基于創新能力培養的理工類本科教學理念與策略探討

顧德恩

摘 要：近年來，創新已被世界各國視為其發展的核心驅動力。具有創新能力的人才是產生創新性成果的基礎。理工類本科教學在創新性人才培養方面具有重要的作用。針對我國當前理工類本科教學中存在的問題，該文圍繞如何增強本科生的創新能力，探討了以激發興趣、側重于自我汲取新知識能力和靈活應用已有知識能力培養為重點的本科教學理念，并提出了相應的具體策略。

關鍵詞：創新能力 本科教學 理念

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（a）-0125-03

當前一個普遍的認識是：創新（Innovation）是世界各國經濟增長和社會發展的核心驅動力，各國在提升其創新能力方面高度重視。而人才是創新的源頭和基礎，國家創新能力的提升首先應著眼于創新人才的培養。雖然我國近年來在諾貝爾獎上實現了零的突破，但“錢學森之問”仍然值得高度重視。培養具有優異創新能力的理工類人才將有助于提升我國在先進工業技術和產品方面的全球競爭力，從而促進我國經濟的長期可持續發展。

全日制理工類本科院校一般是四年制。其中，在前三年內，對學生的培養模式以課堂教學為主。因此，本科教學將直接影響本科畢業人才的質量和創新能力。因此，本科教學也越來越受到教育部和各高校的廣泛重視[1]。從20世紀80年代開始，我國就一直進行著不同形式的本科教學評估。近來，多媒體教學、課堂實物教學、現場實景教學、翻轉課堂、小班教學、MOOC等不同的教學方法和方式也不斷被提出和推廣[2]。但相對而言，對理工類本科教學理念的探討比較缺乏。該文擬針對當前本科教學中面臨的問題，探討以促進學生創新能力培養為核心的理工類本科教學理念和相應的策略。

1 當前理工類本科教學存在的問題

要認清當前理工類本科教學存在的問題，必須先從本科畢業生在初期職業發展中的社會評價著手分析。理工類本科畢業生的未來職業發展去向大體分為兩類：第一類是直接進入各類企業和研究所等機構，從事技術或管理等相關的工作。第二類是進入科研院所，攻讀研究生以繼續深造。在第一類去向中，用人單位對應屆本科畢業生的評價不高。用人單位對應屆本科畢業生不滿意的地方至少包括兩個方面：（1）眼高手低。具體表現為對簡單而基礎的業務工作看不上，即使去做，其認真程度也不夠；但真正面臨重要的工作，卻無從下手。（2）專業知識基礎差。表面上而言，我國理工類本科院校的課程設置全面，能在大范圍內基本覆蓋其相關專業領域，而且選課制度具有一定的靈活性，能給學生提供有相當廣度和深度的專業知識教育。但就實際效果而言，無論是就業面試階段還是在實際工作中，相當多的學生對本專業領域的基礎知識表現出明顯的缺乏。在第二類去向中，研究生導師在面試未來研究生和指導研究生過程中普遍反應兩個問題：（1）學生的專業基礎知識非常缺乏。即使與學生討論其宣稱最擅長科目里面的基本概念，仍會有相當多的學生無法回答或參與討論。在研究生培養階段，研究生導師基本上需要對大多數研究生從最基本的專業基礎知識和科研素養開始進行重新培養。（2）分析和解決實際問題的能力差。在研究生面試階段，涉及應用專業基礎知識解決具體問題時，大多數學生往往無所適從。在進入課題研究階段，也有相當多的研究生對研究方案的構思和研究中間結果的分析感到無從下手。

理工類本科畢業生在職業發展初期中存在的上述負面社會評價，主要是因為當前理工類本科教學存在以下問題。

第一，應試教育特征明顯。談到“應試教育”時，大多是針對中學教育階段而言。實際上，大學階段的應試教育問題非常突出。目前我國高校的本科人才培養普遍采用學分制。學生完成一門課程的學習并達到考核要求，就可以獲得該門課程的學分。學生在一定時期內修完其所在學校規定的總學分，是其順利畢業的基本要求。學分制被普遍視為當前最佳的綜合教學管理制度[3]。但圍繞學分制展開的本科教學最直接的弊端是：學生為考試而學。大多數學生學習某門課程的直接目的一般是：通過考試，拿到學分。學生修完一門課程并通過考試后，所“掌握”的知識也大多被快速遺忘。知識被遺忘的速度比堆在墻角的書本集灰的速度還快。這樣的結果必然是“書到用時方恨少”，畢業后表現出專業基礎知識的明顯缺乏。

