論應用型人才創新思維與創新能力的培養

摘 要：創新教育是時代賦予高校教師的歷史責任。文章闡述了高校開展創新教育的內涵與目標，從創新理論課程建設、教材建設、計算機輔助創新實驗平臺建設和創新教育教研活動等方面介紹了應用型人才創新教育體系的架構，提出了“應用型人才創新教育四年不斷線”具體實施步驟。

關鍵詞：應用型人才；創新教育體系；創新思維；創新能力；實施步驟

中圖分類號： G420 文獻標志碼： A 文章編號：1008-3561（2017）02-0005-02

一、高校創新教育勢在必行

“為什么我們的學校總是培養不出杰出人才？”這就是著名的“錢學森之問”。2005年7 月 29 日，著名科學家錢學森曾向溫家寶總理進言：“現在中國沒有完全發展起來，一個重要原因是沒有一所大學能夠按照培養科學技術發明創造人才的模式去辦學，沒有自己獨特的創新的東西，老是‘冒不出杰出人才。這是很大的問題。”“錢學森之問”是關于中國教育事業發展的一道艱深命題。《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020 年）》中已經明確提出，高等教育要突出培養創新型人才，這是建設創新型國家的基礎和迫切需要。創新教育是以培養學生的創新精神和創造能力為基本價值取向的教育，創新教育是現代創造學與教育學相結合的一個分支。創新教育包括三個方面內容：一是發明創造的知識技巧和經驗的教育；二是創新能力訓練；三是創造性教育，即指在普通教育中以培養學生創造能力為目標而開展的各項教學活動。開展創新教育有利于激發學生的學習熱情，增強學生的創新意識，開發學生的創造潛能，提高學生在激烈競爭中的生存能力。我國高校實施創新教育的途徑主要有課堂教學、課外活動和社會活動。我國已經把培養創新型人才作為一項高等教育的重要目標，然而如何實現這一緊迫的目標還沒有一個理想的答案。目前的狀況是：一方面，人人都在談論創新，渴望創新；另一方面，卻又存在著對創新的種種不正確認識，缺乏實現創新的方法和途徑。通過調研和網上檢索一些高校的課程設置，我國只有個別學校（如清華大學、北京理工大學等）自發地設置了“創新理論”“創新設計”類的課程，絕大多數學校沒有任何創新類課程設置，也沒有任何相關的機制來鼓勵教師講授一些與創新有關的課程內容，這不能不說是一個令人遺憾的現狀。

二、應用型人才創新教育體系構建

我國高等教育的自動化學科專業，經過五十余年的發展，正成為最大的學科專業之一。我國舉辦自動化專業的高校有 243 所，屬于教學主導型的高校有近 200 所。教學主導型高校的自動化專業主要定位于“應用技術主導型”，培養目標是具有創新精神及實踐能力的應用型工程人才。可見，自動化專業的培養質量對各行各業自動化技術的發展，對我國自動化水平的提高都將產生十分重要的影響。

北京信息科技大學屬于教學主導型的地方高校，2009 年自動化專業成為國家級特色建設專業。近年來，自動化學院將創新教育作為一項完整的和系統的工程加以對待，通過對創新教育的內涵與目標研究，在創新理論課程建設與教材建設，畢業設計和大學生學科競賽中建立創新能力評價與激勵機制以及校園創新文化氛圍建設等諸多方面進行探索與實踐，從整體上形成一種在過程和結果上都具有創新特征的教育環境和創新文化氛圍，并在實踐中不 斷豐富和完善，努力構建“應用型人才四年不斷線”的創新教育體系。

