培養(yǎng)工科學(xué)生創(chuàng)新能力的探索與實(shí)踐

包 耳,王萬(wàn)雷,康 晶,胡紅英

(大連民族學(xué)院機(jī)電信息工程學(xué)院,遼寧大連 116605)

培養(yǎng)工科學(xué)生創(chuàng)新能力的探索與實(shí)踐

包 耳,王萬(wàn)雷,康 晶,胡紅英

(大連民族學(xué)院機(jī)電信息工程學(xué)院,遼寧大連 116605)

通過(guò)課程內(nèi)容和體系的改革,賦予課程新的生命力,再輔以教學(xué)方法和考核方法的改革,使教學(xué)更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在工程訓(xùn)練實(shí)踐課程中,通過(guò)建立創(chuàng)新小組,使學(xué)生既有獨(dú)立創(chuàng)新,又有合作研究;既有個(gè)人努力,也有團(tuán)隊(duì)協(xié)作;有效地培養(yǎng)了創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,明顯地提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

教學(xué)改革;創(chuàng)新小組;創(chuàng)新能力

1999年,中國(guó)政府提出:“瞄準(zhǔn)國(guó)家創(chuàng)新體系目標(biāo),培養(yǎng)造就一批高水平的具有創(chuàng)新能力的人才。21世紀(jì),國(guó)家的綜合國(guó)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力將越來(lái)越取決于教育發(fā)展、科學(xué)技術(shù)和知識(shí)創(chuàng)新水平,教育將始終處于優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略地位”[1]。這明確指出了 21世紀(jì)中國(guó)教育發(fā)展的方向是實(shí)施素質(zhì)教育,其靈魂與核心是創(chuàng)新。創(chuàng)新教育的實(shí)施依賴于教育理念的創(chuàng)新,要徹底擯棄重知識(shí)學(xué)習(xí),輕能力培養(yǎng);重求同再現(xiàn),輕求異創(chuàng)新;重統(tǒng)一要求,輕個(gè)性發(fā)展的傳統(tǒng)做法。近些年來(lái),世界各國(guó)也紛紛把創(chuàng)新教育作為教育的基本目標(biāo)和根本目的,創(chuàng)新已成為世界范圍內(nèi)教育改革的焦點(diǎn)和核心。

1 創(chuàng)新是提高綜合國(guó)力的關(guān)鍵

幾千年的人類文明史表明,人類社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步就是在創(chuàng)新和變革的歷程中實(shí)現(xiàn)的。

中華民族在人類歷史上曾創(chuàng)造過(guò)輝煌的文化和科學(xué)技術(shù),以造紙、印刷術(shù)、火藥、指南針?biāo)拇蟀l(fā)明為代表的偉大創(chuàng)新是有力的歷史見(jiàn)證。明朝中期以后,閉關(guān)自守政策的實(shí)施使得中國(guó)與世隔絕,從此走下坡路。而西方社會(huì)卻依靠文藝復(fù)興后勃發(fā)的創(chuàng)新精神,迅速跨入了世界文明的先進(jìn)行列。

以蒸汽機(jī)的使用為代表的第一次工業(yè)革命,使英國(guó)脫穎而出成為世界第一強(qiáng)國(guó)。以電力使用為代表的第二次工業(yè)革命,使德國(guó)躋身于世界強(qiáng)國(guó)之列。明治維新使日本迅速擺脫封建統(tǒng)治而后來(lái)居上。年輕的美國(guó)倡導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)發(fā)明,使其躍居世界頭號(hào)強(qiáng)國(guó)。

2008年發(fā)生的全球金融危機(jī)雖然還沒(méi)有過(guò)去,但從危機(jī)中人們又一次看到了創(chuàng)新的重要。溫家寶總理 2009年 4月在廣東考察時(shí)指出:“面對(duì)國(guó)際金融危機(jī)的沖擊,企業(yè)的自主創(chuàng)新能力顯得尤為重要。只有創(chuàng)新才能抓住機(jī)遇,占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng),企業(yè)才能更加興旺發(fā)達(dá)。中國(guó)人應(yīng)該在創(chuàng)新方面走在世界前列”[2]。

