論應(yīng)用型人才創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

摘 要：創(chuàng)新教育是時(shí)代賦予高校教師的歷史責(zé)任。文章闡述了高校開展創(chuàng)新教育的內(nèi)涵與目標(biāo)，從創(chuàng)新理論課程建設(shè)、教材建設(shè)、計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)和創(chuàng)新教育教研活動(dòng)等方面介紹了應(yīng)用型人才創(chuàng)新教育體系的架構(gòu)，提出了“應(yīng)用型人才創(chuàng)新教育四年不斷線”具體實(shí)施步驟。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才；創(chuàng)新教育體系；創(chuàng)新思維；創(chuàng)新能力；實(shí)施步驟

中圖分類號(hào)： G420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1008-3561（2017）02-0005-02

一、高校創(chuàng)新教育勢(shì)在必行

“為什么我們的學(xué)?？偸桥囵B(yǎng)不出杰出人才？”這就是著名的“錢學(xué)森之問”。2005年7 月 29 日，著名科學(xué)家錢學(xué)森曾向溫家寶總理進(jìn)言：“現(xiàn)在中國(guó)沒有完全發(fā)展起來，一個(gè)重要原因是沒有一所大學(xué)能夠按照培養(yǎng)科學(xué)技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造人才的模式去辦學(xué)，沒有自己獨(dú)特的創(chuàng)新的東西，老是‘冒不出杰出人才。這是很大的問題?！薄板X學(xué)森之問”是關(guān)于中國(guó)教育事業(yè)發(fā)展的一道艱深命題。《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020 年）》中已經(jīng)明確提出，高等教育要突出培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，這是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的基礎(chǔ)和迫切需要。創(chuàng)新教育是以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力為基本價(jià)值取向的教育，創(chuàng)新教育是現(xiàn)代創(chuàng)造學(xué)與教育學(xué)相結(jié)合的一個(gè)分支。創(chuàng)新教育包括三個(gè)方面內(nèi)容：一是發(fā)明創(chuàng)造的知識(shí)技巧和經(jīng)驗(yàn)的教育；二是創(chuàng)新能力訓(xùn)練；三是創(chuàng)造性教育，即指在普通教育中以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力為目標(biāo)而開展的各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)。開展創(chuàng)新教育有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)生在激烈競(jìng)爭(zhēng)中的生存能力。我國(guó)高校實(shí)施創(chuàng)新教育的途徑主要有課堂教學(xué)、課外活動(dòng)和社會(huì)活動(dòng)。我國(guó)已經(jīng)把培養(yǎng)創(chuàng)新型人才作為一項(xiàng)高等教育的重要目標(biāo)，然而如何實(shí)現(xiàn)這一緊迫的目標(biāo)還沒有一個(gè)理想的答案。目前的狀況是：一方面，人人都在談?wù)搫?chuàng)新，渴望創(chuàng)新；另一方面，卻又存在著對(duì)創(chuàng)新的種種不正確認(rèn)識(shí)，缺乏實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的方法和途徑。通過調(diào)研和網(wǎng)上檢索一些高校的課程設(shè)置，我國(guó)只有個(gè)別學(xué)校（如清華大學(xué)、北京理工大學(xué)等）自發(fā)地設(shè)置了“創(chuàng)新理論”“創(chuàng)新設(shè)計(jì)”類的課程，絕大多數(shù)學(xué)校沒有任何創(chuàng)新類課程設(shè)置，也沒有任何相關(guān)的機(jī)制來鼓勵(lì)教師講授一些與創(chuàng)新有關(guān)的課程內(nèi)容，這不能不說是一個(gè)令人遺憾的現(xiàn)狀。

