新生研讨课对大学生创新能力培养的探索

1、新生研讨课对大学生创新能力培养的探 索电子科技大学电子工程学院摘要：创新思维与发明方法是一门针对大学新生开设的课程。该文就该课程对大学新生 创新能力的培养进行了探索，从主题确立、思维碰撞和知识拓展三个层次分别给 出教学过程中呈现的实际案例，最后总结了教学的实践经验和需要注意的问题。 实践表明大学新牛通过主题确立增强了观察与思考能力、培养了创新意识;通过 交流讨论培养了团队协作意识和口头表达能力;通过总结提炼和报告撰写培养了 创新技能。该文对大学生创新能力的培养进行了有益的探索。关键词：新牛; 研讨课; 创新能力；triz理论;作者简介：陈祝明（1966-），男，博士，教授，主要从事雷达系统和雷

2、达信号 处理方面的研究工作，以及“创新思维与发明方法”“数字无线电系统基础” 等课程的教学工作。收稿日期:2017-03-16基金：电子科技大学新牛研讨课立项建设经费资助exploration on the cultivation of undergraduates' innovative abi1ity by the freshman seminarchen zhumingschool of electronic engineering, university ofelectronic science and technology of china;abstract： innovat

3、ive thinking and inventive method is a course for college freshmen. this paper explores the cultivation of innovation ability of col lege freshmen in this course, and gives the practical cases presented in the actual cases in the teaching process from the three aspects of theme establishment, thinki

4、ng collision and knowledge expansion respectively. finally, it summarizes the practical experience of teaching and the concerned problems. practice shows that freshmen through the theme establ ishment to enhance observation and thinking abi 1 ity, cultivate the sense of innovation, t hrough communi

5、cat i on and discussion to develop the sense of teamwork and verbal skills, and through the summary and report writing to train innovation skills. this paper makes a useful exploration on the cultivation of college students' innovative ability.keyword：freshman; seminar; irrnovativc ab订ity; triz

6、theory;received： 2017-03-16大学新生面对新的校园生活及校园环境，如何在进入大学教育之初调整个人状 态和行为，尽快完成自身角色的转变，以更好地完成大学学业并实现综合能力 的提升，是学校、老师和学生都要共同面对的问题。大学新生角色的转变可分为3个方面：1）学习和受教育方式的转变;2）生活、学 习方式的转变;3）综合能力的转变。首先，学习及受教育方式的转变，是指大学 新生由高中学习转变为大学教育的过程中面临着各种学习方法、受教育方式、教 学内容方面的转变;其次，牛活学习方式的转变，主要是指面临更多对自主性、 综合性要求较高的能力，学生要完成生活学习方式的转变才能更好地融入大

7、学 生活;最后，综合能力的转变是指大学教育需要学生以更加多元化的理论、思维、 分析等能力来支持，才能更好地适应大学学习口丄。因此，为了帮助刚进入大学 的新生适应全新的环境，顺利完成由中学阶段向大学阶段的过渡，为培养学生 的专业兴趣和科学研究能力而开设的新生研讨课应运而生。新生研讨课由哈佛大学于1959年首创，清华大学于2003年11月引入国内后首 先推行，随后浙江大学、复旦大学、上海交通大学等国内名校纷纷尝试，取得了 良好效果。新生研讨课以其鲜明的教学特点和独特的教育价值已经成为高校本科 教学改革的亮点及1。新生研讨课的教育目标脱胎于研究型大学“教学与研究相 结合”的教育思想，其核心是认为大学

8、中所有成员都是学习者、发展者和解释者, 主张学生一旦进入大学，大学的主要努力方向就是使他们能够成为参与发现、解 释和创造新知识或形成新思想的人。问题意识是创新意识的源泉，合作意识与能 力及实践意识与能力是培养创新能力和锻炼创新人格的关键回_。把问题性、合 作性与实践性融为一体的教学与研究相结合的方式是培养创新意识、创新人格和 创新能力的最佳途径4-5,电子科技大学新牛研讨课“创新思维与发明方法” 的开设正是秉承这一思路展开的，旨在从大一新生阶段就开始培养大学生的创 新能力。1大学新生创新能力的现状浅析创新能力一般是指人们根据一定的口标任务，提出新理论、新构想或发明新技 术、新产品，从而创造性地

