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浅析创新教育于专业教育之中

摘要:创新教育是以培养学生的创新意识、创新精神和创造能力为基本价值取向的教育。本文针对目前高校创新教育与专业教育结合不紧等问题,在剖析创新教育内涵的基础上,围绕如何提高学生创新能力,提出了基于专业课程教学和实践的创新教育模式,为高校创新创业教育改革提供思路和参考。

关键词:创新教育;创新思维;创新能力;专业教育

一、时代呼唤创新教育

创新是人才必须具备的核心素质,是企业发展的竞争优势,是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。2005年7月29日,著名科学家钱学森曾向温家宝同志进言:“现在中国没有完全发展起来,一个重要原因是没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学,没有自己独特的创新的东西,老是‘冒’不出杰出人才。这是很大的问题。”“钱学森之问”已成为中国教育事业发展的一道艰深命题。2010年6月23日,教育部在天津大学召开“卓越工程师教育培养计划”启动会,联合有关部门和行业协(学)会共同实施的“卓越工程师教育培养计划”,其目的就是通过培养造就一大批创新能力强的各类型卓越工程师,来提高我国的自主创新能力,降低关键技术和核心技术的对外依存度,增强国家的核心竞争力,使“中国制造”转向“中国智造”或“中国创造”,实现创新型国家的战略目标的根本任务。2015年3月13日发布的《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》就明确指出,要把培养创新型人才作为高等教育的一项重要目标。2015年5月13日发布的《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》明确提出,到2020年要建立健全课堂教学、自主学习、结合实践、指导帮扶、文化引领融为一体的高校创新创业教育体系,人才培养质量显著提升,学生的创新精神、创业意识和创新创业能力明显增强,投身创业实践的学生显著增加。2015年6月国务院审议通过了《关于大力推进大众创业万众创新若干政策措施的意见》,强调要大众创业,万众创新,打造发展新引擎。从我国目前创业教育的实践来看,现有的创新创业教育实践主要集中在高等教育领域。2016年12月26日,教育部公布了全国首批深化创新创业教育改革示范高校名单,我省厦门大学、福州大学和厦门理工学院三所高校成功入选。

时代呼唤创新教育,要全面推进创新创业,就应将创新教育贯穿于学生在学校里包括课堂教学、课外活动和社会活动在内的一切活动的始终,使学习知识与提高创新创业能力紧密结合,互相促进。针对目前高校创新创业教育存在的教学方式方法单一、与专业教育结合不紧以及针对性实效性不强等问题,本文结合笔者二十多年的教学实践和心得,就如何结合课程教学对学生进行创新思维训练,培养学生的创新意识和创新思维提出一些建议,希望能起到抛砖引玉的作用。

二、创新教育的内涵

所谓创新教育是指以培养人的创新意识、创新精神和创新能力为基本价值取向,使整个教育过程被赋予人类创新活动的特征,达到培养创新人才和实现人的全面发展为目的的教育。

1.创新意识。创新意识是人们在认识、思想、意念上不断追求进步、追求革新、追求卓越的一种持之以恒的精神态势,是在充分认识创新的重要性的基础上,对待创新的一种自觉的、主动的态度。形成创新意识的因素有理想愿望、价值追求、兴趣爱好、求知欲望、好奇心态等,这些因素是唤起创新需要、产生自觉性行为、激发创造性潜能的重要推动力量,是引发创新思维的前提条件。

2.创新精神。创新精神属于科学精神的一个方面,是指具有独立思考,能在现有知识、技能及经验的基础上,大胆质疑,提出新思路、新办法的思维能力和进行改革、创新的兴趣、决心和胆量,直接影响创新能力的培养和提高。

3.创新能力。创新能力是指人们在现有知识和技能的基础上,通过创新性的思维活动,发现新问题,提出解决问题的新思路、新途径,并通过创造性的实践活动,产生新产品、新技术或新方法的能力。具体而言,创新能力至少应该包括发现新问题和新事物的能力,提出解决新问题的思路或方案的能力,将思路或方案付诸实践并取得创新性成果的能力。创新能力是一种复杂能力,主要是由知识视野、创新意识、创新思维、创新技能和创新素质等要素相互作用而形成的综合能力。

