关于工科学生创新能力培养的几点思考

丁华　朱茂桃

[摘 要]创新教育是一个系统工程，也是高等教育中的难题。工程创新来源于扎实的基础理论教学和系统的实践教学，要在这些教学环节中，培养学生的创新意识。扎实的基础理论教育、系统的实践教育以及创新的思维习惯是创新教育中不可或缺的三大要素，需要高校教育工作者在具体教学过程中去探索合适的方法和手段，逐步培养学生的创新能力和创新意识。

[关键词]创新能力 培养基础能力 实践教育 创新思维 工程教育

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）02-0048-02

创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，同时也是我国各级教育中面临的难题。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》，把创新提升到国家战略层面，同时也为建设创新型国家指明了方向。经过几代人的艰苦努力，我国科技实力大幅提升，自主创新能力显著增强，但同时，在人才培养中也面临创新能力不足的问题。创新型人才是科技创新的决定要素，创新人才的培养是一个复杂的系统工程。其中，高等教育承担着创新人才培养的重要使命。高等教育的重要任务是培养高级专门人才，并把具有创新精神和实践能力作为高级专门人才的主要特征。在这种形势下，提升大学生科研创新能力就成为高校培养创新人才的重要举措。

创新能力的培养体现在多个方面，如激励机制的建立[1]，体系及环境[2]和开放性实验室建设。[3] [4]对于工程教育来说，创新不是一两个环节的创新，而是要体现在各个教学环节中，包括理论环节和实践环节。本文通过分析基础能力培养、实践环节培养和创新意识培养这三个要素之间的关系来阐述工程创新能力培养。

一、工程创新能力与基础能力培养的关系

创新意味着改变和提升。对于工程领域来说，新的设计方案、工艺都能称为创新。创新不是凭空而起的高楼，必须要有坚实的知识基础。机械设备的创新体现在一代代产品的创新过程中。古今中外伟大发明家的实例无不说明了这一点。爱迪生是著名的发明家，他发明的电灯、留声机、摄影机等对人类的生活产生了巨大的影响。爱迪生的教育主要以家庭教育为主，是成功家庭教育的典范。爱迪生的母亲南西曾经在加拿大当过小学教师，但结婚后就没有再执教鞭，而是当了全职家庭主妇，并用自己的方法教导爱迪生学习知识，同时鼓励他读书做实验，这使得只受过3个月学校教育的爱迪生一生完全改变。爱迪生回忆到：“我的母亲是我成功的因素，她是很真诚的，我十分肯定；并且我感到我需要为某事生存，我不能使她失望”。爱迪生很多知识来自R.G.柏加的《School of natural philosophy》。长期在底层火车电报员的生活和家庭教育，让爱迪生接触了大量机械和控制的基础知识和实验能力。所以，爱迪生一些最早期的发明都与电子电器有关，包括证券报价机等。这些为他后期的创新奠定了重要的基础。

大量的发明都是基于本学科以及本领域基础知识的理解和熟练运用。在教学中要重视基础知识的教学，让学生掌握本学科扎实的基础。同时在教学中还要坚持让学生不要束缚于现有的形式和内容，启发学生积极思考和勇于探索。

车辆工程领域的汽车构造教学就是一个典型。这门课程既要抓基础结构的教育，又要从宏观上启迪学生的思路。以其中汽车的制动器教学为例，只要能够使得汽车制动停车的装置都可以作为汽车的制动器。在教学中，教师不仅仅要让学生掌握制动的原理，更要让学生理解制动器的结构形式。从结构形式上看，制动间隙调整机构的每一次革新都是基于对原结构基础上的创新。如果不掌握现有的结构形式，创新就无从谈起。此外，还要重视制动原理的理解，不能把制动仅仅局限于摩擦制动，要拓展思路，让学生理解只要能够减速停车的装置都可以成为制动器的原型，比如电磁制动。在强调制动的原理的同时，不应拘泥于具体形式，比如飞机的风阻制动，也许哪一天就会应用到汽车制动上来。

二、工程创新能力与实践教学的关系

工程教育离不开工程实践，这是由于工程教育所在的行业背景所决定的。现代大量的发明成果都诞生于实验室中。可以说实验室建设是现代工程创新教育的重要基地。大量的思路和想法需要通过实验进行验证，更多的思路可以从交叉的实验中间得到启迪。工程实践有利于加深学生对结构的理解，建立工程思维。

