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一、发展非智力因素的作用,培养学生创新意识
现代心理学认为,学生的非智力因素主要是指兴趣、毅力、意志、动机和态度等心理品质及人格特征的个性差异。心理学家把创新意识跟属于非智力因素的有关变量作相关分析,由相关系数矩阵发现,影响创新意识的主要因素是:兴趣。同时,还表明创新意识与非智力因素正相关且关系密切。源自内心的热爱和追求,是创新的灵魂,它对学生创新素质的形成与提高具有极大的推动作用。因此,培养学生创新意识的关键是发挥非智力因素的作用。
二、敢于标新立异,增强学生创新意识
现代脑生理学和少年儿童发展心理学研究表明,少年儿童有一种与生俱来的自我探索和好奇心,有无限的创造潜能,较为注重个人发展。这表明对中小学生进行创新意识与能力的培养符合少年儿童的身心发展规律。教师要培养学生的创新欲望,实现其创造性的追求。在教学中教师要积极引导学生不墨守成规,敢于挑战。教师要发现班集体中有创新精神的苗子,表扬敢于标新立异的学生,树立创新榜样,从而增强学生的创新意识。
三、加强创新思维训练,培养学生创新精神
创新思维是人类创造活动的灵魂和核心。它是在已有知识基础上,经独立分析综合、寻找新的联系,从而使问题获得解决的一种思维过程。思维的发散性,就是多角度、多侧面的思维方式。因此,在创新教学中,要灵活处理教材结构和体系,加强创新思维方法和技巧的训练。
四、注重双基训练,培养学生创新能力
扎实的基础知识是学生学习和掌握专业知识与技能技巧的基点,是创新能力形成的基础。所以,对学生的创新能力的培养应当建立在“双基”教学的基础上,这要求我们必须培养学生具有扎实的基本功,否则,培养学生的创新能力应会变成无本之木、无源之水。但是,这不等于说有了“双基”后再进行创新能力的培养,而应当在进行“双基”教育的过程中就予以渗透,使二者相辅相成。例如在数学教学中我们可以采用启发式、问题式、发现式、研究式等教学方法,诱导学生积极思维、探索、寻找解决问题的途径和方法。
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1 引言
“创新是一个民族的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。”这是同志对创新的评价。时代呼唤培养创新型人才,教育必须满足时展的需求。人才的创新能力培养是一个系统性工程,而创新意识是创新人才最基本的素质。中学教育是基础中的基础,承担着为培养创新人才奠定素质基础的重任。为适应时代要求,中学物理教育的中心应转移到为提高中学生的科学素质尤其是创新意识与创新能力这方面,在物理知识、物理方法、物理思想及基本科学精神上实施素质教育,使学生在现代化社会中生存,以及在进一步接受高等专业教育的过程中具有相应的创新能力和创造力。本文结合中学物理课程教学,对怎么培养学生的创新意识与创新能力进行相关论述。
2 中学物理教学中的创新意识与创新能力培养方法
针对中学物理教学中怎样培养学生的创新意识与创新能力,本节从批判性思维培养、合作性学习方式、猜想与假设的重要性、实验等四个方面分别进行相应的论述。
2.1 批判性思维培养
批判性思维是在充分理解的基础上,积极主动地以高标准自觉清晰地审查和监控思维诸要素的过程,以区分特定思维的好坏优劣,并着重指出、分析和纠正其中的缺陷,从而达到改进创新的目的,故批判性思维是培养学生的创新意识与创新能力的重要途径之一[1]。批判性思维不会随着年龄的增长而不经训练自然具有,批判性思维需要审慎持续地引导、示范与练习才会获得,而初中物理课程,无疑是一个培养批判性思维的途径。美国明确将学生具备批判性思维作为其中学科学教育的重要目标之一。我国的中小学教育虽然也认识到了对学生批判性思维的培养,但其在作为批判性思维培养重要载体的中学物理教材中的设置却显得含蓄、隐性以及不尽合理,在中学物理课堂教学中对批判性思维培养也缺乏足够有效的实践探索。可以进一步从以下方面培养学生的批判性思维,从而培养学生的创新意识与创新能力:从概念分析、定理定律与公式运用中培养学生的质疑态度;在错误评价和方案评价中培养学生的批判精神。在教学实践中,教师可以将容易混淆的知识有针对性地设计成概念辨析题,让学生经常性地辨析易混淆的知识点,不断地分析比对,促进学生掌握辨析的方法,提高辨别是非的能力,从而培养学生敢于质疑的态度。还可以根据物理课程中一些定律的适用条件来引导学生的批判性思维。
