□王 洪 黃國慶
淺談職業(yè)院校學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)
□王 洪 黃國慶
文章簡述了培養(yǎng)職業(yè)院校學(xué)生創(chuàng)新能力的緊迫性,分析了學(xué)生們創(chuàng)新能力不足的主要因素,列舉了大量典型的案例,探討怎樣培養(yǎng)職業(yè)院校學(xué)生的觀察能力、聯(lián)想能力、逆向思維能力,對(duì)職業(yè)院校在當(dāng)前條件下如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力提出了具體可行的建議。
職業(yè)院校;學(xué)生;創(chuàng)新能力;觀察能力;聯(lián)想能力;逆向思維能力
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高,汽車、計(jì)算機(jī)、手機(jī)等高科技產(chǎn)品都成了人們生活必需品。我國既是汽車消費(fèi)大國,也是汽車生產(chǎn)大國,但汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的控制電腦(又稱ECU)都是由國外的BOS公司和德芙(DF)公司供應(yīng)。同樣,作為計(jì)算機(jī)生產(chǎn)大國和消費(fèi)大國,目前計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件100%都是國外軟件商提供,中國手機(jī)的芯片全由美國的高通公司供貨。尤其是重要的軍工產(chǎn)品中的一些核心部件,例如戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)、新型坦克的發(fā)動(dòng)機(jī)、導(dǎo)彈中的接近開關(guān)、高速鐵軌焊接機(jī)的變壓器都需要高價(jià)進(jìn)口。為了保障國家的經(jīng)濟(jì)安全和軍事安全,我們必須盡快對(duì)以上產(chǎn)品及部件進(jìn)行自主生產(chǎn)。由于職業(yè)院校的學(xué)生將逐步成為上述產(chǎn)品生產(chǎn)的主力軍,如何培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力將是一個(gè)緊迫而嚴(yán)峻的任務(wù),也是關(guān)系到中華民族能否復(fù)興的歷史任務(wù)。
由于每個(gè)職業(yè)院校學(xué)生從小學(xué)到初中、從初中到高中直至進(jìn)入職業(yè)院校都面臨著一次又一次的選撥考試,每一次升學(xué)考試的分?jǐn)?shù)是唯一的標(biāo)準(zhǔn),他們每時(shí)每刻都被迫困在文山題海當(dāng)中,尤其是高考中的部分科目及內(nèi)容都需要死記硬背,學(xué)生無暇于個(gè)人創(chuàng)造發(fā)明的興趣,更缺少名師名家對(duì)他們創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高。
現(xiàn)在各種媒體尤其是網(wǎng)絡(luò)媒體宣傳的成功人士,很多都是靠一部電影、一首流行歌曲、一次成功的炒作而成為明星富豪,鮮有通過孜孜不倦,刻苦創(chuàng)新而獲得成功的例子。
由于大多數(shù)職業(yè)院校既沒有培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的專業(yè)教師,也沒有相關(guān)課程及相關(guān)書籍,很多職業(yè)院校教師未獲得專利授權(quán),獲得過專利授權(quán)的人數(shù)不到2%,尤其是搞應(yīng)用研究的教師也如此。如果老師都沒有創(chuàng)新出任何成果,那么讓他們來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是難以勝任的。
學(xué)生的理論課程及實(shí)驗(yàn)課程未設(shè)立對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的激勵(lì)機(jī)制和考核機(jī)制[1]。在學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課及畢業(yè)設(shè)計(jì)課時(shí),極少讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,也極少讓學(xué)生在一定范圍自主提出畢業(yè)論文的課題。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課都是按部就班,十幾年難得一變,實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)教材長期不變。