關(guān)于工科學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的幾點思考

丁華　朱茂桃

[摘 要]創(chuàng)新教育是一個系統(tǒng)工程，也是高等教育中的難題。工程創(chuàng)新來源于扎實的基礎(chǔ)理論教學和系統(tǒng)的實踐教學，要在這些教學環(huán)節(jié)中，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。扎實的基礎(chǔ)理論教育、系統(tǒng)的實踐教育以及創(chuàng)新的思維習慣是創(chuàng)新教育中不可或缺的三大要素，需要高校教育工作者在具體教學過程中去探索合適的方法和手段，逐步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識。

[關(guān)鍵詞]創(chuàng)新能力 培養(yǎng)基礎(chǔ)能力 實踐教育 創(chuàng)新思維 工程教育

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）02-0048-02

創(chuàng)新是一個民族的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力，同時也是我國各級教育中面臨的難題。《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》，把創(chuàng)新提升到國家戰(zhàn)略層面，同時也為建設(shè)創(chuàng)新型國家指明了方向。經(jīng)過幾代人的艱苦努力，我國科技實力大幅提升，自主創(chuàng)新能力顯著增強，但同時，在人才培養(yǎng)中也面臨創(chuàng)新能力不足的問題。創(chuàng)新型人才是科技創(chuàng)新的決定要素，創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。其中，高等教育承擔著創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要使命。高等教育的重要任務(wù)是培養(yǎng)高級專門人才，并把具有創(chuàng)新精神和實踐能力作為高級專門人才的主要特征。在這種形勢下，提升大學生科研創(chuàng)新能力就成為高校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要舉措。

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)體現(xiàn)在多個方面，如激勵機制的建立[1]，體系及環(huán)境[2]和開放性實驗室建設(shè)。[3] [4]對于工程教育來說，創(chuàng)新不是一兩個環(huán)節(jié)的創(chuàng)新，而是要體現(xiàn)在各個教學環(huán)節(jié)中，包括理論環(huán)節(jié)和實踐環(huán)節(jié)。本文通過分析基礎(chǔ)能力培養(yǎng)、實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)和創(chuàng)新意識培養(yǎng)這三個要素之間的關(guān)系來闡述工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

一、工程創(chuàng)新能力與基礎(chǔ)能力培養(yǎng)的關(guān)系

創(chuàng)新意味著改變和提升。對于工程領(lǐng)域來說，新的設(shè)計方案、工藝都能稱為創(chuàng)新。創(chuàng)新不是憑空而起的高樓，必須要有堅實的知識基礎(chǔ)。機械設(shè)備的創(chuàng)新體現(xiàn)在一代代產(chǎn)品的創(chuàng)新過程中。古今中外偉大發(fā)明家的實例無不說明了這一點。愛迪生是著名的發(fā)明家，他發(fā)明的電燈、留聲機、攝影機等對人類的生活產(chǎn)生了巨大的影響。愛迪生的教育主要以家庭教育為主，是成功家庭教育的典范。愛迪生的母親南西曾經(jīng)在加拿大當過小學教師，但結(jié)婚后就沒有再執(zhí)教鞭，而是當了全職家庭主婦，并用自己的方法教導愛迪生學習知識，同時鼓勵他讀書做實驗，這使得只受過3個月學校教育的愛迪生一生完全改變。愛迪生回憶到：“我的母親是我成功的因素，她是很真誠的，我十分肯定；并且我感到我需要為某事生存，我不能使她失望”。愛迪生很多知識來自R.G.柏加的《School of natural philosophy》。長期在底層火車電報員的生活和家庭教育，讓愛迪生接觸了大量機械和控制的基礎(chǔ)知識和實驗?zāi)芰ΑＫ裕瑦鄣仙恍┳钤缙诘陌l(fā)明都與電子電器有關(guān)，包括證券報價機等。這些為他后期的創(chuàng)新奠定了重要的基礎(chǔ)。

大量的發(fā)明都是基于本學科以及本領(lǐng)域基礎(chǔ)知識的理解和熟練運用。在教學中要重視基礎(chǔ)知識的教學，讓學生掌握本學科扎實的基礎(chǔ)。同時在教學中還要堅持讓學生不要束縛于現(xiàn)有的形式和內(nèi)容，啟發(fā)學生積極思考和勇于探索。

車輛工程領(lǐng)域的汽車構(gòu)造教學就是一個典型。這門課程既要抓基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的教育，又要從宏觀上啟迪學生的思路。以其中汽車的制動器教學為例，只要能夠使得汽車制動停車的裝置都可以作為汽車的制動器。在教學中，教師不僅僅要讓學生掌握制動的原理，更要讓學生理解制動器的結(jié)構(gòu)形式。從結(jié)構(gòu)形式上看，制動間隙調(diào)整機構(gòu)的每一次革新都是基于對原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的創(chuàng)新。如果不掌握現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)形式，創(chuàng)新就無從談起。此外，還要重視制動原理的理解，不能把制動僅僅局限于摩擦制動，要拓展思路，讓學生理解只要能夠減速停車的裝置都可以成為制動器的原型，比如電磁制動。在強調(diào)制動的原理的同時，不應(yīng)拘泥于具體形式，比如飛機的風阻制動，也許哪一天就會應(yīng)用到汽車制動上來。

二、工程創(chuàng)新能力與實踐教學的關(guān)系

工程教育離不開工程實踐，這是由于工程教育所在的行業(yè)背景所決定的。現(xiàn)代大量的發(fā)明成果都誕生于實驗室中。可以說實驗室建設(shè)是現(xiàn)代工程創(chuàng)新教育的重要基地。大量的思路和想法需要通過實驗進行驗證，更多的思路可以從交叉的實驗中間得到啟迪。工程實踐有利于加深學生對結(jié)構(gòu)的理解，建立工程思維。