如关于欧姆定律,可以向学生发问:“把100 V的电压加在一段导体上,测得通过电流为5 A。若之后改为50 V的电压加在这导体上,测得的电流是多少?”学生回答是2.5 A。进一步提出:“是不是一定精确为2.5 A?”最后给学生指出:实际上不一定,因为通电后导体会发热,会有温度的改变,这会导致导体电阻阻值的变化,故而导致测得的电流不精确为2.5 A。
2.2 合作性学习培养学生的合作创新意识与能力
合作创新是现在科学研究不可或缺的一种实现形式。“曼哈顿计划”“阿波罗计划”“人类基因组计划”等世界上著名的创新工程无不是世界上各国、各个学科的科学家通过合作创新研究、通力合作才达到的举世瞩目的成果。我国也非常重视合作创新计划,如教育部“高等学校创新能力提升计划”(简称“2011计划”),自2012年启动实施,4年为一个周期,旨在建立一批“2011协同创新中心”,大力推进高校与高校、科研院所、行业企业、地方政府以及国外科研机构的深度合作,探索适应于不同需求的协同创新模式,营造有利于协同创新的环境和氛围。
为了适应新时代对协同创新人才的培养,中学物理教学过程中应当引入和加强合作性学习方式,课程教学中适当采用分组合作互动学习的方式完成课堂的教学[2]。将学生分配到不同的小组中,尽量保证一个小组内的学生各具特色,能够相互取长补短,彼此相互指导、相互学习。让学生去认识不同的对象,听取不同的看法,分享彼此的经验,从而使合作小组活动中有更多、更丰富的交流与碰撞,可以激发出更多、更新颖的观点,达到培养学生创新意识与合作创新能力的目的。如在教学浮力大小与液体密度、排开液体体积、物体密度、物体的体积、物体没入液体中的深度、物体的形状等因素之间的关系时,可以让每个小组不同成员分别研究其中某个因素对浮力大小的影响,再通过相互讨论不断加深自己的理解,创新意识与创新能力也在相互讨论过程中得到加强,合作协同学习与协同创新能力也得到一定的锻炼。
2.3 重视猜想与假设
牛顿说过:“没有大胆的猜想,就做不出伟大的发现。”猜想是创新的源泉,合理、科学的猜想是科学发现与创新的重要途径。假设是为了给猜想提供一个可供实践和验证的客观条件,使最初的猜想有一个可供验证的依据。具体地说,它就是猜想的深入[3]。正因为有了各种假设,才激起了学生对科学知识的无限渴望和一究到底的积极性。同时,假设也为学生提供了一个自主探究的广阔空间,为学生创新能力的培养提供了舞台。在学生探索未知知识领域时,在已有知识事实的基础上,运用非逻辑手段而得到的一种假定,是一种合理推理。猜想与假设一旦能得到实验结果的支持,它就成为科学结论。故通过猜想能切实开发学生的智力和想象力,培养学生的创新意识与能力。
在物理课堂教学过程中,教师充分利用猜想与假设,来培养学生的创新意识与能力。
1)引导学生把日常生活经验跟探索物理规律结合起来,提出猜想与假设。如在介绍重力时,可以假设:一旦人失去了重力会怎么样?如果任何物体都失去了重力的话,会导致什么后果?通过一系列的假设,加深学生对重力的理解,引发学生的创造性思维。
2)运用类比联想、类比推理、逆向思维等各种方式来引导学生进行猜想与假设。如在讲授导体电阻大小与导体的长度、横截面积、材料等因素的关系时,可以先假设许多人过隧道,什么因素能影响人的顺利通过?学生根据日常生活经验得出结论:隧道的长度、宽度及隧道是否平坦等因素。通过类比把导体看作隧道,自由电荷比作人,让学生猜想电阻的大小与导体的长度、横截面积、材料等因素的关系。教师应从多方面创造学生提出猜想与假设的有利条件,进而引发学生创造性思维,培养学生的创新意识与创新能力。
2.4 加强实验对创新意识与创新能力的培养
物理学是一门实验科学,实验是物理学的基础。物理学的概念、规律及公式等都是以客观实验为基础的。许多物理学的猜想与假设需要通过实验来验证,可以说实验是创新实现的主要手段[4]。
