蘇小紅　梁　佳　童志祥

1引言

1983年,還在國防科技大學讀大三的求伯君僅用兩三個月的業(yè)余時間就為學校圖書館開發(fā)完成了一個借還書管理系統(tǒng),一家全國性的報紙還為此刊登了“一個學生求伯君研制成功國防科大圖書館管理系統(tǒng)”的新聞。1989年,年僅25歲的求伯君開發(fā)成功了國內(nèi)第一套文字處理軟件WPS。在同時代的程序英雄相繼從前臺漸漸隱去的日子里,求伯君卻似一棵長青樹,不斷地為我們演繹出為人傳誦的故事與傳奇——1994年盤古組件失敗,1995年中國第一個游戲軟件“中關(guān)村啟示錄”誕生,1996年為繼續(xù)開發(fā)WPS 97賣掉別墅,1997年重鑄WPS輝煌。

1998年11月,深圳大學畢業(yè)剛剛5年、年僅27歲的馬化騰開始獨立創(chuàng)業(yè),創(chuàng)辦了中國最早也是目前中國市場上最大的互聯(lián)網(wǎng)即時通信軟件開發(fā)公司——騰訊計算機系統(tǒng)有限公司,次年2月,正式推出國內(nèi)第一個即時通信軟件“騰訊QQ”。如果說還有人不了解馬化騰的話,可“騰訊QQ”卻已是無人不知、無人不曉了。

2000年,哈工大兩個本科生開發(fā)了哈工大自己的Online Judge,從此哈工大有了自己的ACM網(wǎng)站(http://acm. hit.edu.cn),直到現(xiàn)在,該網(wǎng)站都是本科生在維護和升級。

上述事實表明:我國的大學生或大學畢業(yè)生在創(chuàng)新領(lǐng)域是能夠大有作為的。然而,為什么在國內(nèi)還不斷聽到“我們的學生缺乏創(chuàng)新能力”的聲音呢?這看似矛盾的結(jié)論讓作為大學老師的我們不得不去思考這樣一個問題:到底是我們的學生缺乏創(chuàng)新能力,還是我們沒能解開束縛學生創(chuàng)新潛能發(fā)揮的繩索呢?

想想為什么我們從呱呱墜地的那一刻起就無師自通地學會了吃母乳?因為我們需要生存。滿歲以后,為什么母親要狠心為我們斷掉母乳?因為我們需要學會吃飯。我們在學步時不斷地摔跤,為什么仍要擺脫家長的攙扶?因為我們需要學會獨立行走。我們哭著鬧著不愿離開父母的懷抱,為什么家長還硬要把我們往幼兒園里送呢?因為我們需要學會在群體中生活。不溺愛孩子的家長都會這樣去做,他們的良苦用心無非是為了孩子能更快、更健康地成長,因為無數(shù)事實證明,對孩子包辦過多、管得過細將無法讓孩子真正學會自立。

在某種意義上說,學生由高中升入大學猶如嬰兒斷奶一般,只是斷得還不夠堅決、不夠徹底,始終在斷與不斷之間徘徊著。盡管教學改革促使教學方法得到不斷改善,但是國內(nèi)仍存在部分教師對學生灌輸?shù)眠^多、管得過細的問題,他們灌輸?shù)牟粌H僅是知識,還包括思維方法和行為模式。例如,習慣給學生一些范例、模板和參考,在某種程度上限制了學生思維的空間,使學生很容易形成思維定 式,習慣于模仿,習慣于接受權(quán)威理論和權(quán)威思想,久而久之養(yǎng)成了不敢質(zhì)疑、不敢越雷池一步的學習方式。在這樣一種教育模式下,他們原始的想象力和創(chuàng)造潛能逐漸萎縮甚至消失殆盡。

