靠發展。能力總是與成功地完成某項活動或任務相聯系，是在實踐活動中發展的?！皩嵺`出智慧，實踐長才干”，就是這個道理。

從表達式（1）可知，智力因數I是能力要素Ci的函數，要發展智力，必須重視培養能力。而能力總是同成功地完成某種活動相聯系，要培養能力，必須重視實踐性教學環節。我們不能因為能力的發展與知識的獲得有聯系，就認為學生的能力培養，可以在教學過程中自發地實現。有鑒于此，在教學中應該明確地提出培養能力的要求和目標，并且有計劃地自覺地去實現這個目標。

2.2 實驗教學隊伍

高素質的實驗教學隊伍建設是落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》的重要任務之一，也是培養創新型人才的必要條件。高素質的實驗教學隊伍應具備：（1）熱愛和忠于教師職業；（2）具有相應的學術水平和豐富的實踐教學經驗；（3）富有創新精神；（4）富有奉獻精神。

長期以來，高校實施的考評體系并沒有對實驗教學隊伍有多少傾斜政策，例如職稱問題，聘崗問題，要求發表論文數，要求科研經費數。然而實際上每個具體承擔實驗教學任務的老師工作量十分繁重。這些政策的后果是：實驗課教師感覺低人一等，教改無極積性，整天忙于日常的實驗教學。試問：沒有優秀的實驗教學隊伍，何談高水平實驗？何談培養創新型人才？

高素質實驗教學隊伍的建設需要進一步落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》，即使沒有傾斜政策，至少要做到公正公平。例如實驗教學隊伍中為什么不設置國家級和省級“實驗名師”，以改變他們在社會和學校中的地位呢？

2.3 三種實驗類型和三個結合點

（1）三種實驗類型體現三大臺階：

基礎驗證型：鞏固書本知識，培養基本動手能力。

綜合設計型： 綜合運用課程知識，全面培養實驗能力。

研究創新型：超出課程要求，發揮學生觀主動性，啟發提高實驗水平。

前兩種實驗面向所有學生，第三種實驗只面向少數優秀學生。

（2）三個結合點有效組織實驗的過程：

課程要求：面向全體學生的基本要求。

實驗項目：分組綜合實驗，培養團隊精神。

因材施教：專業/非專業；不同層次/不同基礎/不同興趣。

2.4 計算機學科基礎實驗教學的設計

（1）計算機學科基礎12門核心課程——三硬三軟三系統三理論：

三硬：數字邏輯，計算機組成原理，計算機系統結構。

三軟：數據結構，數據庫原理，編譯原理。

三系統：操作系統，計算機網絡，嵌入式計算機系統。

三理論：離散教學，形式語言與自動機，算法分析。

計算機學科是一個實踐性很強的學科，包括計算機科學與技術、計算機科學、計算機工程、軟件工程、信息安全等諸多專業，上述課程中大部分為專業基礎課，必須有實驗教學手段做支撐。圖2 示出計算機學科實驗教學的課程群分類體系。公共基礎是全校性的基礎課，如C語言程序設計。

圖2的實質表示計算機學科學生能力培養路線圖。能力培養目標是“先立地后頂天”，“立地”是單門課程實驗，“頂天”是計算機系統級實驗。

（2）計算機硬件基礎課程群的實驗教學設計：

計算機硬件基礎課程群包括數字邏輯、計算機組成原理、計算機系統結構、接口技術四門課程。有些專業方向偏軟的院校將后兩門課合而為一，取名為計算機組成與體系結構，如圖3所示。

①數學邏輯：技術基礎課

基本實驗：要求學生掌握基本門器件；常用組合邏輯和時序邏輯功能部件設計；存儲邏輯E2PROM應用，大容量可編程器件應用；EDA設計工具和VHDL語言。

綜合實驗：要求學生用EDA技術完成至少4個以上的中型設計課題。

②計算機組成原理：專業基礎課。

基本實驗：要求學生掌握運算器；雙端口存儲器；數據通路；微程序控制器；并用它們組一個CPU整機，且用單步或連續方式執行指令周期實驗。

綜合實驗：要求學生用EDA技術設計一個硬布線控制器實現的CPU，并單步或連續方式執行驗收程序。

③計算機系統結構：重要的專業課。

課程重點講述計算機時間并行技術和空間并行技術。前者用流水技術實現，后者用多CPU技術實現?？紤]技術復雜性和實驗成本，教學實驗采用如下兩種方式：

硬件形式：采用TEC-8實驗系統，實現一個流水CPU。

軟件形式：采用仿真軟件，實現一個流水CPU。

④計算機組成與體系結構、專業基礎課。

基本實驗、綜合實驗：要求與計算機組成原理相同。

⑤計算機硬件技術基礎：高職高專計算機專業、理工類非計算機專業必修課。

基本實驗：剖析一個簡單CPU（TEC-6實驗系統）

基本實驗：用《片上系統單片機》進行編程和接口設計（TEC—6B實驗系統）。TEC-6B實驗系統也用來完成計算機學科的《接口技術》課程實驗。

（3）計算機學科實驗教學實施原則：

實施原則總結為十六字方針——四年不斷，課程為界，先分后合，構建系統。

所謂四年不斷，就是從大一到大四都安排有實驗教學。

所謂課程為界，就是實驗設計執行課程教學大綱，不要越界。

所謂先分后合，就是從低年級開始做課程實驗（包括硬件、軟件、系統），到大四時做超出單門課程范圍的計算機系統級綜合實驗。

所謂構建系統，就是實驗任務包括硬件、軟件和系統的綜合性研究，它相當于一項科研任務，例如實現一個嵌入式系統應用課題。計算機系統級實驗還可以結合畢業設計進行。