高等院校理工科学生创新能力的培养

张耀娟 李冬梅 刘晓波 胡艳娟

(北华大学机械工程学院,吉林吉林132021)

高等院校理工科学生创新能力的培养

张耀娟 李冬梅 刘晓波 胡艳娟

(北华大学机械工程学院,吉林吉林132021)

在社会与科技高速发展的今天,应该培养高等院校理工科学生的创新能力,而创新能力在本质上要求学生必须具备破旧、立新、实践、区别等能力,必须具备质疑、想象、空间构思、系统分析等素质,这就要求高等学校及教师要通过课堂授课、课后引导及校园环境的优化等途径来培养学生的创新能力。

高等院校理工科学生;创新能力;培养

一、创新能力的内涵

创新从其字面意思来看就是创造和更新,它是针对旧事物、旧习惯、旧思维和旧的管理与工作方法而言,它是破旧立新的过程,但并不是所有的破旧和立新都是创新。我们所说的创新是一种本质的改变和进步,是一种上升趋势的改变,是符合社会发展与实际情况的一种改变,是符合自然规律的一种改变。而从创新的过程来看,创新一般要包括三个过程:一是破旧,即打破旧思维,旧习惯,敢于质疑看似权威的说法和理论,这是创新的第一步,也是创新的起点,如果我们只是人云亦云,亦步亦趋,完全遵循权威的理论,不敢有丝毫的怀疑,那么我们只是一个知识的传声筒和本本主义者,根本谈不上创新;二是立新,即改变旧的思维习惯与工作方法,建立新的思维习惯与工作方法,找到解决问题或处理事情的新的途径,从而使我们的工作获得突破,获得本质的进展,从而建立起新的理论体系和工作方法;三是检验,即把我们所建立的新理论和新方法拿到具体工作实践当中去检验,如果符合实际,达到了预期的效果,就说明我们的创新是符合实际的,是符合社会和自然规律的,是真正意义上的创新,如果不符合客观实际,就需要我们看一看是在细节方面出了问题,还是我们的创新从根本上来看就是不成立的,如果是前者,那么我们就需要调整细节,如果是后者,我们就需要从立新方面进行全盘的调整。因而,所谓的创新能力就是指人在认识、改造自然界和人类社会过程中所必须具备的破旧能力、立新能力、实践能力与区别能力。随着经济与科技的发展,世界各国的人们越来越认识到创新的重要性,越来越重视人才创新能力的培养。因而对于大学教育来讲,其中的一项基本任务就是要培养学生的创新能力,使学生能够适应现代社会对人才的需要。

二、学生必备的创新素质

要培养学生的创新能力,就需要培养学生在创新时所必须具备的素质。不同的人有不同思维习惯和思维模式,一般来讲文科学生更擅长于想象思维,更喜欢直观地去认识事物,理工科学生更擅长于逻辑思维和抽象地去认识事物。这就需要我们在教育过程中要有针对性地加强学生创新思维所必须具备的创新素质训练。对于理工科学生来讲,一般要具备以下的创新素质:

(一)质疑的精神

对于大多数理工科学生来讲,由于从小学到大学,学习了许多的公理与定理,培养了严格遵循公理与定理的思维习惯,更容易形成思维定式。做事情,丁是丁,卯是卯,不知道变通,从而不敢对前人的认识和看法提出自己的质疑,不敢打破旧的思维习惯,不敢对新方法和新技巧进行尝试,从而使自己陷入思维误区和学习误区,这样就很难能有新突破,有大成就。这就需要教师加强对学生质疑精神的培养,要让学生相信许多的公理和定理只是在我们现有认识基础上,在特殊的条件下才能够成立的,换了条件,人类认识的突破,都会打破旧公理和定理认识的局限。所以,一切的东西只有在自己弄明白,弄清楚的情况下才能够相信,不要盲目地相信权威,要能够敢于质疑前人的、权威的看法,要能够发现一些特例,能够对其进行深入地研究,从而找到规律。在讲课当中,也要让学生敢于提问,敢于发表自己的看法与见解,不要对学生的看法给予打压,而应该是鼓励,从而为学生质疑精神的培养创造良好氛围。在过去的教育中,我们一般比较重视对学生解决问题能力的培养,而忽略对学生提出问题能力的培养,而从科学发展本身来看,解决问题能力固然重要,而提出问题能力同样重要,在某些条件下,甚至比解决问题能力更重要。这就需要加强对学生质疑精神的培养,只有敢于质疑,敢于提问,遇到问题多问几个为什么,我们的认识才能更深入,更全面,才能敢于冲破旧思维和旧方法,从而寻找新的方法,培养新的思维习惯。

