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摘 要：当前工科学生能力培养的一个重要内容是学生的创新能力的培养，因此如何在教学及科研环节培养学生的创新能力成为摆在大学工科教师面前的一个重要课题。该文作者从自身教学实践出发，就如何在课程教学中培养工科学生的实践创新能力以及使用所学理论解决工程实践问题的能力问题提出了一些自己的看法与思考。
关键词：工科学生 教学实践 实践创新能力
中图分类号：O35 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（b）-0199-02
Exploration and Thought of Training of Innovation Ability of Student of Engineering Incorporating Course Teaching
Cai Jie Yang Hongmin
（Nanjing Normal University， Nanjing Jiangsu， 210042， China）
Abstract：Currently training of innovation ability is one of the key contents of ability training of students of engineering， so how to cultivate the innovation ability during the teaching and research has been an important topic for the university teachers. Aiming at this real demand， on the basis of our teaching practice， the authors of this paper proposed some opinions and thoughts on improving the capability of practice and innovation and the capability of solving practical engineering problems using theoretical knowledge during the course teaching.
Key Words：Students of Engineering； Teaching practice； Capability of practice and innovation
工科是一门实践性非常强的学科，工科教育的目的在于培养具有创新能力的，能够使用所学知识解决生活、生产实践中具体问题能力的高级人才[1-5]。但是，中国长期以来的应试教育模式，极大地伤害了工科实践创新能力，如何在大学阶段培养工科学生的实践创新能力是摆在中国大学教育面前的现实问题。工科学生创新能力的培养应当渗透于课堂教学、实践教学等各个教学环节。作者长期从事工科的一线教学改革实践，在教学实践中积极探索培养学生的实践创新能力以及解决工程实际问题的能力[6-9]。作者就自己在主讲《燃烧理论与污染控制》《传热学》等课程的教学实践过程中如何培养学生的实践创新能力的体会谈一点自己认识与思考。
1 夯实学生的理论知识基础
创新是建立在拥有非常扎实的专业基础知识基础之上的创新，因此，首先在教学过程中夯实工科学生的专业基础知识。目前，不少高校的各种大学生创新实践计划都安排在大学二年级第一学期，但这个阶段学生对自己的专业还没有清晰的认知，专业知识也非常缺乏，他们提出的一些想法与计划甚至违背基本的科学规律与专业知识理论，因此进行与专业知识相关的各种创新实践训练比较困难。因此，在工科学生实践创新能力培养问题上，首先立足于帮助引导学生充分学习掌握相关的专业知识，让他们在拥有较丰富的专业知识的基础上学会发现生产生活中存在的问题并根据所学专业知识分析并解决这些问题。
2 结合专业基础知识提出开放性问题
2.1 在教学过程中培养学生发现问题的能力
没有问题的思考是瞎想，没有目的的行为是盲动。创新能力培养的前提是发现问题能力的培养，只有善于发现生产生活实践中存在的这样那样的问题，才能积极探索解决问题的方法，才能激发自己的创新热情。作者在教学实践中非常注重培养学生发现问题的能力，每一个知识点的出发点都是生产生活实践中的具体问题。比方说，为什么煤气灶是先打火后开气阀？这是日常生活中极其普通的现象，但许多学生却不知道原因，也从未曾关注过这个问题，但不用说关注其背后的《燃烧学》相关知识。作者在授课时，先将问题抛给学生，通过提问让他们关注这个问题，并由此展开，继续发现类似的生活生产中的燃烧现象与应用。然后再切入相关知识点的讲解。之后再回到该现象，让学生根据相关知识分析现象背后的原因。最后，再给学生安排课后作业，让他们观察日常生活中其他的燃烧现象，并试着找寻各燃烧现象或燃烧设备存在哪些不足，如是否燃烧效率不高，是否燃烧污染物无法有效控制等。从而既能帮助学生有效掌握知识点，又能激发学生发现问题、分析问题的能力。