綜上所述,創(chuàng)新是提高一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的關(guān)鍵。高等學(xué)校肩負(fù)著人才培養(yǎng)的神圣使命,隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)和創(chuàng)新型國(guó)家對(duì)于創(chuàng)新型人才的呼喚,時(shí)代賦予人才培養(yǎng)以新的內(nèi)涵。如何培養(yǎng)出高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才成為高等教育的首要任務(wù)。也是高等教育工作者十分關(guān)注的問(wèn)題[3-7]。

2 高等教育在創(chuàng)新教育方面存在的問(wèn)題

(1)教育理念。長(zhǎng)期以來(lái),大學(xué)在教育理念方面仍未達(dá)到以人為本,而是以知識(shí)為本,比較習(xí)慣于傳遞現(xiàn)成的知識(shí),采用傳習(xí)性、因襲式的教育方法,較少鼓勵(lì)學(xué)生探究問(wèn)題。這種教育指導(dǎo)思想明顯地制約了學(xué)生智力的培養(yǎng)和創(chuàng)造力的發(fā)揮。隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的到來(lái),人類社會(huì)的發(fā)展越來(lái)越依賴于知識(shí)的不斷創(chuàng)新而不是知識(shí)本身。知識(shí)本身越來(lái)越多的成分因其迅速更替而難以與人相伴久遠(yuǎn),唯有知識(shí)的不斷學(xué)習(xí)和創(chuàng)新才能使人學(xué)會(huì)生存和求得發(fā)展。因此,教育的核心不再是知識(shí)本身而是獲取知識(shí)的方法和能力。

(2)培養(yǎng)目標(biāo)。在培養(yǎng)目標(biāo)方面過(guò)多注重共性教育,較少注重個(gè)性教育。學(xué)校在制定教學(xué)計(jì)劃時(shí),基本上還是實(shí)行統(tǒng)一版本。同一專業(yè)的學(xué)生,同一教材、同一課堂、同一進(jìn)度、同一作業(yè)、同一考卷。較少鼓勵(lì)與引導(dǎo)學(xué)生探究問(wèn)題,探求新的知識(shí),對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新教育方面重視不夠。學(xué)生在學(xué)習(xí)上沒(méi)有較多的選擇性和自主性,相同專業(yè)培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生基本上是千人一面。

(3)教學(xué)方法。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中基本上仍然以教師為中心,教師講、學(xué)生聽(tīng);注入式教學(xué)統(tǒng)治課堂,教師當(dāng)演員,學(xué)生當(dāng)觀眾。尚未充分注意調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性,制約了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和創(chuàng)新能力的發(fā)揮。

(4)考試方法。主要是考學(xué)生知道了多少知識(shí),記住了多少知識(shí),而這些知識(shí)又僅僅限于課堂知識(shí)和書(shū)本知識(shí)。而不是注重于考察學(xué)生的分析能力、綜合能力和創(chuàng)新能力。導(dǎo)致學(xué)生只追求所學(xué)知識(shí),而對(duì)能力、創(chuàng)新漠然置之。

大學(xué)教育不應(yīng)在育分上下功夫,而應(yīng)在育能上下功夫,要著力培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、思維能力和創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力是創(chuàng)造主體在創(chuàng)造過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)并發(fā)展起來(lái)的各種能力總和。創(chuàng)新不可能空穴來(lái)風(fēng),它需要一定的知識(shí),一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),一定的基礎(chǔ)訓(xùn)練,一定的創(chuàng)造激情。要在實(shí)踐中培養(yǎng)創(chuàng)新能力。對(duì)于本科生,進(jìn)行創(chuàng)新教育的根本目的并不是立竿見(jiàn)影的創(chuàng)造發(fā)明,而是培養(yǎng)他們不斷進(jìn)取的創(chuàng)新精神,挖掘他們的創(chuàng)新潛力,消除他們對(duì)創(chuàng)新的神秘感,幫助他們養(yǎng)成創(chuàng)新的習(xí)慣,以便日后有能力進(jìn)行真正意義上的創(chuàng)新。

3 以金屬工藝學(xué)為載體培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

金屬工藝學(xué) (以下簡(jiǎn)稱金工)是高等工科院校中一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,它歷史悠久,領(lǐng)域?qū)掗?工業(yè)實(shí)踐性強(qiáng),與現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)結(jié)合緊密,又是大學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間最早接觸的工程教育課。如果能夠通過(guò)金工教學(xué) (課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué))在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面取得成績(jī),則會(huì)在學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)過(guò)程中,為繼續(xù)進(jìn)行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定良好的基礎(chǔ)。

