計算機專業(yè)研究型人才培養(yǎng)的專業(yè)內(nèi)涵與人文內(nèi)涵探討

楊全勝 王曉蔚 任國林 徐造林

摘要:當前,人才培養(yǎng)分為職業(yè)技能型、應用技術型與研究型三種,本文分析了研究型人才應該具有的專業(yè)素質與人文素質,闡述了如何在該類型人才培養(yǎng)中體現(xiàn)出專業(yè)的內(nèi)涵與人文的內(nèi)涵。

關鍵詞:研究型人才;人文內(nèi)涵;本科教育;教學

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B

1引言

隨著我們國家經(jīng)濟建設的不斷深入,對人才的需求也開始越來越體現(xiàn)出多元化的趨勢,我們認為,當前的人才培養(yǎng)分成了職業(yè)技能型人才、應用技術型人才與研究型人才三種類型,高等教育的重點在后兩類人才的培養(yǎng)。

所謂職業(yè)技能型人才,是指具有嫻熟的技能技巧,能夠熟練使用與維護某個或某幾個領域使用工具與器件,在實際生產(chǎn)中處于第一線的人才。比如汽車修理人員,電焊、氣割、電腦操作等各領域的操作人員。應用技術型人員是指在某個應用領域具有獨立或領導一個團隊進行工作,并具有該領域相關的理論與技術知識,可以進行一定創(chuàng)新研發(fā)的技術人員。而研究型人才是指具有扎實的理論基礎、系統(tǒng)的研究方法與創(chuàng)新能力,今后在各行業(yè)中從事科學研究與創(chuàng)新性工作的人員。

從以上的分類可以看到,過去高等教育模糊的培養(yǎng)類型被明確地分為了兩大類,而其中研究型人才需要更高的理論與創(chuàng)新能力,他們的工作往往是具有前瞻性的,其成果也往往是一個行業(yè)甚至一個國家科學技術水平的代表。因此這類研究型人才究竟應該具備怎樣的素質以及應該如何培養(yǎng),是當前很重要的研究課題。

作為高科技人員,研究型人才首先應該掌握先進的科學技術,即使不能成為該行業(yè)技術領軍人物,至少應該是能夠把握某一個子方向發(fā)展方向的人。因此,提高研究型人才專業(yè)素質是關鍵。但另一方面,科學技術與人文精神又是相通的,科學認識活動的本身就包含著自由探索、勇于批判、大膽創(chuàng)新、嚴謹求實的科學精神與人文精神。而當前的高等教育,尤其是理工科的專業(yè)教育中,重科技輕人文的現(xiàn)象很嚴重,致使我們發(fā)現(xiàn)一些掌握了很好的科技知識的學生卻樂于去充當黑客甚至走向犯罪,也有學生只是把掌握知識簡單當作了今后養(yǎng)家糊口的本錢,沒有把自己的目標與國家利益、民族利益聯(lián)系起來,因此當研究道路上遇到困難的時候,就會很快喪失斗志、輕言放棄。中國科學院院士楊叔子曾說過:“一個國家,一個民族,沒有現(xiàn)代科學,沒有先進技術,一打就跨;而一個國家,一個民族,沒有優(yōu)秀傳統(tǒng),沒有人文精神,不打就跨?！?因此我們在考慮研究型人才培養(yǎng)的時候,一定要在科技知識培養(yǎng)的同時關注在專業(yè)課程上進行的人文精神的培養(yǎng)。

本文主要針對計算機專業(yè)研究型人才培養(yǎng)的專業(yè)內(nèi)涵與人文內(nèi)涵,結合我們多年教改的實踐進行分析和探討。

2計算機專業(yè)研究型人才培養(yǎng)的專業(yè)內(nèi)涵

計算機專業(yè)理工科性質很明顯,作為研究型人才,首要的任務就是掌握計算機學科較為全面的基礎理論知識,更要具備良好的專業(yè)綜合能力與抽象思維能力?？偨Y起來,計算機專業(yè)研究型人才應該具備以下專業(yè)素質:

具有扎實的理論基礎和寬泛的知識面;

具備系統(tǒng)級的認知能力;

具有較強的、獨立與合作的科研能力;

具有理性創(chuàng)新和勇于探索精神;

具有對新事物、新現(xiàn)象的敏銳感覺和濃厚興趣;