实验是培养学生创新意识与创新能力的一个主要途径。学生通过操作实验仪器、观察实验现象和分析实验结果,一方面使观察能力、思维能力、操作能力都得到初步的锻炼。而敏锐的观察、熟练的操作又是创造性思维得以产生的基础。故在中学物理教学过程中,应加强实验对创新意识与创新能力的培养。在实验教学设计中,既要关注学生动手能力的训练,更应从实践与思维、动手与动脑的相互联系来认识实验对培养学生创造性思维与创新能力的作用。
应着重从3个方面利用实验来培养学生的创新意识与创新能力:1)做好演示性的实验,使之生动有趣,激发学生的创新意识;2)通过学生自主设计和改进实验,优化创新思维过程,培养学生的创新思维;3)通过实验中的“败笔”,引发学生深入思考,培养学生的创新能力。
如需要测量某一盐水的密度,要求尽可能得出精确值,让学生自主设计实验方案。可能会有两种实验方案提出:
方案一:1)用天平称出空烧杯的重量m;2)用量筒量出100 ml盐水,倒入烧杯中;3)用天平称出烧杯和盐水的总重量M;4)计算出盐水密度。
方案二:1)用天平称出烧杯和已有盐水的总重量M;2)从烧杯中倒出100 ml盐水;3)用天平称出烧杯和剩余盐水的重量m;4)计算出盐水密度。
显然通过这两个物理实验都能求出盐水的密度,但从精确度上来说,两者是有差别的:方案二比方案一更准确。玻璃对盐水来说是浸润的,方案一中一部分盐水附在量筒壁上,没有倒入烧杯中,导致烧杯中盐水重量的减少;而方案二巧妙地回避了这一问题。故通过加强实验特别是学生自主实验,能够培养学生创造性思维与创新能力。
3 小结
中学物理作为中学生学习的一门主要的自然科学,在培养学生的创新意识与创新能力上起到至关重要的作用。本文结合中学物理的学科特点,对怎样在教学过程中更好地实现学生创新意识与创新能力的培养进行了初步的探讨,并指出应该加强从包括批判性思维培养、合作性学习方式、猜想与假设的重要性、实验等在内的4个方面来培养学生的创新意识与创新能力。
参考文献
[1]程轶峰.初中物理教学中批判性思维培养的理论及实践研究[D].武汉:华中师范大学,2011.
[2]周春宝.初中物理探究学习过程性评价探索[D].南京:南京师范大学,2008.
加强创新能力提高创新意识范文3
【关键词】创新意识;高中化学;创新能力
一、高中化学教学的意义
新课改之后,化学教育在众多科目中的重要性又强了一分,在教育教学工作中,学生们的主体地位也日益得到重视,以此有助于学生们树立起良好的学习价值观,人的潜力是无限的,可开发的空间也是无限的,故而,在学习当中要充分的重视学生的主体地位,要用发展的眼去关注学生们的学习,对学生有信心,这样使得学生们能够得到好地教育与塑造。也使学生得到更加深入全面的发展。教育修恶习过程中,教师要积极调动学生参与进来,让学生能够积极地发掘并发展自身的潜力,是教学目标得到更优先的实现。新课标要求,化学科目的教育与教学应当重视师生之间良好关系的建立,创建出更加自由和谐的宽松学习氛围,良好的师生关系更能促进学生学习目标及教师的教育目标的实现,在教学过程中,教师应当严格关注学生化学知识水平的发展与提高,对于日后更加深入的学习奠定了良好的基础。
二、高中化学教学中创新意识培养的重要性
己有的理论知识为手段,在实践当中,不断延伸出有价值的新理论、新方法以及新的思想,这就是创新能力。在高中化学教育的过程中,教师应当积极的引导学生掌握正确的学习方法,为解决学习过程中的问题打下坚实的基础。高中化学教育中,对学生们创新意识的培养,不仅是为了更好地学习以及掌握化学之时,更是为社会培养高素质人才的重要因素。创新能力的培养,首先是以学生的现实学习状况为主,为学生们塑造良好的学习氛围。高中化学的新标准中也指出,为了学生在良好轻松的学习环境下学习,应当重视学生们创新意识的培养以及发展。良好的学习环境能够激发学生们的学习效率,是学生们在提高学习效率的同时更发展了自身品质。创新能力的培养能够帮助学生树立出良好正确的学习观和人生观。认得到脑可开发性极为强大,因此,强调学生个体差异以及主体地位,十分重要。学上门创新能力的提高,有助于学习兴趣的培养与发展,更有助于学习以及教学目标的合理高效的实现。
三、现阶段高中化教学中创新意识培养所存在的问题
