普通工科院校創新教育方法的研究與探索

王 慶， 肖文波， 史久林， 何興道， 柴明剛

(南昌航空大學 國家級大學物理實驗示范中心, 南昌 330063)

0 引 言

創新人才素質與能力的培養是高等院校教育教學質量的重要組成[1-3]。為了全面提高高等教育質量，國務院和教育部頒布了多部針對創新人才培養的綱領性文件，例如教育部曾經實施了“大學生創新實驗計劃項目” “高等學校本科教學質量與教學改革工程”等；尤其是2015年5月國務院辦公廳頒布了《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》，明確要求高校要樹立先進的創新創業教育理念，加強創新創業教育，增強學生創新精神和創新創業能力[4-6]。由此，許多高校教師也開展了全方位的創新創業教學研究，提出了各種教學模式，以便構建合適的創新人才培養方式[7-10]。劉艷等[11]提出本科生早進課題、早進實驗室、早進團隊的培養方式，以進一步提升大學生創新創業能力和社會適應能力。袁星等人[12]提出根據學生個人能力和特點，提出零起點培養方式，逐步對學生進行科學創新研究等的培養。此外，一些研究表明大學生實踐創新能力培養體現在自主學習、自主培養與自主提升的實踐過程中[13],例如董天順等人[14]提出的“任務型”開放教學法來增強大學生創新意識和實踐能力。雖然各高校對大學生創新教育重視程度高，但仍然存在一些問題：① 由于受應試教育的影響，大學生已形成了一定的思維僵化，使得在創新過程中缺乏創新思維，導致大學生對創新缺乏動力與興趣；大學生在創新過程中遇到難題常常苦于沒有解決方法而放棄。② 舊的教育模式是以教師為中心、以課堂為中心、以課本為中心的“三中心”方式，而這種教學方式目前依然是一般工科院校教學的主流。這種以“三中心”為主的教學方式強調的是知識，而不是能力；往往造成滿堂灌，使教學過于僵化，脫離了社會實際以及日新月異的信息時代。這種固化的教學方式不利于大學生去拓展知識面，致使大學生的知識面狹窄，思路封閉。所以如何開發大學生的創新思維，改變以知識傳授、實驗驗證為主的傳統教學方式，以使大學的教育教學能夠充分發揮其在啟發學生創新思維、培養學生創新精神、創新能力和團結協作精神方面的積極作用，這是目前大學教育所面臨的重要問題。③ 理論與實踐相脫離，尤其是大學生創新過程中缺乏選準創新項目的機會以及思路。大學生在課堂上學到的理論知識在創新創業實踐中不能得到有效地應用，而創新創業實踐中可用的知識，在課本中卻又找不到，因此，大學生創新創業實踐基地和實訓沒有真正做到理論與實踐的對接，不能充分地發揮作用。

發明問題解決理論(TRIZ)，是20世紀偉大的發明之一。TRIZ理論成功地揭示了創造發明的內在規律和原理，是一套具有完整理論體系的創新方法，并在世界500強和跨國公司得到廣泛創新應用。我國科學技術部、發展改革委、教育部、中國科協于2008年4月聯合發布《關于加強創新方法工作的若干意見》,在全國推廣TRIZ為主的創新方法。為此，探索了一種基于TRIZ理論指導的大學生創新教學模式。

1 創新教育內容體系

圖1是構建的創新教育內容體系；它以TRIZ創新方法為指導，以國家級物理實驗示范中心為平臺，以創新創業項目太陽能無人飛機項目為引導，培養大學生創新精神、創業能力。實現平臺為支撐，方法為智庫，項目為引導，在實踐中提高的三位一體人才培養模式。平臺中,以演示實驗來激發興趣—以基礎、綜合、創新實驗來夯實基礎，方法中根據我們創新和日常生活中所遇到的困難，找出并發現問題，轉換成TRIZ標準問題,運用通用的TRIZ方法,得出適合自身的解決方案。從創新實踐中訓練創新思維、培養創新精神、提高創新創業能力。項目中， 以圍繞太陽能無人飛機的系統設計、光電轉換效率、飛行動力，尋求技術上的突破。其中，方法穿插在創新實驗以及太陽能無人機項目等創新創業實踐中。最終形成創新成果專利、文章、競賽獲獎，通過培養大學生掌握太陽能無人機核心技術，實現創新引領創業，創業實現夢想。

