计算机学科中工程创新能力的培养途径

谭云松，王庆春，丁杰敏，吕 涛 （武汉工程大学计算机科学与工程学院，湖北 武汉430073）

近年来，国内教育市场受到内在与外来的冲击，为提升教学质量，我国成立了工程教育学会，负责国内工程教育认证工作，并期望尽快与国际接轨。工程教育为我国培养了大量专业的工程师人才，工程项目创新给工程学生提供了展示自己才能的机会。下面，笔者旨在研究计算机学科的学生创新培养模式，指导工程教育工作者掌握工程教育基本理论和科学的教育方法❶❶武汉工程大学教学研究项目 （X2011010）。。

1 工程创新能力的内涵

一般来说，创新能力包含创造力、创新机制与创业精神，创新 （innovation）是创造力 （creativity）的具体实践。工程创新可以分成4个部份来看，包括动机、问题、求解及成果等4个创新能力［1］。其中第一个是创新的动机，也许是基于好奇心、企图心或某种程度的需要，于是就会注意到可以发挥创意思考的转移空间，一般问题空间会以所熟知的周围环境为起始点。当然，是否可以找出问题所在，可能会与人格特质、过去经验、训练等均相关。但知道了问题点，就需要找到该问题的解答或构想，否则问题永远存在，就不会创造出新的价值。有了可行的构想，再配合工程上已知的技术、工具等，加以生产、执行该构想，以确实让创意程序中产生的构想，转换成有用的价值。在这4个空间中，研究最多的主要是问题与求解，说明工程创新能力必须包括从创意产生、形成构想，乃至让构想实体化的整个过程，特别是产出的结果必须是创新且具有价值的提升。对于组织或团队的创新能力而言，基本上是建立在个人之上，不过，研究报告也显示部分不同的影响因素，包括团队的内部向心力 （team cohesiveness）、工作制度 （tenure）、工作设计 （job design）、及管理方式 （supervisory style）等［2，3］。另一方面，团队中成员间的互动以及领导者的才能，也直接或间接影响着团队的创新能力，如软件项目开发者带领开发设计团队的方式，可以达成团队中彼此沟通的目的，大大提高开发效率和产品的满意度。

2 培养途径

2．1 构建计算机学科实践教学体系，提高学生工程实践能力

通过调研IT行业的发展和市场人才需求，在实践教学改革中将计算机知识和技能的教学贯穿于整个实践教学环节之中，创新意识培养贯穿于4年的实践教学中，突出学生的工作能力和工程意识培养，为计算机学科的工程教育专业评估以及毕业生获得工程师资质打下坚实的基础。根据计算机学科建设要求，在教学计划中将实践教学分成3个模块：课程实验、综合设计与单位实习，把创新贯穿于3个模块之中，解决了实践教学环节相互独立、各自为阵、缺乏系统性和持续性、难以适应对新世纪创新人才培养的要求等问题。

1）第一层次 第一层次为基础型实验，包括硬件实验和程序设计语言等基础实验。课程实验主要是训练基本技能、了解软硬件工作的基本原理、熟悉计算机元器件与常用软件、设置机器拆装、模块重组等，强化工程能力和创新意识的培养。

2）第二层次 第二层次为综合型实验，主要是针对课程设计，综合多门课程完成具有一定分析综合能力的实现项目。

3）第三层次 第三层次是深入企业实习，包括生产实习、毕业实习和毕业设计，实现理论与实践相结合、科研与应用相结合的教学思想，强化分析、提高解决生产实际问题的能力。

通过以上3个模块的实践能力，再结合科研平台，以创新为动力，以质量为目标的教学思想，建立实验教学课程体系。从强化基本计算机的基础理论应用、软硬件基础知识的巩固和基本实验技能的提高入手，到注重实验的设计性、综合性，实现学生创新意识和设计能力的提高，强化工程能力的培养。

2．2 建立双导师培养机制，构建工程实践平台

高等学校师资来源于高等学校和研究单位，很多教师具有较深的理论基础知识，但不一定具有工程实践能力，对于计算机学科来说尤其如此。因此，对于工程教育的学生来说，应该建立双导师教学机制，在学校教师的指导下完成理论课程的学习，为工程实践打下坚实的基础。同时，在校外实习基地，由校外工程师来进行指导学生完成工程项目的实践，这样就比较容易的完成了从理论到实践的转换。对于计算机学科来说，学生在校内可以掌握计算机软硬件的基础知识，在校外可以面向应用开发面向市场的计算机软硬件，在这一过程中，离不开校内指导教师和校外指导教师双重培养［4］。

此外，还可以将专业建设与学科建设相结合，研究平台建设与实习基地相结合，校内实验校外实习相结合，促进学生知识与技能的结合，建立 “校内实验＋综合实践＋校外实习”的工程实践平台。以提高学生动手、观察、思维和创新能力为目标，实习基地建设为重点，带动方式、指导形式、管理改革，强化操作技能，提高设计能力和创新意识培养。

2．3 加强团队合作，提高团队创新能力

工程教育中，可以将小组作业转化成一个有效的团队学习。可让学生获得更好的团队合作经验，并提升学生的技术能力。教学实践中根据适当的工作时间分组、提供基础的团队训练、监督团队并在有需要时适时介入、并包含一个互评的机制［5］。

1）专题作业 明确要求互相合作共同完成。

2）分组 分组前，老师调查学生的意见以找出他们偏好的工作时间，并根据之前的必修课成绩进行组合分组。为简化步骤，分组时不考虑性别和成绩优劣。

3）训练小组 分派团队作业的当天，教师应在课堂上进行讨论，虽然涵盖范围可能很小，但仍可让学生体会到团队互动的特性和合作的重要性，认识一些团队运作更有效的策略。

3 结 论

给出了以最终成果为出发点的工程创新能力定义，并以动机、问题、解答及成果等4个转移空间的概念厘清创思、创意与创造在工程创新能力上之差异。由于工程讲求最后的成果，因而单单有创意构想，尚不足以产出具体创新、有价值的成果，因而必须有实际成果产生，否则仍会沦为空谈。笔者所分析的计算机学科的教学活动，可以满足工程创新能力的基本要求。计算机类专业学生在实习中关键是要培养他们的动手、分析、综合实践和团队创新能力，为保障学生充分地在实习中得到锻炼，在锻炼中得到创新，应充分利用校内实训、实验、实习教学平台，通过项目合作为学生提供学生工程创新的实践平台，为工程学生创新活动提供保障。

［1］方 勇，李志仁 ．高等教育与国家创新体系 ［M］．重庆：西南师范大学出版社，2006．

［2］中国计算机科学与技术学科教程研究组 ．中国计算机科学与技术学科教程 （2002）［M］．北京：清华大学出版社，2002．

［3］黄德宽 ．创新人才培养需要制度保障 ［J］．中国高等教育，2006（20）：1－3．

［4］钱国英，王刚，徐立清 ．本科应用型人才的特点及其培养体系的构建 ［J］．中国大学教育，2005（9）：54－56．

［5］周兴社，樊晓桠 ．创新型计算机人才培养的探索与实践 ［J］．计算机教育，2007（3）：10－11．