而且很少對(duì)學(xué)生在畢業(yè)論文或?qū)嶒?yàn)中表現(xiàn)出來的創(chuàng)新思想或成果給予專門的表彰或鼓勵(lì)。此外,缺少培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的自治組織。學(xué)校通常有文學(xué)社、歌友會(huì)、球友會(huì)等社團(tuán)組織,但少有發(fā)明協(xié)會(huì),因此缺少發(fā)明創(chuàng)新的氛圍,難以凝集學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的力量,無法激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新發(fā)明的熱情,無法形成創(chuàng)新產(chǎn)品雛形的合力。
針對(duì)前文所述現(xiàn)狀,首先對(duì)構(gòu)建學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)進(jìn)行夯實(shí)加固使他們明白和牢記以下五方面的道理:
我們每天都在享受前人或同代人的創(chuàng)新成果,無論是交通工具還是通訊娛樂工具,像手機(jī)、計(jì)算機(jī)、高鐵、飛機(jī)等,創(chuàng)新是我們回饋別人成果的義務(wù)。因此創(chuàng)新的動(dòng)力不應(yīng)僅僅來源于興趣愛好和家庭富裕的追求,更應(yīng)來源于促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步發(fā)展的責(zé)任,尤其是樹立學(xué)生清清白白地創(chuàng)造財(cái)富的觀念[2]。懂得科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。只有通過創(chuàng)新才能為社會(huì)提供更好更多的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品,要為中華民族的復(fù)興而創(chuàng)新創(chuàng)造,要為世界的和平發(fā)展而創(chuàng)新創(chuàng)造。
隨著科學(xué)技術(shù)的長久發(fā)展,人類積累了大量寶貴的經(jīng)驗(yàn)和科研成果。如果不能扎實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)匚∏叭说姆椒记珊椭R(shí),就會(huì)將前人的覆轍當(dāng)做自己的創(chuàng)新,就會(huì)事倍功半。另外還要有民主謙虛的創(chuàng)新風(fēng)格,聽得進(jìn)同行的批評(píng)意見,甚至是反對(duì)意見,虛心學(xué)習(xí)同行的創(chuàng)新技巧和經(jīng)驗(yàn),改進(jìn)同行的不足,避免閉門造車,不斷探索,用實(shí)踐檢驗(yàn)自己的主見。
無論是當(dāng)代數(shù)學(xué)家陳景潤的創(chuàng)新,還是愛迪生對(duì)燈泡的發(fā)明,都經(jīng)過了數(shù)以千次的失敗、數(shù)年的刻苦鉆研才獲得成功。不要樂觀于一夜成功成名,太容易取得的成功只是曇花一現(xiàn),靈感僅光顧于冥思苦想而有所準(zhǔn)備的人。正如愛因斯坦所說:“成功是99%的汗水加1%的靈感。”
創(chuàng)新工作是一種持之以恒的艱苦勞動(dòng),正像球場上激烈的奔跑,巧妙的傳遞,精彩射門。盡管汗流浹背,險(xiǎn)象環(huán)生,但對(duì)球迷和球員來說卻是一場精神盛宴,是一種美的享受與驚嘆??蒲袆?chuàng)新的同學(xué)們也要有一種超級(jí)球迷的精神,既為創(chuàng)新成果歡呼雀躍,也要會(huì)享受創(chuàng)新的過程、創(chuàng)新的技巧與靈感。在遇到困難時(shí)一定要堅(jiān)信“世上無難事,只要肯攀登”。
在現(xiàn)代校園的學(xué)習(xí)及生活中,學(xué)生也會(huì)受到不健康文化的侵?jǐn)_,有時(shí)正當(dāng)?shù)睦嬉矔?huì)受到損害。讓同學(xué)們既學(xué)會(huì)正確的維護(hù)自己的利益,也學(xué)會(huì)寬容別人的過失,排除生活中形形色色的干擾,不要陶醉于一點(diǎn)小小成功所帶來的名利,要聚精會(huì)神孜孜不倦地從事創(chuàng)新工作,并在科研工作中做到勞逸結(jié)合。
在夯實(shí)學(xué)生創(chuàng)新能力基礎(chǔ)后,一定要在培養(yǎng)創(chuàng)新能力的核心要素方面真抓實(shí)干。由于創(chuàng)新能力主要由觀察能力、聯(lián)想能力、批判能力或逆向思維能力構(gòu)成,因此提出以下三方面的建議和實(shí)例。