二、應(yīng)用型人才創(chuàng)新教育體系構(gòu)建

我國(guó)高等教育的自動(dòng)化學(xué)科專業(yè)，經(jīng)過五十余年的發(fā)展，正成為最大的學(xué)科專業(yè)之一。我國(guó)舉辦自動(dòng)化專業(yè)的高校有 243 所，屬于教學(xué)主導(dǎo)型的高校有近 200 所。教學(xué)主導(dǎo)型高校的自動(dòng)化專業(yè)主要定位于“應(yīng)用技術(shù)主導(dǎo)型”，培養(yǎng)目標(biāo)是具有創(chuàng)新精神及實(shí)踐能力的應(yīng)用型工程人才?？梢姡詣?dòng)化專業(yè)的培養(yǎng)質(zhì)量對(duì)各行各業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，對(duì)我國(guó)自動(dòng)化水平的提高都將產(chǎn)生十分重要的影響。

北京信息科技大學(xué)屬于教學(xué)主導(dǎo)型的地方高校，2009 年自動(dòng)化專業(yè)成為國(guó)家級(jí)特色建設(shè)專業(yè)。近年來，自動(dòng)化學(xué)院將創(chuàng)新教育作為一項(xiàng)完整的和系統(tǒng)的工程加以對(duì)待，通過對(duì)創(chuàng)新教育的內(nèi)涵與目標(biāo)研究，在創(chuàng)新理論課程建設(shè)與教材建設(shè)，畢業(yè)設(shè)計(jì)和大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽中建立創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)與激勵(lì)機(jī)制以及校園創(chuàng)新文化氛圍建設(shè)等諸多方面進(jìn)行探索與實(shí)踐，從整體上形成一種在過程和結(jié)果上都具有創(chuàng)新特征的教育環(huán)境和創(chuàng)新文化氛圍，并在實(shí)踐中不 斷豐富和完善，努力構(gòu)建“應(yīng)用型人才四年不斷線”的創(chuàng)新教育體系。

1. 創(chuàng)新理論課程建設(shè)

創(chuàng)新已經(jīng)成為當(dāng)今時(shí)代的重要特征且有規(guī)律可循。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有的創(chuàng)新技法有 三百六十 多種，而絕大多數(shù)方法都面臨創(chuàng)新效率低的致命問題，其中最為常用和典型的方法是試錯(cuò)法和頭腦風(fēng)暴法。當(dāng)前，歐美創(chuàng)新理論的研究熱點(diǎn)是TRIZ 理論。TRIZ是俄語“發(fā)明問題解決理論”的縮寫，當(dāng)時(shí)，美國(guó)、德國(guó)等西方國(guó)家驚異于前蘇聯(lián)在軍事、工業(yè)等方面的創(chuàng)造能力，將其稱作創(chuàng)新的“點(diǎn)金術(shù)”。其研究始于1946年，前蘇聯(lián)著名發(fā)明家阿奇舒勒領(lǐng)導(dǎo)的研究機(jī)構(gòu)分析了全球近 250 萬件高水平的發(fā)明專利，總結(jié)各種技術(shù)進(jìn)化遵循的規(guī)律模式，以及解決各種技術(shù)矛盾和物理矛盾的創(chuàng)新原理和法則，建立起 TRIZ 理論體系。TRIZ 創(chuàng)新理論主要目的是研究人類進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題過程中所遵循的科學(xué)原理和法則，它是一種建立在技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化規(guī)律基礎(chǔ)上的問題解決系統(tǒng)，同時(shí)也是一個(gè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系理論。具體而言，TRIZ 創(chuàng)新理論主要包括以下創(chuàng)新設(shè)計(jì)問題解決工具：技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則，物—場(chǎng)分析法，發(fā)明問題標(biāo)準(zhǔn)解法，發(fā)明問題解決算法 ARIZ，技術(shù)矛盾解決矩陣，40 個(gè)創(chuàng)新原理，39個(gè)工程技術(shù)特征，物理學(xué)、化學(xué)、幾何學(xué)等工程學(xué)原理知識(shí)庫(kù)等。

