以创新人才培养为目标的信息类文献综述课程改革研究
作者: 龙腾
摘要: 文献综述课程涵盖文献检索、文献加工与管理以及文献综述写作等内容,并与科研活动及毕业设计等环节紧密相关。培养融会贯通的创新人才是该课程的重要目标之一,文章从信息类学生文献综述课程教学的上述重要目标出发,结合新一代信息技术的发展与“深时数字地球”大科学计划对于学科融合创新人才的需求, 分析本课程内容及其教学现状。从教学内容、教学方法、评价体系、辅助资源等方面,对课程的关键环节进行分析和论述,从而有效地提升文献综述课程的改革效果,支持信息类拔尖创新人才培养。
关键词:文献综述;教学方法;人才培养;多元考核;课程改革
中图分类号:G642 文献标识码:A
文章编号:1009-3044(2024)31-0177-04
开放科学(资源服务)标识码(OSID) :
0 引言
习近平总书记在2021年中央人才工作会议中提出:“全方位培养、引进、用好人才,加快建设世界重要人才中心和创新高地,为2035年基本实现社会主义现代化提供人才支撑,为2050年全面建成社会主义现代化强国打好人才基础。” [1]。习近平总书记在研究生教育工作的重要指示中强调:“研究生教育在培养创新人才、提高创新能力、服务经济社会发展、推进国家治理体系和治理能力现代化方面具有重要作用。各级党委和政府要高度重视研究生教育,推动研究生教育适应党和国家事业发展需要” [2]。以上研究生教育工作的重要指示,为高校深化研究生培养机制改革、大力培养高层次创新型人才、服务经济社会发展提出了明确要求。深化学科融合,提高创新人才培养水平,培养国家急需的高层次创新型人才,已经成为高等教育教学关注的热点问题之一[3-5]。
大数据时代,数据的内涵变得更加丰富,因此“深时数字地球国际大科学计划(DDE) ”得以全面启动。培养具备学科融合特色的创新型人才是支持深时数字地球大科学计划的基础,如何培养至关重要。
文献综述课程围绕信息工程学院5个一级学科(计算机科学与技术、测绘科学与技术、电气工程及自动化、软件工程、电子信息工程)的学术研究和领域,开展文献综述的分析与撰写教学。在该课程中进行改革是在学生专业学习的学术性中融入交叉性的一个重要途径。具体将研究如何充分发挥该专业基础课程在综合教育方面的作用,同时提炼创新元素和交叉元素,将这些元素转化成能够体现创新型人才培养的目标,加强研究生融合探索的引导,结合丰富活动开展多元评价,实现全面育人的目标。
1 现状分析
1.1 课程目标
文献综述是开展学术论文环节中关键的内容之一,如何撰写条理清晰且规范的文献综述是研究人员必备的技能[6-8]。其课程内容包括文献检索语言、文献的加工与管理、网络信息资源检索、中文全文数据库、电子图书、特种文献检索、文献综述与写作等。上述要素是学生调研、梳理相关方法及技术国内外研究现状的重要依据,是进行深入学术研究工作的重要准备环节。通过课程的学习,学生能够了解文献的作用、文献的分类、文献的特点。教学目标在于着力提升学生的信息检索素质,了解各类中英文数据库,并能熟练使用检索语言、检索方法和管理工具。将文献的检索过程与文献综述的写作进行结合,使学生的科技论文写作能力得到锻炼,与后续的科技论文写作、论文开题等学习科研活动进行有效衔接。
1.2 课程特点
首先,课程覆盖面广。文献综述过程包括文献搜集、阅读、加工及撰写的各个环节。作为与论文写作的重要衔接过程:文献阅读需要建立在有目标的文献检索以及有效的文献阅读基础上。如何搜集、筛选、管理、加工则是重要的前提。文献综述在初始阶段,能够通过对学位论文、领域权威综述的阅读,帮助学生迅速了解课程背景知识;在实践阶段,可以通过多领域研究论文的汇总,学习到各类研究的设计思路;在深化认识阶段,通过领域最新研究论文、综述的搜集整理,可以把握课题研究方向,为创新工作的探索,以及写作能力的提升服务。