任何事物的創(chuàng)新都離不開觀察,觀察就是直觀細(xì)致地學(xué)習(xí)別人的長處。認(rèn)真仔細(xì)地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的缺陷,它是一切創(chuàng)新的起點(diǎn),所有靈感的觸發(fā)點(diǎn)。筆者從實(shí)例來說明觀察能力對(duì)創(chuàng)新所起的作用。
實(shí)例一:求數(shù)列 1,2,3,4,……97,98,99,100的和。當(dāng)年數(shù)學(xué)家高斯在讀小學(xué)時(shí),就通過觀察發(fā)現(xiàn)以上數(shù)列中第N項(xiàng)與數(shù)列中倒數(shù)N項(xiàng)的和為常數(shù)101,這樣1至100的自然數(shù)之和就輕而易舉的計(jì)算出來了。
實(shí)例二:工廠里現(xiàn)在使用的普通鋸條(圖一)是單邊有齒,當(dāng)它磨損后,就報(bào)廢處理。若使用雙面鋸條(圖二),因?yàn)槠鋬蛇叾加旋X,使用率將提高一倍,因此使用成本將減少近一倍。
圖1 普通鋸條
圖2 雙面鋸條
實(shí)例三:挽救了無數(shù)人生命的重要藥品青霉素的發(fā)明,也是弗萊明通過觀察細(xì)菌的繁殖而發(fā)現(xiàn)的。因此觀察能力是一切創(chuàng)造能力的基礎(chǔ)。所以觀察力的培養(yǎng)對(duì)形成創(chuàng)新能力至關(guān)重要。
對(duì)所有研究的事物具有較好觀察力之后,就要對(duì)事物進(jìn)行創(chuàng)新,而創(chuàng)新思維就離不開聯(lián)想,通過聯(lián)想能力的培訓(xùn)使學(xué)生體會(huì)到洋為中用,古為中用,“他山之石可以攻玉”的道理。對(duì)某個(gè)科學(xué)難題的解決不僅要借用該科學(xué)發(fā)展史上的典型技巧,還要善于引進(jìn)交叉科學(xué)及其他科學(xué)的知識(shí)和方法,這樣才能使創(chuàng)新上一個(gè)新的臺(tái)階。
例如,在對(duì)大面積農(nóng)田噴藥施肥時(shí),如聯(lián)想到無人機(jī)的功能,采用GPS導(dǎo)航,遙控?zé)o人機(jī)進(jìn)行噴藥施肥,則比人工或農(nóng)用飛機(jī)更加節(jié)能高效安全。又例如,煤礦工人在坑道挖煤時(shí),既辛苦又危險(xiǎn),如采用機(jī)器人作業(yè),應(yīng)該是切實(shí)可行的方案,這樣既能提高工作效率又能避免人身傷亡。這樣的例子很多,因此在仔細(xì)觀察了事物的難點(diǎn)和缺陷后,組織和鼓勵(lì)同學(xué)們拓展思路,聯(lián)想其他學(xué)科的知識(shí)和方法來解決創(chuàng)新難點(diǎn),就一定會(huì)收到“柳暗花明又一村”的效果,使奇思異想層出不窮,科學(xué)難題迎刃而解。
當(dāng)學(xué)生具有較強(qiáng)觀察能力和聯(lián)想能力后,在對(duì)懸而未決的科學(xué)難題進(jìn)行求解創(chuàng)新時(shí),還需要“不破不立”的勇氣和逆向思維能力。
例如,在文藝復(fù)興時(shí)期,亞里士多德一致認(rèn)為越重的物體下落的越快,但伽利略卻用比薩斜塔實(shí)驗(yàn)否定了亞里士多德的理論,并奠定了物理學(xué)的重要定律,牛頓第一定律。在20世紀(jì)初,科技界對(duì)邁克爾遜莫雷干涉實(shí)驗(yàn)無法解釋,年輕的科學(xué)家愛因斯坦否定了牛頓力學(xué)在高速參照系中的準(zhǔn)確性,提出在任何運(yùn)動(dòng)參照系中,測量的光速不變,由此創(chuàng)立了相對(duì)論理論,解答了邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為人類科學(xué)作出了重大貢獻(xiàn)。著名物理學(xué)家李振道、楊振寧對(duì)弱β衰變中宇稱不守恒定理的發(fā)現(xiàn),就是逆向思維取得成功的生動(dòng)例子,在20世紀(jì)五十年代,人們一直認(rèn)為β衰變中,宇稱也要守恒,這是此前許多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的自然規(guī)律,但無數(shù)次β衰變的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都否定了宇稱守恒,當(dāng)時(shí)無數(shù)次實(shí)驗(yàn)都不能驗(yàn)證宇稱守恒,此時(shí)楊振寧、李振道大膽地提出了在弱β衰變中,宇稱不守恒,隨后被吳健雄的實(shí)驗(yàn)所證明,并輕而易舉地解釋了許多物理現(xiàn)象并獲得諾貝爾獎(jiǎng)。因此,對(duì)久攻不破的科學(xué)難題除了仔細(xì)觀察,充分聯(lián)想各種已有的知識(shí)和方法外,還應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)的思想與方法進(jìn)行逆向思維與批判,這往往能幫助科學(xué)創(chuàng)新在轉(zhuǎn)折點(diǎn)上取得突破,因此要培養(yǎng)學(xué)生攀登科學(xué)高峰時(shí)要有“問蒼茫大地,誰主沉???”的英雄氣魄,同時(shí)還要敢于質(zhì)疑傳統(tǒng)理論與思想,更要勇于創(chuàng)新自己的觀點(diǎn)和思想。