我國(guó)高校開展的TRIZ理論相關(guān)教育主要有兩種形式：一是開設(shè)選修課或與高校開設(shè)的設(shè)計(jì)類課程相結(jié)合；二是以 TRIZ 理論為指導(dǎo)，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新（ CAI-Computer Aided Innovation） 輔助學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)或輔助有課題的在校師生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。TRIZ 理論為創(chuàng)新教育奠定了方法論的基礎(chǔ)。自2009 年以來，我校自動(dòng)化學(xué)院新增設(shè)了基于 TRIZ 理論的“工程技術(shù)創(chuàng)新導(dǎo)論”課程，該課程成為自動(dòng)化專業(yè)的特色選修課程之一，32學(xué)時(shí)，2 學(xué)分，重點(diǎn)介紹TRIZ 創(chuàng)新理論支持創(chuàng)新活動(dòng)的基本原理和思想，以及一些應(yīng)用該理論在工程實(shí)踐中解決技術(shù)問題的實(shí)例。

2. 創(chuàng)新教育教材建設(shè)

目前，我校自動(dòng)化學(xué)院在 TRIZ 理論課程教學(xué)和已取得的高教研究成果基礎(chǔ)上，現(xiàn)已完成了《工程技術(shù)創(chuàng)新理論基礎(chǔ)》教材的編寫工作，即將由清華大學(xué)出版社出版。全書介紹了工程技術(shù)創(chuàng)新的基本概念、創(chuàng)新的思維方法、詳細(xì)闡述了TRIZ 理論的由來、40個(gè)創(chuàng)新原理、TRIZ 創(chuàng)新工具和技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則等，還簡(jiǎn)要介紹了創(chuàng)新專利制度和高校創(chuàng)新教育工程的基礎(chǔ)知識(shí)。該教材的創(chuàng)新案例取材于 2010 年上海世博會(huì)上展示的世界各國(guó)最新的創(chuàng)新成果，使大學(xué)生從中體會(huì)到創(chuàng)新的無窮魅力。在紙質(zhì)教材基礎(chǔ)上，依托我校國(guó)家級(jí)電子信息與控制實(shí)驗(yàn)中心，建設(shè)了數(shù)字化教學(xué)資源，利用網(wǎng)絡(luò)推廣該教材，并使之成為大學(xué)生科技競(jìng)賽活動(dòng)的輔導(dǎo)資料或課外讀物，最大限度地發(fā)揮教材的使用效益。

3. 開放實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)

現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新 CAI 軟件是“創(chuàng)新理論 + 創(chuàng)新技 術(shù) + IT 技術(shù)”的結(jié)晶，它將不容易記憶的 TRIZ 理論，放到了軟件交互界面之中，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和信心，大大降低了創(chuàng)新的門檻，為培養(yǎng)創(chuàng)新能力，激發(fā)創(chuàng)新思維提供了先進(jìn)的培訓(xùn)工具。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室可使學(xué)生在創(chuàng)新理論課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上借助 CAI 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)進(jìn)一步開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)和各種科技競(jìng)賽活動(dòng)，使學(xué)生在本科學(xué)習(xí)階段就能接觸到行業(yè)最主流、最規(guī)范、最前沿的技術(shù)知識(shí)，拓展知識(shí)面，獲得業(yè)界水準(zhǔn)的實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)許多高校建立了計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，通過創(chuàng)新軟件指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維技法和思維方法的訓(xùn)練，參與各種科技競(jìng)賽及申請(qǐng)專利。

4. 創(chuàng)新教育教研活動(dòng)成果

近年來，我校自動(dòng)化學(xué)院創(chuàng)新教育團(tuán)隊(duì)在創(chuàng)新理論課程建設(shè)、教材建設(shè)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)等方面積極開展創(chuàng)新教育教研活動(dòng)，利用團(tuán)隊(duì)合力，努力構(gòu)建“應(yīng)用型人才四年不斷 線”的創(chuàng)新教育體系。創(chuàng)新教育團(tuán)隊(duì)由教授、副教授、講師、實(shí)驗(yàn)師等組成，共有18人，其中包括全國(guó)優(yōu)秀教師、北京市優(yōu)秀教師、北京市教學(xué)名師等。