有一首歌名為“有一種愛叫做放手”,其實教育又何嘗不需要放手呢?所謂“放手”也就是“松綁”,即給學生的思想松綁,給教育的模式松綁,在優(yōu)化知識體系的基礎(chǔ)上給學生更多的個性發(fā)揮空間,否則任何所謂的創(chuàng)新能力培養(yǎng)都將成為空中樓閣。

2提高創(chuàng)新能力從培養(yǎng)創(chuàng)新意識開始

一個人要有所創(chuàng)新,首先要有創(chuàng)新的強烈欲望。這樣的目標,或者說這樣的念頭,就叫創(chuàng)新意識。中國學生不比外國學生笨,只要培養(yǎng)起他們的創(chuàng)新意識,我們的學生是能夠有所創(chuàng)新的。即使是“八仙”,也只有有了“過?！钡哪繕?才能“各顯神通”地過海。

所以,提高創(chuàng)新能力首先應從培養(yǎng)創(chuàng)新意識開始。

為了實現(xiàn)這個目的,我們教師首先要轉(zhuǎn)變教學觀念,把教師的角色從“知識(真理)的傳播者”轉(zhuǎn)變成“學生獲取知識(真理)的引導者”。

因此,在課堂上,教師要帶頭向現(xiàn)有的知識提出疑問。例如,在“C語言程序設(shè)計”課程中,首先要向?qū)W生說明:程序設(shè)計領(lǐng)域有很多種程序設(shè)計語言,C語言只是目前流行的程序設(shè)計語言之一。與其他程序設(shè)計語言相比,C語言有優(yōu)點也有缺點,并不是程序設(shè)計語言的頂峰。這些程序設(shè)計語言都是計算機科學工作者提出的。只要有興趣,你們——未來的計算機科學工作者——也可以自己提出更好的程序設(shè)計語言。

其次,學生也要轉(zhuǎn)變學習觀念。把“為考高分(正確回答答案已知的問題)而學習”轉(zhuǎn)變成“為解決實際問題(創(chuàng)新)而學習”。

因此,在學習過程中,學生要敢于質(zhì)疑、挑戰(zhàn)權(quán)威。在接受知識的同時,要思考這樣一個問題——這些知識不一定總是正確的吧?例如,大科學家Von Neumann最先提出的計算機結(jié)構(gòu)是以運算器為中心的,后來人們發(fā)現(xiàn)以存儲器為中心更合理,就對其進行了修改。所以目前的“Von Neumann計算機結(jié)構(gòu)”是以存儲器為中心的。再如,三百多年前,在“地心說”一統(tǒng)天下之時,哥白尼就是帶著“這個結(jié)論不一定是正確的吧?”的疑問,勇于挑戰(zhàn)權(quán)威,創(chuàng)立了“日心說”。

當然,要讓學生養(yǎng)成“敢于質(zhì)疑、挑戰(zhàn)權(quán)威”的習慣,還有賴于教師給學生創(chuàng)造一個寬松的學習環(huán)境,不要設(shè)置過多的條條框框,不要輕易對學生提出的不成熟的、別出心裁的想法給出“這不行,你不對”的結(jié)論。其實,在科學發(fā)展的過程中,很多原先被認為是絕對正確的觀點,在經(jīng)歷實踐檢驗后被證明是不全面的。例如,原先認為“光線是直線”,后來發(fā)現(xiàn)“光線是可以彎曲的”;原先認為“三角形內(nèi)角和是180度”,后來發(fā)現(xiàn)“在非歐幾何中,三角形的內(nèi)角和可以大于180度”。此外,人們對光的本質(zhì)的認識也經(jīng)歷了從牛頓的微粒說、惠更斯的彈性波動說、麥克斯韋的電磁理論到愛因斯坦的光量子學說、現(xiàn)代的波粒二象性理論這樣一個不成熟到成熟的發(fā)展歷程。