具備一定的項目開發(fā)經(jīng)驗。

為此,在研究型人才的培養(yǎng)中,建立有利于學生上述素質形成的教學平臺與教學方法,就是我們所說的研究型人才培養(yǎng)的專業(yè)內(nèi)涵。

(1) 建立合理的知識體系

計算機學科是一門很特殊的學科,它既有自己的專業(yè)研究方向,又因為其應用特性而與其他學科有著廣泛的聯(lián)系。因此,在整理計算機學科知識體系的時候,要充分考慮到這兩個方面。除了本專業(yè)開出的相應的課程以外,應該指導性地鼓勵學生選擇其他專業(yè)方向的課程,以開拓學生的視野。

(2) 要理順各課程之間知識點的關系

盡管計算機學科的眾多知識點分散到各個課程當中,但實際上,很多知識點之間是有直接和間接關聯(lián)的,甚至有些知識點是“互鎖”的,比如“操作系統(tǒng)”中的設備管理,該知識點就與“微機原理與接口”課程中的知識互鎖,兩者必須配合才能完成一個設備驅動程序的編寫。因此,我們有必要整合好各課程的知識點,理出前后關系,對“互鎖”的知識點,可以利用相關課程之外的研討課、課程設計去綜合這些知識點。

一個比較可行的方案是采用課程群與研討課和課程設計相結合的辦法。課程群負責整合相關課程之間的知識點,比如硬件課程群整合“數(shù)字電路”、“計算機組成原理”、“微機原理與接口技術”、“嵌入式系統(tǒng)”、“系統(tǒng)結構”等方面的課程知識點;多媒體課程群整合“數(shù)字圖像處理”、“圖形學”、“多媒體技術”等課程的知識點。相應開設一些綜合性比較強的課程設計或研討課將跨群的知識點進行整合。比如“多核結構與并行算法設計研討”課通過引導學生主動的研討將“系統(tǒng)結構”、“微機原理”、“C++程序設計”、“算法設計”、“操作系統(tǒng)”等課程的知識進行整合?！坝嬎銠C系統(tǒng)綜合課程設計”更是將硬件課程和軟件課程中分散的多個知識點結合到一起,讓學生通過自主研學來設計出具有自己特色的SoC系統(tǒng)。

(3) 及時更新知識點和課程內(nèi)容

計算機學科是一門發(fā)展非常迅速的學科,每年都會有新的技術涌現(xiàn),作為研究型人才,今后擔負著該行業(yè)的創(chuàng)新與科研任務,因此對新技術應該有敏銳的感覺和濃厚的興趣,而這些需要我們在實際教學中不斷用新知識、新技術去刺激學生才能鍛煉出來的。對于新知識和新技術,我們不僅要及時地引導學生去關注,更應該教會學生如何從技術發(fā)展的角度看到這些新技術出現(xiàn)的必然。這樣做的目的是教會學生創(chuàng)新應該從何處入手,怎樣找到新的創(chuàng)新切入點。比如在“多核架構與并行算法設計研討”課中,我們將處理器從Pentium到Core結構的發(fā)展進行分析,讓學生理解處理器發(fā)展如何從單核走到雙核甚至多核的結構,它有怎樣的必然性。通過帶領學生進行研討,讓學生分析在多核之后該是什么樣的發(fā)展趨勢,這樣,研究性和創(chuàng)新性就突顯出來了。

(4) 積極推廣研討課程和改革考核方式

要逐漸將上課形式從傳統(tǒng)教學轉到啟發(fā)式教學,并逐漸加大研討型教學的比例。與啟發(fā)式教學相比,研討型教學賦予學生的自主性更強,學生的想象空間更廣闊。

研討型課程應以小班為單位,學生人數(shù)以不超過30人為好,這樣,每個人都有機會在研討中發(fā)表自己的觀點。另外,作為研討課的老師,一定要做好充分的課前準備。首先,要理出課程的知識點,哪些讓學生課余自學,哪些知識點作為課堂研討內(nèi)容;其次,研討的話題不宜太多,大約每堂課1～2個問題就可以了,所有的話題應該在開課前就交代給學生,以便學生有時間去查找資料,整理資料和思考;第三,教師要有很好的駕馭課堂的能力,既然是研討課,就允許出現(xiàn)不同的觀點,進行學術上的爭論,而此時,教師的主導作用很關鍵。如果出現(xiàn)明顯不合理的觀點,教師要能夠從專業(yè)的角度指出問題的癥結,如果幾個觀點都有合理的一面,教師要善于綜合各方觀點,加以進一步引導。

考核方式上應該逐步減少閉卷考試所占的比例,換之以開卷考試、面試、小論文、單科競賽等多種形式?？傊?無論采用什么方式,都要做到對學生進行知識掌握程度和能力情況兩方面的考核。

