大學生創新思維培養的課程設置研究

楊海波

江蘇建筑職業技術學院，江蘇 徐州 221116

一、創新性思維培養的必要性和緊迫性

如果說自動化機器對人工勞動力的替代還為一部分人留下了一定的生存空間，那么隨著21 世紀人工智能技術的發展，深度學習的“機器人將以前所未有的規模取代勞動者”［1］，成為勞動力市場的主力軍。甚至是律師、醫生、金融從業人員的大部分工作，都可以由全年無休、具備高存儲量和高精確度的機器人來完成。在這樣的時代背景下，只有具備創新能力的勞動者才能體現出優于機器人的價值。

與此同時，全球化合作的大環境也無法改變各國在高精科技領域的創新競爭，這種競爭關系的激烈程度已經愈演愈烈，美英等西方主要國家加強了對中國技術輸出的壁壘和封鎖。雖然我國在科學技術領域的創新能力已經今非昔比，然而和發達國家相比，我們在計算機技術、醫療技術、發動機、藥品、基礎材料化學等高科技領域依然高度依賴國外。

在當前建立創新型國家形勢下，培養具有批判性思維、創新創造能力的新型人才，是我國可持續發展的迫切需要。這一問題目前已經積累了一些研究的成果，例如提出了打造校園創新文化、優化課程體系、優化師資配置、增加師生實踐等建議［2-4］，但實際操作層面的微觀研究不多。筆者以創新課程為例，探討通過課程設計來培養大學生的創新性思維和能力。

二、創新思維課程簡介

（一）課程概述

傳統的教育強調知識的分析和技能的獲取，抑制了學生創造性和創新性能力的培養和發展。2004-2005 年，美國國家工程研究院先后發布了《2020 年工程師》和《2020 年工程師教育》，為工程科學未來的發展指出了方向，并確定了該領域專業人員的創新屬性，確定了改善本科工程學教育和增加創新、創造力和批判性思維的方法。在接下來為數眾多的有關工程教學改革的長期研究表明：如果沒有課程創新，學生通常會缺乏批判性思維能力、自信心和創造力。

國外教育界開始了一系列的教學改革，實施了各種教學模型。各種模型都將論文學習和期刊寫作納入其中，以發展學生的創造力、獨立思考能力和對材料的深刻理解。創新課程正是這樣的一種訓練課程。這一課程最初是從計算機科學專業開始，目的是培養大學生的批判性思維、創造力和創新能力。由于開設以來受到學生的廣泛好評，如今已經擴展至信息技術、生命科學和社會科學等專業。

（二）教學方法和課程結構

創新思維課程強調學生在整個課程開展過程中的主導作用。創新思維教學法以學生為中心，通過參與分析性討論來發展學生的批判性思維技能。同時強調自學、日常作業和小班制，要求每個學生每天都準備好回答或解決各自班級的一些問題。

國外的創新課程圍繞著“增進學生對顛覆性和創新技術的理解，以及關于社會、文化和宗教因素如何影響人們接受或拒絕技術創新”這一主題展開，以部分經典著作為閱讀基礎，如克萊頓· 克里斯滕森的《創新者的困境》、托馬斯· 庫恩的《科學革命的結構》、丹尼爾· 鮑斯汀的《發現者》，以及查爾斯· 珀西· 斯諾的《兩種文化》等。學生要在課外讀完所有材料，并選擇自己感興趣的技術進行獨立研究。在課堂上，每個學生都要通過和其他學生以及老師討論相關的課程閱讀材料，闡述自己選擇研究的科技的創新性。此外，學生還要獨立完成一些課程小論文，以及最后可以投稿的最終論文。

（三）課程評估

在整體創新課程結束之后，所有學生將參與問卷調查。調查結果顯示，學生對課程目標的評價非常積極：參與學生都認為這門課程提高了他們的批判性思維能力（占96%），并對該課程教學方法的有效性給出了最高的滿意度（占99%）；認為這門課使他們對科學和技術有了更廣泛的思考（占95%），交流能力（口頭和書面）得到了提高（占94%）。

參加該課程的學生中已經有繼續發展其創新性技術構想并獲得商業成功的例子。為了對該課程效果進行更加深入地調查，研究者還繼續追蹤了畢業生，向他們詢問了同樣的問題，結果與對在校生調查的結果相呼應，學生們對該課程的評價非常高，部分受訪學生認為，該課程是他們在大學期間獲得的最佳課程。