(一)学生创新能力的培养没有提高重视
学生们的创新能力的利用主要是以已经掌握的就知识和理论为基础,在不断的学习以及实践当中总结应用性的法和理论,这样会使学生们在未来的发展上获得更好的机会与方向。但是,受到传统育人思想和模式的影响,学生们学习过程中对于创新意识关注度不够的问题,这就使得创新意识无法在教育教学过程中得到有效的培养与锻炼;有的学校教师对与学生们的创新意识的培养不够重视,依次也导致了创新能力无法得到有效的培养与学习。
(二)在化学教育中,没有一套完善的学生创新能力的培养方式
在化学科目中,实验是学习的主要方式,所以,应当以日常进行的化学实验为手段,对学生们的自主创新能力与意识进行培养。很多学校,化学学习的目的是为了应对考试,因而在化学教育以及实验学习过程中也存在了这样的弊端,一切的努力及学习都是以最终考试为风向标的,这样就使得在学习过程中根本没有太多的实验课程,这样就造成了无法利用实验课程对学生们进行有效的创新意识的培养;还有的学校,教师的教育经验薄弱,很多教师只能以传统的教育教学方式进行教学活动,这样就使得学生们的创新意识无法培养以及创新能力无法锻炼的问题。
四、高中化学教育中创新意识培养的方式
(一)对化学实验的教学增加重视
实验教学是化学教学的主要教学手段之一,同样,学生的创新能力也能够在实验课程中得到最大的培养以及锻炼。在以后的化学教育活动中,希望教师们能够增加对于实验教学的重要性,将实验课程的上课频率适当增加。当然,是在学校的实验器材等硬件设施得到有效的更新以及护理。在实验课程中,教师规定好试验方法以及实验目的,让学生们自主完成实验,自己考虑问题,面对预料之中的突发状况让学生自己处理,同样,在实验过程中,允许同学们在不违反课堂守则的情况下可以根据自己的想法进行试验,只需保证实验效果。如此一来,学生们的创新能力得到了极大的锻炼。
(二)关注化学教育与实际生活的联系
在化学科目的学习当中,许多内容都与生活有着紧密的联系,然而在现在的高中化学的教育过程中,并没有重视化学与生活之间的联系。如此一来,学生们的学习兴趣和效率无法得到最大化的体现,同样更使得学生们的创新意识无法得到有效的培养与锻炼。如果想要使学生们的创新意识得到有效的培养与发展,那么教师在教学过程中应当注重学科内容与生活当中存在的联系,这样一来能够有效地激发起学生们的学习兴趣,更加能让学生们的创新意识得到培养与发展。另外,教师们还应当将化学教学与日常生活相结合,时常在课后给同学们安排一些与日常生活有关的小实验,让学生们自己发掘,自己完成,这样一来,在学习的过程中能够对创新能力得到有效的培养。
(三)让学生们创新意识的培养得到重视
现价段的我国教育模式受到传统教育模式很大的影响。高中阶段,学生们创新能力的培养极为重要,这关系到学生日后是否会得到更好的发展,教育教学活动中应当加强对学生创新能力的重视,教育教学过程中缺乏对学生们创新意识的培养以及常性能力的锻炼。因此,教师应当加强对创新意识与创新能力的重视,加强学生们创新意识的培养,如此一来,使学生能够在未来得到更好的发展。受新课改的要求,教师应当改变教育模式,通过多方面对学生创新能力的锻炼。
(四)增强学生们的质疑意识,敢于反驳
学会质疑是培养创新能力所需要的根本素质,在化学教育过程当中,教师应当鼓励学生们进行正当的提问与质疑,并且对教师所下的决定也要敢于怀疑,打破传统的“师命即天命”,老师的话就是真理的古板思想,学生们在质疑老师的同时,自己的大脑也进行了详尽的考虑与思索,在质疑老师的同时大胆地将自己的想法进行阐述,这不但使学生的学习效果增加,更使学生们的创新意识得到增强。
五、结束语
创新能力的培养是新时代对于学生的时代要求,化学课程在高中众多学科当中,相对来说接近与实际生活,并且化学学科的重要程度也是与日俱增,故此,在化学教育过程中结合着创新意识的培养以及创新能力的锻炼,使学生们化学的学习更加有质量有效果,同时更能高效地达到教师的教育目标以及学生的学习目标。创新能力的锻炼,能够使学生更好地顺应社会的需求,促进学生们更加高效良好地发展。
参考文献:
[1]朱佳丽.微课在高中化学教学应用中的初步探索[J]?中学化学教学参考,2017,(02).
