普通工科院校創(chuàng)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(xué) 國(guó)家級(jí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)示范中心, 南昌 330063)

0 引 言

創(chuàng)新人才素質(zhì)與能力的培養(yǎng)是高等院校教育教學(xué)質(zhì)量的重要組成[1-3]。為了全面提高高等教育質(zhì)量，國(guó)務(wù)院和教育部頒布了多部針對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的綱領(lǐng)性文件，例如教育部曾經(jīng)實(shí)施了“大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目” “高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”等；尤其是2015年5月國(guó)務(wù)院辦公廳頒布了《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見(jiàn)》，明確要求高校要樹立先進(jìn)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念，加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力[4-6]。由此，許多高校教師也開展了全方位的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)研究，提出了各種教學(xué)模式，以便構(gòu)建合適的創(chuàng)新人才培養(yǎng)方式[7-10]。劉艷等[11]提出本科生早進(jìn)課題、早進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、早進(jìn)團(tuán)隊(duì)的培養(yǎng)方式，以進(jìn)一步提升大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和社會(huì)適應(yīng)能力。袁星等人[12]提出根據(jù)學(xué)生個(gè)人能力和特點(diǎn)，提出零起點(diǎn)培養(yǎng)方式，逐步對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)新研究等的培養(yǎng)。此外，一些研究表明大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體現(xiàn)在自主學(xué)習(xí)、自主培養(yǎng)與自主提升的實(shí)踐過(guò)程中[13],例如董天順等人[14]提出的“任務(wù)型”開放教學(xué)法來(lái)增強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。雖然各高校對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新教育重視程度高，但仍然存在一些問(wèn)題：① 由于受應(yīng)試教育的影響，大學(xué)生已形成了一定的思維僵化，使得在創(chuàng)新過(guò)程中缺乏創(chuàng)新思維，導(dǎo)致大學(xué)生對(duì)創(chuàng)新缺乏動(dòng)力與興趣；大學(xué)生在創(chuàng)新過(guò)程中遇到難題常常苦于沒(méi)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(xué)方式目前依然是一般工科院校教學(xué)的主流。這種以“三中心”為主的教學(xué)方式強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)，而不是能力；往往造成滿堂灌，使教學(xué)過(guò)于僵化，脫離了社會(huì)實(shí)際以及日新月異的信息時(shí)代。這種固化的教學(xué)方式不利于大學(xué)生去拓展知識(shí)面，致使大學(xué)生的知識(shí)面狹窄，思路封閉。所以如何開發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新思維，改變以知識(shí)傳授、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為主的傳統(tǒng)教學(xué)方式，以使大學(xué)的教育教學(xué)能夠充分發(fā)揮其在啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神方面的積極作用，這是目前大學(xué)教育所面臨的重要問(wèn)題。③ 理論與實(shí)踐相脫離，尤其是大學(xué)生創(chuàng)新過(guò)程中缺乏選準(zhǔn)創(chuàng)新項(xiàng)目的機(jī)會(huì)以及思路。大學(xué)生在課堂上學(xué)到的理論知識(shí)在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐中不能得到有效地應(yīng)用，而創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐中可用的知識(shí)，在課本中卻又找不到，因此，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地和實(shí)訓(xùn)沒(méi)有真正做到理論與實(shí)踐的對(duì)接，不能充分地發(fā)揮作用。

發(fā)明問(wèn)題解決理論(TRIZ)，是20世紀(jì)偉大的發(fā)明之一。TRIZ理論成功地揭示了創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理，是一套具有完整理論體系的創(chuàng)新方法，并在世界500強(qiáng)和跨國(guó)公司得到廣泛創(chuàng)新應(yīng)用。我國(guó)科學(xué)技術(shù)部、發(fā)展改革委、教育部、中國(guó)科協(xié)于2008年4月聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)創(chuàng)新方法工作的若干意見(jiàn)》,在全國(guó)推廣TRIZ為主的創(chuàng)新方法。為此，探索了一種基于TRIZ理論指導(dǎo)的大學(xué)生創(chuàng)新教學(xué)模式。

