劉偉鋒

(中國石油大學(華東)信息與控制工程學院，山東青島 266580)

自主創(chuàng)新能力是在對知識本質深入理解的基礎上，能夠發(fā)現(xiàn)新的問題并自主提出可行解決方法的能力。自主創(chuàng)新并非空中樓閣，自主創(chuàng)新是建立在知識理解的基礎上的，即要有一定的知識積累。而自主發(fā)現(xiàn)問題的前提是能夠自主學習，因此，自主學習是自主創(chuàng)新的前提。大學生的自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要貫徹“大學學習不只是學習知識，更重要的是學習如何學習知識”的教學理念，通過“授人以漁”，鼓勵學生自主學習，逐步引導鍛煉學生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力，達到提升自主創(chuàng)新能力的目的。

一、大學生自主學習能力培養(yǎng)的必要性

《基礎教育課程改革綱要(試行)》［1］指出:“改變課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械的現(xiàn)狀，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力?！毕啾扔谥袑W生，自主學習對大學生更為重要，大學生自主學習能力培養(yǎng)的必要性主要有以下三個方面。

(一)自主學習能力是掌握專業(yè)知識的需要

大學教育與中學教育不同，大學教育更具開放性，要學習的課程多，涉及面廣，不同課程之間的銜接與連貫性差，以中國石油大學(華東)電子信息工程專業(yè)為例，專業(yè)課程涉及信息理論(如信號與系統(tǒng)、模式識別)、電路知識(如電工電子學、高頻理論)、計算機編程(如C++程序設計)、數(shù)字芯片硬件(如單片機、PLC器件)、信號處理(如圖像處理、語音處理、雷達信號處理)等不同層次不同領域的知識。大學生活豐富多彩，課外活動與實踐琳瑯滿目，例如，各種社團活動、特長比賽、下鄉(xiāng)實踐等，大學生學習專業(yè)知識的有效時間有限。因此，培養(yǎng)自主學習能力，提高在有限時間內快速學習掌握知識的能力，對于大學生學習是非常必要的。

(二)自主學習能力是提升就業(yè)能力的需要。

對大多數(shù)大學生來說，大學畢業(yè)后將走向工作崗位，大學教育是大學生踏入社會前系統(tǒng)學習的最后一站，工作后將不再有長時間接受系統(tǒng)教育的機會，只能依靠自己在工作中學習，而信息時代的技術發(fā)展日新月異，裹足不前即意味著倒退，面臨市場的淘汰。因此，培養(yǎng)大學生自主學習能力是提升大學生就業(yè)能力的需要，只有具備自主學習能力，才能在日后工作中快速學習新的知識，適應社會市場需求，在激烈的職場競爭中占據(jù)優(yōu)勢。

(三)自主學習能力是培養(yǎng)科研素養(yǎng)的需要

面臨新知識，探索未知領域，對于走向研究生學習或科學研究工作的大學生的挑戰(zhàn)更為明顯，科學研究重要的能力要求之一是創(chuàng)新能力，隨著研究生規(guī)模的擴大，研究生創(chuàng)新能力成為衡量研究生教育的重要指標之一，研究生創(chuàng)新能力也關系著我國整體科研創(chuàng)新的水平。研究生創(chuàng)新能力是指研究生在日常學習、生活和工作中，產(chǎn)生新穎而適切的學術觀點或者學術成果的能力，簡言之，就是發(fā)現(xiàn)新問題并解決新問題的能力，即自主創(chuàng)新能力。顯然，只有深刻理解問題的本質，才能夠發(fā)現(xiàn)問題所在，并進一步提出解決問題的方法，因此，自主學習能力是提高自主創(chuàng)新能力的前提，提升科研素養(yǎng)必須要加強自主學習能力的培養(yǎng)。

二、大學生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

有了自主學習的知識積累基礎，自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)還需要掌握正確的方法，循序漸進才能實現(xiàn)。

(一)創(chuàng)新方法是自主學習之門

信息時代的新知識不斷涌現(xiàn)，掌握學習新知識的方法是大學生能力培養(yǎng)的重要目標之一，而創(chuàng)新是目前了解新知識及技術發(fā)展的必要手段之一，因此，在實際的課程中要著重加強創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

以“模式識別”課程為例，課堂之初就給學生布置一個作業(yè)，要求提交某一相關領域知識綜述，在課程進行中對如何完成這一作業(yè)進行指導，即創(chuàng)新方法的介紹。首先，介紹信息獲取渠道及每種信息渠道獲取的知識特點和時效性，例如，通過教材獲得的知識往往是5年以上的成熟理論，比較系統(tǒng)全面;而相關學術會議和網(wǎng)絡論壇獲得的知識往往是1年以內甚至是即時知識理論發(fā)展，比較簡潔但不一定完善。因此，需要根據(jù)不同的目的選擇獲取知識的渠道和方法。其次，介紹不同渠道的文獻查閱方法，講授各種文獻數(shù)據(jù)庫，例如，IEEExplore，Springer，Elsevier，WebofScience等的特點范圍及使用方法。最后，簡單介紹文獻管理方法及常用軟件，如Endnote等的使用。通過方法的指導，結合完成作業(yè)的實踐，學生能夠很容易地掌握創(chuàng)新方法，達到提高自主學習新知識能力的目的。

