论应用型人才创新思维与创新能力的培养

摘 要：创新教育是时代赋予高校教师的历史责任。文章阐述了高校开展创新教育的内涵与目标，从创新理论课程建设、教材建设、计算机辅助创新实验平台建设和创新教育教研活动等方面介绍了应用型人才创新教育体系的架构，提出了“应用型人才创新教育四年不断线”具体实施步骤。

关键词：应用型人才；创新教育体系；创新思维；创新能力；实施步骤

中图分类号： G420 文献标志码： A 文章编号：1008-3561（2017）02-0005-02

一、高校创新教育势在必行

“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”这就是著名的“钱学森之问”。2005年7 月 29 日，著名科学家钱学森曾向温家宝总理进言：“现在中国没有完全发展起来，一个重要原因是没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学，没有自己独特的创新的东西，老是‘冒不出杰出人才。这是很大的问题。”“钱学森之问”是关于中国教育事业发展的一道艰深命题。《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020 年）》中已经明确提出，高等教育要突出培养创新型人才，这是建设创新型国家的基础和迫切需要。创新教育是以培养学生的创新精神和创造能力为基本价值取向的教育，创新教育是现代创造学与教育学相结合的一个分支。创新教育包括三个方面内容：一是发明创造的知识技巧和经验的教育；二是创新能力训练；三是创造性教育，即指在普通教育中以培养学生创造能力为目标而开展的各项教学活动。开展创新教育有利于激发学生的学习热情，增强学生的创新意识，开发学生的创造潜能，提高学生在激烈竞争中的生存能力。我国高校实施创新教育的途径主要有课堂教学、课外活动和社会活动。我国已经把培养创新型人才作为一项高等教育的重要目标，然而如何实现这一紧迫的目标还没有一个理想的答案。目前的状况是：一方面，人人都在谈论创新，渴望创新；另一方面，却又存在着对创新的种种不正确认识，缺乏实现创新的方法和途径。通过调研和网上检索一些高校的课程设置，我国只有个别学校（如清华大学、北京理工大学等）自发地设置了“创新理论”“创新设计”类的课程，绝大多数学校没有任何创新类课程设置，也没有任何相关的机制来鼓励教师讲授一些与创新有关的课程内容，这不能不说是一个令人遗憾的现状。

二、应用型人才创新教育体系构建

我国高等教育的自动化学科专业，经过五十余年的发展，正成为最大的学科专业之一。我国举办自动化专业的高校有 243 所，属于教学主导型的高校有近 200 所。教学主导型高校的自动化专业主要定位于“应用技术主导型”，培养目标是具有创新精神及实践能力的应用型工程人才。可见，自动化专业的培养质量对各行各业自动化技术的发展，对我国自动化水平的提高都将产生十分重要的影响。

北京信息科技大学属于教学主导型的地方高校，2009 年自动化专业成为国家级特色建设专业。近年来，自动化学院将创新教育作为一项完整的和系统的工程加以对待，通过对创新教育的内涵与目标研究，在创新理论课程建设与教材建设，毕业设计和大学生学科竞赛中建立创新能力评价与激励机制以及校园创新文化氛围建设等诸多方面进行探索与实践，从整体上形成一种在过程和结果上都具有创新特征的教育环境和创新文化氛围，并在实践中不 断丰富和完善，努力构建“应用型人才四年不断线”的创新教育体系。

1. 创新理论课程建设

创新已经成为当今时代的重要特征且有规律可循。据统计，现有的创新技法有 三百六十 多种，而绝大多数方法都面临创新效率低的致命问题，其中最为常用和典型的方法是试错法和头脑风暴法。当前，欧美创新理论的研究热点是TRIZ 理论。TRIZ是俄语“发明问题解决理论”的缩写，当时，美国、德国等西方国家惊异于前苏联在军事、工业等方面的创造能力，将其称作创新的“点金术”。其研究始于1946年，前苏联著名发明家阿奇舒勒领导的研究机构分析了全球近 250 万件高水平的发明专利，总结各种技术进化遵循的规律模式，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则，建立起 TRIZ 理论体系。TRIZ 创新理论主要目的是研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则，它是一种建立在技术系统进化规律基础上的问题解决系统，同时也是一个创新能力培养体系理论。具体而言，TRIZ 创新理论主要包括以下创新设计问题解决工具：技术系统进化法则，物—场分析法，发明问题标准解法，发明问题解决算法 ARIZ，技术矛盾解决矩阵，40 个创新原理，39个工程技术特征，物理学、化学、几何学等工程学原理知识库等。

