实践教学体系构建与学生创新能力培养

肖晓强，王 进，周丽涛，彭立宏

(国防科学技术大学 计算机学院，长沙 410073)

实践教学体系构建与学生创新能力培养

肖晓强，王 进，周丽涛，彭立宏

(国防科学技术大学 计算机学院，长沙 410073)

实践是催生创新的动力源泉，是高等院校培养高素质创新人才的必然要求。文中在分析制约大学生创新能力培养的因素的基础上，针对实践教学体系构成要素，分别介绍了实践教学体系构建的目的性原则、系统性原则以及重视保障体系建设原则，从创新实践育人理念、统筹设计实践体系、优化实践教学资源以及强化实验教师队伍等方面对实践教学体系的构建进行了思考与实践，并给出了“4433”实践教学体系实例。

创新能力；制约因素；实践体系；实践教学资源；实验教师队伍

1 实践是培养创新人才的必然要求

新时期新阶段赋予了高等院校培养信念执著、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才的重任。强化实践教学，培养学生的创造性和应用能力，达到加强素质教育的目的，是目前高等教育的主要任务之一。

培养创新人才，必须充分发挥实践育人的重要支撑作用。党和国家历来高度重视实践育人工作，先后出台了多个指导性文件要求强化实践育人环节以提高教学质量[1-2]。2012年1月教育部等七部委联合下发了《关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》(以下简称《意见》)，要求把实践育人工作摆在人才培养的重要位置，统筹推进实践育人各项工作，推出了一系列具体措施[3]。这些措施是大力提高高等教育质量、促进大学生成长成才、深化教育教学改革的必然要求。

2 影响创新能力培养的制约因素

近年来针对创新能力的研究工作有很多，创新能力的概念也不尽相同，但其基本内涵是一致的。即，创新能力是运用知识和理论，在科学、艺术、技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力[4]。创新能力的构成主要包括进行创新的动力、对原有事物的认知(即“知识”)、运用知识的能力以及具有完成创新所需要的性格特点等[5-6]。虽然实践是提升大学生创新能力的重要环节已形成普遍共识，但是当前实践性环节中仍然存在一些普遍性问题。

2.1 实践教学理念相对滞后

认为实践只是课堂教学附庸的传统教学理念，在教学过程中片面强调课堂教学的重要性和教师的主导与支配作用，限制了师生参与实践的主动性。(1)学生学习的主动性、参与知识构建的积极性受到限制。大量经验性和规律性知识的束缚，使学生养成了对课本和教师的依赖，逐渐丧失了独立思考、积极求证和批判质疑的能力，往往学完后不知道“有什么用”“怎么用”“怎样用得更好”，造成知识的“无活力化”[7]。(2)教师的主要精力被限制在讲授环节的设计上。高校往往以如何使学生在课堂上“听懂”为指挥棒来刺激教师苦练授课技巧、采用各种方法来改善学生的课堂学习效果，而忽视了在引导学生自主学习、在实践中学习、依托团队合作学习等方面发挥教师应有的指导作用。(3)以课堂教学为中心的应试化教学评价也往往忽视了实践能力的考核，更谈不上创新能力的考评。

2.2 实验环节建设有所弱化和软化

产生这个问题的原因有两个：(1)以课堂为中心的教学体系弱化了实践环节的设计。长期以来，高校习惯将实践性环节作为课堂教学的附属，先讲后练已经成为多数人的共识。由于总学时有限，讲多练少也已经成为不争的事实。实践教学大都在一门课程的范围内进行，实验内容很少或不能在实践中加以运用，导致学生只会按照教师设定好的思路进行简单的实验，稍微提升一些难度或者要综合运用多门课程知识进行实验时就不知所措。(2)实践教学资源相对短缺。2012年，我国在校大学生已超过3 000万名，位居世界第一[8]。许多高校追求规模效应，对教育资源形成了巨大压力，导致学生无法接受高等教育基本训练：实践教学支撑条件不足，实验性环节不得不被压缩或取消；生师比偏大，教师指导实践的能力严重不足；有些需要使用硬件的实验，只能使用软件进行模拟。这些被压缩、被取消的恰恰就是培养学生动手实践能力、创新精神和综合素质的必要环节。学生缺少舞台、实践训练不足，没有机会锻炼发现问题、凝练问题、分析与解决问题的能力，当然就没有创新可言。

