理工科大学生基于专业课程教育培养学生创新能力

孙敬 刘德华 程亮

摘要：本文探讨依据大学生已有成熟课程体系和专业知识结构，以专业课程教学内容为基础开展大学生创新创业能力培养的方法，主要表现为加强基础知识能力学习、培养学生完善的思维模式、建立基于问题导向的思维模式产生创新思想、辅以全面素质教育来产生具有强大意志的创业精神。

关键词：大学生；创新能力；培养

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）23-0061-02

一、引言

目前大学生双创教育在各类大学，甚至中学开展得如火如荼，许多学校先后建立大学生创新创业中心、大学生科技实验中心、聘请校外指导教师、建立相应的创新创业课程体系等，工作很多，但实际效果还不理想[1]。

二、模型建立過程的系统思维培养

在日常教学过程中，对于理工科学生，为了解决所学专业领域的问题或学习专业领域的知识，都存在建立不同类型模型的过程，从而学习专业课程知识。下面探讨如何通过专业课程中的模型建立来培养学生创新能力。模型建立过程剖析：我们以石油工程专业的渗流力学课程中涉及的模型建立来解剖模型建立过程。模型建立过程一般分以下几个阶段：（1）确定研究对象；（2）确定建立模型的目的和要求；（3）研究各物理量的条件和情况；（4）推导数学模型，建立相应的方程或方程组；（5）确定未知数（因变量）和其他物理量之间的关系；（6）确定未知数（因变量）和其他物理量之间的关系；（7）确定所建模型的适定性。

（一）模型建立过程对系统思维的培养

教师通过模型建立过程的精细描述和解释，有益培养学生全面系统完整的思维模式，得到认识问题和解决问题的全过程。大学生不同专业和不同课程中均涉及模型建立，模型建立过程和思维具有通用性、科学性以及普适性，是一般构成科学理论创新的有效途径。通过多次反复和不同课程的培养，学生的思维模式建立对创新思维培养有积极的促进意义。

（二）模型建立过程对创新能力的培养

学生通过学习建模过程，在建立具体方程时给出不同表达方式，或通过不同假设来给出描述方程等均为创新过程。在不同课程学习过程中，教师对建模过程的详细讲述是非常必要的，不同课程研究不同对象，这样得到系统的思维模式，从而使学生学到创新的原始能力。

三、问题导向创新能力培养

要推动创新驱动发展战略，就要强化问题意识，要坚持问题导向。

（一）建立善于提出问题的反向思维能力

问题导向就是以解决问题为方向，少做与问题关联不大、不做与问题无关的无用功。在实际教学过程中做到问题导向必须采用以下方式：（1）要准确凝练提出问题，提出的问题要科学，同时还要具有吸引力，要生活化和趣味化，要引起学生注意和思考。（2）采用启发的方式提出问题，让学生在现有知识体系下能够去深入思考，这才能起到培养创新能力的效果。（3）交互式提出问题，适当导向。课堂教学交互式是提高学生注意力的好方法，让学生自己主动提出问题，同时给出问题的解决思路和方法，对学生创新能力的培养就开始了。

（二）建立解决问题思想途径

创新能力的反应表现在对问题实际抓得准，同时具有解决问题的能力和处理好问题的思路。培养解决问题的思维能力需要从以下几个方面着手：（1）使学生学会梳理现有知识来认识解决问题的可能性，应用已经获得的知识能力来分析论证和改进提出新问题的解决方案。（2）培养学生具有丰富的想象能力。想象力也是实施创新发明必须具有的基本素质，想象力是创新的源泉。（3）培养学生善于应用关联方法和其他学科等知识解决本学科和本工程领域的问题。常言到“触类旁通”，表明很多处理问题的思路和技巧是有通用性的，这样便可以产生创新，多学科的融合、多种技术的换位应用均容易产生创新。

（三）讨论与分享过程培养学生创新能力

讨论和分享过程是指学生就自己已经掌握的知识，或自己对处理问题的思考以及创新，与其他人进行讨论、学习，实现共同提升。在讨论与分享的过程中需要注重以下方面：（1）讨论与分享问题要集中。不能发散讨论交流，否则没有收获，也不便于解决问题和创新，在讨论过程中教师必须合理引导。（2）注意分组合理性。一是参与讨论组的人员不能太多，同时不能太少，人少了不同观点、意见和想法自然也少了，相互影响力不够，问题交流也不全面。一般来说，5—20人为宜。（3）教师要合理引导。学生对问题的讨论不能漫无边际，过于发散，因此，需要教师进行合理引导，让学生学会聚焦问题。