(5) 為學生積極營造研究的環(huán)境與氣氛

“巧婦難為無米之炊”,要培養(yǎng)學生進行研究性的學習,就要給他們創(chuàng)造相應的環(huán)境和氣氛。每年我們都會讓優(yōu)秀的學生提前下到各個課題組,直接參與課題組的科研活動。同時,通過加大課外研學項目數(shù)量,舉辦優(yōu)秀課外研學作品展等多種形式吸引更多的學生投入到研究性學習的行列中來。

通過上述方法的實施,學生綜合設計與研究能力逐漸增強,如2005級的幾個本科生在老師的指導下,開發(fā)出了具有自己知識產(chǎn)權的SoC系統(tǒng)——東大之芯。2006級的同學開發(fā)出自動避讓障礙智能小車和嬰兒搖籃自動監(jiān)控系統(tǒng)等。

3計算機專業(yè)研究型人才培養(yǎng)的人文內(nèi)涵

引言已經(jīng)闡述了在理工科專業(yè)課程建設中融入人文精神的必要性,那么在專業(yè)課中,究竟該從哪幾個方面加強人文精神的培養(yǎng)呢?

(1) 培養(yǎng)學生堅韌不拔的毅力

當今社會,浮躁之風很甚,而這股不良的氣息也影響到了學生,再加上長期受傳統(tǒng)教育中教師教,學生被動學的影響,我們有不少學生已經(jīng)習慣于等著教師把現(xiàn)成的東西拿過來,而逐漸喪失了自主學習的興趣。而研究型人才大多情況下是在研究新的事物、新的技術,研究當中會遇到很多前人沒有遇到過的問題,這時沒有多少現(xiàn)成的經(jīng)驗可用,這就需要我們的研究人員必須有堅韌不拔的毅力去克服這些困難,否則,即使?jié)M腔熱情地開始一項研究,也會因為沒有足夠的勇氣面對困難中途而退。

這種堅忍不拔毅力不是一蹴而就的,需要在長期的磨練中逐漸養(yǎng)成。一方面,我們可以在專業(yè)課教學中,向同學們介紹本專業(yè)的著名學者,比如馮?諾依曼、法蘭西斯?艾倫等如何埋頭堅持探索,潛移默化中為學生樹立不怕困難,勇于探索的精神;另一方面,在學生遇到困難想打退堂鼓的時候,要及時的介入到他們的研學中,幫他們找原因,引導他們?nèi)淞⒖朔щy的信心。

(2) 培養(yǎng)學生誠實的科學態(tài)度

科學是來不得半點虛假的,作為一個研究型人才,如果缺乏最起碼的誠實態(tài)度,弄虛作假,對自己來說也許會有一時之快,但最終會讓自己的信譽喪失。更嚴重的是,這種虛假行為會給行業(yè)、國家?guī)聿豢晒懒康膿p失。因此在學生培養(yǎng)階段,要通過言傳師教和嚴格的制度來杜絕虛假現(xiàn)象。如在開設的課程設計中,“自己負責的部分獨立完成,無找人代工或竊取別人成果的現(xiàn)象”作為考核的一項,占一定比例的分數(shù),并且規(guī)定,“在考核中,如發(fā)現(xiàn)抄襲情節(jié)嚴重,甚至請人代工的,指導教師可以要求學生重做課程設計?！碑攲W生被判重做實驗的時候,對他們來說是震撼的,也切實感受到“誠信”就是身邊實實在在的東西。

(3) 培養(yǎng)學生具有洞徹的觀察力與敏捷的思維

學生往往會忽視實驗數(shù)據(jù)中的特殊點,總是習慣以合理誤差來解釋,我們應該引導學生對這些特殊點做更細致的觀察與分析,因為往往一個新的想法或者新的現(xiàn)象就隱藏在這些看似普通的特殊點上。比如我們曾在學生的一次探索性實驗的結果中發(fā)現(xiàn)一個數(shù)據(jù)異常,經(jīng)過認真分析,我們認為這和某種現(xiàn)象有關,值得進行深入的研究,目前對該現(xiàn)象的研究已經(jīng)成功申報了一項部級項目,而這件事本身也成為了一個很好的素材。另外,要指導學生對新技術有足夠的敏感度,要善于判斷出這些新技術是否與自己的研究課題相關,或者自己的課題如何從新技術中獲得啟發(fā)。創(chuàng)新型的人才就是要對新事物新技術充滿激情,才會不斷地去思考,去尋找奮斗的目標。