[2]王舒.合理应用情境素材促进高中化学教学[J].中学教学参考,2〇17,(08).
[3]夏淑冰?系统思维在高中化学教学中的应用[J].中学教学参考,2〇n,(08).
加强创新能力提高创新意识范文4
关键词:初中;科学教育;创新意识
初中科学和一般的学科不同,对学生的创新能力要求比较高。但在传统的教学模式下,教师比较重视学生应试能力的培养,而忽视了学生的创新能力,因此,必须探索培养学生创新意识、提高学生创新能力的有效途径。
一、创造创新环境,培养创新意识
环境对于一个人能力的培养具有重要的意义。在培养学生创新意识和创新能力的过程中也应重视环境的影响。因此,教师在教学过程中应为学生营造良好的环境。(1)要鼓励学生提问。在传统教学过程中,课堂氛围比较严肃,学生不敢提问,教师也不愿意回答学生提出的各种千奇百怪的问题,这样不仅影响了学生参与课堂教学活动的积极性,同时还影响了学生创新能力的培养。因此,在教学过程中教师应鼓励学生大胆提问,以此培养学生的创新意识;(2)采用情景教学的方式。在情景教学的过程中可以充分发挥学生的想象力,并鼓励学生大胆设想,帮助学生将想象变成现实,从而让学生体会创新的乐趣;(3)采用科学趣味实验教学的方法。通过趣味实验教学可以为学生营造一种轻松愉快的学习氛围,在这种环境下更容易激发学生的创新意识。
二、培养学生独立思考的习惯
通过独立思考不仅可以锻炼学生的思维能力和逻辑能力,同时还有助于培养学生的创新能力。培养学生独立思考的习惯可以从下述几个方面入手:(1)采用一题多变、一题多解的方式。根据专家的研究发现,一题多解是培养学生发散思维的有效方法,学生需要通过联想和想象才能拓宽自己的思路,这一过程可以实现培养学生发散思维的目的;(2)打破思维定式,培养学生逆向思维。培养学生逆向思维是培养学生创新能力的一种有效方法,采用逆向思考的方式可以让学生获得更多的灵感。
三、培养学生的探索精神
加强创新能力提高创新意识范文5
通信工程创新能力工程能力卓越计划随着通信技术的发展日新月异,对人才的创新能力要求不断提升,如何培养具有创新意识和创新能力的高层次人才,适应行业发展的需求,保持有较强的社会竞争力,是高校教育工作者面临的重要课题。“卓越计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目,“卓越计划”以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心,要求行业企业深度参与培养过程,学校按通用标准和行业标准培养工程人才。
东北石油大学通信工程专业是黑龙江省重点专业,在学生创新能力培养方面不断进行改革,如加强创新意识培养、改革人才培养方案、建立创新实践平台等,取得了一些成效。
一、加强创新意识与思维的培养
创新意识是培养学生创新实践能力的前提。经过小学、中学的“填鸭式”教育方式,大学生习惯了听课、作业、复习、考试,在思维上形成了定式,缺乏创新意识。因此,我们制定了培养创新意识、指导创新活动的系列活动。
1.培养创新意识
在学生入学教育时,就开始渗透在大学中具有创新意识的重要性,列举多个优秀学生的典型成功案例,请高年级优秀学生进行创新意识与创新活动的交流,引导他们有步骤、分阶段地参与创新活动,提高创新意识。
2.培训创新理论与方法
学校开设了《TRIZ创新理论与方法》选修课。前苏联发明家根里奇・阿奇舒勒在1946年提出了TRIZ理论,被誉为创新的“点金术”,已成为了著名的创新方法学,应用非常广泛。其中的40个发明原理、39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩阵、物理矛盾和四大分离原理、物质一场模型、发明问题的标准解法、科学效应和现象知识库等工具为工程技术人员提供了强大的技术矛盾解决工具。通过成立TRIZ协会,开展系列TRIZ创新活动,应用TRIZ理论提供的系统理论和方法引导学生创造性地发现问题和解决问题,快速确认核心问题,发现根本矛盾所在,从而增强创新意识,培养创新能力。
3.开展科技创新活动