2.3 实验室的建设水平和效益有待进一步提升

随着教育经费的增加，各高校、院系都纷纷建设了自己的教学实验室。从实验室硬件资源条件看，仪器设备数量和质量都得到了提升，但是实验室资源的利用率普遍偏低。(1)实验室开放模式单一。由于实验室功能单一、设置和管理上较分散，导致实验室受益面较窄、建设效益偏弱。(2)实验室往往只能较好地支撑课程实验规定的教学任务，没有统筹建设综合性开放实践教学平台，对课外活动(包括创新实践)的支撑能力不足。(3)教学实验室和科研实验室没有很好整合，科研实验室实践育人的作用不明显。从实验室软件资源建设情况看，重硬件购买轻软件投入、重建设轻管理、重资金投入轻绩效评估等问题仍然比较突出。例如，没有对实验室资源进行数字化管理，不能充分发挥其应有效益；供学生参考的典型实验案例积累和实验辅助系统建设存在不足；缺乏科学系统的实践教学评估方法，无法对实践教学效果给出客观评价。这些问题严重影响到实验室的高效运行和可持续发展。

2.4 实验教师队伍建设与人才培养需求不相适应

实验教学要改革，实验教师是关键。再好的仪器设备如果没有高水平实验教师队伍的支撑，也发挥不了应有的作用；再好的学生如果没有实验教师的指导，也难以培养出很强的实践动手能力。一段时期以来，偏重课堂教学的教学理念和学校训练任务的增加，导致高校实验教师队伍建设相对滞后。(1)实验教师人数偏少，无法负担繁重的实践教学任务；(2)相对次要的地位导致队伍不稳定，年轻教师不愿意从事实践教学，实验教师队伍老龄化问题越来越严重；(3)高学历和高级技术职务比例普遍偏低，实验教师队伍教育经验、学术水平、实践技能整体较弱，与人才培养需求不相适应。

3 构建实践教学体系的思考与实践

区别于以课堂教学为主要形式的理论教学，实践教学是学生在教师的指导下，以实际操作为主获得感性知识和基本技能，进而提升创新实践能力和综合素质的一系列教学活动的组合。具体包括：各种实验、见习与实习、学科竞赛、毕业设计与社会实践等，当然也涵盖实验辅导、实验考核等实践教学环节。实践教学过程由教师、学生、实践性环节及条件组成，实践教学体系就是实践教学活动各个要素构成的有机联系整体[9]。因此，实践教学体系应该包含实践培养目标体系、实践内容体系和实践保障体系这三个方面的要素。

3.1 实践教学体系的构建原则

3.1.1 实践教学的目的性原则

实践教学体系的构建必须以学生为本，专注于通过实践教学提升学生能力这一中心任务。实践教学的目标在于培养学生具备初步的工程实践能力和科研能力。具体包括：自主学习、信息获取、观察分析、实验研究、表达沟通、交往合作等方面的实践能力。因此，在构建实践教学体系时必须确立先进的实践教学理念，以发展的眼光积极关注国家和社会发展对高素质专门人才和拔尖创新人才的能力需求，深入开展实践教学改革，努力充实实践教学的内涵、提升实践教学质量，以创新为导向，通过各种形式的实践训练培养学生的创新精神、丰富学生的实践经验、锤炼学生的心理素质，将实践教学工作全面落实到育人过程中。

3.1.2 实践内容的系统性原则

必须按照系统的观点设计实践教学环节，突出实践教学体系的整体性、层次性和动态性。

从实践教学与理论教学的关系看，它们既相互独立又相互依赖。因此必须将实践教学体系的设计融入到人才培养系统的整体规划之中，实现实践教学与理论教学的相互融合、促进。从实践教学体系的组成看，实践过程、形式、环节、方法、条件等内容要素多种多样，这种多样性要求必须围绕实践教学目标对实践内容要素进行一体化设计，促进各实验教学知识点的融合、实践技能的积累和实践习惯的养成；必须有机结合实验资源、实验队伍、制度措施等保障条件建设，促进学生的自主实践；必须实现多种实践形式相结合：课内课外相结合、教学科研相结合、学校教育与社会生产实践相结合。