四、基于实践环节的创新能力培养

（一）课程实验对创新能力的培养

课程实验是指专业课程学习过程中按照学习知识要求设计的实验课程，实验内容主要来源于学生已经学习的知识，实验设计的目的是帮助学生深入理解知识、熟悉所学知识的物理现实意义。通过实验课程可以很好地培养学生的创新能力[2]。课程实验要满足以下几个方面的要求：（1）实验课程设计合理。理工科大学生实验课程最多的是大学物理，或有的专门大学物理实验。专业课程实验课程一般不多于10次，每次能够在2小时左右完成，过多、过长的实验不利于学生学习和创新培养。（2）实验过程设计精细，学生亲自动手。教师要详细讲解实验流程和主要事项，让学生自己操作和记录。在学生按照实验流程完成实验后允许学生自由探索，对于那些可以改变实验参数或流程的实验，要让学生在安全许可的条件下开展。（3）教师指导学生写好实验报告。实验报告可以反映学生的总结能力、写作能力和实验过程观察能力，教师应该按实验要求给出报告模板，要求学生写出相关内容，培养学生思考、观察、总结等方面的能力。

（二）工程实践对创新能力的培养

工程实践是指工科类专业的学生在实习工程、野外和工程现场的实习。在工程实践中，学生把自己所学知识用于实践，以此来巩固提高自己的专业知识。学生在实践过程中可以充分认识所学知识的具体物理意义或实际含义，加深对理论知识的理解，同时了解专业知识的实际应用，了解到知识的原创和应用价值，这样就认识到创新的意义。同时，学生也可以在实践中发现问题，产生创新兴趣[3]。通过工程实践来培养学生的创新能力主要注意以下几个方面：（1）实践内容的合理设计，要有详细的实践指导书。（2）配备良好的实践指导教师。学生实习安排在实际工作现场，面对的是处理现场工作，学生此前不熟悉，需要专门的实践教师来具体指导，讲解生产过程的实际现象问题等。（3）实践总结要做扎实。工程实践一般是时间最长的课题外实践，学生亲密接触生产实际，一定会有很多不同的收获，通过总结来提升创新能力培养，一方面要求学生提交实践总结报告，另一方面还要组织学生分组讨论交流，分享收获。

（三）创新实践对创新能力的培养

要合理安排创新实践活动，才能真正激发学生的创新兴趣，培养学生的创新能力，否则容易产生负面影响。因此，创新实践培养过程需要注意：（1）导师合理规划。一般来说，创新实践活动在学生大三以后开始最好，那时候学生已经掌握了基本的专业知识，导师根据学生的特点和专业知识掌握情况，对创新实践的参加次数、参加实践类型（项目、论文、发明专利等）等进行合理安排。不能盲目安排创新实践，以免收获不佳。（2）学生量力而行。创新实践实际是创新工作的开始阶段，需要学生在具有良好专业知识水平和能力的前提下开展工作，包括撰写论文、参加大创项目等。学生在选择创新实践内容时要依据自己的能力和可能完成的情况确定，同时需要找辅导导师。

五、结束语

大学生创新能力培养是一项重要工作，需要从学校课程教学体系等各方面全面完善培养机制和模式，同时也要基于课程本身的知识体系来培养学生创新能力。大学生创新能力培养的重点是以知识体系学习和构建为基础，辅以合适的创新实践，同时要具使学生具有学习的主动性，然后学生才会产生创新思维能力。同时，需要注意的是，教师的言传身教、合理引导、严格要求、条件保障等因素，对培养学生的创新能力都具有重要作用。

参考文献：

[1]卢艳军，季英鹏.普通高校大学生创新能力影响因素分析[J].创新与创业教育，2014，5（3）：14-17.

[2]郭涛，赵玉新.大学生创新能力培养体系构建的探索与研究[J].教育教学论坛，2018，2（9）：12-13.

[3]黄艺.工程训练对大学生实践创新能力培养的探索[J].教育教学论坛，2018，7（28）：162-163.