(二)想象能力

联想公司有一句著名的广告词:“如果没有联想,世界将会怎样”,生动地表明了联想能力即想象能力的重要性。人类的发展离不开想象能力,它是人类不断进步的重要方法。对于大多数理工科学生来讲,逻辑思维能力很强,而想象能力相对较差,这就会给理工科学生的创新带来很大的障碍。各种物理模型的建立都离不开想象能力,如原子模型的创立就需要丰富的想象能力。而现在科技发展越来越细致化,越来越多元化,学科的交叉也越来越频繁,许多新兴的学科,往往都是多学科的交叉,如神经语言学,就是语言学与神经医学的交叉,这都需要学习理工科的学生要具备较高的想象能力,想象能力差的学生很难在理工科方面获得较大的突破和成就。这就需要我们在教学中要充分培养学生的想象能力,让学生通过想象,把抽象的内容具体化,把看似没有关系的内容联系起来,从而找到事物之间的相互关系。让学生尝试着用其它学科的知识来解决另外一个学科的问题,从而拓展学生思路,锻炼学生想象能力。

(三)空间构思能力

空间构思能力是想象能力的一种,对于理工科的学生来说,它是必不可少的能力。空间构思能力是指学生能够把理论化的内容在空间当中得以复原和想象出来,或者把自己的想法在空间中构拟出来,从而知道自己在做相应的理论推导中,哪一方面出现了问题,从而能够找到一个恰当地方法加以解决,或者是通过空间的构拟来推导出相关的理论。在理工科的创新中,要经常使用到这种能力。如学生在设计某一个新的机器的时候,应该能够在头脑中构拟出这种机器的三维立体图形,能够想象出每一个部件放在什么地方比较合适,起到什么作用,能够更加的优化,从而达到创新能力的培养。

(四)系统分析能力

学生还应该具备系统分析能力。任何事物的存在都是在特定系统中的存在,都是在特定条件下的存在,学生应该能够抓住不同条件和结果之间的关系,了解造成结果偏差的不同因素,从而能够更加全面地、深入地去考察事物,从而进行理论的、方法的、实践的创新,能够更好地、高效地去解决问题和认识事物。但对于大多数理工科学生来说,往往对知识的掌握是不成系统的,是零碎的,这样就很难构拟和形成系统性的分析能力。这就要求教师在授课当中,要有意识地去锻炼学生的系统分析能力,要提醒学生注意所得到的结论是在哪些条件下才能成立的。而教师的授课也应该成为一个系统,应该在上课的时候,将本课程的总体系统给学生进行介绍,然后再一一讲述,从而让学生知道本门学科的发展和演化,从而使知识系统化,思维系统化。

(五)扎实的理论基础和超强的动手能力

前面我们所讲的是作为一个理工科学生在进行创新时应该具备的特殊素质,但这些特殊的创新素质是建立在基础素质之上的,无论是什么样的创新者都应该具备扎实的学科理论和超强的动手能力等基本素质,对于理工科的学生来讲,更是如此。只有对本学科,本专业的基本理论知识掌握的牢固和深入,我们才会在此基础上进行破旧立新,如果我们本身对专业知识学得不怎么样,那想要创新,就只能是纸上谈兵,不切实际了。因为你根本没有了解自己的专业和学科,没有了解它的优点和缺点,那如何进行创新呢。超强的动手能力更是学习理工科学生所必须具备的,因为理工科的许多理论需要实践去检验,需要通过实验来验证,没有超强的动手能力,做起实验来,往往会出现这样或者那样的错误,也就很难达到预期的效果。

三、学生创新能力培养的途径

正如上面我们谈到的那样,要想培养理工科学生的创新能力,就必须加强理工科学生相关素质的培养,但如何加强对理工科学生素质的培养呢?对于高等学校的教育来讲,要加强理工科学生创新能力的培养可以通过以下一些途径:

