王晓楠1,2，高 婷2，王晓丹1，徐云飞1，王 毅1
（1.空军工程大学 防空反导学院，陕西 西安 710051； 2.长安大学 电控学院，陕西 西安 710064）
摘 要：分析军队院校本科生计算机创新能力培养的现状，阐述在相关课程课堂教学内容与形式优化改革的基础上，构建一种以本科生创新团队为核心，面向各种学科竞赛、全国大学生创新训练项目、自主科研等学生创新活动，依托学院科研课题组为实践基地、结合毕业设计的全程式“五位一体”的本科生创新能力培养模式。
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关键词 ： 创新能力；创新团队；成果；大学生创新训练计划；OJ；SIG
基金项目：教育部高等教育司大学计算机课程改革项目“以计算思维为切入点的军队院校理工类大学计算机系列课程改革研究”（2-1-ZXM-03）。
第一作者简介：王晓楠，男，讲师，研究方向为信息安全技术、嵌入式系统开发，wxn2004@chd.edu.cn。
0 引 言
计算机学科作为一门注重专业性和创新能力培养的实践学科，在军校中得到了越来越多的重视[1]；计算机实践和创新能力的培养直接影响军校学生对信息化装备的使用和维护能力。通过几年的跟踪调查，我们发现不论其本科所学专业为何，计算机创新能力强的学生具有较强的部队岗位任职能力和装备学习能力，这与学生的计算机实践能力是密不可分的。计算机实践创新能力已成为军校工科生学好本专业知识，掌握装备操作与维护以及锻造部队岗位任职能力的基本支撑。
1 更新教育理念，面向创新能力培养改革课堂教学内容与形式
有别于地方高等院校，军队院校在教育理念上有着诸多不同。首先是人才培养方案灵活性不足，接受外界信息的敏感程度和反应时效上有所欠缺，导致人才培养目标和方案滞后于部队实际的需求，更与相关专业发展前沿严重脱节，这体现在以下几个方面：①课程设置灵活性和前沿性不足；②教学模式较为单调；③实验室资源利用率不足；④本科生知识架构完整性欠缺。
上述问题的存在使得军队院校本科生创新能力略显不足，这就要求我们在人才培养目标上必须树立以科技创新为核心、以提高学生实践能力为根本点的教育观念。在人才培养模式上，弱化专业教育理念，提倡宽口径培养；在巩固理论教学的基础上，加强实践教育培养，通过各类学生创新活动提高带动本科生计算机创新能力。
在现有课程体系下，针对程序设计基础、数据结构、嵌入式系统、数据库原理与应用以及单片机原理等实践性较强的课程，改革课堂教学内容以及授课形式，从而为提高创新能力打下良好基础，如对于程序设计类课程，减少理论授课时数，以案例教学为基础，将教师以“讲”为主的授课方式变为教师以“做”为主的教学方式，通过教师的示范，带动学生动手实践能力的提高；尽可能地采取小班教学制，变教室授课为机房授课，强迫学生全程动手；针对课堂教学时数较少，实践课时更少的矛盾，将时下流行的在线编译系统（online judge，简称OJ）引入程序设计类课程中来，在校园网内建立程序设计网站，提供在线OJ和留言板，方便学生课余时间在网上实现实践练习以及与教师的沟通互动；对于系统开发类的课程（单片机、嵌入式以及数据库等）尝试改革授课模式，将学生按照4~5人进行分组，以项目开发为教学主线，通过自主选题、教员指定以及往年学科竞赛题目作为选题依据，将项目的设计与开发作为课堂教学的一部分，要求学生人人参与项目开发的各个阶段，并以最后完成的作品和开发的参与度作为课程平时成绩的主要依据。这样做既为学生的计算机创新能力培养做了良好的支撑，也为日后参加相关学科竞赛的选题以及人员遴选提供了有力的支持与保障。
2 构建本科生创新团队
本科生创新团队制度是实现本科生计算机创新能力培养的核心。计算机创新能力讲求的不是单打独斗的孤胆英雄精神，而是一种团队组织协作的精神。没有一个良好合作的团队，何谈创新能力的培养，个人的发展必须要与团队的发展相辅相成。如何构建一个高效和谐的创新团队，是能否为本科生计算机创新能力培养提供可持续发展源动力的基本要求。
本科生创新团队具备如下特点：
（1）坚持以个体兴趣为主体的培养目标。本科生创新团队定位于个性培养，它不同于传统的培养模式，或者说它是在传统教学模式基础上创新的产物，所以它不是面向所有学生的。它的构建基于一种学生自愿与半自愿的行为，带有部分强制的特征，但它与常见的社团活动又有区别，当它成立后，直接受以教师为主的传统科研团队的指导和管理，有着较为规范的管理制度和考核机制，有着严格出入门槛，在活动时间上也较为规律。
（2）坚持课堂理论教学为核心的地位不动摇。本科生创新团队的活动是以课堂授课活动为基础，以参加各项创新活动为目的，其形式是具体的科研项目、各种课题以及应用实践类的学科竞赛。
