高等院校理工科學生創新能力的培養

張耀娟 李冬梅 劉曉波 胡艷娟

(北華大學機械工程學院,吉林吉林132021)

高等院校理工科學生創新能力的培養

張耀娟 李冬梅 劉曉波 胡艷娟

(北華大學機械工程學院,吉林吉林132021)

在社會與科技高速發展的今天,應該培養高等院校理工科學生的創新能力,而創新能力在本質上要求學生必須具備破舊、立新、實踐、區別等能力,必須具備質疑、想象、空間構思、系統分析等素質,這就要求高等學校及教師要通過課堂授課、課后引導及校園環境的優化等途徑來培養學生的創新能力。

高等院校理工科學生;創新能力;培養

一、創新能力的內涵

創新從其字面意思來看就是創造和更新,它是針對舊事物、舊習慣、舊思維和舊的管理與工作方法而言,它是破舊立新的過程,但并不是所有的破舊和立新都是創新。我們所說的創新是一種本質的改變和進步,是一種上升趨勢的改變,是符合社會發展與實際情況的一種改變,是符合自然規律的一種改變。而從創新的過程來看,創新一般要包括三個過程:一是破舊,即打破舊思維,舊習慣,敢于質疑看似權威的說法和理論,這是創新的第一步,也是創新的起點,如果我們只是人云亦云,亦步亦趨,完全遵循權威的理論,不敢有絲毫的懷疑,那么我們只是一個知識的傳聲筒和本本主義者,根本談不上創新;二是立新,即改變舊的思維習慣與工作方法,建立新的思維習慣與工作方法,找到解決問題或處理事情的新的途徑,從而使我們的工作獲得突破,獲得本質的進展,從而建立起新的理論體系和工作方法;三是檢驗,即把我們所建立的新理論和新方法拿到具體工作實踐當中去檢驗,如果符合實際,達到了預期的效果,就說明我們的創新是符合實際的,是符合社會和自然規律的,是真正意義上的創新,如果不符合客觀實際,就需要我們看一看是在細節方面出了問題,還是我們的創新從根本上來看就是不成立的,如果是前者,那么我們就需要調整細節,如果是后者,我們就需要從立新方面進行全盤的調整。因而,所謂的創新能力就是指人在認識、改造自然界和人類社會過程中所必須具備的破舊能力、立新能力、實踐能力與區別能力。隨著經濟與科技的發展,世界各國的人們越來越認識到創新的重要性,越來越重視人才創新能力的培養。因而對于大學教育來講,其中的一項基本任務就是要培養學生的創新能力,使學生能夠適應現代社會對人才的需要。

二、學生必備的創新素質

要培養學生的創新能力,就需要培養學生在創新時所必須具備的素質。不同的人有不同思維習慣和思維模式,一般來講文科學生更擅長于想象思維,更喜歡直觀地去認識事物,理工科學生更擅長于邏輯思維和抽象地去認識事物。這就需要我們在教育過程中要有針對性地加強學生創新思維所必須具備的創新素質訓練。對于理工科學生來講,一般要具備以下的創新素質:

(一)質疑的精神

對于大多數理工科學生來講,由于從小學到大學,學習了許多的公理與定理,培養了嚴格遵循公理與定理的思維習慣,更容易形成思維定式。做事情,丁是丁,卯是卯,不知道變通,從而不敢對前人的認識和看法提出自己的質疑,不敢打破舊的思維習慣,不敢對新方法和新技巧進行嘗試,從而使自己陷入思維誤區和學習誤區,這樣就很難能有新突破,有大成就。這就需要教師加強對學生質疑精神的培養,要讓學生相信許多的公理和定理只是在我們現有認識基礎上,在特殊的條件下才能夠成立的,換了條件,人類認識的突破,都會打破舊公理和定理認識的局限。所以,一切的東西只有在自己弄明白,弄清楚的情況下才能夠相信,不要盲目地相信權威,要能夠敢于質疑前人的、權威的看法,要能夠發現一些特例,能夠對其進行深入地研究,從而找到規律。在講課當中,也要讓學生敢于提問,敢于發表自己的看法與見解,不要對學生的看法給予打壓,而應該是鼓勵,從而為學生質疑精神的培養創造良好氛圍。在過去的教育中,我們一般比較重視對學生解決問題能力的培養,而忽略對學生提出問題能力的培養,而從科學發展本身來看,解決問題能力固然重要,而提出問題能力同樣重要,在某些條件下,甚至比解決問題能力更重要。這就需要加強對學生質疑精神的培養,只有敢于質疑,敢于提問,遇到問題多問幾個為什么,我們的認識才能更深入,更全面,才能敢于沖破舊思維和舊方法,從而尋找新的方法,培養新的思維習慣。