(4) 培養(yǎng)學生樹立“以人為本”的思想

在計算機教育中,要鮮明地突出人的主導地位。這有以下兩個方面的含義。

① 無論是計算機學科也好,還是其他自然學科也好,都是對人的能力的延伸,因此它們的研究不應該超越人類道德約束,比如倫理道德、職業(yè)道德、人文道德等各個方面。利用高科技去實施犯罪是不允許的,同時我們做研究的人員也要很清楚地意識到自己的研究是否有可能成為突破道德規(guī)范的一個利器,從而在新技術應用之前就要做好應對措施。

② 計算機只是一個工具,其構造的環(huán)境是虛擬的,不應該在研究計算機技術的同時沉迷于這種虛擬的環(huán)境中不能自拔。要深刻地領悟到研究的技術最終是服務于人,因此多注重與他人的交往,才能不斷完善自己的設計,而不能閉門造車,僅限于為技術而自娛自樂的境地。

(5) 培養(yǎng)學生一種“止于至善”的境界

“止于至善”是東南大學的校訓,也是一個很好的人文理念。它告誡人們,做任何事情都應該盡善盡美,追求更好的結果。用通俗的話講,就是沒有最好,只有更好。我們在研究型人才培養(yǎng)的時候,要把這種人文理念貫穿進去,逐漸讓學生體會到這種止于至善的境界。

從技術的層面上講,人類對技術的追求是永無止境的,而我們的學生也同樣不應該滿足與一個程序做出來了,或者一個設計實現(xiàn)了,而應該更進一步地去思考,這個程序或者這個設計還可以怎樣做才能更完善,別人的做法有沒有什么借鑒之處。同樣,在讀別人的程序或者設計的時候,不僅僅局限于了解別人是怎么完成這個任務的,更重要的是去“欣賞”別人的作品,品評別人的作品,找出人家精彩的地方,指出可以改進的地方,這樣才能不斷使自己進步。

從人文層面上講,更高的境界在于作為一個未來的科學家,對人類的貢獻不僅僅是技術上的,更有可能是對整個人類發(fā)展進程起到關鍵性作用。愛因斯坦在《悼念瑪麗?居里》一文中提出“在像居里夫人這樣一位崇高人物結束她的一生的時候,我們不要僅僅滿足于回憶她的工作成果對人類已經(jīng)作出的貢獻。第一流人物對于時代和歷史進程的意義,在其道德品質方面,也許比單純的才智成就方面還要大?！币虼?要鼓勵我們的學生不僅做技術能手、科研能手,更要從技術、人文、道德等多方面提高自己的修養(yǎng),立志去做科學巨人。

(6) 培養(yǎng)學生民族和國家意識

應當教育我們的學生,將自己的研究與國家和民族的利益掛鉤,深刻體會我們應該負有的民族復興的責任,這樣才會有強大的研究動力。我們國家“兩彈一星”的研制人員,正是因為感受到肩上所擔負的國家與民族的重托,才會克服各種意想不到的困難,完成了一次次的設計,最終獲得成功。要讓我們的學生看到,計算機專業(yè)有不少技術我們國家正在趕超國際水平,同時也要看到我們還有很多方面離世界先進水平差距很大。但是,作為一名未來的計算機專業(yè)研究人員,應該領會到,對落后的技術,其他人可以抱怨,但我們沒有資格抱怨,因為我們身負的責任就是要改變這種落后局面,與其抱怨,不如實干。

培養(yǎng)學生民族和國家意識的另一層含義是加強安全防范意識?？茖W是無國界的,但做科學的人是有國界的。西方國家對中國的高科技封鎖,很現(xiàn)實地表明了這一點。因此任何打著科學技術無國界到處游說的人,應該引起我們警覺。最近不斷有新聞報道,我們的科研人員與研究生無意之中泄密的事件,除了極個別的,大多數(shù)是缺乏這種防范的意識。研究型人才大多擔負行業(yè)甚至國家的重大科研項目的研發(fā)工作,更有機會接觸到涉及國家機密的東西,因此提高防范意識,更要逐漸成為一種習慣。

4總結

研究型人才的培養(yǎng)需要學校、社會各個方面的密切配合,從教育層面上,應該注重從培養(yǎng)對象的專業(yè)素質和人文素質兩個方面綜合提高,這樣才能培養(yǎng)出合格的研究型人才。在這個方面,我們進行了很好的實際教學嘗試,其實踐成果“計算機系統(tǒng)綜合課程設計”課程獲得2009年“教育部—英特爾精品課程”。

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