我們國內(nèi)的學生往往都很要面子,有疑問的時候不敢想、不敢問,要么是怕被人笑話,要么是對自己缺乏信心。而在美國學校的課堂上,學生是從來沒有“害羞”二字的,因為他們從小就是在一個包容的環(huán)境下長大的。在美國最常聽到的一句口頭禪就是“沒有做不出的東西,只有想不出來的東西”。美國教育家杜威曾說:“科學的每一項巨大成就,都是以大膽的幻想為出發(fā)點的”,可見創(chuàng)造力并不神秘,很多創(chuàng)新的成果其實都出自一種好奇或者最初一個非常簡單的想法,就如同瓦特發(fā)明蒸汽機一樣,更快、更好、更強是創(chuàng)新的源動力。因此,敢想是發(fā)揮自己創(chuàng)新潛能的先決條件。

正是有了“敢闖敢試敢為天下先”的探索精神,才有了1996年世界上第一個即時通信軟件ICQ的誕生,這個軟件誕生的原因其實很簡單,就是3個以色列年輕人聚在一起,為了知道彼此是否正在線而開發(fā)的。

3創(chuàng)新無止境,實踐出真知

當然,創(chuàng)新成果的取得,除了要有創(chuàng)新意識,還要具備創(chuàng)新的能力,而創(chuàng)新能力要在創(chuàng)新實踐的過程中才能逐步得到提高。不付諸實踐的幻想只能是空想。

正是有了“敢想敢干”的精神,才有了Linus操作系統(tǒng)的出現(xiàn)。1991年4月,芬蘭赫爾辛基大學的學生Linus Benedict Torvalds在學習“Unix操作系統(tǒng)”的過程中,因不滿意Minix這個教學用的操作系統(tǒng)而突發(fā)奇想——打算自己設(shè)計一個能在微型計算機上運行的、好用的、具有Unix全部功能的操作系統(tǒng),并將自己的想法付諸行動,于是開始了Linux雛形的設(shè)計。最后在網(wǎng)友的協(xié)助下,他成功開發(fā)出了Linux操作系統(tǒng)。到2008年,Linux相關(guān)產(chǎn)業(yè)的累積收益已達357億美元。

美國的課堂教學中,教師最愛講的一句話就是“你能行,去試試”,所以美國學生的動手能力很強。我們學習國外一流大學的教學經(jīng)驗,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,不僅要增強學生的創(chuàng)新意識,還要通過加強實踐環(huán)節(jié)來強化學生的實際動手能力和實踐技能的培養(yǎng),不僅要鼓勵學生敢想,更要推動他們敢干,把創(chuàng)意和構(gòu)思付諸行動。

美國高校教師經(jīng)常在學期期間給學生留多個Project (項目),讓學生在課外自主完成。這是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的一種重要手段,可以調(diào)動學生自主學習和從事科學研究的積極性,最大限度地挖掘和發(fā)揮學生的創(chuàng)新潛能。我們可以學習這種做法,建立我們的大學生科技創(chuàng)新活動制度。

其次要建設(shè)大學生科技創(chuàng)新活動的激勵機制。例如設(shè)置創(chuàng)新研修課程、設(shè)立創(chuàng)新學分及相應的獎勵制度,鼓勵學生參加多種形式的課外創(chuàng)新實踐活動,使學生在活動中長見識、增才干,從實踐中獲取對知識的最直接感性知識。

最后,要健全大學生科技創(chuàng)新活動的保障機制。例如建立開放型實驗室和創(chuàng)新教育實驗基地,為大學生提供實踐的機會和場所,為科技創(chuàng)新活動的開展提供一定的政策支持、經(jīng)費和硬件投入,選拔思想活躍、年富力強、有科研實踐經(jīng)驗的青年教師作為學生科技創(chuàng)新實踐活動的指導教師等。