出身于世代工匠家庭的鲁班，从小就跟随家里人参加过许多土木建筑工程劳动，逐渐掌握了生产劳动的技能，积累了丰富的实践经验。在大量的工程实践中，鲁班不断总结经验。此后鲁班每一件工具的发明，都是他在生产实践中得到启发，经过反复研究、试验出来的。

再看当今创新大师斯蒂夫.乔布斯的成长经历。电子和电脑产业萌芽的时代，乔布斯的父亲（领养人）最初是一名从事改装并销售二手汽车的商人，并在乔布斯生活中经常给予他接触机械设备的机会。乔布斯认为自己受到家庭的影响而喜爱精密的设备。乔布斯在早年曾经是一名智商高但不擅长学习的学生，后被教师发掘而得到身边人的认同。在曲折的学校生涯中他逐渐接触到电子设备，如无线电设备的安装制作，因而成为了一名著名的发明家和企业家。[5]教育工作者在教学过程中要加强实践性环节的教育，提高学生对具体结构形式的体验。能够自由设置实验方案，自主开展实验过程，是现代创新实验室的雏形。理想的实验室应具备以下条件：1.一流的实验条件，在当时条件下可以称为该领域一流的实验室。2.充分的自主性，可以自主支配时间，自主设计实验方案。3.强烈的探索性，实验室开展的都是相关领域前沿性的研究。

近年来，随着我国对创新能力培养的重视，从国家到地方都对实验实习环节加大了投入。实验室的建设在不断被赋予创新元素的同时，重点要从以下两个方面着手：1.学科不断交叉，逐步打破传统的按课程建立实验室的条条框框，融合不同实验门类。2.逐步开展探索性实验，可以让学生自主选题，自主开展实验过程。

实验室是工程教育的重要基石，创新性是现代实验室的必备特征，应在各种创新实践过程中不断提高学生的创新能力。

三、创新能力培养中创新意识的培养

创新意识的培养无疑是创新能力中最重要和最困难的环节。它既体现在理论教育环节，又体现在实践环节；既体现在学校教育环节，也体现在家庭教育环节。系统掌握相关基础知识和实践能力能为创新意识的培养奠定基础。现代高等教育要求教育工作者要在实际的教学环节中有意识地培养和引导学生建立创新的思维模式，并把这种思维模式变成他们的潜意识。

创新思维对培养高素质的人才非常重要，教师必须在实际教学工作中学习和体会。工程教育具有很强的逻辑性，但部分教师在讲授过程中往往缺乏创新性、启发性不够。常见的教学现象是：课堂上教师讲教案、学生记笔记，课后学生整理笔记、背笔记，考试的时候考笔记，最后学生掌握的是一本笔记。实验课也有实验大纲或者实验步骤，按照这个步骤逐步完成，就一定能够得到正确的实验结果。这样的实验过程，学生很难得到错误的结果，也不知道什么是错误。所以在教学环节中，应该充分发挥学生的创造性，鼓励他们探索和创新，允许犯错。

四、小结

创新能力的培养不是一朝一夕的事情，必须着眼于整个教育过程。从高等工程教育的角度来讲，教育工作者不可能把这些环节都一一完成。但在实际教学环节中注重创新能力的培养，时刻灌输创新理念是十分必要的，要把创新教育的全过程融入理论教学和实践教学两个环节中去。在理论教学中注重原理的启发，但又不拘泥于具体结构。在实践教学环节中，既要有步骤地记录试验，又要打破常规，允许探索。既要求学生掌握实验的过程，又要求学生知道为什么是这个过程，做到知其所以然，这样学生的创新思维和创新意识才能不断提高。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 刘陈，李飞，方萍.信息学科创新人才培养体系的研究与实践[J].中国高教研究，2008（12）：66-68.

[2] 孙波，杨欣虎，纪玉超.加强激励机制建设促进大学生创新能力发展[J].中国高教研究，2007（8）：70-71.

[3] 冯斌，等.科技创新能力培育与研究生开放实验室的构建[J].研究生教育研究，2011（4）：6-9，57.

[4] 王峰，鱼静.高校开放实验室与学生创新能力培养[J].实验室研究与探索，2011（3）：320-322，368.

[5] 沃尔特·艾萨克森著.史蒂夫·乔布斯传[M].北京：中信出版社，2011.

[责任编辑：陈 明]