计算机专业研究型人才培养的专业内涵与人文内涵探讨

杨全胜 王晓蔚 任国林 徐造林

摘要:当前,人才培养分为职业技能型、应用技术型与研究型三种,本文分析了研究型人才应该具有的专业素质与人文素质,阐述了如何在该类型人才培养中体现出专业的内涵与人文的内涵。

关键词:研究型人才;人文内涵;本科教育;教学

中图分类号:G642 文献标识码:B

1引言

随着我们国家经济建设的不断深入,对人才的需求也开始越来越体现出多元化的趋势,我们认为,当前的人才培养分成了职业技能型人才、应用技术型人才与研究型人才三种类型,高等教育的重点在后两类人才的培养。

所谓职业技能型人才,是指具有娴熟的技能技巧,能够熟练使用与维护某个或某几个领域使用工具与器件,在实际生产中处于第一线的人才。比如汽车修理人员,电焊、气割、电脑操作等各领域的操作人员。应用技术型人员是指在某个应用领域具有独立或领导一个团队进行工作,并具有该领域相关的理论与技术知识,可以进行一定创新研发的技术人员。而研究型人才是指具有扎实的理论基础、系统的研究方法与创新能力,今后在各行业中从事科学研究与创新性工作的人员。

从以上的分类可以看到,过去高等教育模糊的培养类型被明确地分为了两大类,而其中研究型人才需要更高的理论与创新能力,他们的工作往往是具有前瞻性的,其成果也往往是一个行业甚至一个国家科学技术水平的代表。因此这类研究型人才究竟应该具备怎样的素质以及应该如何培养,是当前很重要的研究课题。

作为高科技人员,研究型人才首先应该掌握先进的科学技术,即使不能成为该行业技术领军人物,至少应该是能够把握某一个子方向发展方向的人。因此,提高研究型人才专业素质是关键。但另一方面,科学技术与人文精神又是相通的,科学认识活动的本身就包含着自由探索、勇于批判、大胆创新、严谨求实的科学精神与人文精神。而当前的高等教育,尤其是理工科的专业教育中,重科技轻人文的现象很严重,致使我们发现一些掌握了很好的科技知识的学生却乐于去充当黑客甚至走向犯罪,也有学生只是把掌握知识简单当作了今后养家糊口的本钱,没有把自己的目标与国家利益、民族利益联系起来,因此当研究道路上遇到困难的时候,就会很快丧失斗志、轻言放弃。中国科学院院士杨叔子曾说过:“一个国家,一个民族,没有现代科学,没有先进技术,一打就跨;而一个国家,一个民族,没有优秀传统,没有人文精神,不打就跨。” 因此我们在考虑研究型人才培养的时候,一定要在科技知识培养的同时关注在专业课程上进行的人文精神的培养。

本文主要针对计算机专业研究型人才培养的专业内涵与人文内涵,结合我们多年教改的实践进行分析和探讨。

2计算机专业研究型人才培养的专业内涵

计算机专业理工科性质很明显,作为研究型人才,首要的任务就是掌握计算机学科较为全面的基础理论知识,更要具备良好的专业综合能力与抽象思维能力。总结起来,计算机专业研究型人才应该具备以下专业素质:

具有扎实的理论基础和宽泛的知识面;

具备系统级的认知能力;

具有较强的、独立与合作的科研能力;

具有理性创新和勇于探索精神;

具有对新事物、新现象的敏锐感觉和浓厚兴趣;

具备一定的项目开发经验。

为此,在研究型人才的培养中,建立有利于学生上述素质形成的教学平台与教学方法,就是我们所说的研究型人才培养的专业内涵。

(1) 建立合理的知识体系

计算机学科是一门很特殊的学科,它既有自己的专业研究方向,又因为其应用特性而与其他学科有着广泛的联系。因此,在整理计算机学科知识体系的时候,要充分考虑到这两个方面。除了本专业开出的相应的课程以外,应该指导性地鼓励学生选择其他专业方向的课程,以开拓学生的视野。

