信息专业生参与科研的方式研究与实现

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摘要分析了目前国内外相关研究和实施现状，以信息专业为研究对相，提出以教师的科研项目为依托，采取建立大学生本科科研梯队的模式、循序渐进地训练培养不同层次和水平学生的科研能力，从而有效地提高学生的综合素质和能力，建立起良性循环的科研团队，实现教学相长，促进学术水平的提高，取得科研和育才双赢的效果。

关键字科研能力；本科；信息专业；素质

0．引言

自从高校大扩招以来，首当其冲的就是生师比严重失调，教学质量日益下降，学生的素质已大不如从前，尤其是科研创新能力。与此同时，社会对人才的要求也不再像以前那样简单。对人才的要求定位为科研创新能力强，综合素质高的复合型人才；对本科生能力的要求越来越高，与此形成鲜明对比的是本科生科研能力的不足，已经严重影响了教育质量的提高。而我国在这方面的理论基础和社会经验都比较薄弱，传统的教学重在知识的传授和再现，不注重理论联系实际，实践教学环节薄弱，抑制了学生的学习主动性与创造力培养，不利于学生个性发展。所以开展这方面的研究，建立一套符合国情的本科生科研模式体系具有非常的急迫性和重要的现实意义。

1．科研在本科教育的作用与状况

科研能力作为本科生综合素质的组成部分是衡量高等教育水平的重要标准之一。对于大学教育，科研对教书育人有以下功能：育人、师资培养、学科建设以及社会服务功能。大学教育以追求真理为办学宗旨,在人才培养上以全面发展的人、有教养的人为目标,强调培养的人才应该是在情感、智力方面全面发展的人,应该是受过广泛而深刻的教育的人,是独立思考能力、分析能力、批评能力和解决问题的能力高度发展的人才。大学教育致力于给学生打下牢固的科学、技术和人文知识基础,培养创造性地发现问题和解决问题的能力。探索、发现、创造是大学的核心。

与知识的传授不同，科研能力的培养更强调实践的训练。有人曾经比喻，知识如文字，能力如作文；知识如药材，能力如处方。而实践是知识转化为能力的最重要途径，是能力培养的一个重要选择。大学生的创新能力是在参加创新活动过程中培养出来的，而当前我国的大学生，包括研究生，缺乏参加创新活动的机会和训练，不能说不是我国创新人才培养乏力的一个重要原因。

在高等教育发达的先进国家以美国为例，本科生科研在美国大学已蔚然成风，在美国,虽然大家的认识也不尽相同,但大家的共识是“本科生科研是指由本科生进行的探究或调查活动,通过这种活动,可以对学科的发展做出原创性的贡献。”美国学者认为：通过本科生科研,可以使本科生接触科学家,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；可以使本科生增强对课题学习的理解；可以使本科生顺利进人研究生阶段的学习。美国大学本科生科研项目类型也多种多样。有以教师为主,本科生参与教师、研究生的课题,在教师、研究生的指导下进行研究的情况,也有以学生为主的课题,既包括个体的独立研究,也包括集体的合作研究。例如：伯克利本科生科研是教学计划的一部分,学生可以通过“指导下的小组研究”、“指导下的独立研究”、“实地研究”、“四年级论文”、“荣誉毕业生四年级论文”等研究性课程,获得个以上的学分,占总学分的以上。为了鼓励教师指导本科生科研以及本科生参加科研,对于指导本科生科研的教师和参加科研的本科生,大学在经费、工作评定上予以倾斜。在我国,无论是开展本科生科研的大学,还是研究本科生科研的学者,都很少提及到底什么是本科生科研,本科生科研的内涵和外延是什么,这在一定程度上影响了本科生科研的发展。

