(山東理工大學交通與車輛工程學院,山東 淄博 255049)
創新人才培養已成為我國高校教育的聚焦點,培養具有創新意識和創新求異復合式人才成為高等教育的迫切要求。近年來,我國在高校大學生科技創新能力培養方面取得了顯著的成果,形成了一些行之有效的大學生科技創新組織模式。但是,我國應試教育培養模式束縛了學生的創新能力提高,傳統的重理論、輕實踐的傳統教育模式造成大學生普遍存在科研創新與動手實踐能力弱化的問題。首先,大部分學生還沒有走出應試教育的束縛,習慣于填鴨式教育模式,個性發展還不充分,習慣于記憶和認同書本上的結論與教師的講授,缺少提出新問題的動機和能力,更加缺乏對問題進行批判與質疑的意識,提出問題、分析問題和解決問題的積極主動性還比較欠缺。其次,標準式考核模式營造了單一思維訓練的氛圍,趨同避異思維限制了學生創新能力發展,求異思維不夠敏銳。大學生考核評價體系注重卷面考核,對學習過程考核較少,而實踐能力和創新思維能力考核由于考核模式復雜,還存在考核成本較高的問題,而被忽視。再次,高校大學生學習缺乏自主性、社會適應性,教學與生產實踐的脫離制約了大學生創新能力的發展[1][2][3]。
創新能力培養包含創新精神的培養和創新素質的提高兩部分,特別是創新實踐能力的拓展,這一方面需要課堂理論教學來傳輸和訓練,還需要借助科技創新平臺來提高。例如在完成挑戰杯一類創新項目時,學生的創新能力能得到極大的鍛煉和提高。大學生科技創新比賽平臺作為學生進行科技創新的重要實踐場所,對培養學生創新實踐能力、工程設計能力和綜合動手能力起著關鍵作用。人才培養是建立于科學頂層管理設計的系統工程,在構建科技創新平臺的同時,將創新意識滲透到每一個創新實踐教育環節中,通過實踐性教學來培養學生的創新能力,而且要不斷鼓勵學生積極參加各類學科競賽和科研活動,通過創新項目的開展,使學生跳出書本求知,從被動適應到真正學以致用,培養他們自主發現問題、分析問題、解決問題的能力[4][5][6][7]。
根據網絡時代大學生能力發展要求,利用網絡的快捷性和即時性特點,搜尋最新科技熱點問題,注重培養大學生參與科技創新的動機,培養持久而堅韌的研究興趣,激發學生探索知識和創新知識的熱情,培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。建立大學生科技創新多重獎勵激勵體制,通過比賽獎勵激勵大學生參加比賽的熱情,提高其參賽的積極性;將大學生科技生產創新活動作為學分學習的一部分,提高大學生科技創新參與度。通過選擇創新性課題,鼓勵學生走出書本,進入第二課堂,以學以致用為目的,培養善于發現問題、善于思考和學用結合的創新思維習慣,以課題為中心,選拔科技創新團隊。
打好科技創新基礎。遵循終身教育的理念,根據專業的培養目標,改變課堂教學的組織形式。按照專業應用特點,充分利用學校現有資源,以科研項目實施、學科競賽項目開發、專利和論文寫作等作為實踐教學組織的出發點,開設各類與專業競賽相關的選修課程,創新能力培養與科研訓練、課內理論教學與課外實踐融為一體,開放性實驗與課堂實驗相融合,為課外創新項目提供實踐平臺及導師指導環境,滿足學科交叉背景下寬口徑專業教育的需要,提高學生解決復雜工程問題的能力,實現學生對前期掌握的各種專業知識的融會貫通[4]。