(2) 要理顺各课程之间知识点的关系

尽管计算机学科的众多知识点分散到各个课程当中,但实际上,很多知识点之间是有直接和间接关联的,甚至有些知识点是“互锁”的,比如“操作系统”中的设备管理,该知识点就与“微机原理与接口”课程中的知识互锁,两者必须配合才能完成一个设备驱动程序的编写。因此,我们有必要整合好各课程的知识点,理出前后关系,对“互锁”的知识点,可以利用相关课程之外的研讨课、课程设计去综合这些知识点。

一个比较可行的方案是采用课程群与研讨课和课程设计相结合的办法。课程群负责整合相关课程之间的知识点,比如硬件课程群整合“数字电路”、“计算机组成原理”、“微机原理与接口技术”、“嵌入式系统”、“系统结构”等方面的课程知识点;多媒体课程群整合“数字图像处理”、“图形学”、“多媒体技术”等课程的知识点。相应开设一些综合性比较强的课程设计或研讨课将跨群的知识点进行整合。比如“多核结构与并行算法设计研讨”课通过引导学生主动的研讨将“系统结构”、“微机原理”、“C++程序设计”、“算法设计”、“操作系统”等课程的知识进行整合。“计算机系统综合课程设计”更是将硬件课程和软件课程中分散的多个知识点结合到一起,让学生通过自主研学来设计出具有自己特色的SoC系统。

(3) 及时更新知识点和课程内容

计算机学科是一门发展非常迅速的学科,每年都会有新的技术涌现,作为研究型人才,今后担负着该行业的创新与科研任务,因此对新技术应该有敏锐的感觉和浓厚的兴趣,而这些需要我们在实际教学中不断用新知识、新技术去刺激学生才能锻炼出来的。对于新知识和新技术,我们不仅要及时地引导学生去关注,更应该教会学生如何从技术发展的角度看到这些新技术出现的必然。这样做的目的是教会学生创新应该从何处入手,怎样找到新的创新切入点。比如在“多核架构与并行算法设计研讨”课中,我们将处理器从Pentium到Core结构的发展进行分析,让学生理解处理器发展如何从单核走到双核甚至多核的结构,它有怎样的必然性。通过带领学生进行研讨,让学生分析在多核之后该是什么样的发展趋势,这样,研究性和创新性就突显出来了。

(4) 积极推广研讨课程和改革考核方式

要逐渐将上课形式从传统教学转到启发式教学,并逐渐加大研讨型教学的比例。与启发式教学相比,研讨型教学赋予学生的自主性更强,学生的想象空间更广阔。

研讨型课程应以小班为单位,学生人数以不超过30人为好,这样,每个人都有机会在研讨中发表自己的观点。另外,作为研讨课的老师,一定要做好充分的课前准备。首先,要理出课程的知识点,哪些让学生课余自学,哪些知识点作为课堂研讨内容;其次,研讨的话题不宜太多,大约每堂课1～2个问题就可以了,所有的话题应该在开课前就交代给学生,以便学生有时间去查找资料,整理资料和思考;第三,教师要有很好的驾驭课堂的能力,既然是研讨课,就允许出现不同的观点,进行学术上的争论,而此时,教师的主导作用很关键。如果出现明显不合理的观点,教师要能够从专业的角度指出问题的症结,如果几个观点都有合理的一面,教师要善于综合各方观点,加以进一步引导。

考核方式上应该逐步减少闭卷考试所占的比例,换之以开卷考试、面试、小论文、单科竞赛等多种形式。总之,无论采用什么方式,都要做到对学生进行知识掌握程度和能力情况两方面的考核。

(5) 为学生积极营造研究的环境与气氛

“巧妇难为无米之炊”,要培养学生进行研究性的学习,就要给他们创造相应的环境和气氛。每年我们都会让优秀的学生提前下到各个课题组,直接参与课题组的科研活动。同时,通过加大课外研学项目数量,举办优秀课外研学作品展等多种形式吸引更多的学生投入到研究性学习的行列中来。

通过上述方法的实施,学生综合设计与研究能力逐渐增强,如2005级的几个本科生在老师的指导下,开发出了具有自己知识产权的SoC系统——东大之芯。2006级的同学开发出自动避让障碍智能小车和婴儿摇篮自动监控系统等。

3计算机专业研究型人才培养的人文内涵

引言已经阐述了在理工科专业课程建设中融入人文精神的必要性,那么在专业课中,究竟该从哪几个方面加强人文精神的培养呢?