我国高校开展的TRIZ理论相关教育主要有两种形式：一是开设选修课或与高校开设的设计类课程相结合；二是以 TRIZ 理论为指导，结合计算机辅助创新（ CAI-Computer Aided Innovation） 辅助学生进行毕业设计或辅助有课题的在校师生进行创新设计。TRIZ 理论为创新教育奠定了方法论的基础。自2009 年以来，我校自动化学院新增设了基于 TRIZ 理论的“工程技术创新导论”课程，该课程成为自动化专业的特色选修课程之一，32学时，2 学分，重点介绍TRIZ 创新理论支持创新活动的基本原理和思想，以及一些应用该理论在工程实践中解决技术问题的实例。

2. 创新教育教材建设

目前，我校自动化学院在 TRIZ 理论课程教学和已取得的高教研究成果基础上，现已完成了《工程技术创新理论基础》教材的编写工作，即将由清华大学出版社出版。全书介绍了工程技术创新的基本概念、创新的思维方法、详细阐述了TRIZ 理论的由来、40个创新原理、TRIZ 创新工具和技术系统进化法则等，还简要介绍了创新专利制度和高校创新教育工程的基础知识。该教材的创新案例取材于 2010 年上海世博会上展示的世界各国最新的创新成果，使大学生从中体会到创新的无穷魅力。在纸质教材基础上，依托我校国家级电子信息与控制实验中心，建设了数字化教学资源，利用网络推广该教材，并使之成为大学生科技竞赛活动的辅导资料或课外读物，最大限度地发挥教材的使用效益。

3. 开放实验室的创新平台建设

现代的计算机辅助创新 CAI 软件是“创新理论 + 创新技 术 + IT 技术”的结晶，它将不容易记忆的 TRIZ 理论，放到了软件交互界面之中，提高了学生学习的兴趣和信心，大大降低了创新的门槛，为培养创新能力，激发创新思维提供了先进的培训工具。创新实验室可使学生在创新理论课程学习的基础上借助 CAI 计算机辅助系统进一步开展创新性实验项目的开发和各种科技竞赛活动，使学生在本科学习阶段就能接触到行业最主流、最规范、最前沿的技术知识，拓展知识面，获得业界水准的实际项目经验。国内许多高校建立了计算机辅助创新网络化实验教学平台，通过创新软件指导学生进行创新思维技法和思维方法的训练，参与各种科技竞赛及申请专利。

4. 创新教育教研活动成果

近年来，我校自动化学院创新教育团队在创新理论课程建设、教材建设和创新实验平台建设等方面积极开展创新教育教研活动，利用团队合力，努力构建“应用型人才四年不断 线”的创新教育体系。创新教育团队由教授、副教授、讲师、实验师等组成，共有18人，其中包括全国优秀教师、北京市优秀教师、北京市教学名师等。

三、“应用型人才创新教育四年不断线”的具体实施步骤

1. 大学一年级，抓住入学教育的良机，对新生进行创新意识和创新精神的培养

新生入学教育作为大学生接受大学教育的第一个环节，是进行创新意识和创新精神引导的最佳时机，它直接影响着学生成才目标的确立和实现。我校自动化学院利用入学教育良机，通过丰富的视频资料，向自动化专业新生展示高年级学生毕业设计和学科竞赛的创新成果，激发新生创新的愿望和动机。