三、“應(yīng)用型人才創(chuàng)新教育四年不斷線”的具體實(shí)施步驟

1. 大學(xué)一年級(jí)，抓住入學(xué)教育的良機(jī)，對(duì)新生進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)

新生入學(xué)教育作為大學(xué)生接受大學(xué)教育的第一個(gè)環(huán)節(jié)，是進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神引導(dǎo)的最佳時(shí)機(jī)，它直接影響著學(xué)生成才目標(biāo)的確立和實(shí)現(xiàn)。我校自動(dòng)化學(xué)院利用入學(xué)教育良機(jī)，通過豐富的視頻資料，向自動(dòng)化專業(yè)新生展示高年級(jí)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)和學(xué)科競(jìng)賽的創(chuàng)新成果，激發(fā)新生創(chuàng)新的愿望和動(dòng)機(jī)。

2. 大學(xué)二年級(jí)，開創(chuàng)“創(chuàng)新思維和創(chuàng)新方法論”課程，為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力打下理論基礎(chǔ)

工程師是創(chuàng)造性解決問題的人。為使大學(xué)生將來面對(duì)各種工程任務(wù)時(shí)，能夠有正確的思想方法和解決問題的途徑，“授人以魚，不如授人以漁”，從校園里接觸到最新的研究方法，往往比知識(shí)本身更要重要。在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面，能夠向?qū)W生傳授并使之掌握一套相對(duì)系統(tǒng)科學(xué)的創(chuàng)新理論，對(duì)開闊學(xué)生的視野、提高創(chuàng)新能力會(huì)大有幫助。因此，在教學(xué)中以 TRIZ 理論為主進(jìn)行創(chuàng)新教育，是創(chuàng)新教育改革中一條值得探索的途徑。我校自動(dòng)化專業(yè)是國(guó)家級(jí)特色建設(shè)專業(yè)，因此，我校在2008年教學(xué)計(jì)劃修訂中，自動(dòng)化學(xué)院為自動(dòng)化專業(yè)新增設(shè)了特色選修課程：基于TRIZ理論的“工程技術(shù)創(chuàng)新導(dǎo)論”（32學(xué)時(shí)，2學(xué)分），在低年級(jí)大學(xué)生中大面積普及了創(chuàng)造性思維與創(chuàng)新方法學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。

3. 大學(xué)三年級(jí)，指導(dǎo)大學(xué)生在學(xué)科競(jìng)賽中應(yīng)用TRIZ理論

大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽屬于競(jìng)技性的學(xué)習(xí)模式，其參賽內(nèi)容與人員都要求有較高的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新性。在大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽中，一方面，積極探索和建立學(xué)生創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)與激勵(lì)措施。例如，在學(xué)科競(jìng)賽隊(duì)員選拔中，對(duì)參加競(jìng)賽選拔的隊(duì)員進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)和能力測(cè)試，為競(jìng)賽隊(duì)伍選拔出最優(yōu)秀的隊(duì)員提供系統(tǒng)和科學(xué)的方法和依據(jù)；對(duì)于大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽中成績(jī)突出的學(xué)生，進(jìn)行表彰與獎(jiǎng)勵(lì)，并作為選拔優(yōu)秀生、免試推薦研究生和頒發(fā)獎(jiǎng)學(xué)金的重要依據(jù)。另一方面，指導(dǎo)教師還積極倡導(dǎo)大學(xué)生在學(xué)科競(jìng)賽中應(yīng)用 TRIZ 理論解決技術(shù)問題。例如，我校自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生在學(xué)科競(jìng)賽中應(yīng)用 TRIZ 理論，在第二屆至第五屆“飛思卡爾”杯全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽中獲華北地區(qū)二等獎(jiǎng)共8項(xiàng)，三等獎(jiǎng)4項(xiàng)；在第十屆全國(guó)智能機(jī)器人大賽暨 2010 年 FIRA 世界杯機(jī)器人大賽中獲一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)；在第五屆“西門子杯”全國(guó)大學(xué)生控制仿真挑戰(zhàn)賽中獲二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