3.1 課堂教學(xué)

(1)深化課程內(nèi)容和體系改革,賦予課程新的生命力。歷史在發(fā)展,時(shí)代在進(jìn)步,科技現(xiàn)代化、經(jīng)濟(jì)全球化使得科學(xué)和技術(shù)日新月異,金工課程由于其覆蓋面廣且與工程實(shí)際結(jié)合緊密,因而傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。同時(shí),新的歷史條件下對(duì)人才培養(yǎng)也提出了更高的要求。作者反復(fù)深入地進(jìn)行了課程改革的實(shí)踐與探索,注重知識(shí)的更新和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),建立了“學(xué)習(xí)工藝知識(shí),提高綜合素質(zhì),培養(yǎng)創(chuàng)新精神,提高創(chuàng)新能力”的教學(xué)目標(biāo)。

在課程內(nèi)容和體系方面,根據(jù)科技發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)現(xiàn)狀,對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)容確立了“保留基礎(chǔ),精選內(nèi)容,擴(kuò)充三新,利于發(fā)展”的原則。加大了數(shù)控技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電加工、激光加工、超聲加工等特種加工技術(shù)方面的內(nèi)容,使“三新”內(nèi)容占整個(gè)教學(xué)內(nèi)容的 20%左右。除文字教材外,積極利用現(xiàn)代化教育技術(shù),形成立體化配套教材,改變了以前教師和學(xué)生對(duì)課程的教與學(xué)積極性不高的局面,有效地提高了課堂教學(xué)的效率和效益。

教學(xué)內(nèi)容根據(jù)社會(huì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展及時(shí)調(diào)整,更好地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化。把最新的科學(xué)技術(shù)內(nèi)容引入課堂,不僅能使學(xué)生開(kāi)闊視野,了解到最前沿的科學(xué)和技術(shù),更重要的是最新的科學(xué)和技術(shù)都是創(chuàng)新的典范,可以使學(xué)生處于創(chuàng)新氛圍下的教學(xué)環(huán)境中,受到創(chuàng)新教育的啟迪與熏陶。例如,2008年 1月,美國(guó)科學(xué)家成功實(shí)現(xiàn)用猴腦信息遙控機(jī)器人。具體做法是讓恒河猴在跑步機(jī)上行走,用電極讀取猴腦中所產(chǎn)生的信號(hào),并分析出這些信號(hào)與猴子腿部之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系,再把分析數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸給日本的一個(gè)類人型機(jī)器人,在信號(hào)的引導(dǎo)下,機(jī)器人開(kāi)始行走,步調(diào)與遠(yuǎn)在美國(guó)的猴子基本一致。這一實(shí)例表現(xiàn)了生物技術(shù),數(shù)控技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的完美結(jié)合,是創(chuàng)新精神的一次成功展現(xiàn)。

(2)注重教學(xué)方法和考核方法的改革。以前,金工課堂教學(xué)與其他課程類同,教師是“演員”學(xué)生是“觀眾”,教師講,學(xué)生聽(tīng),教學(xué)效果不理想。更談不上對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另外,金工課的內(nèi)容越來(lái)越多,既涉及傳統(tǒng)知識(shí),也涉及最新成就,而教學(xué)計(jì)劃的授課學(xué)時(shí)是有減無(wú)增。這就要求任課教師在教學(xué)方法和考試方法上也要順應(yīng)新的形勢(shì)。必須將創(chuàng)新教育的理念轉(zhuǎn)化為可以操作的教學(xué)方案,并積極付諸實(shí)踐,才能收到實(shí)際成效。