4哈工大開展“Yealy Project”年度創(chuàng)新計劃項目的探索與實踐

4.1 “Yealy Project”年度創(chuàng)新計劃項目的意義

在本科生中開展“Yealy Project”年度創(chuàng)新計劃項目,是由我校計算機學院選派去英國曼徹斯特大學進修學習的趙巍博士從國外引進的一項本科生創(chuàng)新實踐活動。我院借鑒國外經(jīng)驗,在本科生大一學年開展“Yealy Project”年度創(chuàng)新計劃項目,通過該項活動實現(xiàn)對學生知識、能力、素質(zhì)的綜合培養(yǎng),即:

(1) 引導學生著眼于日常生活,能夠主動觀察并積極探索身邊有意義的事物,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力及搜集資料、查閱文獻的能力。

(2) 給學生提供發(fā)揮想象力的空間,加深師生間的聯(lián)系,讓學生了解交流的重要性,培養(yǎng)學生的團隊合作精神。

(3) 給學生創(chuàng)造鍛煉動手能力的機會,引導學生從確定目標開始,體驗從資料搜集、可行性考察、方案制定、實驗比較到最后調(diào)試實現(xiàn)的完整的系統(tǒng)全過程,激發(fā)他們從事科研工作的興趣。

(4) 培養(yǎng)學生獨立思考、自主學習的能力,使學生具有主動探索有一定研究意義的事物的意識,并在探究的每一個環(huán)節(jié)學會思考,合理安排和利用時間,學會合作,學會交流。

(5) 培養(yǎng)多樣化的、不局限于專業(yè)技能的實踐技術(shù)技能。

4.2 “Yearly Project”年度創(chuàng)新計劃項目的實施

(1) 選題和立題方式

設(shè)立創(chuàng)新學分制。凡是參加并通過年度創(chuàng)新計劃項目驗收的學生都可獲得創(chuàng)新學分,否則必須選修創(chuàng)新研修課、參加各類競賽和學生俱樂部才能獲得創(chuàng)新學分。

鼓勵學生自主選題。召開年度創(chuàng)新計劃項目動員說明會,對學生選題給予指導。選題要有實際應用背景,來源于實際生活,且應用于實際生活。學生自主選題的過程本身就是對學生觀察和發(fā)現(xiàn)問題能力的一種訓練,如果略去這一環(huán)節(jié),創(chuàng)新能力的培養(yǎng)就要打折扣。

提倡學生以3～5人的小組方式合作完成任務,組長、組員分工明確,既便于交流合作,又能做到技術(shù)互補,實現(xiàn)共同提高。

在學生立題過程中,學生和指導教師通過溝通交流實現(xiàn)雙向互選,達到完善選題內(nèi)容的目的,指導教師不能因為所謂的“不切實際”而輕易槍斃學生自己想出來的題目。

對于沒有找到題目的少數(shù)學生,采取教師集中向?qū)W生宣講、自然淘汰的方式。學生根據(jù)自己的興趣選擇教師宣講的題目,無人問津的題目自然被淘汰。

(2) 開題方式

選題后,提倡學生用一切可能的方法搜集資料,進行學習、歸納和總結(jié),然后由小組討論制定方案,并進行設(shè)計方案的可行性論證,同時撰寫開題報告。

采取更活躍、更自由、張貼海報的poster方式開題。選某個半天為開題日,每組事先做好宣傳海報,張貼在一個公共場所,選派1～2名代表介紹自己要做的項目,與評委進行交流討論。開題檢查的內(nèi)容主要包括項目背景、擬解決的問題、解決的方案、預期目標等。參與投票的評委有教師、博士生和碩士研究生,教師選票的分值為3分,博士生選票的分值為2分,碩士生選票的分值為1分。每個評委都持有一定數(shù)量的選票,為自己想支持的項目投票,最后加權(quán)統(tǒng)計得票分數(shù),獲得開題成績。