9、解决问题的能力。创新能力包含创新意识、创新思维、 创新技能以及创新精神等几个方面的内容址1。针对大学牛的创新能力，很多学者都开展了相应的研究。对于大学新生，目前多 数都具有岀生于独生子女家庭和成长于应试教育环境两个明显的吋代特征。这些 时代特征在创新意识和创新能力方而表现为以下3点7-8。1）好奇心强，但创新意识贫乏。大学新生通过中学教育已有了一定的知识和经验的积累，具有强烈的好奇心， 并对事物因果关系的规律性探索越来越感兴趣，独立思考、独立判断的能力已初 步形成。但由于受应试教育人环境的影响，其好奇心没有得到很好地保护，从而 无法进一步将其培养为创新意识。具体表现为:只是在单纯的好奇上停滞不

10、前， 不愿意或者不敢于标新立异，更谈不上提出新观点、新方法，并为解决新问题和 创造新事物而努力。2）思维敏捷，但缺少创新思维方法。大学新生们随着知识和经验的不断积累，想象力逐渐丰富起来，思维能力尤其 是逻辑思维能力有了很大程度的发展，思维也较敏捷。但作为大学新生，其知识 主要源于高中的数理基础，深度和宽度不够，在思维方式上多表现为单一性思 维和直线式思维，思考问题时缺乏灵活性和全面性。3）缺乏团队合作精神和工作协调能力。作为大学新生，进入大学吋焦虑和担心的问题依次是:人际交往、水土不服、独 自离家和专业不适应。作为独生子女一代，以自我为屮心的意识很强，再加上智 能手机的普及，其行为方式和思维方

11、式都发生了很大的变化。以前很多需耍靠人 与人沟通来解决的问题，现在都变成了人与机器的沟通，反映在创新活动方面 表现为团队合作精神和工作协调能力的缺乏。2新生研讨课培养创新能力教学实践电子科技大学开设的新生研讨课创新思维与发明方法的教学设计，正是针对上 述大学新生创新意识的现状展开的，具体分为确立主题、思维碰撞和总结提炼3 个阶段。2. 1发现问题，确立主题 怎样设计研讨的主题，才能有效地结合大学新牛的特点和研讨课的要求，是创 新思维和发明方法课程教学设计成败的关键。为了有效地激发新生的研讨兴趣， 改变其被动的学习和思维方法，创新思维和发明方法课程第一堂课的目标就设 计为引导学生自己来确立研讨的

12、主题。研讨主题引导的策略主要在两个方面:1）引导学生关注日常生活和学习中觉得 还不尽如人意的地方;2）将学生关注的问题引导到与科学技术有关的问题上。以2015年开设的创新思维和发明方法课程为例，为了营造讨论气氛，讨论分为 小组进行，讨论议题不设边界。讨论的后期，请各组派出代表将其小组共同认可 的议题写到黑板上;然后给出理由，并接受其他小组的质询;最后大家共同表决 选出进一步深化讨论的主题。课堂上大家讨论并选出了以下10个主题。1）如何突破手机小键盘、小屏幕的限制？2）如何提高校园自行车的防盗性能和使用率？3）如何防止令而上的雨水湿滑室内地而？4）如何解决黑板书写和擦除时产生的灰尘？5）嗅觉是否