理论从实践中来又用于指导实践，实践过程是一个由低级到高级、由浅入深、循序渐进的螺旋式上升过程。因此，实践教学体系的设计必须依循教育规律，因材施教，分层次分阶段进行。一方面，可以按照先易后难、自底向上的设计方法，在理论学习的基础上，按照验证性实验和基本操作技能的形成、综合设计性实验和基本应用能力的培养、创新性实践和工程实践能力的训练来设计实践教学体系。另一方面，还可以按照问题求解、自顶向下的设计方法，通过边实践边学习，在实践中不断解决问题、产生新问题，构建教、学、做一体化的实践教学体系，实现理论学习与实践训练的全面结合。

创新的关键在于实践，在于综合利用各种知识、技能解决实际问题。因此实践教学体系的构建必须具有灵活性、多样性、开放性。实践教学体系不是一成不变的，要充分重视学生的创意，鼓励学生的奇思妙想，容忍学生的失败，提供必要条件支撑他们探索实践、总结经验教训以待下次突破。同时，要瞄准学科发展目标，适应技术进步的要求，做到与时俱进，及时进行拓展和完善，促进学生知识、能力、素质的协调发展，使之能适应社会对高素质专门人才和拔尖创新人才的要求。

3.1.3 重视实践保障体系建设原则

作为实践体系的重要支撑，实验条件建设模式应从偏重实验环境(实验室、实习基地等)的设备、机房等硬件条件建设向重视实验资源建设转变，在努力提升实验室开放效益的基础上，加大实验案例资源等软环境条件建设力度。必须加大实验队伍职称、学历层次的建设力度，努力建设具有深厚理论水平和丰富实践经验的“双师型”实验教师队伍，必须保障队伍肯干、能干、干好，同时还要根据技术领域发展的状况，不断提升教师自身实践能力。必须建立健全实践教学组织机构、实践教学管理制度、实践教学评价方法和实践质量监控体系，保障实践教学质量的不断提高。

3.2 构建面向创新能力培养的实践教学体系

3.2.1 以实践育人为理念，构建实践教学目标体系

根据国家对创新人才的需求，积极更新观念，树立创新教育、实践教育、素质教育的现代教育理念，努力纠正实践教学附属理论教学的错误理解，纠正把实践活动设计看成是教学辅助性工作的片面认识，纠正重讲授轻实践、重课堂轻课外的不良倾向，把实践能力的培养贯穿渗透到人才培养的全过程和各个环节。建立实践教学质量评价机制，把实践能力培养作为教师课程教学质量评价、学生综合素质评价、实验室及教学行政部门教学工作评价的重要内容，促进实践能力培养制度化、规范化。

3.2.2 以创新能力为导向，构建实践教学内容体系

3.2.3 以服务教学为主线，优化实践教学资源建设

努力提升实验资源建设的规模效益。加强教学实验室、实习基地建设的整体规划，建设多功能、受益面广的实验室。通过资源整合，积极发挥科研实验室的实践育人作用，吸纳学生参与课题研究，让学生尽早参与科研实践。努力提升实验资源建设的共享效益。加大实验室开放力度，把支持学生课外创新活动作为实验室的重要职责。加强实验室管理信息化、网络化建设，开展网络实验应用服务和信息管理，提高实践教学保障能力。丰富实验案例资源，加强成功案例先进经验和失败案例主要教训的分析，使教师和学生都成为实验案例资源的建设者和受益者。以支撑创新活动情况等实验资源利用率作为评价标准，建立实验教学资源共享和效益定期评估机制。

3.2.4 加大保障力度，强化实验教师队伍建设

充分认识实验教师队伍的重要作用，把实验教师置于与其他教师同等重要的位置。通过提高实验教师的地位待遇，确保实验教师队伍稳定。把实验教师队伍纳入教学团队建设规划，有计划地引进高水平人才充实队伍实力，支持实验教师开展科研工作提升学术水平和实践技能，确保实验教师队伍能力与人才培养需求相适应。把科研队伍作为实验教师队伍的有力支撑，鼓励科研人员参与实验教学，把在科研实践中获得的大量实验理论、方法和实践经验向教学转化，确保发挥科研育人功能。