科研实践是在科学实验过程中学习，是应用科学理论的具体行动，有利于开发和锻炼大学生独立思考能力、随机应变能力和分析解决问题的能力。知识创新是创新人才最重要的素质，是促进社会发展的巨大动力。每一项科研实践，都要应用大量的知识，每一项重大的科研实践，都将产生新的知识。科研实践是对个人创新能力的最有效的培养和锻炼，对培养大学生的创新能力有着十分重要的作用。高校强化科研训练，能够使学生尽早成为国家发展科学事业的重要力量，发挥高素质人才的学术研究的优势，更好地为社会服务。强化学生科研训练的实践，在老师的科研项目带动下，通过建立学生科研梯队，分解科研内容为科研小课题，系统安排不同层次和水平的学生进行科研训练，能够有效地帮助提高学生的综合素质和能力。

2.加强在校信息类本科科研科研能力培养的途径研究

大学生本科科学研究梯队是一个由不同年级、不同层次、不同研究水平的大学本科生组成的科学研究团队，按木桶原理组成三到四人为一研究小组，一个教师带一到两个小组，在教师的科研项目带动下开展工作。由承担科研任务的若干位老师带领，要根据学生的特点、能力，量力而行开展有目的的科学研究和培养训练学生科研能力的活动。学生科研梯队大致组成是：大四本科生、大三本科生、大二本科生。根据学生的实际科研能力和水平，将科研项目的研究内容分解成不同的小课题。科研梯队中不同层次和水平的学生参加科研工作的课题和研究内容不同，学生们都有适合的研究工作任务，任务明确而分工不同，某些研究任务可能由不同层次的学生共同来完成。

本科生科研培养有几个环节它们是：基本科研技能、科研创新、参加教师科研项目。通过一系列培养，使学生在各个环节的学习中得到更具体的科研能力和拓宽专业面的训练，从而掌握科学研究的一般方法，全面提高科研实验能力、分析和解决问题的综合能力。

对本科科研能力的培养,其能力的培养应包括以下内容:一是科研的分析能力、动手能力、表现与表达能力；二就是人的素质也就是EQ，就是对团队与事业的忠诚，对事业的持之以恒的坚毅和不放弃。学生的学习和指导是多层次和多向的，在团队中所有的学生都有机会学习和训练动手能力、管理能力、解决问题和独立进行技术决断的能力。科学研究能力的培养是渐进式的培养过程，遵循一个普遍的规律，即动手干——发现和思考问题——设法解决问题——总结归纳——形成科学观点。对学生的好奇心、兴趣，严谨的科学方法、创新能力、团结协作精神的培养都有极大的好处。

笔者近几年指导了一些电气控制专业和计算机科学专业的学生从事实用科研开发，这些学生应至少学习了一年半至两年左右的基础知识，这些基础知识主要包括电路、C语言、模拟、数字、面向对象高级语言、外语、数学、科研开发性语言、嵌入式系统等；除此以外，需要掌握科研仪器、设备及电子CAD、AUTOCAD等工具软件的使用。当然，所学的知识还是不够的，不过这些都不用担心，一切可以边学边干边掌握。另外，做科研工作要有毅力、坐得住，要有分析力、判断力、综合力以及相互的沟通能力，这些，都要在科研过程中逐渐训练和培养。

3．信息专业本科生能参与科研训练方式

通常一个大学信息专业本科生能参与科研，至少要一年半载的基本功的训练，训练包括四个方面素质教育训练；探讨科研现状描述的训练；为科研而需要的动手能力训练，以及以科研教学的小科研项目训练。具体做法如下：

首先，素质教育训练可以是最重要的最难训练的方面，对团队与事业的忠诚，对事业的持之以恒的坚毅和不放弃；做人要有理想与信念，做事要正确的方法，做正确的事，这些都是不容易做到的，老师要以身作则，为人师表，是对学生最好的素质教育；同时，通过团队训练，生存挑战，工作压力测试等，也能加强对学生的培养。

探讨科研现状描述的训练，是对现状的描述目的主要是为撰写研究论文、推销产品，科研项目产品的开发以及申报课题与结题。以撰写研究论文为例，要训练撰写的格式，如何检查文献，如何分析归纳总结；题目：包括摘要、关键词以及通讯地址；引言：说明研究意义，为什么研究；研究现状：别人做了什么、能/不能实现什么；新方案/新方法：达到新目的分析以及理论根据；对新结果的理论/模拟分析：支持新方案/新方法的结与结论；最后就是参考文献了，看参考文献资料要了解别人做什么，分析归纳文献资料的特点，对自己有何启发帮助。