开展了大学生科技活动节、TRIZ科技活动竞赛、大学生挑战杯科技作品竞赛、大学生电子设计竞赛等,将TRIZ理论运用到信息类专业知识中,指导课题开题、技术创新。通过对课题进行过程中难点的分析,将创造性思维和创新性方法解决核心技术问题,激发大学生进行科技发明的兴趣,从而创造出科技创新成果。
二、改革人才培养方案
根据通信工程专业的培养目标和要求,结合本专业地处大庆油田的特色,基于CDIO理念和“卓越计划”的要求,优化课程体系,修订培养方案和教学大纲。该方案以学生为本,以工程创新能力培养为核心,以“应用系统、功能模块、基本单元”为主线,构建了一、二、三级课程群。其中一级包含本专业主要基础课程;二级包含实践、创新、综合能力培养要求的项目;三级包含核心课程和与二级项目对应的课程群,如图1所示。在教学方法和教学手段改革中,以问题、案例或项目进行教学,尝试多样式教学方式,充分调动学生的积极性和主动性,让学生带着问题来学习,提高学习效率和效果,进而提高教学质量。
三、构建工程创新实践平台
工程创新实验平台是学生进行实践锻炼的保障,为此,我们构建了校内外多层次工程创新实践平台。
1.校内实践平台
校内工程实践平台主要包括专业实验室、省高校重点实验室、省校企共建研发中心。
专业实验室主要开展与专业课程相关的教学实验项目,一方面,让学生了解基本实验理论、数据处理知识、实验规范、实验方法、学会常规实验仪器的使用,熟悉典范实验的原理、方法及实验过程,达到课程的基本技能训练教学要求。另一方面,培养学生综合运用理论知识和工程观念分析问题和解决问题的能力。其实验教学方法是将信号的检测、滤波、变换、控制等多个环节结合在一起,培养综合运用多门课程的能力,实验内容为某一课程各模块的综合内容或多门课程的综合应用。
省高校重点实验室和省校企共建研发中心主要开展科研项目、大学生创新实验项目、大学生科技竞赛项目等研究,学生以分组的形式加入到各课题组中,由指导教师对学生的选题及研发过程进行指导和监督,对研究成果进行组织鉴定。
2.企业实训平台
认识实习、生产实习、毕业实习等实践性教学环节在企业进行,由校内教师和企业导师共同对学生进行工程实践训练,学生针对所选的实训项目进行相应的企业训练,学习企业文化,掌握工程项目开发各个环节内容,提高工程实践能力。
3.竞赛平台
组织并指导学生参加校级“挑战杯”科技竞赛、全国电子设计大赛、全国“TRIZ”杯大学生创新设计大赛等多个竞赛活动,通过参赛,提高工程实践能力,进一步激励学生进行工程创新活动的积极性。
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关键词:卓越工程师 土木工程;创新意识
中图分类号:C961文献标志码:A文章编号:10052909(2012)05001704“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)是推进高等工程教育适应中国新型工业化和创新型国家建设需要,是中国高等工程教育领域的一项重大改革[1]。清华大学工程教育研究中心有关学者在制定本科层次工程师培养的通用标准中明确提出,创新意识和开发设计能力是“卓越计划“高校工程专业4年制本科毕业生在知识、能力和素质方面的一个基本要求,同时指出作为本科层次卓越工程师后备人才,除了实践能力外,重点应放在创新意识的培养,而不能“跨越式”地谈创新能力的培养[2]。基于“卓越计划”下的工科专业本科层次学生创新意识培养主要不同在于:一是更加突出了创新意识培养的前提是要求学生掌握扎实的工程基础知识和本专业基本理论知识,了解本专业的发展现状和趋势,并以此作为必要条件;二是创新意识作为“卓越计划”对本科生提出的11条基本要求之一,与其他要求存在着相互关联,是人才培养体系的有机构成要素;三是“卓越计划”下学生创新意识的培养体现了本科、硕士和博士不同层面的基本要求,更加明确了以“胜任在现场从事产品的生产、营销和服务或工程项目的施工、运行和维护[2]”为本科层次培养目标下的“较强创新意识“的培养,而非硕士层面的“开拓创新意识”和博士层面的“具有工程创新能力”。
