重構(gòu)教學(xué)模式以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

王晴 冉坤 賈竟航 牛晚揚 陳彥文

摘要：創(chuàng)新能力是各行業(yè)人才所要具備的重要素質(zhì)之一，而當(dāng)前高等教育在人才培養(yǎng)過程中因教學(xué)方式過于刻板、缺乏實踐操作平臺等問題造成學(xué)生缺乏創(chuàng)新能力。筆者帶領(lǐng)其教學(xué)團(tuán)隊通過營造良好的教學(xué)氛圍、尊重學(xué)生個體差異、改革畢業(yè)論文方式、調(diào)整硬性刻板考核方式等多方面努力重構(gòu)教學(xué)模式，同時搭建校企合作平臺、開展科技競賽活動，為強化學(xué)生實踐能力創(chuàng)造機會和空間。將教學(xué)模式改革與加強工程實踐兩方面有機融合，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新情感，喚醒學(xué)生創(chuàng)新意識，挖掘出學(xué)生創(chuàng)新潛能，實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式；工程實踐；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G640文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：10052909（2012）05002504當(dāng)前，各用人單位對應(yīng)屆畢業(yè)生進(jìn)入工作崗位后的表現(xiàn)，如獨立思考能力、新知識學(xué)習(xí)能力、工作創(chuàng)新能力等，滿意度較低。學(xué)生缺乏創(chuàng)新能力已是一種普遍現(xiàn)象，而創(chuàng)新能力將在很大程度上決定人才未來的發(fā)展方向，更是促進(jìn)社會發(fā)展的重要因素，因此，大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)成為中國高校肩負(fù)的歷史使命和時代重任。創(chuàng)新精神是一種科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木?，一種邏輯縝密的思維，一種不懈追求卓越的意識，以及一種發(fā)現(xiàn)問題、積極探索的心理取向[1]。創(chuàng)新與創(chuàng)造不同，創(chuàng)新是在原有科學(xué)理論上有所變革，且該變革有利于知識有效重構(gòu)。因此，只要有求異思維，人人都能創(chuàng)新。

筆者通過在材料科學(xué)與工程學(xué)院長期的教學(xué)工作經(jīng)歷，探索學(xué)生缺乏創(chuàng)新能力的緣由與解決辦法。對逐步地、深層次地解決“創(chuàng)新思維模糊、不善于捕捉創(chuàng)新意識、潛在創(chuàng)新能力不足”等問題提出幾點建議，采用因果分析法，通過多維度重構(gòu)教學(xué)模式與加強工程實踐經(jīng)歷兩方面闡述了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的途徑。

一、重構(gòu)傳統(tǒng)教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生接收課程訊息的快慢、難易及學(xué)習(xí)過程中對新知識掌握程度的信心建立息息相關(guān)。因此，要解決課堂理論教學(xué)存在的不足首先要分析教學(xué)內(nèi)容的特點，進(jìn)而提出與該類課程內(nèi)容設(shè)置特點相匹配的解決方法。

材料科學(xué)與工程專業(yè)課程大都與現(xiàn)階段主流的建筑材料相關(guān)，其主要特點有以下三方面。

其一，綜合性。材料科學(xué)與工程專業(yè)各門課程的設(shè)置大多關(guān)于物理、化學(xué)、力學(xué)與機械工業(yè)知識的綜合應(yīng)用，在形式上充分體現(xiàn)理論與實際的密切聯(lián)系，在內(nèi)容上明顯呈現(xiàn)科學(xué)分析與理論計算互補的特點，在學(xué)習(xí)過程中則顯示了基礎(chǔ)研究與綜合訓(xùn)練相結(jié)合的特點。其二，多變性。隨著科技進(jìn)步，高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。在強調(diào)低碳節(jié)能、綠色環(huán)保及安全第一的主旋律下，社會各界對材料性能等方面的要求越來越高。因此，材料專業(yè)的課程內(nèi)容必須緊隨科技發(fā)展，把當(dāng)前科技領(lǐng)域最新的前沿知識傳授給學(xué)生。因此，課程設(shè)置具有多變性特點，隨著新材料的產(chǎn)生，功能材料、復(fù)合材料、納米材料等非傳統(tǒng)材料的課程應(yīng)逐步加入培養(yǎng)計劃。