三、分析借鑒與改進

（一）教材內容

國外創新課程的閱讀內容主要有四大部分。克萊頓· 克里斯滕森的《創新者的困境》、托馬斯· 庫恩的《科學革命的結構》、丹尼爾· 鮑斯汀的《發現者》，以及查爾斯· 珀西· 斯諾的《兩種文化》。《創新者的困境：新技術導致大企業倒閉》一書以計算機操作系統LinuxOS 以及Unix、WindowsNT 的發展為例，闡述了顛覆性技術發展的獨特性，回答了為什么許多管理完善、產品滿足用戶需求的大公司也會失敗。《科學革命的結構》一書被《泰晤士報》評為第二次世界大戰以來最有影響力的一本書。它揭示了科學發現過程中周期性的范式轉變，并指出了科學家共同體所在社會的文化歷史環境對科學革命的影響。這使得學生能夠認真地思考科學變革如何發生，是什么推動著科學向前發展等深刻問題。《發現者》一書追蹤了人類發展歷史中眾多的科學和技術的發現過程，揭示了社會、政治、經濟、文化和宗教環境對創新者的影響。讓學生進一步理解科學和技術發展過程中的不可控因素。《兩種文化》則指出，在西方社會中科學和人文這兩種文化群體之間存在深刻的鴻溝，兩種文化的從業者應該努力相互了解，這樣才能促進人類知識的進步，進而造福社會。這些知識內容讓學生對技術創新有更廣闊的思考維度，而不僅僅局限于技術上的發展。

以上閱讀材料都緊緊圍繞科學技術而展開討論，但各自都從不同的角度切入，內容包含了與科學技術創新發展有關的一切因素，非常值得我們借鑒。我們在考慮課程內容的設置時，既要讓學生了解科學技術創新發展自身的規律，又要讓學生思考作為科技創新發展活動主體的“人”所要面對的一切。我們可以根據我國的實際情況，在閱讀材料的選擇上做一些調整。建議保留《科學革命的結構》和《創新者的困境》這兩本書，另外選擇用吳國盛的《科學的歷程》和托馬斯· 弗里德曼的《世界是平的》取代《發現者》和《兩種文化》。《科學的歷程》一書以人文的視角審視科學發展的歷程，通過對科學發現過程的闡述，揭示了作為一種社會活動的科學的發展規律，具體地展現了科學技術如何在推動歷史前進的過程中發揮其巨大的杠桿作用，以及如何對人類發展起著深遠的影響。該書結合了科學史、技術史、思想史和社會史等，生動地描繪了人類五千年文明史的發展歷程。它可以為學生提供一個更宏觀又具體的歷史角度，來思考科學、技術與社會這三者之間的關系，以及三者如何相互牽制或促進彼此的發展。《世界是平的》一書則詳細準確地描述了21 世紀初全球化過程中當今世界發生的重大變化。揭示了在科技和通信領域的極速發展，劇烈地改變了全世界人們的生活方式，世界變得平坦化。該書向人們提出了一個深刻的問題，即這種平坦化趨勢對于國家、社會和個人而言意味著什么。通過這樣的閱讀和思考，促進學生立足當下，了解當今世界與時代，在這樣的背景下思考創新的方向。

（二）課程結構

課程主要由課堂內容、與相關人員的互動以及最后形成的適合提交會議或期刊的書面論文組成。在設置該課程時，可以根據自身學校的特定情況，進行適當調整和改進。課堂內容以基礎閱讀、討論和小論文為主；此外，還應盡可能定期為學生提供與特定技術領域內高級技術領導者對話的機會，共同討論與技術開發相關的創新性技術和業務流程等。這不僅能加強學生對基礎課程內容的理解，還可以學習創新的管理和組織結構等知識。該課程應根據學生選擇的特定技術，邀請該領域著名的研究人員和教授與學生進行互動，解答疑問，提供有關特定技術的深刻見解。相關教師和學校支持部門每個學期應組織幾次參觀，讓學生與各自組織中的精選領導人見面，并為學生們邀請知名嘉賓演講，討論相關的技術主題。