13、可传播？6）如何解决黑板反光的问题？7）如何防止水杯内高温水烫嘴？8）如何防止话筒啸叫？9）怎样设计一个用于图书馆自动放回图书的机器人？10）物品丢失及时检测与报警的方法。由于上课的对象是新牛，受其被动学习习惯的影响，刚开始学牛一般都有无从 下手的感觉，因此在主题讨论的过程中，教师的引导是非常关键的。如在实践中, 由于上课当天正值下雨，教学楼入口门厅非常湿滑，于是有意识地将学生的思 维引导到这个问题上，学生自然地就如何防止伞面上的雨水湿滑室内地面的问 题展开了热烈的讨论。2.2分析问题，思维碰撞发现问题只是研讨活动的开始，分析问题和思维碰撞才是研讨效果的关键所在。 首先教师要为学生营造一个宽松

14、的研讨氛围，在学生研讨过程中注意观察，并 给予必要的介入和指导。教师在引导过程屮要注意两点：1）不能受传统课堂讲授 习惯的影响，把自己的观点和结论直接告诉学生;2）不能轻易否决学生的观点， 让学牛失去研讨的兴致。因此，在教学设计与引导时，教师让学牛有独立思考、 自主分析问题的空间，也要为学生提供充分研讨和交流的机会。以教学楼门厅湿滑问题为例，在教学设计时就考虑了从整个问题形成的全过程 着手，从雨伞和地而两个角度来引导学生思考和分析问题。从实践效果来看，学 生通过相互讨论和交流，提出了很多解决思路，比如：1）设il一个伞套机给雨伞加上不透水的伞套；2）将雨伞设计为反向收折的结构；3）在门厅为雨令

15、设计一个脱水装置；4）设计一种不粘水的新型伞布；5）雨伞高速旋转或振动以脱水。由此可见了，学牛分析问题的思路基木上都集中在雨伞的角度上。为此，课堂上 教师通过发散方式，逐步帮助学生将思维引导到地面的角度，并鼓励学生现场 通过智能手机查询，结果很快学生就分享了两种新的解决思路：（1）在门厅采 用吸水地砖主动吸收雨水；（2）采用加热的防滑地板将雨水蒸发。新生研讨课从表面上看，学生很忙，教师很轻松，而实际上为了及时有效地控 制课堂场面、引导学生参与讨论，教师一方面需要耳听八方，另一方面又要精力 高度集中，思维高速转动;否则，新生研讨课的师生互动就会脱节，课堂研讨效 果就会大打折扣。2. 3总结提炼，

16、拓展知识研讨活动的最后阶段是组织学生进行主题交流和总结提炼。主题交流的目的是在 通过研讨的过程培养学牛发散思维能力和分工协作能力的基础上，一方面是通 过小组内部的总结和主题凝练来培养学生的收敛思维能力；另一方面是通过全班 性的主题來培养学生的创意分亨精神和口头表达能力。最后由教师对课堂进行全 而总结，总结时首先对学生的讨论和交流进行充分肯定，以建立学生的自信， 增强课堂讨论的氛围;其次通过对不同解决思路的对比总结，协助学生将其提炼 为一种实现技术，并以此为基础，对相关知识进行拓展讲授。课后，要求学生根 据所总结技术的要点进行查新，并按查新报告的规范格式撰写查新报告，以科 学客观地评估所提方案的

17、创新性，并通过文字描述、数字表格等方式來进一步培 养自己的书面表达能力。以解决黑板粉尘这一问题为例，学生讨论时分成了几种不同的思路，有借用白 板思路从粉笔设计的角度考虑的，有借用吸尘器思路从黑板擦拭的角度考虑的， 也有借用磁性书写板的角度从粉笔和黑板整体结构来考虑的。主题交流时，采用 了每个小组选派一名代表主讲，其余人适吋补充的方式，并鼓励其他学生进行 质疑和提问，最后由任课教师进行总结。教师在总结学生解决思路的基础上，结 合triz理论及应用中的九屏幕创新思维方法回，对黑板这一教学设备的发 展过程进行了归纳，同吋引导学生对其未来的发展趋势进行了预测，从而让学 生以切身的案例感受了九屏幕法时空