1 創(chuàng)新教育內(nèi)容體系

圖1是構(gòu)建的創(chuàng)新教育內(nèi)容體系；它以TRIZ創(chuàng)新方法為指導(dǎo)，以國(guó)家級(jí)物理實(shí)驗(yàn)示范中心為平臺(tái)，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目太陽(yáng)能無(wú)人飛機(jī)項(xiàng)目為引導(dǎo)，培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)能力。實(shí)現(xiàn)平臺(tái)為支撐，方法為智庫(kù)，項(xiàng)目為引導(dǎo)，在實(shí)踐中提高的三位一體人才培養(yǎng)模式。平臺(tái)中,以演示實(shí)驗(yàn)來(lái)激發(fā)興趣—以基礎(chǔ)、綜合、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)來(lái)夯實(shí)基礎(chǔ)，方法中根據(jù)我們創(chuàng)新和日常生活中所遇到的困難，找出并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，轉(zhuǎn)換成TRIZ標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題,運(yùn)用通用的TRIZ方法,得出適合自身的解決方案。從創(chuàng)新實(shí)踐中訓(xùn)練創(chuàng)新思維、培養(yǎng)創(chuàng)新精神、提高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。項(xiàng)目中， 以圍繞太陽(yáng)能無(wú)人飛機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、光電轉(zhuǎn)換效率、飛行動(dòng)力，尋求技術(shù)上的突破。其中，方法穿插在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)以及太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)項(xiàng)目等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐中。最終形成創(chuàng)新成果專利、文章、競(jìng)賽獲獎(jiǎng)，通過(guò)培養(yǎng)大學(xué)生掌握太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新引領(lǐng)創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)業(yè)實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想。

圖1 創(chuàng)新教育內(nèi)容體系

2 創(chuàng)新人才培養(yǎng)思路

圖2是創(chuàng)新人才培養(yǎng)思路；這種具體包括：TRIZ方法指導(dǎo)下，將演示實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)與綜合實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)三項(xiàng)融合；將無(wú)人機(jī)競(jìng)賽項(xiàng)目、科研項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目三項(xiàng)融合；按“平臺(tái)搭建-專業(yè)社團(tuán)工作室—?jiǎng)?chuàng)業(yè)企業(yè)”分層遞進(jìn)式培養(yǎng)。

圖2 創(chuàng)新人才培養(yǎng)思路

(1) 演示實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)與綜合實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)三項(xiàng)融合。TRIZ創(chuàng)新理論和方法引導(dǎo)下，探索了由“物理演示實(shí)驗(yàn)激發(fā)興趣——基礎(chǔ)、綜合—?jiǎng)?chuàng)新實(shí)驗(yàn)”構(gòu)成的教育模式，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和學(xué)生考核評(píng)價(jià)體系，有效激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新興趣；

(2) “平臺(tái)搭建-專業(yè)社團(tuán)工作室—?jiǎng)?chuàng)業(yè)企業(yè)”分層遞進(jìn)式培養(yǎng)。搭建了立體化大學(xué)生綜合創(chuàng)新平臺(tái)，將工科大學(xué)物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的課外科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)及競(jìng)賽相結(jié)合并延伸拓展到專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)之中。整合全校優(yōu)質(zhì)資源，搭建立體化大學(xué)生綜合創(chuàng)新平臺(tái)，孵化學(xué)生的創(chuàng)新項(xiàng)目。實(shí)現(xiàn)了公共基礎(chǔ)與專業(yè)特色相融合的創(chuàng)新教育模式，突破了傳統(tǒng)的局域觀念，解決了基礎(chǔ)與專業(yè)特色相結(jié)合的可持續(xù)發(fā)展的難題，使創(chuàng)新人才培養(yǎng)在本科4年各階段實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。建設(shè)了一支具有創(chuàng)新精神的較高水平的創(chuàng)新型師資團(tuán)隊(duì)，建立了江西省創(chuàng)新方法培訓(xùn)中心南航培訓(xùn)基地、大學(xué)生TRIZ創(chuàng)新協(xié)會(huì)、江西省科協(xié)南航科普教育基地，并成立了江西唯一的TRIZ創(chuàng)新方法研究所，進(jìn)行創(chuàng)新理論及創(chuàng)新方法的研究和應(yīng)用。在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中實(shí)施“TRIZ創(chuàng)新方法”的教育，探索并形成了以大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)為基點(diǎn)、創(chuàng)新方法為紐帶，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維、提高學(xué)生創(chuàng)新能力與創(chuàng)新效率的獨(dú)具特色的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教育新方法。

