以科研促动教学的师生协同创新

苗春雨，陈丽娜，杜巧连，赵建民

（浙江师范大学 行知学院，浙江 金华 321004）

以科研促动教学的师生协同创新

苗春雨，陈丽娜，杜巧连，赵建民

（浙江师范大学 行知学院，浙江 金华 321004）

以工科专业为例，分析高校专业教师科研与教学结合方面存在的问题，提出可操作性较强的方法，并以计算机专业的科研与教学结合为具体实施背景，在方法论、资源建设和成果转化等几个方面，介绍教师与学生、科研与教学相结合的协同创新实践。

科研与教学；融合；师生协同

1 背 景

如果一个教师没有创新思想，不掌握前沿理论和技术，就无法在方法论和创新实践能力上较好地引导学生；但如果只关注自己的科研进展，而不愿意将科研成果很好地与教学实践相结合，那也不是一个优秀的教师。由于职称晋升和科研评价导向等问题，本科高校教师在科研方面投入的精力占比逐年攀高；工科教师的科研也大多偏重基础性研究，以笔者从事的计算机专业为例，教师的科研工作往往以理论研究为主。在这种情况下，科研与教学失衡的情况越发严重，很难做到平衡，而由于缺少机制体制的保证和可行的操作方法，科研与教学日渐独立，对学生培养极为不利。特别是在面向应用型人才培养为办学定位的情况下，本科生教学中很难做到“科教相长”。

2 高校科研与教学结合方面的现状

2.1 工科专业科研与教学结合方面的问题

结合自身10余年科研与教学经历，通过同类院校的调研和相关文献[1—2]的收集，可总结出以下本科院校工科专业在科研与教学结合方面的问题。

（1）大部分教师在科研方面投入的精力远高于教学，由于学术期刊较看重理论研究的原因，大量的工科教师从事基础性研究工作，教学重心逐渐转移至研究生教学；而一流的本科教育才是大部分学校的立校之本。

（2）除去评价体制方面的原因，部分有志于科研反哺教学或将科研和教学相结合的教师因不得其法导致无功而返，大部分本科院校在科研与教学结合方面成效甚微。

（3）大部分学校在鼓励协同创新的同时，忽略了学生的参与在科研与教学协同方面的影响力，只单向关注教师科研成果的转化[3]。

2.2 相关研究

大量学者对计算机专业的科研与教学结合方面进行了研究。刘艳丽等人[4]讨论了计算机类课程科研和教学的关系，提出计算机专业科研与教学结合的3种操作模式，具有一定的可行性。文献[5]提出普通高校应该重视教师科研能力的提升，使得科研能够进一步和教学融合，以促进科研和教学平衡发展，相互促进。大多数研究均从教学主客体的单方面入手，比如赵姝等[6]以计算机专业本科生为研究对象，提出了具体的措施，将科研方面的方法论应用于教学过程，加强本科生科研能力的培养。文献[7]则提出依托教师科研项目与成果培养计算机创新应用型人才的实践教学模式，从科研成果进课堂，创新工作室和实训基地的方式使科研与教学更好地结合。在具体的研究方向与教学结合方面，学者们也提出不同维度的方法。以计算机网络为例，蒋天发等人[8]将目光定位在课程群建设方面，王慧强等[9]则阐述了计算机网络课程在本科、硕士和博士3个学习阶段中科研与教学结合方面存在的问题。科研反哺教学的过程的确是多层次、多元化的过程。

3 科研促进教学的具体方法

3.1 积极主动寻找科研理论联系实践应用的接口

教师不应只关注自己的科研进展，而是要积极尝试将新的科研成果融入教学过程，引导学生了解学术前沿，使其熟悉学术发展动态，促进其探求新知识和新技术。如笔者在2014年讲授计算机网络课时，为同学们介绍了一种完成无线传感器网络科研实验的arduino开发平台的开发模式和特点及Zigbee协议栈的结构，在指导学生参加服务外包比赛时，学生主动选择arduino开发平台进行了系统原型的开发，并将笔者科研领域中的室内定位技术在原型系统上进行了实现，最终获得全国一等奖的好成绩。这一过程不仅提高了学生们的实践动手能力，也为教师的科研提供了数据和实验帮助，是一个典型的协同创新过程。在另一门专业课程专业英语中，将发表科研论文过程中撰写的Cover Letter以及同评审专家的E-mail通信内容作为案例进行讲解，既能使学生认可教师的专业英语应用能力，又将往来通信中的思考过程与内容组织进行结合，使学生们有直观的认识。

此外，某些科研项目的实践部分所涉及的专业技能面较广，可以将任务分解落实在多门专业课中，与课程群的项目式教学进行协同，取得意想不到的成效。笔者2015年的一个科研项目涉及一种基于多维数据融合的室内导航算法，经过与几个专业课教师的沟通，将地图绘制、算法测试、数据库设计与移动端原型系统开发等作为项目任务分配到多媒体技术、算法设计与分析、数据库应用和Android 开发等几门专业课和系统设计实训这门实践课程，经过教师间的协作，以及每门课程的成果在实践课程中的融合，最后不仅使学生了解一个完整的室内导航系统的结构，又在学习过程中参与了教师的科研项目，成果经过进一步完善，有效地支撑了教师的科研项目。总之，教师只有主动去寻找科研与教学融合的接口，才能使“科研反哺教学”有落实的机会。