2.2 加强对拔尖人才的挖掘与培养
创新不是所有人的创新，创新应当是少数人的创新[10]。因此，在教学实践过程中，找寻并发掘一些对科研创新有热情、会钻研，未知欲旺盛，并且学有余力的学生，对他们进行重点培养是非常重要的。对于那些热衷于创新發明，喜欢自己琢磨、喜欢刨根问底的学生，要多加关注。对他们提出的各种各样的想法和思考，即使是非常幼稚或荒诞不经的，都需认真对待，不能打击他们的积极性。对于那些不切实际的、违背科学规律的思考，要进行有效的引导，使得他们的想法和思考符合客观规律、有效立足于专业知识，从而能够做出真正有效的创新成果。创新不能有硬性要求和指标，不能因为创新的内容很简单就认为没有必要和意义，这是不对的。大学阶段的简单的创新实践是将来从事更高水平创新实践的早期阶段，只有经过不断地培养和锻炼，积累足够的知识和经验，才能够更好地掌握创新的实施方案与思维方法。 2.3 指导学生将专业课程进行有机串联
创新的核心要点之一就是有效串联各学科知识领域，在学科交叉领域找到新的思想的火花。对于学生而言，在专业知识尚未丰富、专业素养比较缺乏的前提下提多学科交叉是没有任何意义的，甚至是错误的。但是，多学科交叉这个思想需要有，需要加以培养。通过各课程之间的有机串接，帮助学生理顺各课程之间的内在联系与区别，从而融会贯通各课程教学内容，形成清晰的学科知识结构体系。在这个过程中，培养学生找寻各门课程的交叉点，启发学生在各课程交叉点找到新的认知点，从而进一步加深他们对整个学科体系的理解，并培养他们发现新问题的能力。比方说，《工程热力学》《传热学》两门学科，一门学科着眼于系统从一个平衡态到另一个平衡态的过程上热量传递的多少，而另一门学科则着眼于热量的传递过程。通过这两门课程的共性与差异的比较，使学生理解掌握热量传递方向、热量传递方式的具体规律和内涵，并可以进一步延伸到《燃烧学》相关知识点。这样使学生在深入学习专业知识的同时，创新能力也得到了很大的提高。
3 将课程教学与各实践创新计划有机结合
将课程教学与实践创新计划有机结合是培养工科学生创新能力的重要手段和方法。目前，全国各级教育机构、各高校均建设有各种类型的大学生科研创新计划以培养学生的创新能力。但是，很多科研创新计划往往流于形式，导师出题很随意，学生实施也很不用心，项目草草开始、草草结束，学生的科研创新能力并没有得到提高。为达到良好的实施效果，各科研创新计划必须与课程教学紧密结合，科研创新的题目必须紧密围绕课程教学，不然科研创新就会成为无源之水。科研创新题目的确定应当以使学生最大程度地实践所学专业知识理论为先导，以能够激发学生在项目实施过程中发现新问题、找到新方法，从而培养学生的创新能力作为落脚点。在项目实施过程中，导师应当及时启发学生运用所学知识解决面临的各种问题，尤其是专业问题；应当指导学生阅读、查阅更多的专业资料，专业文献，不断提高学生的理论水平与理论素养。
4 建立校外实习基础，实施双导师制
工科的特点就是与工程生产实践紧密结合，实践性较强。因此，一方面要充分利用校内原有的实习工厂以及工程训练中心，安排低年级学生完成金工实习和热工实习；另一方面，热工专业应当与地方热工企业建立合作关系，建立热工校外实习基地，定期安排学生进行实习。与此同时，为弥补校园教学过程中存在的理论性强、实践知识相对匮乏的现实，应当在校外实习其他聘请校外导师，请校外导师给学生介绍工程实践中的专业知识。通过校外实践活动，使学生掌握当前工程领域的最新技术成果、最新设备型号，以及技术、设备、管理等方面存在的不足。通过这些实践环节的学习，使学生对技术发展有比较清晰的认识，进而推动他们利用所学专业知识去分析思考如何解决这些问题，或者解决这些问题的技术发展方向，从而培养他们的实践创新能力。
5 结语
作者从自身的教学实践出发，就如何在教学过程中培养工科学生的实践创新能力谈了一些自己的感想，主要内容可以概括为以下几点：（1）有效培养学生的实践创新能力，首先要让学生学好书本知识，夯实理论基础；（2）要想培养学生的创新能力，就要在教学过程中注重学生发现问题的能力；（3）必须选择性地培养具有创新意识及创新能力的工科学生；（4）培养学生的实践创新力，需要将课程教学与实践创新计划有机结合。
参考文献
[1] 古天龙，景新幸，郭庆，魏银霞.本科院校工程应用型人才培养模式改革探索[J].中國高教研究，2012（1）：107-110.