1. 創新理論課程建設

創新已經成為當今時代的重要特征且有規律可循。據統計，現有的創新技法有 三百六十 多種，而絕大多數方法都面臨創新效率低的致命問題，其中最為常用和典型的方法是試錯法和頭腦風暴法。當前，歐美創新理論的研究熱點是TRIZ 理論。TRIZ是俄語“發明問題解決理論”的縮寫，當時，美國、德國等西方國家驚異于前蘇聯在軍事、工業等方面的創造能力，將其稱作創新的“點金術”。其研究始于1946年，前蘇聯著名發明家阿奇舒勒領導的研究機構分析了全球近 250 萬件高水平的發明專利，總結各種技術進化遵循的規律模式，以及解決各種技術矛盾和物理矛盾的創新原理和法則，建立起 TRIZ 理論體系。TRIZ 創新理論主要目的是研究人類進行發明創造、解決技術難題過程中所遵循的科學原理和法則，它是一種建立在技術系統進化規律基礎上的問題解決系統，同時也是一個創新能力培養體系理論。具體而言，TRIZ 創新理論主要包括以下創新設計問題解決工具：技術系統進化法則，物—場分析法，發明問題標準解法，發明問題解決算法 ARIZ，技術矛盾解決矩陣，40 個創新原理，39個工程技術特征，物理學、化學、幾何學等工程學原理知識庫等。

我國高校開展的TRIZ理論相關教育主要有兩種形式：一是開設選修課或與高校開設的設計類課程相結合；二是以 TRIZ 理論為指導，結合計算機輔助創新（ CAI-Computer Aided Innovation） 輔助學生進行畢業設計或輔助有課題的在校師生進行創新設計。TRIZ 理論為創新教育奠定了方法論的基礎。自2009 年以來，我校自動化學院新增設了基于 TRIZ 理論的“工程技術創新導論”課程，該課程成為自動化專業的特色選修課程之一，32學時，2 學分，重點介紹TRIZ 創新理論支持創新活動的基本原理和思想，以及一些應用該理論在工程實踐中解決技術問題的實例。

2. 創新教育教材建設

目前，我校自動化學院在 TRIZ 理論課程教學和已取得的高教研究成果基礎上，現已完成了《工程技術創新理論基礎》教材的編寫工作，即將由清華大學出版社出版。全書介紹了工程技術創新的基本概念、創新的思維方法、詳細闡述了TRIZ 理論的由來、40個創新原理、TRIZ 創新工具和技術系統進化法則等，還簡要介紹了創新專利制度和高校創新教育工程的基礎知識。該教材的創新案例取材于 2010 年上海世博會上展示的世界各國最新的創新成果，使大學生從中體會到創新的無窮魅力。在紙質教材基礎上，依托我校國家級電子信息與控制實驗中心，建設了數字化教學資源，利用網絡推廣該教材，并使之成為大學生科技競賽活動的輔導資料或課外讀物，最大限度地發揮教材的使用效益。

3. 開放實驗室的創新平臺建設

現代的計算機輔助創新 CAI 軟件是“創新理論 + 創新技 術 + IT 技術”的結晶，它將不容易記憶的 TRIZ 理論，放到了軟件交互界面之中，提高了學生學習的興趣和信心，大大降低了創新的門檻，為培養創新能力，激發創新思維提供了先進的培訓工具。創新實驗室可使學生在創新理論課程學習的基礎上借助 CAI 計算機輔助系統進一步開展創新性實驗項目的開發和各種科技競賽活動，使學生在本科學習階段就能接觸到行業最主流、最規范、最前沿的技術知識，拓展知識面，獲得業界水準的實際項目經驗。國內許多高校建立了計算機輔助創新網絡化實驗教學平臺，通過創新軟件指導學生進行創新思維技法和思維方法的訓練，參與各種科技競賽及申請專利。

4. 創新教育教研活動成果

近年來，我校自動化學院創新教育團隊在創新理論課程建設、教材建設和創新實驗平臺建設等方面積極開展創新教育教研活動，利用團隊合力，努力構建“應用型人才四年不斷 線”的創新教育體系。創新教育團隊由教授、副教授、講師、實驗師等組成，共有18人，其中包括全國優秀教師、北京市優秀教師、北京市教學名師等。

三、“應用型人才創新教育四年不斷線”的具體實施步驟

1. 大學一年級，抓住入學教育的良機，對新生進行創新意識和創新精神的培養

新生入學教育作為大學生接受大學教育的第一個環節，是進行創新意識和創新精神引導的最佳時機，它直接影響著學生成才目標的確立和實現。我校自動化學院利用入學教育良機，通過豐富的視頻資料，向自動化專業新生展示高年級學生畢業設計和學科競賽的創新成果，激發新生創新的愿望和動機。