其三，復(fù)雜性。在教學(xué)過程中，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)各不相同，物質(zhì)結(jié)構(gòu)隨外界條件的變化千差萬別，在空間結(jié)構(gòu)的認(rèn)識上也會出現(xiàn)偏差，因此，對材料宏觀知識的掌握與物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)知呈現(xiàn)復(fù)雜性特點。

以上教學(xué)特點也是教學(xué)難點，筆者在長期教學(xué)工作中，通過學(xué)生反饋，歸納四點革新課堂教學(xué)的途徑。

（一）營造良好教學(xué)氛圍激發(fā)好奇心

創(chuàng)新是一種高度復(fù)雜的智能活動，只有在輕松、自由、民主的氛圍中，人們才會產(chǎn)生好奇心，萌發(fā)求知欲，才會有創(chuàng)新的意向和行動[2]?？量坦虐宓膫鹘y(tǒng)教學(xué)衍生一種沉悶的課堂氛圍，學(xué)生在接受新知識，尤其是生硬艱澀理論知識時往往會產(chǎn)生一種厭學(xué)放棄的態(tài)度，直接導(dǎo)致了學(xué)習(xí)效率低下，同時也扼制了創(chuàng)新意識的萌芽。相反，一旦創(chuàng)建了師生共同學(xué)習(xí)平臺，營造輕松自由的課堂氛圍，自然地激發(fā)學(xué)生好奇心。例如：在講解硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)時，教師以積極引導(dǎo)而不是刻板講解的方式教學(xué)，學(xué)生往往愿意繼續(xù)進(jìn)行研究探索，對不同條件下各硅酸鹽晶型的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生興趣，從而開拓思維、自主學(xué)習(xí)、獨立思考，從課本上的問題衍生出自我學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的疑點。并能夠在輕松的課堂氛圍中，較自由地與教師、學(xué)生進(jìn)行探討，解決新問題。其他學(xué)生也可以從中發(fā)現(xiàn)更深一層的問題，循序漸進(jìn)地提升教學(xué)效果。這就使教師從促進(jìn)學(xué)生智能發(fā)展的角度培養(yǎng)了其創(chuàng)新思想。開放、活躍的氛圍，既能激勵學(xué)生不斷學(xué)習(xí)，不斷探索，又可以讓學(xué)生增加創(chuàng)新意識，做到“學(xué)而言，言而改，改而變，變而新”。因此，教師應(yīng)該注重教學(xué)方式的改進(jìn)，營造崇尚知識、追求真理的課堂氛圍。同時，增添趣味性、合理加大自由度，保護(hù)學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)學(xué)生的求知欲，挖掘?qū)W生潛能，引導(dǎo)學(xué)生開啟自身的創(chuàng)新意識，進(jìn)而培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

（二）尊重不同個體差異培養(yǎng)創(chuàng)新力

高校課堂是個大環(huán)境，每個個體在其中都體現(xiàn)出獨特的個性。教師應(yīng)該了解學(xué)生的個體差異，例如：學(xué)生甲善于理性思考，對數(shù)據(jù)概論理解能力較強；學(xué)生乙則更注重感性思維，對圖像空間結(jié)構(gòu)認(rèn)知能力較強。對不同學(xué)生，教師應(yīng)該有針對性地安排教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計不同層次的問題，安排不同類別的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)，從不同角度學(xué)習(xí)同一知識點，并達(dá)到相同效果。