基于“卓越计划”对本科层次人才培养的内在要求,重点分析土木工程专业在本科生创新意识培养方面存在的问题和产生的原因,并探讨通过优化课程体系、改革课堂教学模式、深化实践教学等进一步加强学生创新意识的培养。
一、土木工程专业本科生创新意识培养的重要性
创新意识是指人们根据社会生活发展的需要,引起创造前所未有的事物或观念的动机,并在创造活动中表现出的意向、愿望和设想。创新意识是人们进行创新活动的出发点和内在动力,是创新思维和创新能力得以形成的前提[3]。总书记强调: “建设创新型国家,关键在人才,尤其在创新型人才”。过去近30年,中国基本建设得到飞速发展,被国际建筑界称为“世界上最大的建筑工地”,土木工程领域成果丰硕,“施工技术已有部分项目赶上或超过了发达国家,在总体上也正接近发达国家的水平”[4]。但在自主知识产权的创新方面并未有很大突破,中国科学院一项调查表明:中国工程科学方面的原创性创新成果少,工程技术上模仿性创新不够,拥有知识产权核心技术的产品数量与发达国家相比差距很大[5]。这与当前工程教育中创新意识培养不足或缺失不无关系[6]。显然,教育部启动“卓越计划”正恰当其时,而强化学生的创新意识更是“卓越计划”的人才培养目标。在土木工程专业培养和教学中加强创新意识的培养和探索也是土木工程教学改革的重要方面。
二、土木工程专业本科生创新意识培养存在的问题
高校土木工程专业肩负着为国家培养高级建设人才的重任,培养具有扎实的基础知识、创新意识和创造能力的毕业生具有重要意义。然而,偏重知识教育,忽视综合素质和创新意识培养的现象在高等教育中依然普遍存在,主要表现为如下四个方面。
(一)重视应试能力,忽视综合素质培养
传统教育观念下实施的应试教育把考试和升学作为主要教育目标,在教育教学过程中片面强调高分和高升学率。在教学内容和方法上,知识的机械性记忆和重现成为重要内容,学生的创新意识培养基本得不到重视。
(二)重视理论教育,忽视实践环节
土木工程专业学生不仅要具备扎实的理论功底,更要注重实践,学会如何运用专业知识解决实际工程问题,这是土木工程专业特点与内涵要求。然而,长期以来受传统封闭式教学理念的束缚,片面强调对教材知识、经验理论的把握,忽视将理论与生产实践及实际工程相结合,导致教学内容、教学方法单一,在知识传授的过程中学生常处于被动地位。
(三)重视共性培养,轻视个性发展
传统教育模式下整体划一的人才培养方式和高等教育扩招带来的人才培养批量化[7],已经严重扼杀了学生的个性和创造天性,很少注意学生的针对性、可接受性、多样性和差异性。
(四)重视教师主导,忽视学生主体
创新欲望是培养创新意识的内在动力,然而在以教师为主体的教育过程单向化培养模式下,学生主体地位被忽视,学生独特思想常遭到批判和挑剔。学生未意识到学习目标的多重性,追求真知的动力缺乏,更感受不到创新的乐趣。
三、土木工程专业本科生创新意识培养途径与方法
培养学生创新意识和创新能力是“卓越计划”实施呈现的三个鲜明特点之一[7],更是其目标与要求。河南工业大学作为教育部第二批实施“卓越计划”的高校之一,至启动以来,按照有关要求进行了有关教育教学改革,笔者结合学校土木工程专业实际,从优化课程体系、改革课堂教学模式、深化实践教学三个方面探讨了学生创新意识的培养途径与方法。
(一)课程体系优化
课程体系对人才培养具有纲领性和指导性作用,优化课程体系内容,对培养什么样的人才起着很大作用[8]。以往土木工程课程体系过分注重公共基础课、专业基础课和专业课这三大模块,忽视了学生兴趣爱好、个性特长的选修课程模块,学生缺少创新意识培养的机会。基于此,在课程体系改革上,按照厚基础、宽口径、高素质的原则,加强文理渗透和理工结合,重点作了如下优化。
一是,将整个课程体系分为通识平台、学科平台、专业平台和实践环节(具体学分构成详见表1)。
二是,通过整合公共基础课和专业课内容,精简原计划必修课程内容和数量,增加土木工程专业新技术及前沿选修课,适当增加以工程经济、项目管理、工程法律法规、人文与社会科学为主的选修课。
三是,以开放性创新实验教学方式,将教师最新科研成果纳入创新实践培养环节,增加工程实践课程内容。这样使课程体系中理论教学与工程实践、基础课与专业课、必修课与选修课、人文科学与自然科学课更好地相互协调,为学生自主设计学业计划,实现个性发展,加强创新意识的培养,提供更大发展空间,更好地符合知识结构的要求及能力与素质的培养要求。