(二)理論結合實際是自我學習能力培養(yǎng)的重要途徑

對于工科類學生，工程實踐能力的培養(yǎng)尤其重要，“實踐是檢驗真理的唯一標準”，工程實踐不僅是動手能力的鍛煉，更是加深理論理解的需要。對于信息專業(yè)來說，理論算法分析是工程實現(xiàn)的前提，而系統(tǒng)編程的實現(xiàn)是研究學習的終極目標，沒有具體系統(tǒng)實現(xiàn)的算法研究是空中樓閣。只有實際系統(tǒng)的支持，才能更好地研究理論算法。

以“模式識別”課程為例，主分量分析(PrincipalComponentsAnalysis，PCA)是模式識別領域重要的基本知識，學生對于其中涉及的特征值分解過程比較熟悉，但對于“主分量”的含義以及主分量在實際中的應用體現(xiàn)往往是一知半解。教學中要求學生實際編程實現(xiàn)“基于主分量分析的人臉識別”，在此基礎上教師對人臉識別中的主分量即特征臉(Eigenface)進行深入的講解，使學生理解特征臉在人臉識別中的作業(yè)體現(xiàn)，大大加深了學生對于主分量分析的體會，從而促進了主分量分析理論的學習和理解。

(三)發(fā)現(xiàn)問題是自主創(chuàng)新的起點

掌握知識不是學習的目的，在掌握知識的基礎上發(fā)現(xiàn)問題并解決問題才是學習的意義所在，古人講“學而不思則罔”就是這個道理。要解決問題首先在于發(fā)現(xiàn)問題，發(fā)現(xiàn)問題是自主創(chuàng)新的起點，發(fā)現(xiàn)問題并不僅僅是發(fā)現(xiàn)問題的存在，即問題的表象，更要發(fā)現(xiàn)問題存在的原因，即問題的本質。因此，在教學過程中要鼓勵發(fā)現(xiàn)問題，引導學生多觀察多思考，多嘗試發(fā)散性思維。

以“模式識別”課程為例，局部二值模式(LocalBinary Patterns，LBP)是常用的特征提取方法，教學中首先要講解局部二值模式的原理，分析局部二值模式的特點，接著鼓勵學生自主思考局部二值模式的應用領域，進而誘導學生思考這些相關領域中特征提取的特點以及其他常用的特征提取方法，局部二值模式與常用特征提取方法相比的優(yōu)勢和不足，這些優(yōu)勢和不足的原因是什么，等等。經(jīng)過這樣的發(fā)散性思考和討論，既加深了局部二值模式原理的理解，更對局部二值模式的應用領域、該領域的相關研究進展有了全面的了解，同時也發(fā)現(xiàn)了局部二值模式存在的不足。類似教學過程的不斷反復，培養(yǎng)了學生的發(fā)散性思維習慣，鍛煉了發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力。

(四)解決問題是自主創(chuàng)新的檢驗

自主創(chuàng)新不僅是發(fā)現(xiàn)問題，更是解決問題，發(fā)現(xiàn)問題并找到有效的解決方案是自主創(chuàng)新的檢驗。解決問題需要深入理解問題本質，從原理上分析問題的來龍去脈，切中問題要害才能找到有效的解決方法。因此，在教學過程中要引導學生逐本溯源，抓住問題的本質，從問題的本質入手尋求解決方案。

以上述局部二值模式的教學為例，在分析局部二值模式的過程中發(fā)現(xiàn)，對于目標檢測(識別)應用中的局部二值模式特征，無法應對目標姿態(tài)旋轉的情況，通過進一步分析發(fā)現(xiàn)，根本原因在于局部二值模式計算過程中是有順序的，即其目標點的鄰域點的計算順序決定了局部二值模式特征的數(shù)值結果。找到了問題所在，接著引導學生思考如何抵消順序的影響，考慮到鄰域點的局部位置順序，結合循環(huán)移位的思想，便容易找到解決方法。發(fā)現(xiàn)問題是解決問題的前提，解決問題基于對問題本質的深入分析。

三、結語

面向具有創(chuàng)新能力人才的培養(yǎng)目標，本文針對大學生自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)，結合工科類專業(yè)教學實踐，對大學生的自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)進行了分析，結合專業(yè)課程的教學實踐，提出了大學生自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)的途徑和方法以及“大學學習不只是學習知識，更重要的是學習如何學習知識”的教學理念，在教學實踐中“授人以漁”，鼓勵學生自主學習，引導鍛煉學生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力，最終達到大學生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標。

［1］中華人民共和國教育部.基礎教育課程改革綱要(試行)［Z］.2001.