4. 大學(xué)四年級(jí)，指導(dǎo)大學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用TRIZ理論

畢業(yè)設(shè)計(jì)是創(chuàng)新教育體系中的重要組成部分。自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題基本來源于教師的科研項(xiàng)目，具有較強(qiáng)的工程背景，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，一方面，倡導(dǎo)指導(dǎo)教師不僅是答疑和輔導(dǎo)，更要重視引導(dǎo)學(xué)生與實(shí)際工程問題的結(jié)合，使他們能夠初步熟悉科學(xué)的、規(guī)范的創(chuàng)新活動(dòng)流程，從而提高學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新方法解決創(chuàng)新問題的體驗(yàn)，有目的、系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新工作習(xí)慣。基于TRIZ 理論的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作提倡的是教師指導(dǎo)下的以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)，應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)新精神。教師并不是直接告訴學(xué)生應(yīng)當(dāng)如何去解決面臨的問題，而是向?qū)W生提供解決該問題的有關(guān)線索。例如，需要收集哪一類資料，從何處獲取有關(guān)的信息資料，以及現(xiàn)實(shí)中專家解決類似問題的探索過程如何等，在整個(gè)過程中教師起組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者的作用。另一方面，自動(dòng)化學(xué)院注重“拔尖”人才的培養(yǎng)，還積極探索和建立了大學(xué)生創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)與激勵(lì)措施。畢業(yè)答辯評(píng)分時(shí)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)其中體現(xiàn)的創(chuàng)新點(diǎn)給予很高的分?jǐn)?shù)比例，并作為優(yōu)秀成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)的重要依據(jù)。近年來，我校自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用 TRIZ 理論，畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量顯著提高，部分成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生還與指導(dǎo)教師合作在《控制理論與應(yīng)用》《儀器儀表學(xué)報(bào)》等國(guó)內(nèi)核心期刊和國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文，被EI和ISTP收錄。

5. 打造校園創(chuàng)新文化氛圍

我校通過開展多種形式的課外活動(dòng)傳播 TRIZ 理論，努力營(yíng)造校園濃厚的創(chuàng)新教育環(huán)境與氛圍，例如，與學(xué)生科技協(xié)會(huì)聯(lián)合舉辦創(chuàng)新方法論專題講座、建立校園創(chuàng)新教育專題網(wǎng)站、設(shè)立創(chuàng)新論壇、開展創(chuàng)新知識(shí)競(jìng)賽、指導(dǎo)學(xué)生參加各類科技競(jìng)賽及申請(qǐng)專利活動(dòng)等。我校還要通過校園媒體大力宣傳一系列創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的成功人物事跡，利用 TRIZ 理論對(duì)大學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育；還可以組織和培訓(xùn)優(yōu)秀學(xué)生參加國(guó)際TRIZ協(xié)會(huì)在中國(guó)的TRIZ專家認(rèn)證資格，為大學(xué)生未來就業(yè)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]莊壽強(qiáng).普通創(chuàng)新學(xué)[M].北京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001.

[2]馬潔，劉小河，申閆春.自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)用型人才工程教育培養(yǎng)途徑探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2009（31）.

[3]檀潤(rùn)華.發(fā)明問題解決理論[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

[4]馬潔，蘇中，劉小河，李鄧化.應(yīng)用型人才培養(yǎng)的創(chuàng)新課程及教學(xué)模式的探索[J].清華大學(xué)教育研究，2010（8）.