三、创新思维的特征及构成

创新思维是从独特的视角发现新问题,用新颖的思路解决该问题,以期获得创新性成果的思维活动,具有求异性、灵活性和开放性等特征。具体而言,创新思维是以创新人才已掌握的知识和经验为基础,在强烈的创新意识的驱使下,对各种信息进行处理、分析和提炼,从与众不同的角度发现或提出问题,并综合运用各种思维方式,分析构成问题诸多因素间的相互关系,抓住错综复杂问题的主要矛盾,提出解决问题的前所未有的思路、途径或方法的复杂的思维过程。现代思维科学研究结果表明,创造性思维是多种思维形式的结晶。在人的创造活动中起主要作用的是:发散思维、形象思维、直觉思维、逻辑思维、辩证思维和横纵思维等[9]。创新思维本身并不构成单独的思维方式,它是寓于各种思维方式之中或是多种思维方式的有机组合,从而产生创新性成果的综合的、高级的思维。在教学上,针对不同的课程内容,采用恰当的教学方法,不仅可以提高课堂教学质量,还能培养和锻炼学生的创新思维能力。

四、发掘学科知识的思想性,激发学生的自我创新意识

学校的基本活动是教学活动,这个特点决定了教师接触学生的机会较多,对学生的学习动机、学习态度、兴趣爱好等都有不同程度的了解,因此要充分发掘学科知识的思想性,利用课堂教学环节,在传授学科知识的同时,教育学生树立为中华民族伟大复兴而发奋学习的良好素养,把爱国主义教育与创新教育结合起来,可使新时期高校思想政治教育搞得更加生动、扎实、有效。例如,在《成型过程测量控制技术》课程教学中,当讲到“测量”的概念(以同性质的标准量与被测量进行比较,并确定对标准量的倍数或几分之几)时,提到有三类参考标准(理论真值、指定真值和实际真值)。为了便于学生理解,在以“圆周率π”为例来讲解“理论真值”的同时,介绍了祖冲之的伟大贡献以及与“圆周率π”相关的研究历史和最新进展。之后在以“北京时间”为例讲解“指定真值”时,特地介绍了“北京时间”的由来和我国授时中心的建设历程(著名的“326工程”),以及当年毛泽东同志婉拒赫鲁晓夫提议援建授时中心时说的一句话,“中国必须有中国自己的标准时间,中国的时间不能掌握在外国人手里”,使学生深刻体会到标准时间在现代化建设中的重要地位。再如在讲授《C语言程序设计》中的“循环结构”时,以“素数问题”为例,在介绍相关算法及其编程思路的同时,还介绍了“哥德巴赫猜想”以及我国数学家陈景润在“哥德巴赫猜想”问题上所做出的突出贡献(“陈氏定理”);在讲到如何实现“二维数组”输入和输出时,联系学生高中学过的“二项展开式系数”问题,就以“杨辉三角”为例进行讲解,对学生进行爱国主义教育和创新精神教育。在课程教学过程中,结合实例,用赞美的言语讲述中华民族在各方面对人类文明所做出的重大贡献,可以激发和增强了学生的民族自豪感和自信心,激励学生不断地深入探索,增强自我创新意识,为中华民族的伟大复兴而努力学习。

五、改革教学内容和教学方式,寓创新思维训练于专业课程教学之中

课程体系和教学内容决定着人才培养对象所具有的知识、能力和素质的结构和内涵,因此,需要构建科学合理的课程体系并改革教学内容,使其有利于和支持学生创新意识的形成、创新思维的训练、创新技能的获得和创新素质的养成。