（3）团队的组成依托所选报的专业方向、学生间的互相推荐以及授课教师的推荐，每一个团队依托一个基础实验室，既照顾了专业方向，又提供了基本的仪器设备；团队成员是跨专业学科和年级的，每年新生入校伊始，就会面向全校各年级本科生招选成员，有效地准入准出机制保证了团队成员的相对稳定和及时的新陈代谢。
（4）创建学生梯队方式的培养模式。本科生创新团队的指导不同于研究生的指导，它是以课题组统筹指导、各个团队自主管理为辅，可以为每一个创新团队配置一名课题组中相关领域的研究生作为具体的辅导教师，由团队中的高年级本科生为主，帮带低年级的本科生，自主地完成实验实践活动。
（5）日常管理以自主管理为主，形成基于学生梯队的管理模式。确保以学生带学生的方式作为主要的培养方式，团队新成员能够全方位地接受相关业务熏陶和传帮带，较之教师带教的效果更为有效。严格实验室的签到制度，在保证学员队一日生活制度的基础上，要求团队成员日常都要在实验室开展相关工作，定期召开团队例会，汇报各自的研究进展，开展头脑风暴。当有竞赛任务时，团队内或跨团队组建参赛队伍进行相关工作，没有竞赛任务时，开展自主研究。三年级时候学生可以与学校相关专业的课题组进行双向选择，作为自己的实践基地以及进一步深造的方向。
（6）本科生导师团队是在本科导师制度上发展而来的一种集体指导机制，单一导师受限于个人的学识、水平和科研能力，不足以为学生提供足够的指导支撑，以相同专业方向或者相近方向的多名教师以及研究生共同组成指导组，结合某一个专项学科竞赛为目标，依托一个或者多个相关专业课题为基础，对团队学生进行业务指导。当然这种指导有别于课堂教学，形式可以多种多样，通常采用日常以答疑为主、竞赛期间集中辅导、定期的学术报告等方式进行，加强学生梯队建设，鼓励不同专业的学生依托某项竞赛进入同一团队学习，为学生构建宽口径的知识体系，打破专业之间的壁垒提供条件。同时，要求高年级学生负责低年级学生的日常管理和指导工作。
3 “竞赛—自主研究—学生创新项目—项目课题组实践—毕业设计”五位一体的培养模式设计
本科教育阶段是一个宽口径培养的过程，尽管能够拓宽学生的专业视野，但缺乏明确的目标也成为现阶段阻碍学生创新能力培养的一个重要问题。为了解决这个问题，我们创建了基于“竞赛—自主研究—学生创新项目—项目课题组实践—毕业设计”五位一体的培养模式体系，从学生进入到本科生创新团队开始，通过学科竞赛、自主研究活动、各类学生创新项目研究活动以及项目课题组的实践锻炼，将上述活动的成果与个人的毕业设计工作相结合，使学生尽早明确自己的毕业设计方向并尽早开展相关工作，有效地提高了本科毕业设计论文水平，同时，也能为学生进行职业规划、提高部队岗位任职能力以及选择进一步深造方向打下夯实的基础。
3.1 面向学科竞赛的培养机制
学生创新能力培养必定要依托相应的创新活动，对学生而言最有效的创新活动就是各种学科竞赛。通过对相关专业学科竞赛的梳理，我们发现，计算机软硬件开发能力是大部分工科竞赛参赛者必须掌握的基本能力，通过对学生计算机程序设计和硬件开发技术能力的培养，为学生创新能力打下坚实基础。结合学生创新团队以及相关课程课堂教学的训练，辅以相应竞赛培训选修课的开设，不需要过多的工作，就可以依照相关竞赛的要求组成相应的参赛队伍。同时，参赛题目可以在前述的各个环节中凝练出来，这样的体制有效地解决了学生竞赛的选材、培训问题，参赛人员的构成以创新团队为基础，鼓励团队之间人员专业交叉，依托各个创新团队的日常管理，实现竞赛的全程有效参与；鼓励学生自主参赛为主，教员指导为辅的参赛模式，真正着眼于提高学生的实践创新能力而非竞赛成绩。
3.2 基于个体兴趣培养的自主科研活动
自主科研是本科生创新团队的主要支撑活动，自主科研活动是学生兴趣爱好的延伸。诚然，学生的兴趣爱好并不是与生俱来的，而是通过长期参与各类科研创新活动以及在该过程中团队的耳濡目染慢慢形成的。这种自主科研往往成形于高年级本科生群体中，它可以是既往学科竞赛参赛作品的延伸和升级，也可以在大量相关工作中梳理出一些研究要点和思想火花，自主科研题目不限定专业背景，组织方式上既可以是单人实施，也可在团队内部或者跨团队组建特别兴趣小组。自主科研项目的发展，既可成为创新团队新的创新增长点、未来参加学科竞赛的选题来源，又能锻炼学生梯队的科研创新组织和管理能力；还能成为未来学生毕业设计的选题方向，为课题组提供创新思路和技术支撑。
3.3 基于大学生创新训练计划以及课题组的资助支撑体制