关于科研动手能力训练，包括口头表达与动手能力两个方面；对信息专业而言口头表达通常的每周一次的碰头会，规定每个人对自己的科研现状以及所遇到问题口头描述至少五分钟，以五到八人为小组讨论两小时并作记录。有时，也模拟申请课题，让学生发表申请发言，让学生有更多的口头表达能动的机会，以培养他们的表达能力。

在动手能力方面，可以从软硬两个方面进行，整合优化实践性环节，加强综合性、创新性、设计性能力的培养，引入项目工程的案例训练，培养学生发现问题、提出问题的能力，鼓励创新精神。根据专业的特点，可以设置三个方向的内容：其一专业英语教学方面；其二是软件工程方面，其三与计算机硬件结合的过程控制方面。案例训练有一定广度与深度,以团队形式,让学生在教师的指导下独立完成案例所给予任务。

以软件工程开发案例方面为例，当今大部的软件的规模，开发过程难度、涉及的技术或管理机制已大大超出一个人能力范围，单个成员是无法同时拥有所有的知识、素质与背景，依照团队分工协作的进行工作是当今的主流。软件开发以4～9人的精干小队为原则，团队不是简单的人员叠加，是一个以架构师为中心（其他人分工不同角色，人少时角色可以重叠，如分析、设计、测试、管理、支持等角色），以木桶原理为团队质量控制总量协作的单元。学生组成团队在教师的指导下，同学之间相互协作、沟通，使大家在专业和各方面的能力综合性锻炼。

在硬件方面也同样以案例方式，首先要解决仪器仪表的使用，特别是科研仪器仪表，除此之外还有电子CAD、AUTOCAD使用，硬件的焊接技术训练；比如要求学生正确使用示波器，可以提出用示波器如何测量电感的电感量及内阻；设计硬件时如何正确的选择器件，怎样制作PCB板，在采购元件时如何节省成本，科研项目怎样进行成本核算等等。

所谓科研教学的小科研项目训练，就是在老师的指导下，在具有科研能力同学的帮助下，参与科研项目的中的小项目的研究工作，或者让学生参与由学校组织小科研等各类科研有关的活动，从现状描述，查找资料，到各种知识的综合应用，对科研项目课题分析、归纳、实验、仿真以及对产品的研发资料的整理，全面培养学生科研能力，通过半年至一年的训练，学生已可以全面参与老师科研项目的工作。

4．结论

近四年来，有16人参与由老师组织的计算机应用方向的科研开发，通过这一系对本科科学生的培养，取得一定的效果；学生参与科研老师科研项目7项，其中软件开发项目2项，软硬结合的项目5项；在这些项目中一项研究是国内外处于先进水平，一项取得实用型专利；2人考取研究生；2人参与科研竞赛并获全国科研竞赛二等奖。

科学研究是发展基础理论和探索高科技前沿的重要基础，是创新人才培养过程的重要组成部分。通过本科学生参与科研能使教师和学生共同营造一种能培养探索性、创新性和创造性的学习、工作环境，有助于提高创新人才培养质量。因此，应努力建立一种基于科学研究的教育模式，营造有利于探索型、创造型人才成长的氛围和环境，使更多的创新人才脱颖而出。在本科教学基础上致力于培养和造就富有创新意识和能力的高级人才，通过教学相长．激发科研灵感和研究欲望，产生新的科研动力；再者，使科学研究处于学校的中心地位，成为发展基础理论和探索高科技前沿的重要基地．通过科研不断丰富更新教学内容．带动和推进人才培养；三是由教育、科研延伸开来的社会服务十分兴旺．不仅为学校创造了财富．而且从中得到社会对科学研究、人才培养的新需求。