第二，忽視對學習方法的引導。為了拿到學分，很多學生大多采用了死記硬背的學習方法。對學習比較認真的學生，某門課程考試通過后，還能大體復述出某個概念或知識點。但一旦讓其應用這個概念或知識點來分析或解決某個實際問題，大多數學生就四顧茫然了：對知識不會用，多有“茶壺里煮餃子，倒不出來”的感覺。而以拿到學分為根本目標的學生，則基本上是考試完成后，所學知識就“物歸原主”了。

第三，忽視對學生專業興趣的培養。學分制的優勢之一是：有助于學生“選我所愛，愛我所選”。但其實際效果不佳。除個別熱門課程以外，大多數專業課的選課學生對所選課程興趣并不大。作者在自己所承擔的專業課教學中，每屆都會調研學生對課程的興趣。幸運的是，每屆總有部分學生對該課程感興趣，感興趣的學生總能積極參與課堂上的交流，學習用心程度高；但不幸的是，感興趣的學生比例不到一半。不感興趣的學生基本不會對教學有積極的響應。而不感興趣學生選課的理由則主要是：拿學分。期望不感興趣的學生能對某門課程學有所成，顯然是困難的。

本科教學存在的上述問題直接導致畢業學生的創新能力普遍偏低。應試教育導致學生缺乏創新活動需要的基礎知識，死記硬背使學生不具備創新所需的核心要素——靈活應用現有知識進行新方法、新技術、新產品探索的能力，而對專業領域缺乏興趣導致學生缺乏創新的內在動力。因此，如何以合理的教學理念去引導理工類本科教學以解決上述問題，對培養學生的創新能力至關重要。

2 促進創新能力培養的教學理念與具體策略

什么是創新？簡單地講，面臨一個新的問題，靈活應用現有知識，發展出解決問題的新方法、新技術甚至新知識。這個過程就是創新。雖然“創新”已經成為當前最時髦的詞匯之一，但完成創新實際上是一個復雜而又艱苦的過程，需要的能力也是多方面的。下面將圍繞理工類本科學生的創新能力培養，提出相應的教學理念和具體策略。

2.1 以興趣為導向的專業課教學

創新首先是要“面臨一個新的問題”。“面臨新問題”通常令人不太愉快。讓一個缺乏興趣的人對某個問題保有持續的關注度是困難的。感興趣，可以為人提供長期的精神動力。所以，對創新而言，對某個問題具有長期的興趣是第一位的。同時，興趣也是影響其思維活躍程度的關鍵因素。人的興趣越大，其思維也越活躍。因此，要培養具有較強創新能力的理工類人才，必須圍繞“發現興趣、激發興趣”進行，以興趣為導向，在專業課程方面開展個性化教學，實現真正的因材施教。

以興趣為導向的專業課教學，至少可以從以下幾個方面著手進行。首先，在學生選課方面，不求多而求精。鼓勵學生提前與任課教師交流，在不明顯違背培養方案的前提下，選擇自己感興趣的專業課，而不是單純為了學分去選課。其次，在專業課教學安排方面，大力提倡小班教學。小班教學將更多地提供學生與老師直接交流的機會。實踐表明，教學過程中，學生與老師的廣泛交流將有助于激發學生的學習興趣。最后，在老師教學方面，應鼓勵靈活多變的教學形式，以實現真正的因材施教。開展本科教學評估以來，很多高等院校越來越注重從制度上去管理老師的教學活動。看似越來越規范的管理，實際上制約了教學效果的提升。教與學是相互的，所以有“教學相長”之說。因此，合理的教學活動應該是在教學互動中去了解學生，根據各個學生的知識背景和興趣點，動態調整其教學計劃和教學內容，并采用靈活多變的教學形式，從而使整個教學過程富有張力。這樣因材施教的結果，將有助于學生長期保持興趣和專注。

2.2 側重于汲取知識能力培養的課堂教學

隨著現代科技的不斷的發展，人類積累的各種知識越來越多，學科的分類也越來越細。這給理工類本科教學帶來了越來越大的壓力。在這種壓力面前，不少老師延續了填鴨式教學的思路：以給學生灌輸大量的新知識為重點開展教學活動。這種教學思路的結果往往是：教多少，學生就忘多少。必要的專業知識是創新的基本工具，沒有一定專業知識基礎的學生難以具備真正的創新能力。