其次,课程综合性强。文献综述课程涵盖各个环节和方法,并结合具体研究领域的案例实践。此外,该课程还关注文献管理过程及相关阅读笔记,涉及交叉领域综合调研的部分需要团队协作。因此,学生通过完成课程中文献搜集、筛选、管理、加工等多个环节的考核,理论上深化专业认识,实践上开展创新服务,为未来从事具体领域的各类工作打下坚实的基础。
再次,课程专业素养要求高。文献综述既要求学生对基础知识进行系统的梳理和分析,又需要对现有研究工作进行分类与总结,还需对未来发展方向起到指导作用。上述内容基于较高的专业素养,也与职业素养、学术道德等密不可分。文献综述相关的学科融合引导,为学生的开题、科技论文写作起到重要基础作用,同时也为创新人才培养进入企业、科研院所从事相关开发及研究工作起到重要引领作用。
1.3 课程现状
课前调查问卷结果显示,67.9%的学生缺乏专业的中英文文献写作经验,如图1所示。除此之外,文献管理能力不足(76.7%的学生无文献管理软件使用经验)、文献阅读能力不理想(仅28.7%的学生有专门的文献阅读记录文档),文献阅读效率低(仅24.3%同学认为自己的文献记录能为后续的工作开展提供支持)。上述创新人才培养方面的不足,通过梳理,总结为下列几方面。
1) 写作实践训练偏少。部分学生难以将编程序、做实验与规范的写作合理衔接,对科技规范写作的严密性和专业性把握和理解比较不足,对相关研究工作进行综述分析的重要性认识不够,容易忽视自身工作与现有工作的客观对比评价。还有部分学生一定程度上忽视了综合写作能力的训练,导致写作形式不够规范、表述不够客观、用词不够简洁、描述不够准确。综述性文章及技术性文章的文字组织过程中,在严谨性和条理性方面均有所欠缺。
2) 课程教学手段相对单一。课程内容介绍相对宽泛且涉及较多抽象概念,一定程度上影响学生的学习主动性和积极性。部分专业性较强的案例难以吸引信息类中其他专业学生兴趣,导致难以引起共鸣。除此之外,传统的考核方式对学生考查考核也不够多元,无法全面体现和反映学生的学习情况。
综合以上情况,需要思考课程的改革,并探索以与信息类多学科有效融合的方案,改进教学过程中的各个环节。具体包括:课程内容的进一步扩展、课程教学手段的进一步丰富、课程考核方式的进一步优化等方面。
2 课程改革探索
2.1 改革背景
当前,人工智能驱动的科学研究已经成为全球人工智能新前沿。在人工智能驱动的地学研究领域,深时数字地球(DDE) 国际大科学计划是王成善院士、成秋明院士等中国科学家发起和主导的国际大科学计划,采用计算机和人工智能的前沿技术,旨在整合全球地球科学数据,构建统一的科研平台,提供全面的数据、模型与知识服务,以解决重大科学问题,最终推动数据驱动的地球科学研究范式转型。为促进DDE 的建设与全球推广应用,破解地学信息化中“卡脖子”关键问题,突破国外技术封锁并建立本学科人才优势,在生物多样性演化、金属矿床分布等重要领域急需加速培养高层次的信息类融合创新人才,以适应未来的发展需求。
信息类学科融合创新人才需要在计算机核心模型、算法、软件及地学人工智能等技术领域具有坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识;具备解决复杂工程技术问题、进行工程技术创新以及规划和组织实施工程技术研究开发工作的能力;在推动地学信息化及软件产业技术进步方面做出创造性成果。
针对上述需求背景与现状,拟建设交叉融合的一体化课程框架,并在教学方法、教学手段、实践应用等方面探索与多种信息类学科素养元素结合的改革方案。
1) 研究与学科发展形势的结合。作为衔接课程学习与毕业设计/论文开题的重要的中间环节,文献综述(信息类)课程对应的行业发展历史、最新发展动态、未来前景的系统讲授,可以帮助学生增强对各专业科学研究、发展趋势等的了解。希望通过相关趋势及政策的了解,使学生更加清晰地认识自己专业的价值以及可能的融合方向,提高学习的动力,启发创新思维。