18、思维的魅力，如图1所示。在这一教学案例中，本文首先将学生提出的研讨主题“黑板粉尘问题”归结到 教学设备的范畴，依据tr1z理论中九屏幕法的思维方式，从时间维度上讲述从 黑板到白板，再到投影仪和交互白板的发展过程，并向学牛强调在这一发展过 程中，不仅有效地解决了黑板粉尘的问题，还充分结合了计算机技术发展的成 果，利用咅视频增强了课堂的生动性;从空间维度上将学生思维从投影仪这一当 前系统拓展到子系统和超系统的范畴，并从投影仪灯泡的发展过程引导学生思 考光源技术的发展趋势，从超系统的角度将学生思维从教学设备进一步拓展到 课堂这一更大的范畴，从而引出了当今最为热门的虚拟现实(vr)技术，并引 导学生充

19、分想象和预测了虚拟课堂这一新趋势可能带来的各种教学变革。图1九屏幕法在黑板粉尘问题上的思维拓展下载原图3实践经验总结新生研讨课的实质是学生围绕问题而展开学习，并贯穿于教学的全过程，其重 要目的在于让学生在主动参与的过程屮进行学习，在探讨问题的活动屮交流思 想、分享知识、了解获取知识的途径、掌握文献检索的方法和收集整理文献的技 能，最终的目标是使学生在研讨过程中学会独立思考和创新思维曲。这种教学 策略既注重学牛的独立思考，又引导学牛分享交流，通过思维碰撞来拓展自己 的思维空间。本文在这一实践过程屮，总结了以下3点体会。3.1研讨主题从学生中来，到学生中去新生研讨课的关键在于研讨的主题，而主题确立

20、又依赖于问题场景的创设，只 有富有启发性、思考性、探索性和创造性的问题才更适合于新生研讨。教师首先 应将学习内容置在问题场景之中，引发学牛的认知冲突，使之产牛疑问，进而 提出要解决的问题，形成了教师设问和学生设问相结合的局面11t2,将课堂 讨论的气氛充分地调动起來。最后协助学生确立进一步深化研讨的主题。3. 2研讨过程有收有放，把握好课堂研讨的节奏发现问题只是研讨活动的开始，分析问题才是新生研讨课的重点。教师既要为学 牛提供宽松的研讨环境，让学牛能够充分地自主讨论，还要给予学牛必要的针 对性指导和帮助，以有效地把握好课堂研讨的节奏。在教学设计与引导时，教师 要基于学生，并高于学生，将学生发散

21、性的思路提炼为一种工程技术方案，从 而让学生在发散思维的基础上，学会收敛思维。3. 3组织好主题交流，调整好交流气氛 主题交流是研讨过程中学牛分享研讨成果，融合学牛集体智慧的关键环节，组 织时可能遇到各种难以预测的问题，因此特别考验教师临场的随机应变能力。从 本文的实践來看，要注意处置以下3种常见的现彖。1) 有些学生受知识面的影响，信心勃勃地上台分享发言，结果被其他学生的尖 锐质询当头一棒，变得不知所措，这时教师就要及时找岀学生的不同点，特点 是潜在的闪光点，给予充分的鼓励。2) 有的学生想法不成熟，讲的过程中岀现卡顿的尴尬场面，这吋，教师要及吋 进行补充和圆场。3) 有的学生思维发散，开始漫无边际地跑题，教师就要委婉地介入，引导其回 归正题。4结束语创新思维与发明方法课程已经开设了 3届，采用30人小班教学，16学i寸，考核 方式采用课堂口头报告与课后书面报告相结合的方式。从学生的评教结果來看, 新生研讨课创新思维与发明方法教学效果不错，得到了学生的认可。大学新生在 这一课程中，通过主题确立增强了观察与思考的能力，培养了创新意识;通过交 流讨论培养了团队协作意识和口头表达能力;通过