課程的最后組成部分是課程論文，它應集中體現學生在經過一學年系統的創新性思維訓練后的成果。它由平時的小論文和最終嚴格按照學術論文要求完成的可供發表的論文組成。學生可以根據自己的興趣，選定一個特定技術領域，每次完成1 ～3 頁的小論文，并交由授課教師和至少一位同學進行評審。最后在這些小論文的基礎上完成一篇5 ～7 頁的學術論文。這種安排不但鍛煉了學生的學術性論文寫作能力，而且使學生對選定的技術領域進行了深入的思考，形成了自己對該領域創新性技術的見解。

（三）教學方法

本課程應采用對話法，強調教師和學生之間的對話討論，甚至相互印證。每個學生在每次課堂上都會和老師以及其他學生討論自己選定的科技主題和閱讀材料。蘇格拉底式提問是批判性思維的核心，通過辯論式對話，訓練學生挑戰自己或他人思維的準確性和完整性，并加深個人的見解和理解。同時還可以訓練學生的邏輯表達能力，以及有效地進行口頭辯論的能力。這不同于以往科學工程類課程的傳統教學方法（know what），也不同于工匠學徒式的跟學實踐（know how），非常有利于啟發和提高學生的批判性思維以及獨立思考能力。

同時，課程應強調學生在上課討論之前的自主學習，獨自完成閱讀材料，選定自己有興趣深入探討的技術，并鼓勵學生進行與該技術相關的其他材料的閱讀和了解。課堂的討論以及小論文和最后形成的論文，都應以學生為主導。教師作為組織和引導者，參與學生的討論，提出問題，并提供相關的幫助，但不會作為主講者。

（四）注意事項

首先，這樣的一門課程對學校相關人員是很大的挑戰。各個學科背景的學生聚集在一起討論，對同一個問題會提出不同的理解視角，這有助于為學生開闊新的思路。但同時這也要求相關教師和輔導人員對所討論的問題有基本的知識儲備，在學生遇到學術困難時，能夠為學生提供可行的解決途徑。相關教師的知識領域要足夠豐富，又要與時俱進，了解當代科技與社會發展的前沿問題與機遇。

其次，學生的課堂辯論和課程論文都要求指導教師深度參與和引導，教師自身要有較強的邏輯理解與表達能力，同時也要具備規范的學術研究與撰寫論文的能力。以學生為主導的授課方式并不意味著教師職責的弱化，反而要求教師能夠站在一個更高的理解層次上，去把握和服務于學生的問題探索，避免學生的討論和研究散漫無題，或走向完全錯誤的方向。

最后，提問辯論式的教學方法對學生和教師來說并不容易進行。從學生角度看，是自己的思考和疑問推動著課堂討論和課后研究的向前，學生必須克服等著聽老師講解和布置作業的心理，同時也要有質疑老師權威的心理。而從教師的角度看，自己的角色從主導變為輔助，承認自己在很多領域的無知，且要鼓勵和接受學生對自己觀點的質疑，又要幫助學生進一步的探索，這些都并非易事。

四、課程安排

由于該課程包含四本書的閱讀討論、課程小論文和最后的大論文，以及平時大量的相關題材的廣泛閱讀，建議課程總時間大約在一學年左右，以每周一次、每次兩節課的課時頻次進行。具體可以根據高校的實際情況，做具體的調整和設置。

這里需要強調的是，教師在每次布置課后閱讀量時，應盡可能以某一主題內容為區分段，而不是根據書本的總體內容與課時來平均分配，這樣有助于學生對所讀內容有較完整的理解；再者，每一次的閱讀內容最好都以問題的形式提前布置給學生，引導學生的閱讀和課堂討論緊扣主題，不至于學生在閱讀時漫無目的，討論時泛泛而談或不知該討論什么——這些是以學生為主的教學課堂里最容易形成的被動局面。

五、結語

本文介紹了旨在發展工程專業學生批判性思維以及創新能力而開設的一門新型課程，并在此基礎上結合我國實際背景情況，設置符合我國工程類大學生學習的創新課程。我們希望通過這樣的課程內容和教學方法，能夠使學生在各自的專業領域之外，有機會更廣泛地思考科學與技術的發展規律、過程，科學、技術和社會之間的相互關系，以及作為科學技術主體的人的歷史文化環境甚至是政治經濟等因素對科學技術發展的影響。并在閱讀與討論過程中訓練學生的批判性思維，培養學生的創新性思維以及邏輯表達能力。相信通過一年的思維訓練，學生能夠以一個更廣闊的視角來思考自己的專業領域。