[2] 苏晓晋，武珺，曹瑛.大学生创新创业能力现状及培养途径[J].中国高校科技，2011（11）：76-77.
[3] 曹瑛，苏晓晋.探索弹性式“4+2”分层模块的工科人才培养模式[J].江苏高教，2010（5）：83-84.
[4] 左军.地方本科院校工科学生创新创业能力培养的实践探索[J].中国大学教学，2010（9）：81-83.
[5] 周晓辉，何汉武.地方工科院校“3+1”本科人才培养模式的[J].高教探索，2011（3）：106-109.
[6] 周建华.地方工科院校培养应用型现代工程师教学模式的探讨[J].现代教育科学，2010（5）：123-124.
[7] 孙旭东，李成刚.工程本科创新人才培养模式的探索——美国Rose-Hulman理工学院的案例[J].高等工程教育研究，2007（3）：44-47.
[8] 朱艺锋，王科平，张伟.工科类专业学生创新能力的培养[J].实验室研究与探索，2009，28（4）：188-189.
[9] 高立群，李扬.工科专业创新型人才培养模式与实践[J].辽宁教育研究，2008（3）：75-77.
[10] 谢昭莉，盛朝强，黄勤，李楠，杨欣.工科拔尖大学生培养模式的几点思考[J].现代教育科学，2011，30（10）：249-261.
关键词：工科学生 教学实践 实践创新能力
中图分类号：O35 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（b）-0199-02
Exploration and Thought of Training of Innovation Ability of Student of Engineering Incorporating Course Teaching
Cai Jie Yang Hongmin
（Nanjing Normal University， Nanjing Jiangsu， 210042， China）
Abstract：Currently training of innovation ability is one of the key contents of ability training of students of engineering， so how to cultivate the innovation ability during the teaching and research has been an important topic for the university teachers. Aiming at this real demand， on the basis of our teaching practice， the authors of this paper proposed some opinions and thoughts on improving the capability of practice and innovation and the capability of solving practical engineering problems using theoretical knowledge during the course teaching.
