計算機學科中工程創新能力的培養途徑

譚云松，王慶春，丁杰敏，呂 濤 （武漢工程大學計算機科學與工程學院，湖北 武漢430073）

近年來，國內教育市場受到內在與外來的沖擊，為提升教學質量，我國成立了工程教育學會，負責國內工程教育認證工作，并期望盡快與國際接軌。工程教育為我國培養了大量專業的工程師人才，工程項目創新給工程學生提供了展示自己才能的機會。下面，筆者旨在研究計算機學科的學生創新培養模式，指導工程教育工作者掌握工程教育基本理論和科學的教育方法??武漢工程大學教學研究項目 （X2011010）。。

1 工程創新能力的內涵

一般來說，創新能力包含創造力、創新機制與創業精神，創新 （innovation）是創造力 （creativity）的具體實踐。工程創新可以分成4個部份來看，包括動機、問題、求解及成果等4個創新能力［1］。其中第一個是創新的動機，也許是基于好奇心、企圖心或某種程度的需要，于是就會注意到可以發揮創意思考的轉移空間，一般問題空間會以所熟知的周圍環境為起始點。當然，是否可以找出問題所在，可能會與人格特質、過去經驗、訓練等均相關。但知道了問題點，就需要找到該問題的解答或構想，否則問題永遠存在，就不會創造出新的價值。有了可行的構想，再配合工程上已知的技術、工具等，加以生產、執行該構想，以確實讓創意程序中產生的構想，轉換成有用的價值。在這4個空間中，研究最多的主要是問題與求解，說明工程創新能力必須包括從創意產生、形成構想，乃至讓構想實體化的整個過程，特別是產出的結果必須是創新且具有價值的提升。對于組織或團隊的創新能力而言，基本上是建立在個人之上，不過，研究報告也顯示部分不同的影響因素，包括團隊的內部向心力 （team cohesiveness）、工作制度 （tenure）、工作設計 （job design）、及管理方式 （supervisory style）等［2，3］。另一方面，團隊中成員間的互動以及領導者的才能，也直接或間接影響著團隊的創新能力，如軟件項目開發者帶領開發設計團隊的方式，可以達成團隊中彼此溝通的目的，大大提高開發效率和產品的滿意度。

2 培養途徑

2．1 構建計算機學科實踐教學體系，提高學生工程實踐能力

通過調研IT行業的發展和市場人才需求，在實踐教學改革中將計算機知識和技能的教學貫穿于整個實踐教學環節之中，創新意識培養貫穿于4年的實踐教學中，突出學生的工作能力和工程意識培養，為計算機學科的工程教育專業評估以及畢業生獲得工程師資質打下堅實的基礎。根據計算機學科建設要求，在教學計劃中將實踐教學分成3個模塊：課程實驗、綜合設計與單位實習，把創新貫穿于3個模塊之中，解決了實踐教學環節相互獨立、各自為陣、缺乏系統性和持續性、難以適應對新世紀創新人才培養的要求等問題。

1）第一層次 第一層次為基礎型實驗，包括硬件實驗和程序設計語言等基礎實驗。課程實驗主要是訓練基本技能、了解軟硬件工作的基本原理、熟悉計算機元器件與常用軟件、設置機器拆裝、模塊重組等，強化工程能力和創新意識的培養。

2）第二層次 第二層次為綜合型實驗，主要是針對課程設計，綜合多門課程完成具有一定分析綜合能力的實現項目。

3）第三層次 第三層次是深入企業實習，包括生產實習、畢業實習和畢業設計，實現理論與實踐相結合、科研與應用相結合的教學思想，強化分析、提高解決生產實際問題的能力。

通過以上3個模塊的實踐能力，再結合科研平臺，以創新為動力，以質量為目標的教學思想，建立實驗教學課程體系。從強化基本計算機的基礎理論應用、軟硬件基礎知識的鞏固和基本實驗技能的提高入手，到注重實驗的設計性、綜合性，實現學生創新意識和設計能力的提高，強化工程能力的培養。

2．2 建立雙導師培養機制，構建工程實踐平臺

高等學校師資來源于高等學校和研究單位，很多教師具有較深的理論基礎知識，但不一定具有工程實踐能力，對于計算機學科來說尤其如此。因此，對于工程教育的學生來說，應該建立雙導師教學機制，在學校教師的指導下完成理論課程的學習，為工程實踐打下堅實的基礎。同時，在校外實習基地，由校外工程師來進行指導學生完成工程項目的實踐，這樣就比較容易的完成了從理論到實踐的轉換。對于計算機學科來說，學生在校內可以掌握計算機軟硬件的基礎知識，在校外可以面向應用開發面向市場的計算機軟硬件，在這一過程中，離不開校內指導教師和校外指導教師雙重培養［4］。

此外，還可以將專業建設與學科建設相結合，研究平臺建設與實習基地相結合，校內實驗校外實習相結合，促進學生知識與技能的結合，建立 “校內實驗＋綜合實踐＋校外實習”的工程實踐平臺。以提高學生動手、觀察、思維和創新能力為目標，實習基地建設為重點，帶動方式、指導形式、管理改革，強化操作技能，提高設計能力和創新意識培養。

2．3 加強團隊合作，提高團隊創新能力

工程教育中，可以將小組作業轉化成一個有效的團隊學習。可讓學生獲得更好的團隊合作經驗，并提升學生的技術能力。教學實踐中根據適當的工作時間分組、提供基礎的團隊訓練、監督團隊并在有需要時適時介入、并包含一個互評的機制［5］。

1）專題作業 明確要求互相合作共同完成。

2）分組 分組前，老師調查學生的意見以找出他們偏好的工作時間，并根據之前的必修課成績進行組合分組。為簡化步驟，分組時不考慮性別和成績優劣。

3）訓練小組 分派團隊作業的當天，教師應在課堂上進行討論，雖然涵蓋范圍可能很小，但仍可讓學生體會到團隊互動的特性和合作的重要性，認識一些團隊運作更有效的策略。

3 結 論

給出了以最終成果為出發點的工程創新能力定義，并以動機、問題、解答及成果等4個轉移空間的概念厘清創思、創意與創造在工程創新能力上之差異。由于工程講求最后的成果，因而單單有創意構想，尚不足以產出具體創新、有價值的成果，因而必須有實際成果產生，否則仍會淪為空談。筆者所分析的計算機學科的教學活動，可以滿足工程創新能力的基本要求。計算機類專業學生在實習中關鍵是要培養他們的動手、分析、綜合實踐和團隊創新能力，為保障學生充分地在實習中得到鍛煉，在鍛煉中得到創新，應充分利用校內實訓、實驗、實習教學平臺，通過項目合作為學生提供學生工程創新的實踐平臺，為工程學生創新活動提供保障。

［1］方 勇，李志仁 ．高等教育與國家創新體系 ［M］．重慶：西南師范大學出版社，2006．

［2］中國計算機科學與技術學科教程研究組 ．中國計算機科學與技術學科教程 （2002）［M］．北京：清華大學出版社，2002．

［3］黃德寬 ．創新人才培養需要制度保障 ［J］．中國高等教育，2006（20）：1－3．

［4］錢國英，王剛，徐立清 ．本科應用型人才的特點及其培養體系的構建 ［J］．中國大學教育，2005（9）：54－56．

［5］周興社，樊曉椏 ．創新型計算機人才培養的探索與實踐 ［J］．計算機教育，2007（3）：10－11．