(一)课堂教学,是培养学生创新能力的主阵地

课堂教学是现在高等教育最为主要、最为普遍的教育方式,教师传授知识,学生学习知识,大多数还是通过课堂教学来实现的。因此,想要提高学生的创新能力,就需要学校和教师要紧紧抓住课堂教学这个主阵地,在课堂教学中有意识地培养学生的创新能力,提高学生的创新意识。具体来说,就需要教师在备课环节、教学方法的设计、课堂的实际教学中都要贯穿创新素质的培养。教师在备课的时候,除了考虑课堂需要传授的知识,还要考虑在传授知识同时,如何培养学生创新能力,如学生的质疑精神,学生立新能力等,都要做到心中有数,然后在上课的时候要有意识地引导。在教学方法上,教师要对课堂教学过程进行设计,每一个知识点如何讲授,每一个问题如何提出,如何能够引起学生的兴趣,引起学生的思考与质疑,如何能够让学生参与到问题的讨论当中去,如何能够让学生阐述自己的看法与认识等,进行深入思考,并通过不同的授课方法,来调动课堂气氛,达到培养创新素质目的。在课堂教学中,教师还要具有一定的灵活性与敏感度,要能够针对学生的回答来引出新问题,让学生深思,让学生思维能力与创新能力得到锻炼。只要学校和教师在日常的课堂授课中重视对学生创新能力的培养,紧紧抓住课堂这个培养创新能力的主阵地不放,学生的创新能力就会得到逐步地提高,从而使学生终身受益。

(二)课后的引导,是培养学生创新能力的重要途径

学生除了平常上课之外,还有大量业余时间,这些业余时间对于学校和教师培养学生的创新能力也是非常重要的。这就需要学校和教师要把对学生创新能力的培养延伸到课堂教学之外。具体来说,有以下一些方法:一是教师可以每一堂课布置一个富有趣味,引人深思的题目,让学生在业余时间能够通过相互的讨论,查找资料等方式进行研究,找到答案。二是设立导师制度,即每一个学生都给指定一个学术导师,这个导师主要由教师或者研究生来担任,学生遇到什么学术的问题,都可以向这个导师询问;而导师也要每一个月根据学生学习的内容给其布置一个课题,让他在月底的时候向导师汇报其研究的结论,在这样的过程中,就使的学生的创新能力得到了加强。三是充分利用信息技术,加强对学生的引导。教师要把自己的手机,电子邮箱或者博客地址给学生,让学生有什么问题,可以随时和自己联系,教师要及时地通过博客或者电子邮件给予解答。教师可以专门开设一个学习博客,在这个博客上与学生交流,在交流中要注意拓宽学生思路,让学生的创新能力得以加强。

(三)优良的校园环境,是培养学生创新能力的必要条件

一个学校的环境主要由两部分构成,一部分是软件,如这个学校的学习氛围、师资力量等;一部分是硬件,如这个学校的校舍建设、实验设备等。对于培养学生的创新能力来说,这两个方面都是培养学生创新能力的必要条件。如果整个学校形成了良好的学习氛围、学术氛围和创新的氛围,在这样学校学习的学生自然就会对自己的专业充满热爱,会充分发挥自己的潜力,进行创新。学校可以设立各种学生学术社团,让他们对相关的问题进行研究,从而让每一个学生都能够找到自己的兴趣点和创新点。学校还需要积极引进一些具有影响力的专家和学者,或者定期请一些名家给学生开设各种学术讲座,介绍自己研究成果和研究方法,以及自己在哪些方面进行了创新,和自己创新的过程。从而在整个校园形成良好的研究与创新的氛围。学校要加大在硬件方面的投入,建设优美富有人文气息的校园,并加大实验室的建设,建设更多的实验室,更换先进的实验设备,并给大多数学生提供课余到实验室做实验的机会,从而使他们能够有更多的发现和创新。

正如江泽民强调的那样:“创新是一个民族的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力,也是一个政党永葆生机的源泉。”对于现代的大学生来说,创新能力是他们能够在工作岗位上不断取得进步,不断超越自我的根本。因此,作为高等学校,作为高等学校的教师必须在培养学生的创新能力上不断地开拓进取、奋勇前进。

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张耀娟(1981-),女,北华大学机械工程学院教师,吉林大学机械科学与工程学院在读博士研究生,主要从事机械工程教育教学研究。