Key Words：Students of Engineering； Teaching practice； Capability of practice and innovation
工科是一门实践性非常强的学科，工科教育的目的在于培养具有创新能力的，能够使用所学知识解决生活、生产实践中具体问题能力的高级人才[1-5]。但是，中国长期以来的应试教育模式，极大地伤害了工科实践创新能力，如何在大学阶段培养工科学生的实践创新能力是摆在中国大学教育面前的现实问题。工科学生创新能力的培养应当渗透于课堂教学、实践教学等各个教学环节。作者长期从事工科的一线教学改革实践，在教学实践中积极探索培养学生的实践创新能力以及解决工程实际问题的能力[6-9]。作者就自己在主讲《燃烧理论与污染控制》《传热学》等课程的教学实践过程中如何培养学生的实践创新能力的体会谈一点自己认识与思考。
1 夯实学生的理论知识基础
创新是建立在拥有非常扎实的专业基础知识基础之上的创新，因此，首先在教学过程中夯实工科学生的专业基础知识。目前，不少高校的各种大学生创新实践计划都安排在大学二年级第一学期，但这个阶段学生对自己的专业还没有清晰的认知，专业知识也非常缺乏，他们提出的一些想法与计划甚至违背基本的科学规律与专业知识理论，因此进行与专业知识相关的各种创新实践训练比较困难。因此，在工科学生实践创新能力培养问题上，首先立足于帮助引导学生充分学习掌握相关的专业知识，让他们在拥有较丰富的专业知识的基础上学会发现生产生活中存在的问题并根据所学专业知识分析并解决这些问题。
2 结合专业基础知识提出开放性问题
2.1 在教学过程中培养学生发现问题的能力
没有问题的思考是瞎想，没有目的的行为是盲动。创新能力培养的前提是发现问题能力的培养，只有善于发现生产生活实践中存在的这样那样的问题，才能积极探索解决问题的方法，才能激发自己的创新热情。作者在教学实践中非常注重培养学生发现问题的能力，每一个知识点的出发点都是生产生活实践中的具体问题。比方说，为什么煤气灶是先打火后开气阀？这是日常生活中极其普通的现象，但许多学生却不知道原因，也从未曾关注过这个问题，但不用说关注其背后的《燃烧学》相关知识。作者在授课时，先将问题抛给学生，通过提问让他们关注这个问题，并由此展开，继续发现类似的生活生产中的燃烧现象与应用。然后再切入相关知识点的讲解。之后再回到该现象，让学生根据相关知识分析现象背后的原因。最后，再给学生安排课后作业，让他们观察日常生活中其他的燃烧现象，并试着找寻各燃烧现象或燃烧设备存在哪些不足，如是否燃烧效率不高，是否燃烧污染物无法有效控制等。从而既能帮助学生有效掌握知识点，又能激发学生发现问题、分析问题的能力。
2.2 加强对拔尖人才的挖掘与培养
创新不是所有人的创新，创新应当是少数人的创新[10]。因此，在教学实践过程中，找寻并发掘一些对科研创新有热情、会钻研，未知欲旺盛，并且学有余力的学生，对他们进行重点培养是非常重要的。对于那些热衷于创新發明，喜欢自己琢磨、喜欢刨根问底的学生，要多加关注。对他们提出的各种各样的想法和思考，即使是非常幼稚或荒诞不经的，都需认真对待，不能打击他们的积极性。对于那些不切实际的、违背科学规律的思考，要进行有效的引导，使得他们的想法和思考符合客观规律、有效立足于专业知识，从而能够做出真正有效的创新成果。创新不能有硬性要求和指标，不能因为创新的内容很简单就认为没有必要和意义，这是不对的。大学阶段的简单的创新实践是将来从事更高水平创新实践的早期阶段，只有经过不断地培养和锻炼，积累足够的知识和经验，才能够更好地掌握创新的实施方案与思维方法。 2.3 指导学生将专业课程进行有机串联
创新的核心要点之一就是有效串联各学科知识领域，在学科交叉领域找到新的思想的火花。对于学生而言，在专业知识尚未丰富、专业素养比较缺乏的前提下提多学科交叉是没有任何意义的，甚至是错误的。但是，多学科交叉这个思想需要有，需要加以培养。通过各课程之间的有机串接，帮助学生理顺各课程之间的内在联系与区别，从而融会贯通各课程教学内容，形成清晰的学科知识结构体系。在这个过程中，培养学生找寻各门课程的交叉点，启发学生在各课程交叉点找到新的认知点，从而进一步加深他们对整个学科体系的理解，并培养他们发现新问题的能力。比方说，《工程热力学》《传热学》两门学科，一门学科着眼于系统从一个平衡态到另一个平衡态的过程上热量传递的多少，而另一门学科则着眼于热量的传递过程。通过这两门课程的共性与差异的比较，使学生理解掌握热量传递方向、热量传递方式的具体规律和内涵，并可以进一步延伸到《燃烧学》相关知识点。这样使学生在深入学习专业知识的同时，创新能力也得到了很大的提高。