（三）通過畢業(yè)論文環(huán)節(jié)激發(fā)創(chuàng)新情感

對于大多高校而言，畢業(yè)論文是學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能分析、解決問題的訓(xùn)練，是大學(xué)教育的最后一個重要階段，是提高學(xué)生綜合素質(zhì)的最好機會。但是，目前這一教學(xué)過程還存在較多不足之處有待改善。

一方面，在畢業(yè)論文命題和選題上存在較嚴(yán)重的虛擬現(xiàn)象。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，畢業(yè)之際可以完成論文，但這種論文內(nèi)容空洞、論點不足、重形式輕實質(zhì)，學(xué)生在該教學(xué)環(huán)節(jié)收益甚少，與教學(xué)設(shè)置中的預(yù)期效果相差較大。命題方式虛擬化導(dǎo)致論文題目相似或類似度極大，易出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象。因此，優(yōu)化畢業(yè)論文題目設(shè)置可使學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)事半功倍。教師應(yīng)該根據(jù)專業(yè)的差異設(shè)置論文題目，同時應(yīng)關(guān)注建筑材料界的新動態(tài)，將其融入論文，使學(xué)生對枯燥理論知識產(chǎn)生新鮮感和興趣，自主解決現(xiàn)有材料應(yīng)用中的缺陷，自覺形成創(chuàng)新意識。

另一方面，中國高校本科畢業(yè)生論文大多是在第八學(xué)期（即大學(xué)四年級下學(xué)期）進(jìn)行，在此之前很少向?qū)W生介紹有關(guān)畢業(yè)論文的知識，相關(guān)訓(xùn)練也較少，在論文進(jìn)行過程中，部分學(xué)生沒有充分的時間查閱、理解相關(guān)資料，甚至有部分學(xué)生對學(xué)校圖書館數(shù)據(jù)庫的運用還不是很熟練。教師在授課過程中應(yīng)該有意識地培養(yǎng)學(xué)生自主查閱文獻(xiàn)、自我理解文獻(xiàn)的能力，讓學(xué)生逐漸養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，為畢業(yè)論文完成奠定基礎(chǔ)。多方面知識的學(xué)習(xí)能使各知識元素相互融會貫通，碰撞出思想的火花，意料之外的問題能最大程度上激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，從而達(dá)到預(yù)期之外的目標(biāo)。

（四）調(diào)整考核方式培養(yǎng)創(chuàng)新意識

期末成績考核是對學(xué)生學(xué)習(xí)的檢驗與評價，傳統(tǒng)的單一考核方式限制了教學(xué)內(nèi)容。單一的期末閉卷考試，必然導(dǎo)致學(xué)生死記硬背應(yīng)付考試的現(xiàn)象。受試卷容量和大綱要求的限制，很多教材外延內(nèi)容在考試中沒有涉及。久而久之，使學(xué)生把學(xué)習(xí)注意力局限在教材中，打擊了學(xué)生發(fā)散性探索的積極性。因此如果考試制度因循守舊，教學(xué)方法改革也只能紙上談兵。

為了改變這一狀況，嘗試考核方式多元化，即除期末考試外，又加入其他考核環(huán)節(jié)。例如：在教學(xué)過程中，精心選擇適合知識拓展的內(nèi)容，讓學(xué)生查閱資料，然后結(jié)合所學(xué)知識提煉自己觀點，并在課堂上用多媒體為師生闡述自己的觀點。這樣的方式不僅要求學(xué)生學(xué)會教材知識，更培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，使學(xué)生不囿于傳統(tǒng)的、既有的、權(quán)威的觀點，而根據(jù)所學(xué)知識勇敢提出自己的觀點，同時利用學(xué)校數(shù)據(jù)庫資源檢驗和論證新觀點，從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力以及多方面的綜合能力[3]。

綜合而言，課堂教學(xué)的改革突破點是將核心因素定格于知識的接受者——學(xué)生。以多種措施培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、避免因個體差異造成的自卑心理，激發(fā)學(xué)生潛在創(chuàng)新意識。學(xué)生對新知識接收程度大幅提高，同時將克服難題的信心以無意識狀態(tài)儲存，這樣，學(xué)生處理新問題、提出新方案的信心將在潛意識中逐步建立。

