普通工科院校創(chuàng)新教育方法的研究與探索

王 慶， 肖文波， 史久林， 何興道， 柴明剛

(南昌航空大學 國家級大學物理實驗示范中心, 南昌 330063)

0 引 言

創(chuàng)新人才素質(zhì)與能力的培養(yǎng)是高等院校教育教學質(zhì)量的重要組成[1-3]。為了全面提高高等教育質(zhì)量，國務(wù)院和教育部頒布了多部針對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的綱領(lǐng)性文件，例如教育部曾經(jīng)實施了“大學生創(chuàng)新實驗計劃項目” “高等學校本科教學質(zhì)量與教學改革工程”等；尤其是2015年5月國務(wù)院辦公廳頒布了《關(guān)于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》，明確要求高校要樹立先進的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念，加強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，增強學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力[4-6]。由此，許多高校教師也開展了全方位的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學研究，提出了各種教學模式，以便構(gòu)建合適的創(chuàng)新人才培養(yǎng)方式[7-10]。劉艷等[11]提出本科生早進課題、早進實驗室、早進團隊的培養(yǎng)方式，以進一步提升大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和社會適應(yīng)能力。袁星等人[12]提出根據(jù)學生個人能力和特點，提出零起點培養(yǎng)方式，逐步對學生進行科學創(chuàng)新研究等的培養(yǎng)。此外，一些研究表明大學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體現(xiàn)在自主學習、自主培養(yǎng)與自主提升的實踐過程中[13],例如董天順等人[14]提出的“任務(wù)型”開放教學法來增強大學生創(chuàng)新意識和實踐能力。雖然各高校對大學生創(chuàng)新教育重視程度高，但仍然存在一些問題：① 由于受應(yīng)試教育的影響，大學生已形成了一定的思維僵化，使得在創(chuàng)新過程中缺乏創(chuàng)新思維，導(dǎo)致大學生對創(chuàng)新缺乏動力與興趣；大學生在創(chuàng)新過程中遇到難題常?？嘤跊]有解決方法而放棄。② 舊的教育模式是以教師為中心、以課堂為中心、以課本為中心的“三中心”方式，而這種教學方式目前依然是一般工科院校教學的主流。這種以“三中心”為主的教學方式強調(diào)的是知識，而不是能力；往往造成滿堂灌，使教學過于僵化，脫離了社會實際以及日新月異的信息時代。這種固化的教學方式不利于大學生去拓展知識面，致使大學生的知識面狹窄，思路封閉。所以如何開發(fā)大學生的創(chuàng)新思維，改變以知識傳授、實驗驗證為主的傳統(tǒng)教學方式，以使大學的教育教學能夠充分發(fā)揮其在啟發(fā)學生創(chuàng)新思維、培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和團結(jié)協(xié)作精神方面的積極作用，這是目前大學教育所面臨的重要問題。③ 理論與實踐相脫離，尤其是大學生創(chuàng)新過程中缺乏選準創(chuàng)新項目的機會以及思路。大學生在課堂上學到的理論知識在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐中不能得到有效地應(yīng)用，而創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐中可用的知識，在課本中卻又找不到，因此，大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐基地和實訓(xùn)沒有真正做到理論與實踐的對接，不能充分地發(fā)揮作用。

發(fā)明問題解決理論(TRIZ)，是20世紀偉大的發(fā)明之一。TRIZ理論成功地揭示了創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理，是一套具有完整理論體系的創(chuàng)新方法，并在世界500強和跨國公司得到廣泛創(chuàng)新應(yīng)用。我國科學技術(shù)部、發(fā)展改革委、教育部、中國科協(xié)于2008年4月聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加強創(chuàng)新方法工作的若干意見》,在全國推廣TRIZ為主的創(chuàng)新方法。為此，探索了一種基于TRIZ理論指導(dǎo)的大學生創(chuàng)新教學模式。