2. 大学二年级，开创“创新思维和创新方法论”课程，为培养学生创新思维和创新能力打下理论基础

工程师是创造性解决问题的人。为使大学生将来面对各种工程任务时，能够有正确的思想方法和解决问题的途径，“授人以鱼，不如授人以渔”，从校园里接触到最新的研究方法，往往比知识本身更要重要。在创新能力培养方面，能够向学生传授并使之掌握一套相对系统科学的创新理论，对开阔学生的视野、提高创新能力会大有帮助。因此，在教学中以 TRIZ 理论为主进行创新教育，是创新教育改革中一条值得探索的途径。我校自动化专业是国家级特色建设专业，因此，我校在2008年教学计划修订中，自动化学院为自动化专业新增设了特色选修课程：基于TRIZ理论的“工程技术创新导论”（32学时，2学分），在低年级大学生中大面积普及了创造性思维与创新方法学等方面的基础知识。

3. 大学三年级，指导大学生在学科竞赛中应用TRIZ理论

大学生学科竞赛属于竞技性的学习模式，其参赛内容与人员都要求有较高的综合素质和创新性。在大学生学科竞赛中，一方面，积极探索和建立学生创新能力的评价与激励措施。例如，在学科竞赛队员选拔中，对参加竞赛选拔的队员进行创新意识和能力测试，为竞赛队伍选拔出最优秀的队员提供系统和科学的方法和依据；对于大学生学科竞赛中成绩突出的学生，进行表彰与奖励，并作为选拔优秀生、免试推荐研究生和颁发奖学金的重要依据。另一方面，指导教师还积极倡导大学生在学科竞赛中应用 TRIZ 理论解决技术问题。例如，我校自动化专业学生在学科竞赛中应用 TRIZ 理论，在第二届至第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛中获华北地区二等奖共8项，三等奖4项；在第十届全国智能机器人大赛暨 2010 年 FIRA 世界杯机器人大赛中获一等奖1项、二等奖1项；在第五届“西门子杯”全国大学生控制仿真挑战赛中获二等奖1项。

4. 大学四年级，指导大学生在毕业设计中应用TRIZ理论

毕业设计是创新教育体系中的重要组成部分。自动化专业毕业设计选题基本来源于教师的科研项目，具有较强的工程背景，在毕业设计中，一方面，倡导指导教师不仅是答疑和辅导，更要重视引导学生与实际工程问题的结合，使他们能够初步熟悉科学的、规范的创新活动流程，从而提高学生应用创新方法解决创新问题的体验，有目的、系统地培养学生的创新意识和创新工作习惯。基于TRIZ 理论的毕业设计指导工作提倡的是教师指导下的以学生为中心的学习，应充分发挥学生的主动性、积极性和创新精神。教师并不是直接告诉学生应当如何去解决面临的问题，而是向学生提供解决该问题的有关线索。例如，需要收集哪一类资料，从何处获取有关的信息资料，以及现实中专家解决类似问题的探索过程如何等，在整个过程中教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用。另一方面，自动化学院注重“拔尖”人才的培养，还积极探索和建立了大学生创新能力的评价与激励措施。毕业答辩评分时，在毕业设计成绩评定标准中对其中体现的创新点给予很高的分数比例，并作为优秀成绩评价的重要依据。近年来，我校自动化专业学生在毕业设计中应用 TRIZ 理论，毕业设计质量显著提高，部分成绩优秀的学生还与指导教师合作在《控制理论与应用》《仪器仪表学报》等国内核心期刊和国际学术会议上发表学术论文，被EI和ISTP收录。

5. 打造校园创新文化氛围

我校通过开展多种形式的课外活动传播 TRIZ 理论，努力营造校园浓厚的创新教育环境与氛围，例如，与学生科技协会联合举办创新方法论专题讲座、建立校园创新教育专题网站、设立创新论坛、开展创新知识竞赛、指导学生参加各类科技竞赛及申请专利活动等。我校还要通过校园媒体大力宣传一系列创新、创业的成功人物事迹，利用 TRIZ 理论对大学生进行创新与创业教育；还可以组织和培训优秀学生参加国际TRIZ协会在中国的TRIZ专家认证资格，为大学生未来就业奠定基础。

参考文献：

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[2]马洁，刘小河，申闫春.自动化专业应用型人才工程教育培养途径探索[J].电气电子教学学报，2009（31）.

[3]檀润华.发明问题解决理论[M].北京：科学出版社，2004.

[4]马洁，苏中，刘小河，李邓化.应用型人才培养的创新课程及教学模式的探索[J].清华大学教育研究，2010（8）.