(二)课堂教学模式改革
在土木工程专业培养的各个环节中,以教师传授课堂教学占比最大,因此加强课堂教学过程中学生创新意识的培养尤为重要,并对学生持续、潜移默化地产生影响。为此重点进行了以下三点课堂教学改革:一是,教师在课堂教学开始前,根据课程特点和自身实际进行课堂教学组织和设计,深入研究教材,及时补充最新研究成果,精练授课内容,增加学生自学和课堂讨论内容和学时。二是,进行启发式教学,引导学生联想,在土木工程专业教学中,通过各种浅显工程实例,使学生产生联想,加强基本理论理解与创新意识培养。三是,要设计具有创新意识的综合性题目,进行小组讨论,要求学生广泛收集相关资料,充分利用所学基本理论与知识研究讨论,撰写报告并进行汇报答辩。在此环节,追求过程享受,让学生体会运用已学知识解决问题带来的乐趣,开拓学生思维,探索未知。
(三)实践教学
实践环节是土木工程专业教学的一个重要环节,与课堂教学不同,可以使学生得到直接集中的训练,旨在培养学生理论联系实际的综合能力和创新意识。创新思维来源于实践,创新能力是在不断解决实际问题的过程中锻炼和培养出来的[9]。目前,学校土木工程专业本科(四年)设置的集中性实践教学环节包括:认识实习、实验教学、课程设计、生产实习、毕业实习与毕业设计、社会实践等,在此基础上,结合“卓越计划“对本科生实践能力的基本要求,从以下三个方面加强了实践教学。
一是,推进实践课程内容的改革和创新。针对材料力学、土力学、建筑材料、土木工程结构试验与检测等课程的实验教学进行改革,逐步减少验证性实验,增设综合性、设计性和研究性实验,给学生更多的自由想象空间进行方案设计,并动手完成整个实验过程,培养学生的启发性思维和创新意识。
二是,依托行业和省内外工程设计施工企业,通过校企联合培养加强校内外实践教学基地建设,通过学生到企业去实践、学习、锻炼,提高学生实际动手能力。选取专业素质较高的学生,按照具体工程项目要求进行校企联合毕业设计,收到了良好效果。例如:2011届土木工程专业约25%毕业生的设计题目源自实际工程项目,并在正从事着设计任务的指导教师带领下,通过必要任务分解,学生按照正式施工图要求进行设计,毕业答辩时,优秀毕业设计均来自这批学生。
三是,将学生创新实践活动纳入正常的实践教学中,结合“挑战杯”竞赛、结构设计大赛、力学竞赛等科技创新活动,建立工程实践科技创新环境平台,将创新活动赛事、教师科研活动、专业前沿和热点问题作为创新活动内容,按照不同年级和层次定期开展创新活动,锻炼学生知识综合运用能力。例如:由学院教师指导的第十二届“挑战杯”科技竞赛作品—《非规则球形网架结构构型原理与方法及其力学性能数值模拟》,结合教师科研项目和专业前沿,由大四、大三和大二不同年级学生,土木工程、建筑学和力学不同专业学生组成的联合研究团队,经过近一年的努力,取得了全国一等奖的好成绩。
四、结语
创新意识是“卓越计划”对高校工程专业4年制本科毕业生的一个基本要求,也是“卓越工程师”应有的基本素质。研究专业教学中创新意识的培养具有深刻的现实意义和长远意义,高校应将其贯穿于教育教学的全过程,转变观念,在课程体系建设、课堂教学组织与设计、实践教学体系建设等方面深化改革与实践,为提高学生整体创新意识和创新能力,培养适应现代化建设需要的创新型土木工程技术人才奠定基础。
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Innovative ideology cultivation for undergraduates majored in civil engineering
XU Qikeng, ZHANG Hao
(School of Civil Engineering and Architecture, Henan University of Technology,
Zhengzhou 450001, Henan Province, P. R. China)