3.3 “4433”实践教学体系

多年以来，国防科学技术大学计算机学院在长期跟踪研究国际上由电气与电子工程师协会(IEEE)和美国计算协会(ACM)联合推出的计算机教学计划参考方案(CC1991、CC2001、CC2005)、积极借鉴国内外高水平大学的先进教育理念和教学经验的基础上，围绕培养高素质拔尖创新人才的目标，针对计算机专业实践性非常强、解决实际问题能力要求不断提高的特点，在制订和实施计算机科学与技术、软件工程、网络工程等专业本科教学计划的过程中，紧密结合计算机学科发展和学院科研优势，创新开展了实践教学体系的研究与实践。按照点面结合、循序渐进、综合配套、全面培养、突出创新的原则，将计算机实践教学与能力培养贯穿于课程实验、实习/实训、课外实践和毕业设计等四个环节；而且进一步地将课程实验分为基础验证性实验、课内综合性实验、综合课程设计和自主科研创新活动四个层次，全方位培养学生计算机硬件、软件、网络三个方面的工程实践能力，并通过组建计算机教学实验中心、建设计算机实验教学团队、拓展信息技术专业实习基地、申报各级国家计算机实验教学示范中心等措施不断建设和完善实验教学团队、实践教学环境和实践教学管理三个支撑条件使整个实践教学体系得以有效运转。即，“四个实践教学环节环环相扣、四个实验层次逐步提升、三个专业方面实践能力融会贯通、三个实践支撑条件统筹建设”的计算机专业实践教学体系，简称“4433”实践教学体系。

4 结束语

提升大学生创新能力要求高等院校把实践贯穿于人才培养的全过程，在加强实践育人的有效性和针对性上下功夫。创新实践育人理念、统筹设计实践体系、优化实践教学资源以及强化实验教师队伍是构建面向创新能力培养的实践教学体系的关键。如何进一步加强实践环节设计与质量控制、创新实践教学方法、深化实践教学配套机制建设值得不断深入研究。

[1]教育部.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)[EB/OL]．(2010-07-29)[2013-9-10]，http:// www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm.

[2]教育部.教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见[EB/OL]．(2012-03-16)[2013-9-10]，http://www. moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s6342/201301/xxgk_146673.html.

[3]教育部.关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见[EB/OL]．(2012-11-15)[2013-9-10]，http://www.moe. gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s6870/201209/xxgk_142870.html.

[4]百度百科.创新能力[EB/OL]．(2013-6-21)[2013- 9-10]，http://baike.baidu. com/view/301641.htm.

[5]于明玉．大学生创新能力培养的现状、问题、建议[D]．南京：东南大学，2009．

[6]刘助柏，粱辰．知识创新学[M]．北京：机械工业出版社，2002：41-51．

[7]岳晓东．大学生创新能力培养之我见[J]．高等教育研究，2004，25(1)：84-91．

[8]刘延东.全面提高高等教育质量必须坚持改革创新[EB/OL]．(2012-3-23)[2013-9-10]，http://www. moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/moe_745/201203/132981.html.

[9]刘长江，马传普，王广忠．实践教学体系的内涵与外延[J]．辽宁高等教育研究，1998(4)：48-51．

Construction of Practice Teaching System for Innovation Ability Cultivation

XIAO Xiaoqiang,WANG Jin,ZHOU Litao,PENG Lihong

(School of Computer,National University of Defense Technology,Changsha 410073，China)

Practice is the source of innovation,and it is also the inevitable requirement of universities for cultivating high quality and innovative talents.After analyzing the reatraint factors of cultivating innovation ability,aiming at the components of practice system,the objective principle,systematic principle and principle of guarantee supporting system are introdyced.Then thinking and practice on how to construct practice teaching system bu innovating ptactice philosophy,integrating practical system,optimizing practice reasources and enhancing the ability of experimental teachers are given.Finally,“4433”practice teaching system is described as an example.

innovation ability;restraint factors;practice system;practice resource;experimental teachers

2013-10-06；修改日期：2013-11-06

湖南省普通高等学校教学改革研究项目“面向提升大学生创新实践能力的实验室软环境建设的研究与实践”(湘教通[2013]223-10)；国防科学技术大学“985工程”本科教育教学研究课题“完善本科实践教学体系，提升计算机教学实验中心建设水平”。

肖晓强(1972-)，男，博士，教授，主要从事车载网络以及高校实验教学管理研究。

G642.423

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2014.04.042