3.2 科研方法论与教学过程有机结合

科研与教学的结合，不仅是科研内容和科研成果与教学的结合，更可以深入到科研思维和方法论与教学方法的结合。教师可以借助自身在科研过程中的创新思考过程与创新实践方法，引导学生以质疑式思维和发散式思维去分析问题和解决问题，而不只是得到问题的答案；同时也使学生了解到研究历程中遇到问题和解决问题的方法与体会，使学生得到借鉴和启发。比如，在讲解网络计算模式时，让学生们阅读相关科研文献，并针对集中式计算模式与分布式计算模式所适用的网络环境问题展开激烈的讨论，虽然学生们对网络协议设计的理论基础了解不多，但对P2P网络技术的演进和发展有了更深入的理解。

3.3 以角色扮演的方式带着学生玩“游戏”

科研过程往往也是团队合作的过程，通过合作的方式发现新问题和新方法是很有成就的过程。教师可以将学生引入这种“团队角色扮演”游戏，特别是实践性较强的课程（如短学期实践教学课程），教师扮演甲方，学生团队扮演乙方，在完成规定任务的同时，可按创新点进行加分，一方面激发学生的兴趣，另一方面也促使学生将课堂内的教学过程延伸到课外自主学习过程。笔者在网络工程综合实验和编程实训两门短学期实践课程中引入这种团队竞赛的模式，将科研工作中实验床的组网与嵌入式软件的开发两项任务分解出来作为实训项目，采用科研训练结合技能实践的方法，增加了学生的责任心和成就感，取得了较好的教学效果。

3.4 科研平台资源的开放与共享

在课堂教学过程中开发科研平台资源，有助于学生更好地理解理论知识，并促进他们的实践参与意识。在讲授计算机网络课程的mesh网络结构与特点时，利用MICZ无线节点及其配套的可视化软件，很直观地展现了无线网络中隐藏站和暴露站的问题、多跳通信的组网形式。在课堂教学分析TCP协议的拥塞控制与流程控制时，向学生介绍网络仿真软件wireshark和opnet的特点并提供相关学习资源，部分感兴趣的同学独立完成了自主设计的仿真实验；将arduino开发平台的部分节点开放给学生后，他们也自主设计了实验室环境监测系统，提高参与科学研究的兴趣。

4 对科研反哺教学的进一步思考

由于计算机技术本身工具性的特点，在本专业开展科研与教学融合的过程中，可以跨专业合作，找到更加广泛的研教结合接口。比如笔者曾在与城市规划专业教师沟通过程中，了解到基于众包模式的城市规划方法中的一个道路规划的子任务，若能够提供一个系统原型为项目提供可视化的验证系统，会增加项目的实用性。系统具有两个核心技术，一是绘图，二是将参与人绘制的路线进行聚合。因此，将基于开放式地图API的协同规划系统开发作为案例和任务在软件开发环境与工具课程中实施，一方面使学生学习开放式地图API的应用技术，最近邻聚类算法的学习和应用，并以新校区的道路规划为具体测试用例，有效地促进了学生的参与意识。这次跨专业科教结合的实践在教学和跨专业科研合作上均取得了较好的效果。

通过对上述科研与教学融合实践的总结，不难发现科研与教学其实是相互融合、互相促进的共同体，与其说是科研反哺教学，不如说通过将科研过程与教学过程相融合，达成师生协同，对教学与科研进行创新的双赢过程；而另一方面，教学反哺科研，也只是多元化深入教学改革的一个层面，如果能够与课程群建设、校企合作等其他层面有机结合，互为补充，才能使学生有能力和意愿参与科研，从本质上改善教学效果，升华师生关系。

5 结 语

笔者所在的专业通过校企合作等方式力争将教师的科研类型由理论研究转化为应用型研究，并结合上述方法，在科研反哺教学方面取得了一定的成效，学生直接参与教师科研工作的比例由5年前的0%提升到20%；科研成果转化为教学资源和案例30多项；同时近3年某A类学科竞赛的获奖项目均来自于科研与教学的融合。

[1] 张中强, 唐翔, 蒋艳. 基于科研反哺教学理念的高校科教融合机制研究[J]. 教育探索, 2014(1)： 79-80.

[2] 章新友, 肖芬芬. 计算机本科专业科研实践学期的教学设计与评价[J]. 实验室研究与探索, 2012(10)： 356-360.

[3] 郭迎春, 阎刚, 周颖,等. 计算机专业教学中的本科生科研工作研究[J]. 计算机教育, 2015(1)： 91-94.

[4] 刘艳丽, 张恒, 汤兆平. 计算机类课程教学与科研相结合模式初探[J]. 时代教育： 教育教学版, 2012(17)： 4-5.

[5] 李俊杰. 科研反哺教学的合理性及地方高校因应策略[J]. 教育研究, 2012(3)： 53-56.

[6] 赵姝, 张燕平, 陈洁. 如何在教学中培养本科生的科研能力[J]. 计算机教育, 2012(6)： 12-15.

[7] 李文敬, 廖伟志, 元昌安. 依托教师科研培养计算机专业创新型应用人才的新模式[J]. 现代计算机, 2012(7)： 29-32.

[8] 蒋天发, 晏轲. 教学与科研的互动促进计算机网络课程教学质量与水平的提高[J]. 计算机教育, 2008(5)： 65-67.

[9] 王慧强, 冯光升, 郭方方, 等. 结合科研, 打造计算机网络教学新模式[J]. 计算机教育, 2014(11)： 22-25.

（编辑： 郭田珍 ）

1672-5913(2017)03-0092-03

G642

浙江师范大学2015校级重点教改项目“协同创新视域下的IT应用型人才培养模式研究与实践”；浙江省2015年度高等教育教学改革项目（jg2015220）。

苗春雨，男，副教授，研究方向为无线网络、网络应用安全，cymiao@zjnu.cn。