2. 大學二年級，開創“創新思維和創新方法論”課程，為培養學生創新思維和創新能力打下理論基礎

工程師是創造性解決問題的人。為使大學生將來面對各種工程任務時，能夠有正確的思想方法和解決問題的途徑，“授人以魚，不如授人以漁”，從校園里接觸到最新的研究方法，往往比知識本身更要重要。在創新能力培養方面，能夠向學生傳授并使之掌握一套相對系統科學的創新理論，對開闊學生的視野、提高創新能力會大有幫助。因此，在教學中以 TRIZ 理論為主進行創新教育，是創新教育改革中一條值得探索的途徑。我校自動化專業是國家級特色建設專業，因此，我校在2008年教學計劃修訂中，自動化學院為自動化專業新增設了特色選修課程：基于TRIZ理論的“工程技術創新導論”（32學時，2學分），在低年級大學生中大面積普及了創造性思維與創新方法學等方面的基礎知識。

3. 大學三年級，指導大學生在學科競賽中應用TRIZ理論

大學生學科競賽屬于競技性的學習模式，其參賽內容與人員都要求有較高的綜合素質和創新性。在大學生學科競賽中，一方面，積極探索和建立學生創新能力的評價與激勵措施。例如，在學科競賽隊員選拔中，對參加競賽選拔的隊員進行創新意識和能力測試，為競賽隊伍選拔出最優秀的隊員提供系統和科學的方法和依據；對于大學生學科競賽中成績突出的學生，進行表彰與獎勵，并作為選拔優秀生、免試推薦研究生和頒發獎學金的重要依據。另一方面，指導教師還積極倡導大學生在學科競賽中應用 TRIZ 理論解決技術問題。例如，我校自動化專業學生在學科競賽中應用 TRIZ 理論，在第二屆至第五屆“飛思卡爾”杯全國大學生智能汽車競賽中獲華北地區二等獎共8項，三等獎4項；在第十屆全國智能機器人大賽暨 2010 年 FIRA 世界杯機器人大賽中獲一等獎1項、二等獎1項；在第五屆“西門子杯”全國大學生控制仿真挑戰賽中獲二等獎1項。

4. 大學四年級，指導大學生在畢業設計中應用TRIZ理論

畢業設計是創新教育體系中的重要組成部分。自動化專業畢業設計選題基本來源于教師的科研項目，具有較強的工程背景，在畢業設計中，一方面，倡導指導教師不僅是答疑和輔導，更要重視引導學生與實際工程問題的結合，使他們能夠初步熟悉科學的、規范的創新活動流程，從而提高學生應用創新方法解決創新問題的體驗，有目的、系統地培養學生的創新意識和創新工作習慣。基于TRIZ 理論的畢業設計指導工作提倡的是教師指導下的以學生為中心的學習，應充分發揮學生的主動性、積極性和創新精神。教師并不是直接告訴學生應當如何去解決面臨的問題，而是向學生提供解決該問題的有關線索。例如，需要收集哪一類資料，從何處獲取有關的信息資料，以及現實中專家解決類似問題的探索過程如何等，在整個過程中教師起組織者、指導者、幫助者和促進者的作用。另一方面，自動化學院注重“拔尖”人才的培養，還積極探索和建立了大學生創新能力的評價與激勵措施。畢業答辯評分時，在畢業設計成績評定標準中對其中體現的創新點給予很高的分數比例，并作為優秀成績評價的重要依據。近年來，我校自動化專業學生在畢業設計中應用 TRIZ 理論，畢業設計質量顯著提高，部分成績優秀的學生還與指導教師合作在《控制理論與應用》《儀器儀表學報》等國內核心期刊和國際學術會議上發表學術論文，被EI和ISTP收錄。

5. 打造校園創新文化氛圍

我校通過開展多種形式的課外活動傳播 TRIZ 理論，努力營造校園濃厚的創新教育環境與氛圍，例如，與學生科技協會聯合舉辦創新方法論專題講座、建立校園創新教育專題網站、設立創新論壇、開展創新知識競賽、指導學生參加各類科技競賽及申請專利活動等。我校還要通過校園媒體大力宣傳一系列創新、創業的成功人物事跡，利用 TRIZ 理論對大學生進行創新與創業教育；還可以組織和培訓優秀學生參加國際TRIZ協會在中國的TRIZ專家認證資格，為大學生未來就業奠定基礎。

參考文獻：

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