理工科大學生基于專業課程教育培養學生創新能力

孫敬 劉德華 程亮

摘要：本文探討依據大學生已有成熟課程體系和專業知識結構，以專業課程教學內容為基礎開展大學生創新創業能力培養的方法，主要表現為加強基礎知識能力學習、培養學生完善的思維模式、建立基于問題導向的思維模式產生創新思想、輔以全面素質教育來產生具有強大意志的創業精神。

關鍵詞：大學生；創新能力；培養

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）23-0061-02

一、引言

目前大學生雙創教育在各類大學，甚至中學開展得如火如荼，許多學校先后建立大學生創新創業中心、大學生科技實驗中心、聘請校外指導教師、建立相應的創新創業課程體系等，工作很多，但實際效果還不理想[1]。

二、模型建立過程的系統思維培養

在日常教學過程中，對于理工科學生，為了解決所學專業領域的問題或學習專業領域的知識，都存在建立不同類型模型的過程，從而學習專業課程知識。下面探討如何通過專業課程中的模型建立來培養學生創新能力。模型建立過程剖析：我們以石油工程專業的滲流力學課程中涉及的模型建立來解剖模型建立過程。模型建立過程一般分以下幾個階段：（1）確定研究對象；（2）確定建立模型的目的和要求；（3）研究各物理量的條件和情況；（4）推導數學模型，建立相應的方程或方程組；（5）確定未知數（因變量）和其他物理量之間的關系；（6）確定未知數（因變量）和其他物理量之間的關系；（7）確定所建模型的適定性。

（一）模型建立過程對系統思維的培養

教師通過模型建立過程的精細描述和解釋，有益培養學生全面系統完整的思維模式，得到認識問題和解決問題的全過程。大學生不同專業和不同課程中均涉及模型建立，模型建立過程和思維具有通用性、科學性以及普適性，是一般構成科學理論創新的有效途徑。通過多次反復和不同課程的培養，學生的思維模式建立對創新思維培養有積極的促進意義。

（二）模型建立過程對創新能力的培養

學生通過學習建模過程，在建立具體方程時給出不同表達方式，或通過不同假設來給出描述方程等均為創新過程。在不同課程學習過程中，教師對建模過程的詳細講述是非常必要的，不同課程研究不同對象，這樣得到系統的思維模式，從而使學生學到創新的原始能力。

三、問題導向創新能力培養

要推動創新驅動發展戰略，就要強化問題意識，要堅持問題導向。

（一）建立善于提出問題的反向思維能力

問題導向就是以解決問題為方向，少做與問題關聯不大、不做與問題無關的無用功。在實際教學過程中做到問題導向必須采用以下方式：（1）要準確凝練提出問題，提出的問題要科學，同時還要具有吸引力，要生活化和趣味化，要引起學生注意和思考。（2）采用啟發的方式提出問題，讓學生在現有知識體系下能夠去深入思考，這才能起到培養創新能力的效果。（3）交互式提出問題，適當導向。課堂教學交互式是提高學生注意力的好方法，讓學生自己主動提出問題，同時給出問題的解決思路和方法，對學生創新能力的培養就開始了。

（二）建立解決問題思想途徑

創新能力的反應表現在對問題實際抓得準，同時具有解決問題的能力和處理好問題的思路。培養解決問題的思維能力需要從以下幾個方面著手：（1）使學生學會梳理現有知識來認識解決問題的可能性，應用已經獲得的知識能力來分析論證和改進提出新問題的解決方案。（2）培養學生具有豐富的想象能力。想象力也是實施創新發明必須具有的基本素質，想象力是創新的源泉。（3）培養學生善于應用關聯方法和其他學科等知識解決本學科和本工程領域的問題。常言到“觸類旁通”，表明很多處理問題的思路和技巧是有通用性的，這樣便可以產生創新，多學科的融合、多種技術的換位應用均容易產生創新。

（三）討論與分享過程培養學生創新能力

討論和分享過程是指學生就自己已經掌握的知識，或自己對處理問題的思考以及創新，與其他人進行討論、學習，實現共同提升。在討論與分享的過程中需要注重以下方面：（1）討論與分享問題要集中。不能發散討論交流，否則沒有收獲，也不便于解決問題和創新，在討論過程中教師必須合理引導。（2）注意分組合理性。一是參與討論組的人員不能太多，同時不能太少，人少了不同觀點、意見和想法自然也少了，相互影響力不夠，問題交流也不全面。一般來說，5—20人為宜。（3）教師要合理引導。學生對問題的討論不能漫無邊際，過于發散，因此，需要教師進行合理引導，讓學生學會聚焦問題。