在對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的核心要素培養(yǎng)時(shí),應(yīng)對(duì)不同的年級(jí)提出不同的要求,不同專業(yè)的學(xué)生,其側(cè)重點(diǎn)也不同。
在一年級(jí)或二年級(jí)期間,著重讓學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)及基本方法,主要讓學(xué)生對(duì)書上的定理進(jìn)行一些創(chuàng)新的證明。對(duì)近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中涌現(xiàn)出來的大科學(xué)家、大發(fā)明家的傳記進(jìn)行研讀,并總結(jié)他們研究方法的特點(diǎn),發(fā)現(xiàn)自己的長處與短處,做到揚(yáng)長避短地選擇未來的研究方向[3]。例如著名的物理學(xué)家狄拉克有著很高的數(shù)學(xué)技巧,他總能把晦澀難懂的量子物理理論,用一串簡潔的狄拉克符號(hào)表示出來。著名的核彈專家費(fèi)米在測量核彈沖擊波強(qiáng)度時(shí),能巧妙地用核爆時(shí)的紙張移動(dòng)距離來估算強(qiáng)度。著名科學(xué)家愛因斯坦根據(jù)質(zhì)能公式,預(yù)測了人類應(yīng)用核能的前景,因此要求學(xué)生自己去總結(jié)這些科學(xué)家的經(jīng)驗(yàn)技巧,同時(shí)讓學(xué)生對(duì)一些重大的科學(xué)問題提出自己的解決思路,例如,當(dāng)激光武器出現(xiàn)時(shí),應(yīng)該研究一種反射激光的材料,用它來構(gòu)建衛(wèi)星或?qū)椀耐鈿?,達(dá)到反激光的功能。當(dāng)動(dòng)車時(shí)速超越每小時(shí)300公里,空氣阻力占總阻力的92%以上,可否將火車設(shè)計(jì)成跑車那樣,當(dāng)高速運(yùn)動(dòng)時(shí),火車車廂收縮變矮,空氣阻力大幅減少。
在學(xué)生升入三年級(jí)時(shí),可讓學(xué)生創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)一些產(chǎn)品,并對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行一些科學(xué)計(jì)算,特別強(qiáng)調(diào)將它們與市場上的同類產(chǎn)品,在功能、能耗、成本、使用壽命等方面進(jìn)行比較和估算。例如,讓學(xué)生設(shè)計(jì)飲料瓶和茶杯,使它們具有市場上同類產(chǎn)品一樣的容量,但使用材料更少。即用數(shù)學(xué)方法計(jì)算容器在容積相同時(shí),哪種形狀的表面積最小,這樣既節(jié)省了材料,又減輕了重量,也減少了垃圾,真正做到了節(jié)能環(huán)保。
在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)或?qū)嵙?xí)時(shí),可讓學(xué)生在做畢業(yè)設(shè)計(jì)論文時(shí),直接去相關(guān)企業(yè)進(jìn)行調(diào)研,了解產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程和產(chǎn)品的性能,認(rèn)真分析產(chǎn)品的缺點(diǎn),并提出改革創(chuàng)新的方案[4]。例如現(xiàn)在很多汽車的油量表都只顯示油料占總油箱的體積的百分比,從未標(biāo)識(shí)油料的體積。如果將油量表的格子直接標(biāo)成油料體積的升數(shù),將更好地提醒駕駛員節(jié)油行駛,更方便地掌握汽車還能行駛的里程。