(二)想象能力

聯想公司有一句著名的廣告詞:“如果沒有聯想,世界將會怎樣”,生動地表明了聯想能力即想象能力的重要性。人類的發展離不開想象能力,它是人類不斷進步的重要方法。對于大多數理工科學生來講,邏輯思維能力很強,而想象能力相對較差,這就會給理工科學生的創新帶來很大的障礙。各種物理模型的建立都離不開想象能力,如原子模型的創立就需要豐富的想象能力。而現在科技發展越來越細致化,越來越多元化,學科的交叉也越來越頻繁,許多新興的學科,往往都是多學科的交叉,如神經語言學,就是語言學與神經醫學的交叉,這都需要學習理工科的學生要具備較高的想象能力,想象能力差的學生很難在理工科方面獲得較大的突破和成就。這就需要我們在教學中要充分培養學生的想象能力,讓學生通過想象,把抽象的內容具體化,把看似沒有關系的內容聯系起來,從而找到事物之間的相互關系。讓學生嘗試著用其它學科的知識來解決另外一個學科的問題,從而拓展學生思路,鍛煉學生想象能力。

(三)空間構思能力

空間構思能力是想象能力的一種,對于理工科的學生來說,它是必不可少的能力。空間構思能力是指學生能夠把理論化的內容在空間當中得以復原和想象出來,或者把自己的想法在空間中構擬出來,從而知道自己在做相應的理論推導中,哪一方面出現了問題,從而能夠找到一個恰當地方法加以解決,或者是通過空間的構擬來推導出相關的理論。在理工科的創新中,要經常使用到這種能力。如學生在設計某一個新的機器的時候,應該能夠在頭腦中構擬出這種機器的三維立體圖形,能夠想象出每一個部件放在什么地方比較合適,起到什么作用,能夠更加的優化,從而達到創新能力的培養。

(四)系統分析能力

學生還應該具備系統分析能力。任何事物的存在都是在特定系統中的存在,都是在特定條件下的存在,學生應該能夠抓住不同條件和結果之間的關系,了解造成結果偏差的不同因素,從而能夠更加全面地、深入地去考察事物,從而進行理論的、方法的、實踐的創新,能夠更好地、高效地去解決問題和認識事物。但對于大多數理工科學生來說,往往對知識的掌握是不成系統的,是零碎的,這樣就很難構擬和形成系統性的分析能力。這就要求教師在授課當中,要有意識地去鍛煉學生的系統分析能力,要提醒學生注意所得到的結論是在哪些條件下才能成立的。而教師的授課也應該成為一個系統,應該在上課的時候,將本課程的總體系統給學生進行介紹,然后再一一講述,從而讓學生知道本門學科的發展和演化,從而使知識系統化,思維系統化。

(五)扎實的理論基礎和超強的動手能力

前面我們所講的是作為一個理工科學生在進行創新時應該具備的特殊素質,但這些特殊的創新素質是建立在基礎素質之上的,無論是什么樣的創新者都應該具備扎實的學科理論和超強的動手能力等基本素質,對于理工科的學生來講,更是如此。只有對本學科,本專業的基本理論知識掌握的牢固和深入,我們才會在此基礎上進行破舊立新,如果我們本身對專業知識學得不怎么樣,那想要創新,就只能是紙上談兵,不切實際了。因為你根本沒有了解自己的專業和學科,沒有了解它的優點和缺點,那如何進行創新呢。超強的動手能力更是學習理工科學生所必須具備的,因為理工科的許多理論需要實踐去檢驗,需要通過實驗來驗證,沒有超強的動手能力,做起實驗來,往往會出現這樣或者那樣的錯誤,也就很難達到預期的效果。

三、學生創新能力培養的途徑

正如上面我們談到的那樣,要想培養理工科學生的創新能力,就必須加強理工科學生相關素質的培養,但如何加強對理工科學生素質的培養呢?對于高等學校的教育來講,要加強理工科學生創新能力的培養可以通過以下一些途徑:

(一)課堂教學,是培養學生創新能力的主陣地

課堂教學是現在高等教育最為主要、最為普遍的教育方式,教師傳授知識,學生學習知識,大多數還是通過課堂教學來實現的。因此,想要提高學生的創新能力,就需要學校和教師要緊緊抓住課堂教學這個主陣地,在課堂教學中有意識地培養學生的創新能力,提高學生的創新意識。具體來說,就需要教師在備課環節、教學方法的設計、課堂的實際教學中都要貫穿創新素質的培養。教師在備課的時候,除了考慮課堂需要傳授的知識,還要考慮在傳授知識同時,如何培養學生創新能力,如學生的質疑精神,學生立新能力等,都要做到心中有數,然后在上課的時候要有意識地引導。在教學方法上,教師要對課堂教學過程進行設計,每一個知識點如何講授,每一個問題如何提出,如何能夠引起學生的興趣,引起學生的思考與質疑,如何能夠讓學生參與到問題的討論當中去,如何能夠讓學生闡述自己的看法與認識等,進行深入思考,并通過不同的授課方法,來調動課堂氣氛,達到培養創新素質目的。在課堂教學中,教師還要具有一定的靈活性與敏感度,要能夠針對學生的回答來引出新問題,讓學生深思,讓學生思維能力與創新能力得到鍛煉。只要學校和教師在日常的課堂授課中重視對學生創新能力的培養,緊緊抓住課堂這個培養創新能力的主陣地不放,學生的創新能力就會得到逐步地提高,從而使學生終身受益。

(二)課后的引導,是培養學生創新能力的重要途徑

學生除了平常上課之外,還有大量業余時間,這些業余時間對于學校和教師培養學生的創新能力也是非常重要的。這就需要學校和教師要把對學生創新能力的培養延伸到課堂教學之外。具體來說,有以下一些方法:一是教師可以每一堂課布置一個富有趣味,引人深思的題目,讓學生在業余時間能夠通過相互的討論,查找資料等方式進行研究,找到答案。二是設立導師制度,即每一個學生都給指定一個學術導師,這個導師主要由教師或者研究生來擔任,學生遇到什么學術的問題,都可以向這個導師詢問;而導師也要每一個月根據學生學習的內容給其布置一個課題,讓他在月底的時候向導師匯報其研究的結論,在這樣的過程中,就使的學生的創新能力得到了加強。三是充分利用信息技術,加強對學生的引導。教師要把自己的手機,電子郵箱或者博客地址給學生,讓學生有什么問題,可以隨時和自己聯系,教師要及時地通過博客或者電子郵件給予解答。教師可以專門開設一個學習博客,在這個博客上與學生交流,在交流中要注意拓寬學生思路,讓學生的創新能力得以加強。

(三)優良的校園環境,是培養學生創新能力的必要條件

一個學校的環境主要由兩部分構成,一部分是軟件,如這個學校的學習氛圍、師資力量等;一部分是硬件,如這個學校的校舍建設、實驗設備等。對于培養學生的創新能力來說,這兩個方面都是培養學生創新能力的必要條件。如果整個學校形成了良好的學習氛圍、學術氛圍和創新的氛圍,在這樣學校學習的學生自然就會對自己的專業充滿熱愛,會充分發揮自己的潛力,進行創新。學校可以設立各種學生學術社團,讓他們對相關的問題進行研究,從而讓每一個學生都能夠找到自己的興趣點和創新點。學校還需要積極引進一些具有影響力的專家和學者,或者定期請一些名家給學生開設各種學術講座,介紹自己研究成果和研究方法,以及自己在哪些方面進行了創新,和自己創新的過程。從而在整個校園形成良好的研究與創新的氛圍。學校要加大在硬件方面的投入,建設優美富有人文氣息的校園,并加大實驗室的建設,建設更多的實驗室,更換先進的實驗設備,并給大多數學生提供課余到實驗室做實驗的機會,從而使他們能夠有更多的發現和創新。

正如江澤民強調的那樣:“創新是一個民族的靈魂,是一個國家興旺發達的不竭動力,也是一個政黨永葆生機的源泉。”對于現代的大學生來說,創新能力是他們能夠在工作崗位上不斷取得進步,不斷超越自我的根本。因此,作為高等學校,作為高等學校的教師必須在培養學生的創新能力上不斷地開拓進取、奮勇前進。

[1]楊風暴,徐克剛.理工科大學生創新能力培養的幾點思考[J].山西高等學校社會科學學報,2000,(12).

[2]鎢依林,林謙,程昌品.實驗教學改革與高等師范院校學生創新能力培養—奠定“未來教師”專業發展的基石[J].福建電腦,2006,(7).

[3]劉小丹.論高等醫藥院校學生創新能力培養[J].中國高等醫學教育,2004,(2).

[4]李樹元.如何加強大學創新意識與科研能力的培養[J].齊齊哈爾醫學院學報,2006,(7).

張耀娟(1981-),女,北華大學機械工程學院教師,吉林大學機械科學與工程學院在讀博士研究生,主要從事機械工程教育教學研究。