改革教學(xué)模式不僅利于學(xué)生掌握扎實的理論知識和技能，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力奠定了良好的基礎(chǔ)，也激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。但僅此還不能滿足培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的需要，人的創(chuàng)新潛質(zhì)只有在實踐中才會得到最大程度顯現(xiàn)。因此，教師應(yīng)嘗試為學(xué)生搭建更多的工程實踐平臺，使他們有足夠物質(zhì)基礎(chǔ)發(fā)揮創(chuàng)新潛質(zhì)。

二、加強工程實踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

受諸多因素制約，當(dāng)前大多數(shù)高等院校教學(xué)中工程實踐環(huán)節(jié)薄弱。科技實驗等實踐動手課程安排不合理，理論與實踐脫節(jié)，不能有效提升學(xué)生科技創(chuàng)新能力[4]。

為解決這一實際問題，筆者所在團(tuán)隊結(jié)合創(chuàng)新能力培養(yǎng)需求，從加強工程實踐角度出發(fā)尋求解決問題的途徑。

（一）搭建校企合作平臺，給學(xué)生提供更廣闊的工程實踐空間

針對高校實踐教學(xué)基地數(shù)量普遍不足的現(xiàn)狀，學(xué)校一直在大力創(chuàng)辦校企合作平臺，為學(xué)生參與工程實踐提供充足的資源。1993年學(xué)院率先在國內(nèi)實踐了校企合作新型辦學(xué)模式，與全國500強企業(yè)之一——沈陽星光建材集團(tuán)聯(lián)合辦學(xué)，成立星光建材分院，從此星光建材集團(tuán)下屬的37個企業(yè)均成為學(xué)院實習(xí)基地。同時，集團(tuán)投資了120萬元補充教學(xué)資源。2000年與遼寧省建筑材料研究所共建，實現(xiàn)資源共享。2005年成立沈陽建筑大學(xué)—沈陽金圣達(dá)精細(xì)陶瓷研發(fā)制造中心，建立了良好的工程實踐平臺。2008年與沈陽依力達(dá)建筑外加劑廠成立沈陽建筑大學(xué)依力達(dá)新材料研究所，成為另一個校企合作的科研平臺。2010年又和遼寧省建筑節(jié)能環(huán)保協(xié)會聯(lián)合成立“沈陽建筑大學(xué)泡沫混凝土研究所”和“沈陽建筑大學(xué)地面輻射供暖材料研究所”，同時借此平臺，與協(xié)會上百家會員單位企業(yè)建立產(chǎn)學(xué)研合作伙伴關(guān)系。2010年學(xué)院還結(jié)合專業(yè)特點，與高分子材料與工程、材料化學(xué)專業(yè)的相關(guān)企業(yè)建立了8個校外實踐基地。先后有幾十名學(xué)生在這些實踐基地中開展實驗、實習(xí)，在非模擬、完全真實的工程實踐中培養(yǎng)動手能力和創(chuàng)新能力。

在良好的校企合作實踐平臺上，形成“以校內(nèi)實驗實訓(xùn)中心為依托、校外實習(xí)基地為延伸，課內(nèi)實踐教學(xué)為主體、課外校園科技文化活動為擴展，通用實踐能力為基礎(chǔ)、專業(yè)實踐能力為重點，創(chuàng)新精神和綜合實踐能力為目標(biāo)”的多層次實踐教學(xué)模式[5]。學(xué)生在實踐中總結(jié)經(jīng)驗，豐富和完善知識體系，進(jìn)而有所創(chuàng)新。