3 将课程教学与各实践创新计划有机结合
将课程教学与实践创新计划有机结合是培养工科学生创新能力的重要手段和方法。目前，全国各级教育机构、各高校均建设有各种类型的大学生科研创新计划以培养学生的创新能力。但是，很多科研创新计划往往流于形式，导师出题很随意，学生实施也很不用心，项目草草开始、草草结束，学生的科研创新能力并没有得到提高。为达到良好的实施效果，各科研创新计划必须与课程教学紧密结合，科研创新的题目必须紧密围绕课程教学，不然科研创新就会成为无源之水。科研创新题目的确定应当以使学生最大程度地实践所学专业知识理论为先导，以能够激发学生在项目实施过程中发现新问题、找到新方法，从而培养学生的创新能力作为落脚点。在项目实施过程中，导师应当及时启发学生运用所学知识解决面临的各种问题，尤其是专业问题；应当指导学生阅读、查阅更多的专业资料，专业文献，不断提高学生的理论水平与理论素养。
4 建立校外实习基础，实施双导师制
工科的特点就是与工程生产实践紧密结合，实践性较强。因此，一方面要充分利用校内原有的实习工厂以及工程训练中心，安排低年级学生完成金工实习和热工实习；另一方面，热工专业应当与地方热工企业建立合作关系，建立热工校外实习基地，定期安排学生进行实习。与此同时，为弥补校园教学过程中存在的理论性强、实践知识相对匮乏的现实，应当在校外实习其他聘请校外导师，请校外导师给学生介绍工程实践中的专业知识。通过校外实践活动，使学生掌握当前工程领域的最新技术成果、最新设备型号，以及技术、设备、管理等方面存在的不足。通过这些实践环节的学习，使学生对技术发展有比较清晰的认识，进而推动他们利用所学专业知识去分析思考如何解决这些问题，或者解决这些问题的技术发展方向，从而培养他们的实践创新能力。
5 结语
作者从自身的教学实践出发，就如何在教学过程中培养工科学生的实践创新能力谈了一些自己的感想，主要内容可以概括为以下几点：（1）有效培养学生的实践创新能力，首先要让学生学好书本知识，夯实理论基础；（2）要想培养学生的创新能力，就要在教学过程中注重学生发现问题的能力；（3）必须选择性地培养具有创新意识及创新能力的工科学生；（4）培养学生的实践创新力，需要将课程教学与实践创新计划有机结合。
参考文献
[1] 古天龙，景新幸，郭庆，魏银霞.本科院校工程应用型人才培养模式改革探索[J].中國高教研究，2012（1）：107-110.
[2] 苏晓晋，武珺，曹瑛.大学生创新创业能力现状及培养途径[J].中国高校科技，2011（11）：76-77.
[3] 曹瑛，苏晓晋.探索弹性式“4+2”分层模块的工科人才培养模式[J].江苏高教，2010（5）：83-84.
[4] 左军.地方本科院校工科学生创新创业能力培养的实践探索[J].中国大学教学，2010（9）：81-83.
[5] 周晓辉，何汉武.地方工科院校“3+1”本科人才培养模式的[J].高教探索，2011（3）：106-109.
[6] 周建华.地方工科院校培养应用型现代工程师教学模式的探讨[J].现代教育科学，2010（5）：123-124.
[7] 孙旭东，李成刚.工程本科创新人才培养模式的探索——美国Rose-Hulman理工学院的案例[J].高等工程教育研究，2007（3）：44-47.
[8] 朱艺锋，王科平，张伟.工科类专业学生创新能力的培养[J].实验室研究与探索，2009，28（4）：188-189.
[9] 高立群，李扬.工科专业创新型人才培养模式与实践[J].辽宁教育研究，2008（3）：75-77.
[10] 谢昭莉，盛朝强，黄勤，李楠，杨欣.工科拔尖大学生培养模式的几点思考[J].现代教育科学，2011，30（10）：249-261.