(1) 培养学生坚韧不拔的毅力

当今社会,浮躁之风很甚,而这股不良的气息也影响到了学生,再加上长期受传统教育中教师教,学生被动学的影响,我们有不少学生已经习惯于等着教师把现成的东西拿过来,而逐渐丧失了自主学习的兴趣。而研究型人才大多情况下是在研究新的事物、新的技术,研究当中会遇到很多前人没有遇到过的问题,这时没有多少现成的经验可用,这就需要我们的研究人员必须有坚韧不拔的毅力去克服这些困难,否则,即使满腔热情地开始一项研究,也会因为没有足够的勇气面对困难中途而退。

这种坚忍不拔毅力不是一蹴而就的,需要在长期的磨练中逐渐养成。一方面,我们可以在专业课教学中,向同学们介绍本专业的著名学者,比如冯•诺依曼、法兰西斯•艾伦等如何埋头坚持探索,潜移默化中为学生树立不怕困难,勇于探索的精神;另一方面,在学生遇到困难想打退堂鼓的时候,要及时的介入到他们的研学中,帮他们找原因,引导他们去树立克服困难的信心。

(2) 培养学生诚实的科学态度

科学是来不得半点虚假的,作为一个研究型人才,如果缺乏最起码的诚实态度,弄虚作假,对自己来说也许会有一时之快,但最终会让自己的信誉丧失。更严重的是,这种虚假行为会给行业、国家带来不可估量的损失。因此在学生培养阶段,要通过言传师教和严格的制度来杜绝虚假现象。如在开设的课程设计中,“自己负责的部分独立完成,无找人代工或窃取别人成果的现象”作为考核的一项,占一定比例的分数,并且规定,“在考核中,如发现抄袭情节严重,甚至请人代工的,指导教师可以要求学生重做课程设计。”当学生被判重做实验的时候,对他们来说是震撼的,也切实感受到“诚信”就是身边实实在在的东西。

(3) 培养学生具有洞彻的观察力与敏捷的思维

学生往往会忽视实验数据中的特殊点,总是习惯以合理误差来解释,我们应该引导学生对这些特殊点做更细致的观察与分析,因为往往一个新的想法或者新的现象就隐藏在这些看似普通的特殊点上。比如我们曾在学生的一次探索性实验的结果中发现一个数据异常,经过认真分析,我们认为这和某种现象有关,值得进行深入的研究,目前对该现象的研究已经成功申报了一项部级项目,而这件事本身也成为了一个很好的素材。另外,要指导学生对新技术有足够的敏感度,要善于判断出这些新技术是否与自己的研究课题相关,或者自己的课题如何从新技术中获得启发。创新型的人才就是要对新事物新技术充满激情,才会不断地去思考,去寻找奋斗的目标。

(4) 培养学生树立“以人为本”的思想

在计算机教育中,要鲜明地突出人的主导地位。这有以下两个方面的含义。

① 无论是计算机学科也好,还是其他自然学科也好,都是对人的能力的延伸,因此它们的研究不应该超越人类道德约束,比如伦理道德、职业道德、人文道德等各个方面。利用高科技去实施犯罪是不允许的,同时我们做研究的人员也要很清楚地意识到自己的研究是否有可能成为突破道德规范的一个利器,从而在新技术应用之前就要做好应对措施。

② 计算机只是一个工具,其构造的环境是虚拟的,不应该在研究计算机技术的同时沉迷于这种虚拟的环境中不能自拔。要深刻地领悟到研究的技术最终是服务于人,因此多注重与他人的交往,才能不断完善自己的设计,而不能闭门造车,仅限于为技术而自娱自乐的境地。