教學(xué)方法上立足于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和研究能力,指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立地獲取知識(shí)。改變一言堂、滿堂灌,采取討論式、問(wèn)題式、參與式的教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)地探索知識(shí),以增強(qiáng)創(chuàng)新精神,提高創(chuàng)新能力。為此,作者實(shí)施了“講思路、講方法、講要點(diǎn)”的較為簡(jiǎn)潔的教學(xué)方法,重視啟發(fā)式和討論式,改變學(xué)生被動(dòng)地聽(tīng)、被動(dòng)地記的學(xué)習(xí)方式。課程中的“要點(diǎn)”,或是教學(xué)內(nèi)容中的重要之點(diǎn),或是教學(xué)內(nèi)容中的難點(diǎn)。對(duì)大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為的難點(diǎn),教師要重點(diǎn)講,對(duì)少數(shù)學(xué)生感覺(jué)的難點(diǎn),教師可個(gè)別指導(dǎo)或讓同學(xué)之間互幫互學(xué),這樣教者會(huì)感到驕傲,被教者會(huì)感到親切,效果很好。同時(shí)增加課內(nèi)學(xué)生的參與機(jī)會(huì)與參與時(shí)間,讓學(xué)生有機(jī)會(huì)思考問(wèn)題,提出問(wèn)題,甚至提出自己對(duì)問(wèn)題的見(jiàn)解。學(xué)生們的大腦充分開(kāi)動(dòng)起來(lái),積極性充分調(diào)動(dòng)起來(lái),創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力得到有效的培養(yǎng)和提高。

改革對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法。把學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的情況按權(quán)重列入學(xué)習(xí)成績(jī)中,把學(xué)生通過(guò)自學(xué)獲取的知識(shí)、有個(gè)人創(chuàng)造的知識(shí)列入成績(jī)中。閉卷考試是長(zhǎng)期以來(lái)天經(jīng)地義的方法。這種方法對(duì)檢查學(xué)生對(duì)書(shū)本知識(shí)的掌握起到一定作用。但創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)必須在學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中得到培養(yǎng)。因此考試方法的改革必須與教學(xué)方法的改革同步進(jìn)行。經(jīng)過(guò)幾年的探索,確定了閉卷考試與開(kāi)卷考試相結(jié)合的考試方法。不僅考記憶性、認(rèn)知性的知識(shí),還要考綜合性、分析性、理解性、創(chuàng)造性的知識(shí)。提高學(xué)生靈活掌握和運(yùn)用知識(shí)的能力?？荚囶}目也將全部必答題改為必答題與選答題相結(jié)合;單一的回答問(wèn)題型題目,與提出問(wèn)題并給出解決問(wèn)題的方案、方法的題目相結(jié)合。實(shí)踐證明,這種考試方法對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力起到積極地推動(dòng)作用。

3.2 實(shí)踐教學(xué)

如今,工程的概念已經(jīng)泛化,被擴(kuò)展到許多領(lǐng)域,但其特有的應(yīng)用性、實(shí)踐性、綜合性和創(chuàng)新性仍是它的本質(zhì)所在。正是由于工程的本質(zhì)特征,使得工程訓(xùn)練在人才培養(yǎng)中起著舉足輕重的作用:①有利于動(dòng)手能力和從事實(shí)際工作能力的培養(yǎng);②有利于創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

在金工實(shí)踐中開(kāi)展創(chuàng)新教育的目標(biāo)是:努力營(yíng)造良好的環(huán)境和條件,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,引導(dǎo)學(xué)生親歷創(chuàng)新過(guò)程,獲得創(chuàng)新體驗(yàn),增強(qiáng)創(chuàng)新熱情,養(yǎng)成創(chuàng)新習(xí)慣。

作者在金工實(shí)踐中開(kāi)展創(chuàng)新教育的方式是成立創(chuàng)新小組,以小組為單位進(jìn)行合作研究,共同創(chuàng)新。學(xué)生自由組合,組內(nèi)沒(méi)有主角、配角之分,每個(gè)學(xué)生都是小組的主人,小組內(nèi)互相交流,集思廣益,合作研究,共同創(chuàng)新。評(píng)價(jià)方式以小組為單位,重團(tuán)隊(duì)輕個(gè)人,重過(guò)程輕結(jié)果。

(1)在常規(guī)工藝項(xiàng)目中進(jìn)行較簡(jiǎn)單的創(chuàng)新實(shí)踐。車削、銑削、鑄造、焊接、鉗工加工等屬于常規(guī)工藝項(xiàng)目。以前的金工實(shí)踐教學(xué)都是給學(xué)生規(guī)定統(tǒng)一的加工樣件,學(xué)生們按部就班,按圖加工,千篇一律,缺乏新意。

以鉗工加工中的小錘和瓶蓋起子為例,通過(guò)改變教學(xué)方式,除了小錘和起子的功能部分按要求加工外,學(xué)生可獨(dú)立設(shè)計(jì)自己所愛(ài)好的外形,學(xué)生們興趣大增,完成的作品琳瑯滿目,有些甚至達(dá)到了很高的創(chuàng)意水平。有些學(xué)生還結(jié)合鉗工和焊接的工藝實(shí)踐,用粗鐵絲為材料,設(shè)計(jì)并制造了筆筒,搖椅等工藝作品。