圖1 創新教育內容體系

2 創新人才培養思路

圖2是創新人才培養思路；這種具體包括：TRIZ方法指導下，將演示實驗、基礎與綜合實驗、創新實驗三項融合；將無人機競賽項目、科研項目、創業項目三項融合；按“平臺搭建-專業社團工作室—創業企業”分層遞進式培養。

圖2 創新人才培養思路

(1) 演示實驗、基礎與綜合實驗、創新實驗三項融合。TRIZ創新理論和方法引導下，探索了由“物理演示實驗激發興趣——基礎、綜合—創新實驗”構成的教育模式，改進了實驗教學體系和學生考核評價體系，有效激發了學生的創新興趣；

(2) “平臺搭建-專業社團工作室—創業企業”分層遞進式培養。搭建了立體化大學生綜合創新平臺，將工科大學物理創新實驗與學生的課外科技創新實踐活動及競賽相結合并延伸拓展到專業知識學習之中。整合全校優質資源，搭建立體化大學生綜合創新平臺，孵化學生的創新項目。實現了公共基礎與專業特色相融合的創新教育模式，突破了傳統的局域觀念，解決了基礎與專業特色相結合的可持續發展的難題，使創新人才培養在本科4年各階段實現可持續發展。建設了一支具有創新精神的較高水平的創新型師資團隊，建立了江西省創新方法培訓中心南航培訓基地、大學生TRIZ創新協會、江西省科協南航科普教育基地，并成立了江西唯一的TRIZ創新方法研究所，進行創新理論及創新方法的研究和應用。在創新人才培養中實施“TRIZ創新方法”的教育，探索并形成了以大學物理實驗為基點、創新方法為紐帶，激發學生創新思維、提高學生創新能力與創新效率的獨具特色的基礎實驗創新教育新方法。

(3) 將無人機競賽項目、科研項目、創業項目三項融合，解決了創新創業教育方法這一關鍵性問題。目前，創新創業訓練項目多由大學生自主設計并訓練，缺乏一定的科學創新性。為了解決這個問題，將競賽項目與教師多年來積累的科研項目結合，在TRIZ創新理論和方法的引導下，設計成為新的創新創業訓練項目，從而解決項目來源的問題。最后，由專業社團及工作室統一管理，從而形成創業項目。

3 創新人才培養的效果

創新教育經過幾年來的探索與實踐，取得了豐厚的碩果，得到相關領導的肯定(見圖3)。團隊所帶學生參加國際、國內重點科技創新競賽，獲得特等獎、一等獎、二等獎、三等獎等多項，得到《人民日報》《科技日報》《中國教育報》中國教育臺、江西衛視等國家省市的新聞報道[15-16]。在第三屆全國“TRIZ”杯大學生創新方法大賽的4個類型中獲得兩個類型特等獎各一項，江西學子獨攬一半全國特等獎。汪利斌等學生創新團隊2015“全太陽能飛行器”在韓國國立木浦大學舉行的國際可再生能源技術頂尖設計大賽決賽中，以突出的創新設計和優異的現場表現在各參賽隊中脫穎而出，一舉獲得特等獎。陶則旭等同學發明的專利作品“3D打印太陽能陸空兩棲無人機”，走出國門，在第30屆美國匹茲堡國際發明展中一舉摘得金獎。筆者也因推廣TRIZ創新方法且貢獻突出，成為首個獲得國際TRIZ協會頒發的特別貢獻銀獎。

圖3 江西省委書記鹿心社觀看學生創新設計的無人機產品

4 結 語

總之，高校教師應積極進行教學改革，探索新的教學模式，以特色推動教學活動，以思想的改造為重點來提高大學生的水平；切實提高學生的知識運用能力、實踐創新能力、語言表達能力和團隊意識，培養更多的創新人才。

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[15] http://news.nchu.edu.cn/newsDetail.aspx?ClassName=%ce%c4%d5%c2%bc%ec%cb%f7&id=15861]

[16] http://www.gx211.com/news/2015518/n2481262007.html