出身于世代工匠家庭的魯班，從小就跟隨家里人參加過許多土木建筑工程勞動，逐漸掌握了生產(chǎn)勞動的技能，積累了豐富的實踐經(jīng)驗。在大量的工程實踐中，魯班不斷總結(jié)經(jīng)驗。此后魯班每一件工具的發(fā)明，都是他在生產(chǎn)實踐中得到啟發(fā)，經(jīng)過反復(fù)研究、試驗出來的。

再看當今創(chuàng)新大師斯蒂夫.喬布斯的成長經(jīng)歷。電子和電腦產(chǎn)業(yè)萌芽的時代，喬布斯的父親（領(lǐng)養(yǎng)人）最初是一名從事改裝并銷售二手汽車的商人，并在喬布斯生活中經(jīng)常給予他接觸機械設(shè)備的機會。喬布斯認為自己受到家庭的影響而喜愛精密的設(shè)備。喬布斯在早年曾經(jīng)是一名智商高但不擅長學習的學生，后被教師發(fā)掘而得到身邊人的認同。在曲折的學校生涯中他逐漸接觸到電子設(shè)備，如無線電設(shè)備的安裝制作，因而成為了一名著名的發(fā)明家和企業(yè)家。[5]教育工作者在教學過程中要加強實踐性環(huán)節(jié)的教育，提高學生對具體結(jié)構(gòu)形式的體驗。能夠自由設(shè)置實驗方案，自主開展實驗過程，是現(xiàn)代創(chuàng)新實驗室的雛形。理想的實驗室應(yīng)具備以下條件：1.一流的實驗條件，在當時條件下可以稱為該領(lǐng)域一流的實驗室。2.充分的自主性，可以自主支配時間，自主設(shè)計實驗方案。3.強烈的探索性，實驗室開展的都是相關(guān)領(lǐng)域前沿性的研究。

近年來，隨著我國對創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重視，從國家到地方都對實驗實習環(huán)節(jié)加大了投入。實驗室的建設(shè)在不斷被賦予創(chuàng)新元素的同時，重點要從以下兩個方面著手：1.學科不斷交叉，逐步打破傳統(tǒng)的按課程建立實驗室的條條框框，融合不同實驗門類。2.逐步開展探索性實驗，可以讓學生自主選題，自主開展實驗過程。

實驗室是工程教育的重要基石，創(chuàng)新性是現(xiàn)代實驗室的必備特征，應(yīng)在各種創(chuàng)新實踐過程中不斷提高學生的創(chuàng)新能力。

三、創(chuàng)新能力培養(yǎng)中創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

創(chuàng)新意識的培養(yǎng)無疑是創(chuàng)新能力中最重要和最困難的環(huán)節(jié)。它既體現(xiàn)在理論教育環(huán)節(jié)，又體現(xiàn)在實踐環(huán)節(jié)；既體現(xiàn)在學校教育環(huán)節(jié)，也體現(xiàn)在家庭教育環(huán)節(jié)。系統(tǒng)掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識和實踐能力能為創(chuàng)新意識的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。現(xiàn)代高等教育要求教育工作者要在實際的教學環(huán)節(jié)中有意識地培養(yǎng)和引導學生建立創(chuàng)新的思維模式，并把這種思維模式變成他們的潛意識。

創(chuàng)新思維對培養(yǎng)高素質(zhì)的人才非常重要，教師必須在實際教學工作中學習和體會。工程教育具有很強的邏輯性，但部分教師在講授過程中往往缺乏創(chuàng)新性、啟發(fā)性不夠。常見的教學現(xiàn)象是：課堂上教師講教案、學生記筆記，課后學生整理筆記、背筆記，考試的時候考筆記，最后學生掌握的是一本筆記。實驗課也有實驗大綱或者實驗步驟，按照這個步驟逐步完成，就一定能夠得到正確的實驗結(jié)果。這樣的實驗過程，學生很難得到錯誤的結(jié)果，也不知道什么是錯誤。所以在教學環(huán)節(jié)中，應(yīng)該充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造性，鼓勵他們探索和創(chuàng)新，允許犯錯。

四、小結(jié)

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不是一朝一夕的事情，必須著眼于整個教育過程。從高等工程教育的角度來講，教育工作者不可能把這些環(huán)節(jié)都一一完成。但在實際教學環(huán)節(jié)中注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，時刻灌輸創(chuàng)新理念是十分必要的，要把創(chuàng)新教育的全過程融入理論教學和實踐教學兩個環(huán)節(jié)中去。在理論教學中注重原理的啟發(fā)，但又不拘泥于具體結(jié)構(gòu)。在實踐教學環(huán)節(jié)中，既要有步驟地記錄試驗，又要打破常規(guī)，允許探索。既要求學生掌握實驗的過程，又要求學生知道為什么是這個過程，做到知其所以然，這樣學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識才能不斷提高。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 劉陳，李飛，方萍.信息學科創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的研究與實踐[J].中國高教研究，2008（12）：66-68.

[2] 孫波，楊欣虎，紀玉超.加強激勵機制建設(shè)促進大學生創(chuàng)新能力發(fā)展[J].中國高教研究，2007（8）：70-71.

[3] 馮斌，等.科技創(chuàng)新能力培育與研究生開放實驗室的構(gòu)建[J].研究生教育研究，2011（4）：6-9，57.

[4] 王峰，魚靜.高校開放實驗室與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索，2011（3）：320-322，368.

[5] 沃爾特·艾薩克森著.史蒂夫·喬布斯傳[M].北京：中信出版社，2011.

[責任編輯：陳 明]