自古有“授人以魚，不如授之以漁”的說法。對教學而言，知識即為魚，而汲取知識的能力為漁。灌輸大量的現有知識，遠不如培養汲取新知識的能力重要。盡管各個高校在人才培養計劃中都有面向未來的理念，但由于當前社會新知識和新技術的更新速度太快，學生畢業后都面臨知識和技術更新的問題。同時，由于職業發展中普遍存在專業技術領域拓展甚至跨越的情況，大多數人必然面臨不斷學習新知識的要求。因此，注重汲取知識能力的培養對學生在未來職業發展中的創新活動具有更重要的現實意義。

汲取知識能力的培養有多種途徑和方法，翻轉課堂就是當前教學改革中備受推崇的方法之一。鑒于有大量的文獻可以參閱[4-6]，這里就不再贅述。這里僅著重強調“以問題為導向”的課堂教學方法。“問題是最好的老師”，一個好的問題不但有助于促進學生主動學習必要的知識，甚至可能孕育出新的知識。在專業課程的教學中，老師可提出一些針對性的問題。其中，一部分問題積極引導學生在課堂上參與討論，老師給出自己的分析、理解，并講解相關知識，讓學生體會和領會靈活應用現有知識分析問題的思路和方法。在此基礎上，另一部分問題則留給學生課后自己去查閱資料，然后再加以分析和討論。這不但有助于提高學生主動學習新知識的積極性，使其自我發掘出汲取新知識的有效方法，也將有助于學生培養靈活應用所學知識的能力。從而為未來創新活動中汲取必要的專業知識打下扎實的基礎。

2.3 側重知識理解和應用的課程考評

在創新活動中，靈活應用知識分析和解決問題的能力是關鍵。因此，如何在教學過程中充分培養和挖掘學生靈活應用已有知識去分析和解決具體問題的能力，就成為了培養學生創新能力的核心。大多數老師在課堂教學中都會跟學生反復強調“靈活應用知識”的重要性。但其效果差強人意，多有一廂情愿的情形。究其原因，主要是在大多數教學活動中，學生缺乏自己分析問題和解決問題的實踐機會。雖然課堂上的教學互動看似可為學生提供這種實踐機會，但受限于有限的教學時間和動輒數十人的開班規模，每個學生真正能真正參與的機會非常少。

當前高校大多數課程的考評方式主要還是以期末考試作為學生最終成績的依據。寄希望于期末考試中鍛煉學生分析問題和解決問題的能力顯然不合適。為學生提供鍛煉機會的一種行之有效的方式是變革當前本科學生的課程考評方式、大力倡導側重于知識理解和應用的考評方式。具體而言，突出平時作業在鍛煉學生理解和應用知識能力的作用，大幅加重平時作業在課程考評中的比例（60%以上），弱化期末考試的比例（低于40%）。平時作業的問題應滿足一個基本的原則：在教科書上沒有現成答案，只有對所學知識有較好的理解并靈活應用現有知識才能解答。同時，對平時作業的評判應弱化標準答案的傳統評判理念，而是側重于分析問題思路的清晰程度、知識應用的合理程度、回答問題的邏輯性等。這樣的平時作業顯然將為每個學生提供比較充分的實踐機會去理解和應用其所學知識。當然，推行這樣考評方式，就意味著老師和學生在課后都必須付出更多的努力。但不努力耕耘，哪里有收獲？一旦學生在這樣的考評方式下能充分理解所學知識，并培養出靈活應用知識去分析和解決問題的能力，在將來的創新活動中必將受益匪淺。

3 結語

基于作者在一線多年從事教學和科研工作的經驗和感悟，該文從分析當前我國理工類本科教學存在的問題著手，提出了以促進學生創新能力培養為核心的本科教學理念和相應的策略：以興趣為導向的專業課教學、側重于汲取知識能力培養的課堂教學和側重知識理解和應用的課程考評。該文旨在拋磚引玉，以使大家圍繞如何提升我國本科畢業生的創新能力多探討、多實踐，從而促進我國的創新性人才培養，為我國的長期可持續發展奠定人才基礎。

參考文獻

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[2] 李政民卿，朱如鵬.四種本科“翻轉課堂”教學方法的嘗試及效果淺析[J].高教學刊，2016（10）：83-84.

[3] 呂超.學分制下選修課管理與建設問題的研究與實踐[J].教育教學論壇，2016（39）：143-144.

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[5] 王芳芳.基于翻轉課堂的操作系統課程微課教學模式的構建方式[J].中國教育學刊，2015（4）：1-2.

[6] 王蕊麗，孔祥洪，郭陽雪.翻轉課堂中的大學物理實驗教學[J].教育教學論壇，2016（40）：279-280.