四、基于實踐環節的創新能力培養

（一）課程實驗對創新能力的培養

課程實驗是指專業課程學習過程中按照學習知識要求設計的實驗課程，實驗內容主要來源于學生已經學習的知識，實驗設計的目的是幫助學生深入理解知識、熟悉所學知識的物理現實意義。通過實驗課程可以很好地培養學生的創新能力[2]。課程實驗要滿足以下幾個方面的要求：（1）實驗課程設計合理。理工科大學生實驗課程最多的是大學物理，或有的專門大學物理實驗。專業課程實驗課程一般不多于10次，每次能夠在2小時左右完成，過多、過長的實驗不利于學生學習和創新培養。（2）實驗過程設計精細，學生親自動手。教師要詳細講解實驗流程和主要事項，讓學生自己操作和記錄。在學生按照實驗流程完成實驗后允許學生自由探索，對于那些可以改變實驗參數或流程的實驗，要讓學生在安全許可的條件下開展。（3）教師指導學生寫好實驗報告。實驗報告可以反映學生的總結能力、寫作能力和實驗過程觀察能力，教師應該按實驗要求給出報告模板，要求學生寫出相關內容，培養學生思考、觀察、總結等方面的能力。

（二）工程實踐對創新能力的培養

工程實踐是指工科類專業的學生在實習工程、野外和工程現場的實習。在工程實踐中，學生把自己所學知識用于實踐，以此來鞏固提高自己的專業知識。學生在實踐過程中可以充分認識所學知識的具體物理意義或實際含義，加深對理論知識的理解，同時了解專業知識的實際應用，了解到知識的原創和應用價值，這樣就認識到創新的意義。同時，學生也可以在實踐中發現問題，產生創新興趣[3]。通過工程實踐來培養學生的創新能力主要注意以下幾個方面：（1）實踐內容的合理設計，要有詳細的實踐指導書。（2）配備良好的實踐指導教師。學生實習安排在實際工作現場，面對的是處理現場工作，學生此前不熟悉，需要專門的實踐教師來具體指導，講解生產過程的實際現象問題等。（3）實踐總結要做扎實。工程實踐一般是時間最長的課題外實踐，學生親密接觸生產實際，一定會有很多不同的收獲，通過總結來提升創新能力培養，一方面要求學生提交實踐總結報告，另一方面還要組織學生分組討論交流，分享收獲。

（三）創新實踐對創新能力的培養

要合理安排創新實踐活動，才能真正激發學生的創新興趣，培養學生的創新能力，否則容易產生負面影響。因此，創新實踐培養過程需要注意：（1）導師合理規劃。一般來說，創新實踐活動在學生大三以后開始最好，那時候學生已經掌握了基本的專業知識，導師根據學生的特點和專業知識掌握情況，對創新實踐的參加次數、參加實踐類型（項目、論文、發明專利等）等進行合理安排。不能盲目安排創新實踐，以免收獲不佳。（2）學生量力而行。創新實踐實際是創新工作的開始階段，需要學生在具有良好專業知識水平和能力的前提下開展工作，包括撰寫論文、參加大創項目等。學生在選擇創新實踐內容時要依據自己的能力和可能完成的情況確定，同時需要找輔導導師。

五、結束語

大學生創新能力培養是一項重要工作，需要從學校課程教學體系等各方面全面完善培養機制和模式，同時也要基于課程本身的知識體系來培養學生創新能力。大學生創新能力培養的重點是以知識體系學習和構建為基礎，輔以合適的創新實踐，同時要具使學生具有學習的主動性，然后學生才會產生創新思維能力。同時，需要注意的是，教師的言傳身教、合理引導、嚴格要求、條件保障等因素，對培養學生的創新能力都具有重要作用。

參考文獻：

[1]盧艷軍，季英鵬.普通高校大學生創新能力影響因素分析[J].創新與創業教育，2014，5（3）：14-17.

[2]郭濤，趙玉新.大學生創新能力培養體系構建的探索與研究[J].教育教學論壇，2018，2（9）：12-13.

[3]黃藝.工程訓練對大學生實踐創新能力培養的探索[J].教育教學論壇，2018，7（28）：162-163.