(5) 培养学生一种“止于至善”的境界

“止于至善”是东南大学的校训,也是一个很好的人文理念。它告诫人们,做任何事情都应该尽善尽美,追求更好的结果。用通俗的话讲,就是没有最好,只有更好。我们在研究型人才培养的时候,要把这种人文理念贯穿进去,逐渐让学生体会到这种止于至善的境界。

从技术的层面上讲,人类对技术的追求是永无止境的,而我们的学生也同样不应该满足与一个程序做出来了,或者一个设计实现了,而应该更进一步地去思考,这个程序或者这个设计还可以怎样做才能更完善,别人的做法有没有什么借鉴之处。同样,在读别人的程序或者设计的时候,不仅仅局限于了解别人是怎么完成这个任务的,更重要的是去“欣赏”别人的作品,品评别人的作品,找出人家精彩的地方,指出可以改进的地方,这样才能不断使自己进步。

从人文层面上讲,更高的境界在于作为一个未来的科学家,对人类的贡献不仅仅是技术上的,更有可能是对整个人类发展进程起到关键性作用。爱因斯坦在《悼念玛丽•居里》一文中提出“在像居里夫人这样一位崇高人物结束她的一生的时候,我们不要仅仅满足于回忆她的工作成果对人类已经作出的贡献。第一流人物对于时代和历史进程的意义,在其道德品质方面,也许比单纯的才智成就方面还要大。”因此,要鼓励我们的学生不仅做技术能手、科研能手,更要从技术、人文、道德等多方面提高自己的修养,立志去做科学巨人。

(6) 培养学生民族和国家意识

应当教育我们的学生,将自己的研究与国家和民族的利益挂钩,深刻体会我们应该负有的民族复兴的责任,这样才会有强大的研究动力。我们国家“两弹一星”的研制人员,正是因为感受到肩上所担负的国家与民族的重托,才会克服各种意想不到的困难,完成了一次次的设计,最终获得成功。要让我们的学生看到,计算机专业有不少技术我们国家正在赶超国际水平,同时也要看到我们还有很多方面离世界先进水平差距很大。但是,作为一名未来的计算机专业研究人员,应该领会到,对落后的技术,其他人可以抱怨,但我们没有资格抱怨,因为我们身负的责任就是要改变这种落后局面,与其抱怨,不如实干。

培养学生民族和国家意识的另一层含义是加强安全防范意识。科学是无国界的,但做科学的人是有国界的。西方国家对中国的高科技封锁,很现实地表明了这一点。因此任何打着科学技术无国界到处游说的人,应该引起我们警觉。最近不断有新闻报道,我们的科研人员与研究生无意之中泄密的事件,除了极个别的,大多数是缺乏这种防范的意识。研究型人才大多担负行业甚至国家的重大科研项目的研发工作,更有机会接触到涉及国家机密的东西,因此提高防范意识,更要逐渐成为一种习惯。

4总结

研究型人才的培养需要学校、社会各个方面的密切配合,从教育层面上,应该注重从培养对象的专业素质和人文素质两个方面综合提高,这样才能培养出合格的研究型人才。在这个方面,我们进行了很好的实际教学尝试,其实践成果“计算机系统综合课程设计”课程获得2009年“教育部—英特尔精品课程”。

参考文献:

[1] 杨全胜,王晓蔚,朱怡健. 加强计算机专业本科生专业素质与职业道德培养的思考[J]. 计算机教育,2007(2):39-41.

[2] 刘献君. 在专业教学中促进科学与人文相融[J]. 中国高等教育,2002(22):3-6.

[3] 杨叔子. 现代大学与人文教育[J]. 高等教育研究,1994(4):1-6.

[4] 姚雅鹃. 计算机专业教育中人文素质教育的引入[J]. 计算机教育,2008(10):61-63.

[5] 龙敏敏,陈菲. 大学计算机教育中人文精神缺失的原因及对策[J]. 河北理工大学学报:社会科学版,2009,9(1):82-84.

[6] 杨全胜,王晓蔚,吴强. 对提高高校计算机专业课程设计质量的思考[J]. 计算机教育,2007(22):36-39.