學(xué)生們結(jié)合車床、數(shù)控銑床和鉗工加工的工藝實(shí)踐,設(shè)計(jì)產(chǎn)品,確定加工方案,安排工藝流程,加工出了國(guó)際象棋棋子這樣造型復(fù)雜的作品。

(2)在先進(jìn)工藝項(xiàng)目中進(jìn)行相對(duì)復(fù)雜的創(chuàng)新實(shí)踐。消失模鑄造是目前較為先進(jìn)的鑄造方式。在創(chuàng)新小組中,學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)出動(dòng)物,茶具等多種造型的產(chǎn)品,并安排工藝過(guò)程,動(dòng)手制作消失模,然后鑄造出實(shí)物。

數(shù)控電火花線切割是較為先進(jìn)的加工方式,工藝步驟較多。學(xué)生們首先設(shè)計(jì)二維圖形,再將圖形輸入計(jì)算機(jī),然后在終端上修改圖形,經(jīng)自動(dòng)編程軟件編程,調(diào)整加工參數(shù),再操縱機(jī)床加工出自己所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。通過(guò)實(shí)踐與創(chuàng)新,學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)并制造出老鷹、恐龍、熊貓等造型復(fù)雜、栩栩如生的各種動(dòng)物模型。這一創(chuàng)新實(shí)踐,對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō),既是學(xué)習(xí)的過(guò)程,也是獨(dú)立思考和挖掘創(chuàng)新潛能的過(guò)程,同時(shí)也是互教互學(xué)、友好競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程。

4 結(jié) 論

(1)創(chuàng)新是人人皆有的一種潛在的心理能力,創(chuàng)新能力要靠教育培養(yǎng)和實(shí)踐來(lái)挖掘。學(xué)生們確實(shí)具有巨大的參與創(chuàng)新活動(dòng)的潛力和積極性。

(2)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考試方法的改革對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力起到積極的作用。

(3)在工程實(shí)踐教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,可以克服傳統(tǒng)教育“理論脫離實(shí)際”的弊端,利于培養(yǎng)出與時(shí)代發(fā)展要求相適應(yīng)的創(chuàng)新人才。

[1]國(guó)務(wù)院.面向二十一世紀(jì)教育振興行動(dòng)計(jì)劃 [N].光明日?qǐng)?bào),1999-12-25(1).

[2]趙承.希望在于創(chuàng)新[N].光明日?qǐng)?bào),2009-04-22(1).

[3]俞鋒.尋求有生命力的大學(xué)教育理念[J].現(xiàn)代大學(xué)教育,2005(2):43-46.

[4]傅水根,嚴(yán)紹華,張學(xué)政,等.金工系列課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的探討[J].金工研究,1999(4):9-12.

[5]陳春萍.影響我國(guó)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教育因素分析[J].黑龍江高教研究,2008(9):155-157.

[6]陳藍(lán),朱可峰.基于立體教育下的高校創(chuàng)新教育實(shí)效性研究[J].黑龍江高教研究,2009(2):162-164.

[7]劉延川,劉德全,董玉華.開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究與實(shí)踐[J].大連民族學(xué)院學(xué)報(bào),2009(5):463-465.

Exploration and Practices of Cultivating Engineering Students'

Capacity of Innovation BAO Er,WANG Wan-lei,KANG Jing,HU Hong-ying
(College of Electromechanical&Information Engineering,Dalian NationalitiesUniversity,Dalian Liaoning 116605,China)

We have breathed new life into courses by reforming our course content and system.We have also made teachingmore conducive to cultivating students’capacity of innovation by reforming our teaching and assessment methods.For hands-on engineering courses,we have formed innovation teams that help students become capable of both independent innovation and joint research through individual efforts and/or teamwork.By so doing,we have effectively cultivated their spirit and capacity of innovation,thereby significantly improving their comprehensive qualities.

teaching refor m;innovation team;capacity of innovation

G642.0

A

1009-315X(2010)03-0261-04

2009-09-19

大連民族學(xué)院教改基金項(xiàng)目 (2009-02)。

包耳 (1956-),女,上海人,副教授,主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)及工程材料研究。

(責(zé)任編輯 劉敏)