2008年的動員會后,我們發(fā)現(xiàn)本科生的創(chuàng)新潛能真是不可小看。學生們總計提交了69份開題報告,首先是數(shù)量可觀,出乎預料;其次是內(nèi)容新穎,五花八門,題目也“酷斃”了,真可謂“海闊憑魚躍,天高任鳥飛”,“八仙過海,各顯神通”。開題那天,現(xiàn)場人頭攢動,熱鬧非凡,無論是參與還是未參與項目的學生,都表現(xiàn)出了極大的熱情。學院各個研究中心和教研室派出的一百余名教師、博士生、碩士生組成的評委團對申報的69個創(chuàng)新項目進行了評審,最終確定了57個項目立項。

(3) 過程監(jiān)控和管理方式

完成開題后,學生開始動手實踐,在反復實驗中修正和完善自己的設(shè)計方案,達到最終實現(xiàn)一個完整系統(tǒng)的目標。在這個過程中,我們主要依靠基于GForge建設(shè)的年度創(chuàng)

新計劃項目管理網(wǎng)站(http://yp.cs.hit.edu.cn/gf/)對項目進行過程監(jiān)控和管理。每個通過開題立項的項目都在網(wǎng)站上建立一個對應項目,項目內(nèi)提供討論區(qū)、郵件列表、Bug跟蹤、進度規(guī)劃、文件發(fā)布、wiki文檔、源碼管理等多種功能。項目參與人員才有權(quán)提交各種信息,項目外人員只能瀏覽這些信息。學生和教師要定期在網(wǎng)站上有交流、進展情況匯報和成果演示。

這個網(wǎng)站使教師和學生的交流突破了空間和時間限制,教師有效地監(jiān)督學生學習,其他人則可以隨時關(guān)注項目進展。所有信息都保存下來,成為將來評定教師和學生工作效果的參考。學生和教師在網(wǎng)站上的交流避免了“學生找不到教師,教師聯(lián)系不上學生”的問題,也便于結(jié)題驗收時對教師和學生的交流情況作出評價、進行進度監(jiān)控和各學生小組的互檢。

(4) 結(jié)題答辯方式

學生撰寫項目結(jié)題報告,準備答辯用幻燈片,現(xiàn)場演示自己的設(shè)計作品。全組同學共同參加答辯,由驗收專家組現(xiàn)場隨機抽取組內(nèi)的學生進行答辯,回答問題的學生也由專家組隨機指定。專家組成員包括教師和學生,允許學生旁聽并選派學生代表作為評委。

4.3相關(guān)保障

為保障項目順利進行,學校在以下幾方面提供支持和保障:

(1) 由國家實驗教學示范中心予以經(jīng)費資助,其下屬的軟件實驗中心每天免費為學生提供機時,保證學生創(chuàng)新實驗用機;硬件實驗中心免費為學生提供硬件實驗平臺、硬件實驗設(shè)備、基本元器件使用和實驗方法指導。

(2) 指導教師必須是博士畢業(yè)或在職攻讀博士學位、年齡在40歲以下的青年教師。學生選定項目后,指導教師要每周關(guān)注學生進度,定期與學生溝通交流和討論,及時了解學生課題的進展情況。項目結(jié)束后,學生通過匿名問卷調(diào)查方式給指導教師打分,分數(shù)作為教師工作量計算的質(zhì)量系數(shù)。

(3) 邀請教師或高年級學生針對項目過程中必需的知識和技能進行講座和培訓,針對學生的共性問題定期組織講座和培訓,由各個小班的班委和團支部輪流組織。圖1是經(jīng)過培訓后的學生利用周末休息日制作完成的開題海報。

4.4考核標準

“期望成功、容許失敗、重在參與”是我們的基本考核準則?？己瞬皇亲罱K目的,激發(fā)學生對計算機專業(yè)知識的學習興趣,培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力才是最關(guān)鍵的。相比結(jié)果而言,鼓勵學生動手、動腦去積累實踐經(jīng)驗、體驗研究與創(chuàng)新的過程最為重要,而學生是否取得了“創(chuàng)新”的結(jié)果并不重要。所以,考核的評分結(jié)果和項目難度只作為評獎的參考,不作為是否取得創(chuàng)新學分的標準。