(3) 將無(wú)人機(jī)競(jìng)賽項(xiàng)目、科研項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目三項(xiàng)融合，解決了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育方法這一關(guān)鍵性問(wèn)題。目前，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目多由大學(xué)生自主設(shè)計(jì)并訓(xùn)練，缺乏一定的科學(xué)創(chuàng)新性。為了解決這個(gè)問(wèn)題，將競(jìng)賽項(xiàng)目與教師多年來(lái)積累的科研項(xiàng)目結(jié)合，在TRIZ創(chuàng)新理論和方法的引導(dǎo)下，設(shè)計(jì)成為新的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，從而解決項(xiàng)目來(lái)源的問(wèn)題。最后，由專業(yè)社團(tuán)及工作室統(tǒng)一管理，從而形成創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。

3 創(chuàng)新人才培養(yǎng)的效果

創(chuàng)新教育經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的探索與實(shí)踐，取得了豐厚的碩果，得到相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的肯定(見(jiàn)圖3)。團(tuán)隊(duì)所帶學(xué)生參加國(guó)際、國(guó)內(nèi)重點(diǎn)科技創(chuàng)新競(jìng)賽，獲得特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)等多項(xiàng)，得到《人民日?qǐng)?bào)》《科技日?qǐng)?bào)》《中國(guó)教育報(bào)》中國(guó)教育臺(tái)、江西衛(wèi)視等國(guó)家省市的新聞報(bào)道[15-16]。在第三屆全國(guó)“TRIZ”杯大學(xué)生創(chuàng)新方法大賽的4個(gè)類型中獲得兩個(gè)類型特等獎(jiǎng)各一項(xiàng)，江西學(xué)子獨(dú)攬一半全國(guó)特等獎(jiǎng)。汪利斌等學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)2015“全太陽(yáng)能飛行器”在韓國(guó)國(guó)立木浦大學(xué)舉行的國(guó)際可再生能源技術(shù)頂尖設(shè)計(jì)大賽決賽中，以突出的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和優(yōu)異的現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)在各參賽隊(duì)中脫穎而出，一舉獲得特等獎(jiǎng)。陶則旭等同學(xué)發(fā)明的專利作品“3D打印太陽(yáng)能陸空兩棲無(wú)人機(jī)”，走出國(guó)門，在第30屆美國(guó)匹茲堡國(guó)際發(fā)明展中一舉摘得金獎(jiǎng)。筆者也因推廣TRIZ創(chuàng)新方法且貢獻(xiàn)突出，成為首個(gè)獲得國(guó)際TRIZ協(xié)會(huì)頒發(fā)的特別貢獻(xiàn)銀獎(jiǎng)。

圖3 江西省委書記鹿心社觀看學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的無(wú)人機(jī)產(chǎn)品

4 結(jié) 語(yǔ)

總之，高校教師應(yīng)積極進(jìn)行教學(xué)改革，探索新的教學(xué)模式，以特色推動(dòng)教學(xué)活動(dòng)，以思想的改造為重點(diǎn)來(lái)提高大學(xué)生的水平；切實(shí)提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力、語(yǔ)言表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，培養(yǎng)更多的創(chuàng)新人才。

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