知識遷移能力培養。科技創新比賽項目往往涉及多學科知識,超出了學生學習范圍,因此學習新知識就成為科技創新的迫切要求。遷移能力培養是一個自主學習的程序化過程。首先,讓學生具有某個知識點的完整知識結構,從該知識點出發,遷移到與該知識點具有類似知識結構的新的知識區域的學習。其次,要指導學生了解新舊知識間的聯系,由已知知識去學習新知識,降低學生理解的門檻,提高學習效率。最后,還要明確新舊知識間的區別,避免機械遷移的發生,做到舉一反三,而不是機械地照貓畫虎。知識遷移能力培養要符合學生的認知規律。在教學過程中,一方面要注意遷移前知識的學習,對知識點進行全面深入的學習,讓學生熟練掌握和理解;另一方面教學過程要按照提出問題、分析問題、實驗驗證、得出結論和應用推廣的認知規律展開。在指導過程中,要按照大學生科技創新項目知識體系選擇合適的教學主線索;講清各個知識點,從一個知識點發散聯想到另一個知識點,找出知識點之間的聯系與區別;幫助學生建構完整的知識結構,形成知識網絡;使學生對所學知識做到層次分明、脈絡清晰,并能根據知識網絡隨時喚醒與新授知識相關的內容,從而幫助學生完成學習的正遷移,提高學習的效率[8]。
創新能力培養。創新能力是一種復雜的能力結構。在這個結構中創新思維處于最高層次,它是創新能力的重要特性。創新能力實質就是創造性解決問題的能力。在科技創新活動中布置學生經常有意識的思考項目關鍵問題,學習一些創新理論和技法,經常進行發散和集中思維訓練,嘗試用創造性的方法解決實踐中的問題。越是積極地從事創新實踐,就越能積累創新經驗,鍛煉創新能力,增長創新才干。創新是通過創新者的活動實現的,任何創新思想,只有付諸行動,才能形成創新成果。因此重視實干、重視實踐是創新的基本要求[9]。
以比賽作為媒介鍛煉大學生的選題能力、動手制作能力和協作能力,通過老師、同學間問題互動、螺旋式討論學習,能夠較快把握住項目的科學問題,找準項目運作過程中的關鍵問題,針對性的提出解決問題的研究方案,通過理論分析、數值仿真和試驗驗證等方式解決問題,提高學生分析問題、解決問題的能力。鼓勵學生進行創新項目的制作,參加各級各類大學生科技創新比賽,力爭取得好的名次和獎勵。貫徹理論指導實踐的教育思想,項目的實施過程注重專業知識的學習,同時更注重思維能力訓練。根據學校相關政策將課外創新實踐教學納入專業培養計劃,鼓勵支持學生參與各種學科項目、學科競賽的研究,引導學生參與各級科技創新平臺建設,參與各類基于項目的訓練活動以提升自身創新實踐能力,強化實踐教學過程中科研與教學的互動,充分發揮學生的專業才能,多角度、多層次培養學生的科研思維和工程意識,滿足學生個性化培養的需求,實行開放式的實踐教學,為學生創新實踐能力的提升奠定良好基礎。
開展多層次的科技創新團隊培養。第一層次,進行創新項目的制作,參加各級各類大學生科技創新比賽,力爭取得好的名次和獎勵。緊扣當前社會發展需求,選擇切實可行、帶有一定科技含量的題目。第二層次,激發大學生科技創新的熱情,幫助學生在科技制作過程中產生新思想、新方法和制造新的裝置,申請發明專利。第三層次,對科技制作過程的新思想、新方法進行提煉總結,以科技論文的形式來概括項目制作創新過程中的完整性成果。團隊由本科生和研究生組成,高年級學生指導低年級學生,研究生側重理論研究,本科生側重實驗探索的梯度幫帶互學模式與不同專業知識互補的模式相結合,促進知識和思維模塊的整合和集成,發揮知識整合的放大效應,提高學生科技創新的層次。
第一,在科技創新項目運行過程中,發現學生存在畏難情緒,缺乏思考問題和解決問題的主動性和積極性,對老師依賴性強的特點。這表明學生的理論基礎不夠扎實,不能把所學的知識融會貫通、綜合運用。
第二,正常的專業課程培養體系、課程教學方案不適用于學生的科技創新能力培養。很多專業課開課都比較晚,要參與科技創新項目就必須提前學習使學生熟練掌握有關知識,還要學習很多項目中要用到的,學生本專業不會開設但其他專業會開設的課程內容。上述情況使得學生的專業知識量、深度和廣度、能力培養方面有很大的局限性。
第三,學生的動手能力、專利、論文寫作能力強弱不均,參與各類項目時能力得不到有效發揮。
第四,由于學生各方面能力發展不平衡,存在動手能力強弱不均、組織協調能力有強有弱、知識水平不均衡等問題。在工作分工不當的情況下,團隊成員各項工作往往不能協調一致,團隊成員間存在磨合期較長的問題。