1.建立教学内容更新机制,为学生提供与时俱进的创新教育素材。课程教学内容能够引发学生探索新事物的冲动,形成常态化的创新激情。需要指出的是,在教学内容的更新中,尤其需要重视选择创新能力培养所需要的内容。一方面,可根据不同学科的发展前沿以及企业对相关学科知识的要求,确定教学内容的更新周期,及时地淘汰过时的知识,将先进的工程理念、最新的工程技术、最新的研究成果充实到课程教学内容当中,保持教学内容的有效性、先进性和开放性,使学生了解所学学科的发展动向、掌握新的学科知识、接触新的研究成果。尤其要注重工程领域的创新性成果,如新技术、新产品、发明专利等,根据学生的层次和需要整理这些成果的创新思路、创新过程、创新方法,归纳和总结出具有启发和借鉴意义的经验和教训。另一方面,要注重那些有待发现、潜在的和尚未解决的工程问题,提出发现、分析和解决这些问题的思路和途径的建议或意见,启迪学生运用已经掌握的知识自主探究、创新性地应对这些问题。例如,在材料成型专业的《学科导论》课程教学中,从大家司空见惯的圆珠笔入手,通过观看央视《对话》栏目组拍摄的“圆珠笔挑战高端制造”视频,结合国内高端制造领军人物代表的现身说法,让学生深刻领会到“没有先进的材料成形技术,就没有现代制造业”。在《液态成型工艺》课程教学中,围绕“高性能航空发动机单晶叶片成形技术”问题展开讨论,激发学生的学习兴趣和创新意识,使学生深刻认识到在高端制备制造领域,尽管已取得长足的进步,但仍处处受制于人,要想改变这种局面,就必须走自主创新之路。在专业课程教学中,充分利用与时俱进的创新教育素材对学生进行创新教育,有利于学生创新意识的形成、创新思维的训练、创新技能的获得和创新素质的养成。

2.讲究教学策略,引导学生独立思考,培养学生的创新思维能力。教师在课堂上要要讲究教学策略,如通过问题导引,在提问和互动过程中有意识的引领学生进行独立思考,活跃学生的思维状态,这样不仅可以提高课堂教学质量,还能培养和锻炼学生的创造性思维。例如,在《算法与数据结构》课程教学中,对一些抽象的概念,可采用诗句、成语或俗语等进行形象生动的描述,有助于培养学生的形象思维能力。如用“前无古人,后无来者”和“前呼后拥”来描述“线性表”。用“盘古开天、一脉相承、儿孙满堂”来描述“树”的概念。用俗语和曹植的七步诗来概括“树与二叉树的转换方法”。即把树转化成二叉树是“兄弟联手,长兄为父,顺风转舵(顺时针绕根旋转45度)”;二叉树还原成树是(“回头是岸”、“本是同根生,相煎何太急”)。分别用“肩并肩”和“手拉手”来描述“顺序存储与链式存储”的区别。用“老鹰抓小鸡”游戏描述“单链表”,用“丢手绢”游戏描述“循环链表”。在讲述“算法的时间复杂度和空间复杂度”问题时,就引导学生进行辩证思维,即要运用对立统一观点看问题,既要看到事物之间的对立,也要看到事物之间的统一和在一定条件下事物之间的相互转化。在《C语言程序设计》课程教学中,针对“形式参数”与“实际参数”概念抽象难懂的问题,采用拟人手法和成语进行形象化教学:这两个家伙出生不同,命也不同。实际参数是指调用函数时函数名后面括号中的参数,它总是“利用别人”(调用形式参数),更可恶的是“过河拆桥”(一旦调用完毕,释放形式参数的存储单元);形式参数是指定义函数时函数名后面括号中的参数,它都是“被人利用”(被实际参数调用),更可悲的是“人财两空”(一旦调用结束,随即被释放存储单元)。在讲授《液态成型设备》课程中的“除尘方法”时,通过启发式教学,联系日常现象,引导学生就“除尘方法”进行发散思维。即由“洒水扫地”引出“湿法除尘”;由“电视或电脑屏幕易沾灰尘”引出“静电除尘”;由“口罩护口”引出“过滤除尘”;由“桌面积尘”引出“重力除尘”;由“河床旋涡使人溺水”引出“离心除尘”。通过上述启发式教学,不仅使课程内容形象生动且通俗易懂,还有助于培养学生进行依靠思维形成灵感或顿悟,增强学生的形象思维能力。