1 創(chuàng)新教育內(nèi)容體系

圖1是構(gòu)建的創(chuàng)新教育內(nèi)容體系；它以TRIZ創(chuàng)新方法為指導(dǎo)，以國家級物理實驗示范中心為平臺，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目太陽能無人飛機項目為引導(dǎo)，培養(yǎng)大學生創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)能力。實現(xiàn)平臺為支撐，方法為智庫，項目為引導(dǎo)，在實踐中提高的三位一體人才培養(yǎng)模式。平臺中,以演示實驗來激發(fā)興趣—以基礎(chǔ)、綜合、創(chuàng)新實驗來夯實基礎(chǔ)，方法中根據(jù)我們創(chuàng)新和日常生活中所遇到的困難，找出并發(fā)現(xiàn)問題，轉(zhuǎn)換成TRIZ標準問題,運用通用的TRIZ方法,得出適合自身的解決方案。從創(chuàng)新實踐中訓(xùn)練創(chuàng)新思維、培養(yǎng)創(chuàng)新精神、提高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。項目中， 以圍繞太陽能無人飛機的系統(tǒng)設(shè)計、光電轉(zhuǎn)換效率、飛行動力，尋求技術(shù)上的突破。其中，方法穿插在創(chuàng)新實驗以及太陽能無人機項目等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐中。最終形成創(chuàng)新成果專利、文章、競賽獲獎，通過培養(yǎng)大學生掌握太陽能無人機核心技術(shù)，實現(xiàn)創(chuàng)新引領(lǐng)創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)業(yè)實現(xiàn)夢想。

圖1 創(chuàng)新教育內(nèi)容體系

2 創(chuàng)新人才培養(yǎng)思路

圖2是創(chuàng)新人才培養(yǎng)思路；這種具體包括：TRIZ方法指導(dǎo)下，將演示實驗、基礎(chǔ)與綜合實驗、創(chuàng)新實驗三項融合；將無人機競賽項目、科研項目、創(chuàng)業(yè)項目三項融合；按“平臺搭建-專業(yè)社團工作室—創(chuàng)業(yè)企業(yè)”分層遞進式培養(yǎng)。

圖2 創(chuàng)新人才培養(yǎng)思路

(1) 演示實驗、基礎(chǔ)與綜合實驗、創(chuàng)新實驗三項融合。TRIZ創(chuàng)新理論和方法引導(dǎo)下，探索了由“物理演示實驗激發(fā)興趣——基礎(chǔ)、綜合—創(chuàng)新實驗”構(gòu)成的教育模式，改進了實驗教學體系和學生考核評價體系，有效激發(fā)了學生的創(chuàng)新興趣；

(2) “平臺搭建-專業(yè)社團工作室—創(chuàng)業(yè)企業(yè)”分層遞進式培養(yǎng)。搭建了立體化大學生綜合創(chuàng)新平臺，將工科大學物理創(chuàng)新實驗與學生的課外科技創(chuàng)新實踐活動及競賽相結(jié)合并延伸拓展到專業(yè)知識學習之中。整合全校優(yōu)質(zhì)資源，搭建立體化大學生綜合創(chuàng)新平臺，孵化學生的創(chuàng)新項目。實現(xiàn)了公共基礎(chǔ)與專業(yè)特色相融合的創(chuàng)新教育模式，突破了傳統(tǒng)的局域觀念，解決了基礎(chǔ)與專業(yè)特色相結(jié)合的可持續(xù)發(fā)展的難題，使創(chuàng)新人才培養(yǎng)在本科4年各階段實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。建設(shè)了一支具有創(chuàng)新精神的較高水平的創(chuàng)新型師資團隊，建立了江西省創(chuàng)新方法培訓(xùn)中心南航培訓(xùn)基地、大學生TRIZ創(chuàng)新協(xié)會、江西省科協(xié)南航科普教育基地，并成立了江西唯一的TRIZ創(chuàng)新方法研究所，進行創(chuàng)新理論及創(chuàng)新方法的研究和應(yīng)用。在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中實施“TRIZ創(chuàng)新方法”的教育，探索并形成了以大學物理實驗為基點、創(chuàng)新方法為紐帶，激發(fā)學生創(chuàng)新思維、提高學生創(chuàng)新能力與創(chuàng)新效率的獨具特色的基礎(chǔ)實驗創(chuàng)新教育新方法。

(3) 將無人機競賽項目、科研項目、創(chuàng)業(yè)項目三項融合，解決了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育方法這一關(guān)鍵性問題。目前，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目多由大學生自主設(shè)計并訓(xùn)練，缺乏一定的科學創(chuàng)新性。為了解決這個問題，將競賽項目與教師多年來積累的科研項目結(jié)合，在TRIZ創(chuàng)新理論和方法的引導(dǎo)下，設(shè)計成為新的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目，從而解決項目來源的問題。最后，由專業(yè)社團及工作室統(tǒng)一管理，從而形成創(chuàng)業(yè)項目。