為體現(xiàn)考核結(jié)果的公平,將軟、硬件項目分開進行驗收考核,實行不同的評分標準。驗收答辯結(jié)果只設(shè)“優(yōu)秀”和“通過”兩個檔次,優(yōu)秀者有數(shù)量限制,將被直接推送參加學?；驀掖髮W生創(chuàng)新性實驗計劃的評選。答辯時要求學生小組按照開題標準實現(xiàn)一個完整的系統(tǒng),講解條理清晰,每個成員對整個系統(tǒng)原理明確,尤其對自己負責的部分非常熟練。對于沒有成功的項目,也給他們一個總結(jié)教訓的機會,對失敗的原因進行分析,按照分析的透徹程度和工作量,與成功的項目一起排名。只有什么都沒干,或者干得特別少,才不讓通過。

4.5獎勵方法

激勵機制可以促進學生參與項目的積極性,也決定了學生投入精力的多少。因此我們采取了以下獎勵辦法:

(1) 在獎學金評定中考慮適當加分,并記入學生檔案。

(2) 每年選出最佳項目,給予物質(zhì)和精神獎勵,授予獲獎證書。

(3) 優(yōu)秀項目推送參加學?；蛘邍掖髮W生創(chuàng)新性實驗計劃的評選。

4.6從新角度理解本科生“創(chuàng)新”的內(nèi)涵

也許有人會提出異議:“大一學年的本科生能有什么創(chuàng)新?”在這里,我們不能用考察學者的角度理解“創(chuàng)新”的內(nèi)涵,而我們的教學重點在于讓學生用一種自己沒有使用過的方法——對他人而言可能不是新方法——去解決一個普通問題,這對學生來說就是“新”。只要有想法,并嘗試動手實現(xiàn)它,中間無數(shù)次的探索和試驗,無數(shù)次的資料查閱,無論結(jié)果是成功還是失敗,都是創(chuàng)新,都是寶貴的經(jīng)歷財富。

從橫向看,與他人比較、與其他方法比較,做別人沒做過的事情是創(chuàng)新,也是一種真正意義上的創(chuàng)新;但從縱向看,與自身比較,做自己沒做過的事情也可以看作是一種創(chuàng)新。

從學生角度看,這里的“新”,用“進步與提高、并通過進步與提高獲得一種從未體驗過的成就感”來定義更準確些,這個過程應該是根據(jù)自身的基礎(chǔ)和特點立足于不同層面、循序漸進進行的。起點的高低只取決于基礎(chǔ)與能力的好壞,與年級的高低不存在必然聯(lián)系。

從教師指導和活動管理的角度看,我們嘗試一種與其他傳統(tǒng)課程完全不同的模式開展教學,包括從立題、選題、開題、實施到答辯的每一個具體環(huán)節(jié)。雖然借鑒了國外經(jīng)驗,但實施的每一個細節(jié)又融入了我們獨特的國情、校情和院情元素,是針對哈工大計算機專業(yè)學生的生源特點采取的一系列措施,這種管理模式本身也不能不說是一種創(chuàng)新。

5結(jié)束語

“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發(fā)達的不竭動力”。陶行知也曾說過:“人類社會處處是創(chuàng)造天地,天天是創(chuàng)造之時,人人是創(chuàng)造之人?！倍皇兰o是知識經(jīng)濟時代,國際競爭將主要體現(xiàn)為創(chuàng)新人才的競爭。高等學校是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的基地和搖籃,肩負著重要的歷史使命。因此,必須全方位更新觀念,把培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力作為教育改革的核心?！鞍l(fā)掘本科生創(chuàng)新潛能,提升本科生的創(chuàng)新意識和實踐能力”是我們所有高等院校教師義不容辭的責任。相信學生,相信我們自己:你行我也行。還等什么?讓我們大家從現(xiàn)在就開始行動吧。