（二）積極開展學(xué)生科技競賽活動，大力發(fā)掘?qū)W生科技創(chuàng)新潛能

科技競賽逐漸成為當(dāng)前高等教育中大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要載體[6]?？茖W(xué)競賽作為大學(xué)生課堂理論和專業(yè)知識的有效補充和延伸，大學(xué)生綜合運用課堂相關(guān)知識去設(shè)計并解決實際問題或者特定問題，其一般都具有實踐性和創(chuàng)新性，要求學(xué)生從本質(zhì)上認(rèn)識專業(yè)理論知識，在競賽過程中運用專業(yè)知識分析問題，思路清晰，并以專業(yè)知識學(xué)習(xí)過程中建立的邏輯思維總結(jié)發(fā)散性思路，發(fā)現(xiàn)新問題，在新問題中重塑原總結(jié)，使其相互促進(jìn)、共同發(fā)展，最終設(shè)計出合理、新穎的實驗競賽方案。

科技競賽加強了大學(xué)生的動手能力，同時也提高了其自主學(xué)習(xí)能力，實現(xiàn)了理論知識與實踐過程有機結(jié)合。學(xué)校積極探索科技競賽管理系統(tǒng)、建立科技競賽平臺，以培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才為指導(dǎo)思想，先后組織學(xué)生參加“金隅杯”全國首屆混凝土設(shè)計大賽、“金海岸建材杯” 首屆全國大學(xué)生混凝土材料設(shè)計大賽，學(xué)院開展“依力達(dá)杯”混凝土設(shè)計大賽和“順風(fēng)杯”建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑設(shè)計大賽，調(diào)動了學(xué)生參與科技活動的積極性，學(xué)生表現(xiàn)出前所未有的高漲熱情。在競賽活動中，學(xué)生將多層次多學(xué)科知識整合、發(fā)散，以不同角度設(shè)計思路各異的方案，科技創(chuàng)新潛能得以充分挖掘。

三、結(jié)語

大學(xué)是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的黃金時期，扎實的理論教學(xué)與充分有效的工程實踐為工科學(xué)生提供了完整、系統(tǒng)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系。筆者將教學(xué)模式改革與加強工程實踐兩大培養(yǎng)體系有機融合，通過課堂教學(xué)效果的改善及工程實踐的合理安排與強化，為學(xué)生提供輕松有趣、利于知識傳授與接收的良好環(huán)境，以完善多元考核方式、加強畢業(yè)論文環(huán)節(jié)為重要切入點，以建立實踐教學(xué)基地為物質(zhì)基礎(chǔ)，以專業(yè)競賽等科技創(chuàng)新活動為載體，在競賽開展過程中有效激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新情感和創(chuàng)新意識，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，收到較好的教學(xué)效果，證實了措施的有效性。當(dāng)然，創(chuàng)新能力培養(yǎng)是一項長期課題，筆者將攜其教學(xué)團(tuán)隊，歸納已有成果，分析有待改進(jìn)之處，對該課題繼續(xù)不懈地探索，以期為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提出更多富有建設(shè)性、可操作性的意見。

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Reestablishing teaching mode to cultivate students innovative ability

WANG Qing， RAN Kun， JIA Jinghang， NIU Wanyang， CHEN Yanwen

（School of Materials Science and Engineering， Shenyang Jianzhu University， Shenyang 110168，

Liaoning Province， P. R. China）

Abstract： Innovative ability is one of the important qualities， which is the essential to industry personnel. Due to the inflexible teaching system and the lack of practice courses in the current high education， students innovative consciousness and potential are not fully developed. Facing this situation， we reestablished the teaching mode by creating a good teaching atmosphere， respecting students individual differences， and adjusting the inflexible examination. Meanwhile， to strengthen practice， we built a school瞖nterprise cooperation platform and held science competitions. Teaching mode reform and engineering practice can stimulate students innovation emotions， arouse their innovation consciousness， and develop their innovation potential. Therefore， the goal of developing students innovative ability will be achieved.

Keywords：teaching mode； engineering practice； innovation ability

（編輯周沫）