湖南有個(gè)叫賀亮才的企業(yè)家,他發(fā)明了一種防撞保險(xiǎn)杠,當(dāng)汽車速度小于50公里/小時(shí)行駛時(shí),如發(fā)生相撞,保險(xiǎn)杠能吸收絕大部分碰撞能量,起到保護(hù)車輛和人員的作用。此時(shí)可引導(dǎo)同學(xué)們仔細(xì)觀察該裝置和結(jié)構(gòu),并計(jì)算它的防撞強(qiáng)度,并對(duì)材料的形狀和強(qiáng)度提出優(yōu)化方案,并結(jié)合國外最先進(jìn)車型的潰散式吸能模型提出改進(jìn)方案。河北石家莊有個(gè)企業(yè)家發(fā)明了一種高壓“水刀”,它能方便快速地切割裝有易燃易爆物品的金屬容器,可引導(dǎo)流體力學(xué)專業(yè)的同學(xué)對(duì)它進(jìn)行改進(jìn),仔細(xì)分析他目前為什么不能對(duì)厚度很厚的混泥土和石材進(jìn)行切割,要怎樣改進(jìn)才能切割上述材料。
總之,讓不同專業(yè)的同學(xué)具有對(duì)本專業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新的初步能力。
在前面敘述了學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的五個(gè)方向,學(xué)??稍诟喾矫娌扇≈С执胧1M管許多大學(xué)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要性都有共識(shí),但要馬上給學(xué)生提供高水平的創(chuàng)新能力培養(yǎng)教材絕非易事。因此建議職業(yè)院校學(xué)生可嘗試以下措施:
可將中國發(fā)明網(wǎng)中的創(chuàng)造發(fā)明技法下載下來,然后組織相近專業(yè)的老師,借鑒國內(nèi)外創(chuàng)新能力培訓(xùn)教材,精選充實(shí)成書,介紹給同學(xué)們閱讀。
可開課引導(dǎo)同學(xué)們觀看中央電視臺(tái)10套 “我愛發(fā)明”的節(jié)目,并對(duì)節(jié)目中的產(chǎn)品進(jìn)行分析討論,提出改進(jìn)優(yōu)化的建議,仔細(xì)觀摩和總結(jié)每個(gè)發(fā)明人對(duì)產(chǎn)品逐步改進(jìn)直至完善的全過程,使自己在發(fā)明中少走彎路。
對(duì)每兩年一次的中國國際發(fā)明博覽會(huì)和每年一次的中國深圳高新技術(shù)交易會(huì)安排專業(yè)教師進(jìn)行現(xiàn)場攝像,然后播放給同學(xué)們看,讓同學(xué)們了解科學(xué)技術(shù)的前沿,學(xué)習(xí)科學(xué)工作者對(duì)創(chuàng)新產(chǎn)品的奇思妙想,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情。
對(duì)一些實(shí)驗(yàn)課或工業(yè)技術(shù)課在考試考查時(shí),要求學(xué)生自主創(chuàng)新的題目占有一定比例,并對(duì)好的創(chuàng)新思路與方法給予加分鼓勵(lì)[5]。
對(duì)學(xué)生申請(qǐng)專利給予一定費(fèi)用的資助和獎(jiǎng)勵(lì),對(duì)創(chuàng)新能力強(qiáng)的學(xué)生派專業(yè)老師給予重點(diǎn)輔導(dǎo)使他們盡快實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)新成果。也讓這類學(xué)生給其他同學(xué)傳授創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn),在學(xué)生中成立創(chuàng)新協(xié)會(huì),定期請(qǐng)創(chuàng)新有成的專家給學(xué)生們作學(xué)術(shù)交流報(bào)告,對(duì)比較完美的發(fā)明產(chǎn)品派專人協(xié)調(diào)支持,使它盡快進(jìn)入市場[6]。
總之,只要我們找準(zhǔn)學(xué)生創(chuàng)新能力不足的原因,告誡學(xué)生創(chuàng)新的責(zé)任和艱辛,鼓勵(lì)他們積極地投身到創(chuàng)新活動(dòng)中,學(xué)校和教師對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)做到因人施教,讓學(xué)生們形成喜歡創(chuàng)新。善于創(chuàng)新的氛圍,使我國職業(yè)院校學(xué)生的創(chuàng)新能力得到顯著的提高,盡快產(chǎn)生一批高水平的創(chuàng)新成果。
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G715
A
1001-7518(2015)35-0082-04
王洪(1962-),男,江西南昌人,南昌大學(xué)副教授,研究方向?yàn)楦叩任锢韺W(xué)教學(xué);黃國慶(1970-),男,江西鷹潭人,南昌大學(xué)講師,研究方向?yàn)樘煳奈锢韺W(xué)。
責(zé)任編輯 秦紅梅