第五,科技創新小組成員還存在上課時間與課余制作時間分配不當的問題,有的學生課余科技制作時間占用較多,導致課程學習受到影響,存在考試成績下降的問題。
針對以上問題,指導老師應該多做工作、做好工作,了解好項目的可行性,避免因選題過難、技術含量過高而出現制作難度太大、打擊學生的參與積極性的問題,還要深入了解學生的能力情況、性格情況,合理分配工作任務,選好項目負責人,發揮每個成員的特長,還要注意團隊精神培養,增強團隊的凝聚力。
科技創新平臺借助學校現有資源,實行教師全程指導,以創新課程教育為先導,通過典型小項目制作、參與各類科技創新競賽,培養學生掌握科研思維方法。以學科競賽和工程項目為助推器,由點到面、從小到大、從局部到整體地逐次提升學生的創新實踐能力,多方位訓練學生的科技創新能力。
1.加強宣傳,營造濃厚的氛圍。為提高學生的積極性、主動性、創造性,一方面不斷進行教學方式創新實踐,鼓勵教師采用討論式教學、問題教學、案例教學,激發學生的學習興趣;另一方面讓參加科技創新活動并能夠完成相應項目任務的學生參與評獎、評優等工作,激發學生參與的熱情。
2.組建各類科技創新實踐小組。由相關專業教師負責小組的指導教學工作,每年通過各類獲獎作品參觀、科研講座等活動進行廣泛宣傳,以創新小組方式招收新成員。各小組定期舉行基于項目的主題討論活動,盡快讓新成員熟悉實踐小組的創新內涵,采用教師指導學生、高年級帶動低年級的模式,同時配合相關創新性實踐課程訓練,培養低年級新成員的專業知識量、科研思維和創新意識。
3.積極動員一批既有理論教學水平,又有實踐教學能力的學術帶頭人和優秀骨干教師加入科技創新團隊中,直接指導科技創新教學。
4.指導項目選題,抓好項目篩選。選題要求思路清晰,目標明確,具有創新性、探索性和可行性;選題可以是理論延伸、實驗研究、發明創造和社會發展領域的對策研究等。要鼓勵學生進行發散性思維,多想金點子,多出好主意。鼓勵學生選擇跨學科、跨專業體現學科交叉的項目,這樣可以開闊學生視野,學習不同學科專業的知識,培養團隊合作能力。
5.鼓勵學生參加創新活動。通過嚴格選拔、分類訓練與指導,組織一部分動手能力較強、具有創新意識的學生參加科技創新競賽等,抓好傳幫帶,用實戰檢驗教學效果;寫作能力較強的學生則被鼓勵參與專利寫作、論文寫作和職業技術能力訓練等活動,滿足各類學生的不同需求,使得各層次學生的實踐能力得到不同的提升[4][10]。
6.制訂科技創新培養活動的保障措施,促進創新平臺項目有效開展。讓科技活動成為教學體系一個重要的組成部分,進行科技創新彈性學分認定,各類課外科技項目如果符合學生全面發展要求,活動內容可以延伸到相關的課程設計、畢業設計,作為自選項目得到教師指導,爭取取得工程價值較高的科技創新成果;多方面爭取科技創新經費,從學校和企業獲取資源支持,提高科技創新的針對性和實踐性,例如,科技創新平臺經費由學院或者企業承擔,資助方根據參與人數、項目執行情況確定當年預算,預算內經費由平臺負責人掌控,確保創新項目的有效開展[4][9]。
項目實施范圍以本科生為主,兼顧研究生,以高年級學生帶低年級學生。研究生側重理論,本科生側重實驗的梯度幫帶互學模式和不同專業知識互補的模式相結合,進行知識和思維模塊的整合與集成,充分發揮知識整合的放大效應,提高學生科技創新的層次。
以動機引導、興趣培養為導向的科技創新團隊選拔模式能選拔出有熱情、肯鉆研和能吃苦的學生,這些學生能很快融入創新團隊,明確任務分工和責任,充分利用業余時間進行科技制作和科技攻關,短時間就能夠制作出高科技含量的比賽樣機,研究了科學問題的提煉方法和關鍵問題突破策略,提高了學生分析問題、解決問題的能力。夯實基礎—注重遷移—鍛煉創新的三位一體的科技創新團隊梯隊培養模式能全方位鍛煉學生,提高學生解決問題的綜合能力,達到能解決復雜工程問題的目的。