3 創(chuàng)新人才培養(yǎng)的效果

創(chuàng)新教育經(jīng)過幾年來的探索與實踐，取得了豐厚的碩果，得到相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的肯定(見圖3)。團隊所帶學生參加國際、國內(nèi)重點科技創(chuàng)新競賽，獲得特等獎、一等獎、二等獎、三等獎等多項，得到《人民日報》《科技日報》《中國教育報》中國教育臺、江西衛(wèi)視等國家省市的新聞報道[15-16]。在第三屆全國“TRIZ”杯大學生創(chuàng)新方法大賽的4個類型中獲得兩個類型特等獎各一項，江西學子獨攬一半全國特等獎。汪利斌等學生創(chuàng)新團隊2015“全太陽能飛行器”在韓國國立木浦大學舉行的國際可再生能源技術(shù)頂尖設(shè)計大賽決賽中，以突出的創(chuàng)新設(shè)計和優(yōu)異的現(xiàn)場表現(xiàn)在各參賽隊中脫穎而出，一舉獲得特等獎。陶則旭等同學發(fā)明的專利作品“3D打印太陽能陸空兩棲無人機”，走出國門，在第30屆美國匹茲堡國際發(fā)明展中一舉摘得金獎。筆者也因推廣TRIZ創(chuàng)新方法且貢獻突出，成為首個獲得國際TRIZ協(xié)會頒發(fā)的特別貢獻銀獎。

圖3 江西省委書記鹿心社觀看學生創(chuàng)新設(shè)計的無人機產(chǎn)品

4 結(jié) 語

總之，高校教師應(yīng)積極進行教學改革，探索新的教學模式，以特色推動教學活動，以思想的改造為重點來提高大學生的水平；切實提高學生的知識運用能力、實踐創(chuàng)新能力、語言表達能力和團隊意識，培養(yǎng)更多的創(chuàng)新人才。

參考文獻(References)：

[1] 楊一平，李 蘋，王貴學，等.培養(yǎng)學生具有創(chuàng)新素質(zhì)的實驗教學模式探討[J].實驗室研究與探索，2011,30(7): 259-261.

[2] 張 紅，楊素娟．拓展實驗課程內(nèi)涵 提高學生綜合能力[J].實驗室研究與探索，2011,30(8): 332-335．

[3] 劉曉彬.以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的物理實驗教學改革探索[J]．實驗室科學，2013，32(2): 52-54．

[4] 國務(wù)院辦公廳.關(guān)于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見國辦發(fā)(2015)36號．

[5] 張 軍，燕友果，胡松青，等.培養(yǎng)創(chuàng)新人才的實驗教學模式的探索與實踐[J].科技信息，2010(7): 149．

[6] 胡 桃，沈 莉.國外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模式對我國高校的啟示[J]．中國大學教學，2013(2): 90-94．

[7] 湯偉偉，梁瑞兵.大學生創(chuàng)業(yè)競賽活動的發(fā)展與教學研究[J].黑龍江高教研究，2013(2)：63-66.

[8] 鄭鈺瑩,王 輝,李友良. 基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐教學模式探索[J].教育與職業(yè)，2015(2)：164-165.

[9] 孫 浩,李 輝.工科大學生數(shù)學創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式的探索與實踐[J].中國大學教學, 2015(4)：78-80.

[10] 胡縱宇，劉芫健.溯本求源：大學生工程實踐能力培養(yǎng)的三個回歸[J].高等工程教育研究，2015(1)：185-190.

[11] 劉 艷，孟 威， 孟令軍，等.大學生創(chuàng)新實踐教育模式的探索與實踐[J].實驗室研究與探 索，2016，35(1)：166-168.

[12] 袁 星， 侯 薇.大學生創(chuàng)新訓(xùn)練模式的探索-零起點全程式大學生科研訓(xùn)練體系的構(gòu)建與實踐[J]. 思想教育研究，2009(s1):127-130.

[13] 付 坤， 凌振寶， 王金國. 高校工科大學生自主實踐創(chuàng)新教育的探索[J]. 實驗室研究 與探索，2015，34(4)：196-198.

[14] 董天順，李國祿，劉金海. 探索“任務(wù)型”開放教學模式提高大學生的實踐創(chuàng)新能力[J].教育教學論壇，2016(33)：96-97.

[15] http://news.nchu.edu.cn/newsDetail.aspx?ClassName=%ce%c4%d5%c2%bc%ec%cb%f7&id=15861]

[16] http://www.gx211.com/news/2015518/n2481262007.html