3.强化创新实践过程,提升学生的创新技能。创新实践是在创新意识驱动下,在创新思维引导下,运用所拥有的知识和视野,并在创新素质的作用下,通过对工程项目或工业产品的改造、研究、设计、开发等的反复的实践和不断的尝试,使得创新能力得到培养和发展的过程。事实上,创新实践过程对继续丰富知识和开阔视野、强化创新意识、训练创新思维、熟练创新技能、提高创新素质具有至关重要的作用,是创新能力形成和提升的关键。当前,高校创新实践过程主要包括创新性实验、科研创新训练项目(SRTP)、毕业论文(设计)、创新创业竞赛活动以及社会调研等,它们之间相辅相成,从不同的角度共同为学生创新能力的培养发挥作用。学生参与创新实践不仅能够使得所学的知识得到实际应用并予以巩固,掌握各种研究方法和手段,而且能够形成创新意识、训练创新思维、开发创新潜能、提升创新素质,培养分析问题能力、实际动手能力和创新性地解决问题的能力[1]。在课程教学过程中,结合学科前沿和工程实际,开展创新性实验,可激发学生通过实验探究未知世界的兴趣爱好,变被动的、循规蹈矩的验证型实验为学生自主、教师引导的创新型实验,充分调动学生自主构思、自主设计、自主创新的积极性和主动性。在科研创新训练项目和毕业论文(设计)环节,可将企业工程实践中出现的生产、技术、管理等方面的新问题,将社会对工程项目、工业产品和工程技术等提出的新要求进行整理和提炼,转化为训练项目,提高学生解决实际工程问题的创新能力。

此外,利用学分奖励机制,积极引导学生参加各类创新竞赛活动,这是培养学生创新能力的有效途径之一。目前创新竞赛活动有国家级、省级和校级三个层次。其中具有代表性的国家级创新竞赛活动有:“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生电子设计竞赛、全国大学生结构设计竞赛、全国大学生机械设计创新大赛以及以“节能减排、绿色能源”为主题的,体现新思维、新思想的实物制作(含模型)、软件、设计和社会实践调研报告等作品的大学生节能减排社会实践与技能竞赛等。总之,在创新实践过程中,要充分发挥学生的主观能动性,尊重学生的兴趣爱好,促进学生的个性化发展。教师在参与创新实践教育过程中对学生遇到的问题和困难及时予以指导和帮助,保证创新实践教育活动有序高效地开展,促进学生创新能力的不断提升。

六、结语

高校实施创新教育是知识经济时代的要求,也是一项极其复杂的系统工程,需要广大教育工作者在教学实践中不断探索和总结。作为高校教师,要率先转变教学理念,创新教育方法,把培养学生的创新意识和创新思维作为突破口,通过一系列创新实践,逐步提升学生的创新能力,为国家培养更多优秀的高素质创新人才,为实现创新型国家的战略目标的根本任务贡献自己的一份力量.

参考文献:

[1]林健.卓越工程师创新能力的培养[J].高等工程教育研究,2012,(5):1-17.

[2]马洁.论应用型人才创新思维与创新能力的培养[J].成才之路,2017,(2):5-6.

[3]教育部.教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划”[EB/OL].//www.moe.edu.cn/publicfiles/business/html-files/moe/s4560/201006/94139.html,2010-06-23.

[4]人力资源和社会保障部.国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020)[EB/OL].//www.mohrss.gov.cn/SYrlzyhsh-bzb/zwgk/ghcw/ghjh/201503/t20150313_153952.htm,2015-03-13.

[5]国务院办公厅.国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见[EB/OL].//www.gov.cn/zhengce/content/2015-05/13/content_9740.htm,2015-05-13.

[6]国务院.国务院关于大力推进大众创业万众创新若干政策措施的意见[EB/OL].//www.gov.cn/zhengce/con-tent/2015-06/16/content_9855.htm,2015-06-16.

[7]马其香.论大众创业万众创新政策背景下中国创业教育的新格局[J].新疆师范大学学报(哲学社会科学版),2017,38(3):140-146.

[8]教育部高等教育司.关于全国首批深化创新创业教育改革示范高校名单的公示[EB/OL].//moe.edu.cn/src-site/A08/s7056/201612/t20161226_293055.html,2016-12-26.

[9]刘友仁.浅论创造性思维及其培养[J].北京人民警察学院学报,2003,(5):42-45.

作者:魏喆良 单位:福州大学机械工程及自动化学院

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