学生创新活动除了相关的政策、设备、人员保障之外，还需要相关的资金资助，学校正常的支出没有该项支出。教育部推出的大学生创新训练计划项目解决了资金支持的问题，每个创新团队每年可以选取正在做的项目申报一项全国大学生创新训练计划进行资助，该项资金可为学生创新团队日常运行、添置器材、购买资料书籍提供基础保证；同时，本科创新团队加入学校项目课题组的研发活动，也能获取一部分补助作为回报，这就保证了团队后续的可持续发展。
3.4 面向课题组的实践机制
进入高年级后，团队成员可以根据本人的专业以及兴趣爱好，以个人身份或者团队方式进入科研课题组工作，将自己的所学付诸实践，这既为课题组输入新鲜血液，保持科研活力与可持续发展动力，也为自己完成本科阶段最后的学习乃至日后的继续学习，提供一个相对稳定、良好的科研环境与科研方向，也能以自己的经验为创新团队的后续成员提供辅导和帮助。同时，课题组还能为本科创新团队的持续发展提供设备、经费以及经验，为学生参加相关学科竞赛提供资金、技术以及选题上的帮助，双方达到共赢。
3.5 全程式的毕业设计
我们以本科生创新团队为基础，将毕业设计选题多源化，实施的时间提前至大三下学期。依托学科竞赛体系、自主研究、学生创新项目以及课题组实践等学生创新活动，从中选择合适的题目作为学生的毕业设计；毕业设计指导教师的选择可以从指导教师团队中选取，也可以从所在专业的专业教师中选取，在全院范围内自由选择；将学生毕业设计的实施时间从半年延长至1年半，让学生有充足的时间开始进行毕业设计，同时由于周期延长，使得学生和指导教师有充足的时间对研究方向进行调整。这样就可以提高毕业设计工作的有效性，提升毕业论文的质量，为学生的本科生涯划上圆满的句号。
4 学生创新能力培养实践效果
从2011年开始，我们探索实施基于“五位一体”培养模式的军校本科生计算机实践创新能力的培养工程，4年来参与培养计划的学生人数占到学生总人数的40%以上；以创新团队成员为核心，带动学院各项学生创新活动，取得了一批丰硕的成果。
（1）学科竞赛成绩喜人。学生参加多项全国大学生信息类学科竞赛（蓝桥杯全国软件专业人才设计与创业大赛、全国大学生信息安全竞赛、电子设计竞赛信息安全邀请赛，ACM国际大学生程序设计竞赛，中国软件杯等）屡有斩获，累计获得全国二、三等奖40余项，省市级奖项300余项，尤其是连续三年在“蓝桥杯全国软件专业人才设计与创业大赛”中在陕西赛区参赛高校成绩位列第一。同时也为学院其他学科竞赛的参赛学生计算机应用能力培养提供了实践培训，协助其他学科竞赛（电子设计、数学建模、机械创新等）取得好成绩。
（2）学生创新项目申请和完成数量连年提升。计算机专业方向已获得全国大学生创新训练计划项目资助5项；在已结题的项目中，成绩均为优秀；各学科获得的学生创新资助截止到2014年已达50余项。通过自主科研的锻炼，众多学生考取了微软、思科、Java等认证证书以及国家软件专业人才中高级证书，本科生也在期刊上发表了学术文章，学生的学术科研能力有了较大提高。
（3）学生自主科研意愿和能力提高。学生自主选择参加了多项校外横向学科科研项目，以这些自主科研项目成果为基础，相继转化成学科竞赛题目、毕业设计题目以及深造方向，同时转化出了一批小软件、小发明、小专利、小论文。
（4）创新团队与课题组实现了双赢的局面。计划实施以来，为学院各个科研课题组推荐了众多优秀的本科生，让他们在本科阶段就进入了军内科研、863、自然基金等重大项目课题组，参与相关的科研工作，如今本科生创新团队已与学院项目课题组结成了良好的合作关系，互为补充，互相促进。
（5）本科生毕业设计完成质量和毕业论文的学术水平有了较大提高。本科毕业设计工作从以往的“鸡肋”一跃而成学生能力的试金石。参与创新团队建设培养的学生其毕业设计和毕业论文的完成质量远高于其他学生，毕业答辩成绩优秀比例也高于其他学生，部分学生的毕业论文已经在期刊上发表。普遍反映这些学生学术视野较宽、具备一定的学术水平和科研能力，后期发展潜力较大。
5 结 语
军校本科生创新能力培养是一个大的系统工程，我们在对相关课程课堂教学内容与形式优化改革的基础上，探索构建了一种以本科生创新团队为核心，面向各种学科竞赛、全国大学生创新训练项目、自主科研等学生创新活动，依托学院科研课题组为实践基地、结合毕业设计的全程式“五位一体”的本科生创新能力培养模式。经过近年来的探索与实践，取得了不错的成绩。今后我们仍需细化相关的管理措施和奖惩规定，制定准入准出制度，强化细化指导教师团队的责任和义务，为军校本科生计算机创新能力培养工作做出更大贡献。
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参考文献：
[1] 徐洪. 军校教育创新的时代内涵[J]. 南京政治学院学报, 2002(3): 119-120.
（编辑：郭田珍）
