關于工科學生創新能力培養的幾點思考

丁華　朱茂桃

[摘 要]創新教育是一個系統工程，也是高等教育中的難題。工程創新來源于扎實的基礎理論教學和系統的實踐教學，要在這些教學環節中，培養學生的創新意識。扎實的基礎理論教育、系統的實踐教育以及創新的思維習慣是創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，逐步培養學生的創新能力和創新意識。

[關鍵詞]創新能力 培養基礎能力 實踐教育 創新思維 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

創新是一個民族的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力，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發展規劃綱要（2006-2020）》，把創新提升到國家戰略層面，同時也為建設創新型國家指明了方向。經過幾代人的艱苦努力，我國科技實力大幅提升，自主創新能力顯著增強，但同時，在人才培養中也面臨創新能力不足的問題。創新型人才是科技創新的決定要素，創新人才的培養是一個復雜的系統工程。其中，高等教育承擔著創新人才培養的重要使命。高等教育的重要任務是培養高級專門人才，并把具有創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，提升大學生科研創新能力就成為高校培養創新人才的重要舉措。

創新能力的培養體現在多個方面，如激勵機制的建立[1]，體系及環境[2]和開放性實驗室建設。[3] [4]對于工程教育來說，創新不是一兩個環節的創新，而是要體現在各個教學環節中，包括理論環節和實踐環節。本文通過分析基礎能力培養、實踐環節培養和創新意識培養這三個要素之間的關系來闡述工程創新能力培養。

一、工程創新能力與基礎能力培養的關系

創新意味著改變和提升。對于工程領域來說，新的設計方案、工藝都能稱為創新。創新不是憑空而起的高樓，必須要有堅實的知識基礎。機械設備的創新體現在一代代產品的創新過程中。古今中外偉大發明家的實例無不說明了這一點。愛迪生是著名的發明家，他發明的電燈、留聲機、攝影機等對人類的生活產生了巨大的影響。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在加拿大當過小學教師，但結婚后就沒有再執教鞭，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知識和實驗能力。所以，愛迪生一些最早期的發明都與電子電器有關，包括證券報價機等。這些為他后期的創新奠定了重要的基礎。

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

車輛工程領域的汽車構造教學就是一個典型。這門課程既要抓基礎結構的教育，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構形式。從結構形式上看，制動間隙調整機構的每一次革新都是基于對原結構基礎上的創新。如果不掌握現有的結構形式，創新就無從談起。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。在強調制動的原理的同時，不應拘泥于具體形式，比如飛機的風阻制動，也許哪一天就會應用到汽車制動上來。

二、工程創新能力與實踐教學的關系

工程教育離不開工程實踐，這是由于工程教育所在的行業背景所決定的。現代大量的發明成果都誕生于實驗室中。可以說實驗室建設是現代工程創新教育的重要基地。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構的理解，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，逐漸掌握了生產勞動的技能，積累了豐富的實踐經驗。在大量的工程實踐中，魯班不斷總結經驗。此后魯班每一件工具的發明，都是他在生產實踐中得到啟發，經過反復研究、試驗出來的。

再看當今創新大師斯蒂夫.喬布斯的成長經歷。電子和電腦產業萌芽的時代，喬布斯的父親（領養人）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常給予他接觸機械設備的機會。喬布斯認為自己受到家庭的影響而喜愛精密的設備。喬布斯在早年曾經是一名智商高但不擅長學習的學生，后被教師發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備，如無線電設備的安裝制作，因而成為了一名著名的發明家和企業家。[5]教育工作者在教學過程中要加強實踐性環節的教育，提高學生對具體結構形式的體驗。能夠自由設置實驗方案，自主開展實驗過程，是現代創新實驗室的雛形。理想的實驗室應具備以下條件：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，自主設計實驗方案。3.強烈的探索性，實驗室開展的都是相關領域前沿性的研究。

近年來，隨著我國對創新能力培養的重視，從國家到地方都對實驗實習環節加大了投入。實驗室的建設在不斷被賦予創新元素的同時，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，創新性是現代實驗室的必備特征，應在各種創新實踐過程中不斷提高學生的創新能力。

三、創新能力培養中創新意識的培養

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

創新思維對培養高素質的人才非常重要，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新性、啟發性不夠。常見的教學現象是：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果。這樣的實驗過程，學生很難得到錯誤的結果，也不知道什么是錯誤。所以在教學環節中，應該充分發揮學生的創造性，鼓勵他們探索和創新，允許犯錯。

四、小結

創新能力的培養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節都一一完成。但在實際教學環節中注重創新能力的培養，時刻灌輸創新理念是十分必要的，要把創新教育的全過程融入理論教學和實踐教學兩個環節中去。在理論教學中注重原理的啟發，但又不拘泥于具體結構。在實踐教學環節中，既要有步驟地記錄試驗，又要打破常規，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，這樣學生的創新思維和創新意識才能不斷提高。

[ 參 考 文 獻 ]

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

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

[3] 馮斌，等.科技創新能力培育與研究生開放實驗室的構建[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新能力培養[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]