2) 研究与职业素养的结合。职业素养对学生的学术研究和职业发展有重要指引作用,拟从科研诚信、学术规范等方面与课程内容和实践相结合。高层次人才以研究和创新为己任,未来将以科研和学术作为职业的主体,学术诚信是对学生学习、科研最基本的要求,也是职业素养的重要基础。对创新拔尖人才的培养,需要重视诚信教育,将规范的文献引用、规范的论文书写、原创的研究工作贯穿职业生涯的全过程。同时,将精益求精、追求卓越的敬业精神,在教学过程中通过各个行业重要科学家及团队的事迹影响学生,帮助学生树立在专业领域上追求完美和极致的决心,形成对打造精品的坚持和追求。
2.2 改革环节
1) 案例驱动的教学内容改革。探索课程教学内容的改革,扩展与丰富教学案例。原有的内容框架包括:文献检索与加工管理、文献数据库与电子资源、文献综述与写作、学术规范与论文写作。在上述框架下,增加案例及分析章节:文献检索案例及分析、数据库资源案例及分析、文献综述与写作应用及分析、学术规范案例及分析。同时,将行业发展趋势、工匠精神培养、科研诚信等内容融入教学大纲与教案中。
上述四类案例驱动环节,有助于学生明确文献阅读的优先级及方法,再选取合适的文献数据库和检索方法付诸实践。例如,介绍国际上最先研究情境感知的华人学者回国加入北大后的里程碑研究工作,将上述事例中的开创性工作与物理专业交叉结合作为典型案例,以此说明学科融合的重要性。又如,在工匠精神培养环节,引入“时代楷模”黄大年的事迹,并结合学校黄大年团队的具体成果进行介绍。在搜集调研科技成果工作的同时,将身边的团队工作与工匠精神有效结合起来,与学生的距离。引入首届国家最高科学技术奖得主、杂交水稻之父袁隆平案例,强调专业价值与职业素养,号召学生专注创新与实践,将论文发表在祖国大地上。
综上,提出集成融入多学科发展方向的课程理论框架,并基于多类案例资源的支持,建设综合的信息类文献综述课程框架。
2)“ 以学生为中心”互动式教学方法改革。探索课程教学方法,实施以学生为中心的教学模式,通过互动式案例分享,达成培养学生充分发挥其主观能动性的学术思维,同时提升科研诚信等素养。具体而言,教学模式围绕学生展开,实现线上线下的融合,基于各类互动平台(学习通等),开展丰富的互动教学,包括但不限于:问卷调查、讨论区互动(思政专题、AI 辅助生成专题、文献工具专题等)、抢答、分组任务等。
加强案例驱动的实践任务。增加文献阅读实践环节,提前了解信息类学生的各专业占比、具体研究方向、学术写作经历、大模型的使用情况等。再通过词云分析,如图2,了解信息类学生上述方面的多个研究关键词,从而引导学生有目标地进行文献阅读实践。以图2词云统计的“遥感”类为例,授课环节会增补遥感领域国际权威刊物IEEE Transactions on Geosci⁃ences and Remote Sensing 的最新研究成果,并以“水稻重金属污染”这一重大生态环境问题作为学生综述调研的切入点。以“边缘计算”为例,增补国际权威期刊IEEE Transactions on Services Computing(中国计算机学会CCF A类期刊,影响因子:8.1) 的最新研究成果,并以“物联网服务动态监测机制”这一前沿研究问题作为学生综述性问题的重要节点,学生需要通过文献检索补充前序工作的积累和不足,并通过文献阅读等总结并探索未来的可能研究方向。
增加文献检索实践环节。AI+时代下文献检索的渠道更为丰富,除了中英文文献库的检索,还额外增加了其他检索途径的实践任务。通过对大模型的使用情况调研,如图3,了解到有超过80%的学生接触过国内外知名的大语言模型,其中有超过45%的同学广泛采用上述大模型工具并将其融入各类学习活动中。因此,在实践任务中,增加了大模型支撑的部分。除此之外,融入和进一步强调学术规范与职业道德等元素,在教学内容中补充了Elsevier(爱思唯尔)旗下期刊关于大模型使用情况的投稿声明的情况介绍,并在此环节安排学生关于大模型合理使用的课堂讨论。