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大学生创新意识与创新思维训练研究 |
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摘要：以郑州大学土木工程学院交通工程系为例，提出自主学习、因材施教、多维协同的教学模式;增设创新课程培养学生的创新思维和创新意识;从交通工程专业角度阐释了辩证思维、聚合思维、发散思维、逆向思维4种创新思维及其训练方法。
关键词：交通工程专业;创新意识;创新思维;训练教学模式
国务院《关于推动创新创业高质量发展，打造“双创”升级版的意见》中提出把创新创业教育和实践课程纳入高校必修课体系[1]，从政策和资金两方面为大学生创新创业给予支持。国务院办公厅《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》支持地方将部分财政资金用于创新创业活动;高校统筹支出结构，支持创新教育[2]。科技进步带动了交通行业迅速发展，交通工程专业对人才的实践能力、创新能力要求越来越高，人才培养需适应实际需求。
1教学模式
1.1自主探究，实践引导
在传统的灌输式教学模式下，学生被动获取知识，不利于其创新能力的培养。近年来通过一系列教学改革逐步改变这一状况，提出了“以学生为中心”、“启发式教学”等理念，其本质在于激发学生学习的主动性。自主探究就是突出学生主体地位，让学生主动去探索，老师适时给予指导。老师提供大体结构、任务和多样的教育资源，内容包括基础知识、学术前沿、研究成果等，供学生自主探索，在此基础上引导学生将信息深加工，使其条理清晰、逻辑严密，提高分析、解决问题的能力。实践有助于内化知识，培养创新能力。根据学生不同阶段的学习情况，交通工程专业安排了不同的实践课程，包括前两学年的认识实习和测量实习、后两学年的课程设计和毕业设计等[3]。另外，老师也可以安排学生课下自主实践，比如观察交叉口的交通流量和信号配时的情况，将知识应用到实践中。此外，积极参加学科相关竞赛如结构设计竞赛、交通科技大赛、各种桥梁设计大赛和大学生挑战杯、创新创业大赛等，也是培养实践能力的有效方法。
1.2面向全体，因材施教
培养创新意识和能力，既要面向所有学生，更要根据每个学生的特质去落实，将集体教育与个别指导相结合。在实际教学过程中，由于师生比例悬殊，很难在课内制定多重教学方案，而且课内教学的主要内容是每个学生都要掌握的基础知识，采用面向全体的普适教学法是非常合适的。因材施教体现在深层次学习上，找到适合发展的领域，配置个性化的学习方案。交通工程专业涵盖交通规划、设施建设、交通管理及控制等方面的很多具体学科[3]，任课老师介绍课程特点和相关职业，引导学生发现自己的特长。针对拔高部分的知识实行导师全程辅导，根据学生的选择和导师的相关课题和研究，进行因材施教，使每个人获得最佳的发展。这种方法能够有效地均衡常规知识的普适性教学和创新性能力的个体拔高培训，实现有限条件下的因材施教，对培养适应时代需要的创新型人才，具有非常重要的现实意义。
1.3多维协同，合力培养
多维协同育人是指在产、学、研环节，打破企业、高校、研究院所等部门之间的壁垒，开放合作[4]。为了保证其实施，还需要政府部门和相关法律的支持。由于交通工程专业是一个与企业和设计部门紧密联系的专业，多维协同育人具有必要性。交通工程系应该积极与设计院合作，邀请设计人员加入学生创新培养，根据发展需求开展专题讲堂和创新指导;也可以选派老师和学生到设计部门进行学习。同时与企业合作，企业作为人才需求主体，可以提供实习岗位，高校也可以吸收企业赞助支持学生学术科技创新。高校自身也应积极推进创新教育，对学生的创新能力、实践能力进行全面培养。学校、学院、科研院所与企业为交通工程专业人才培养注入合力，保障合作各方的利益，提高交通工程专业人才的质量。
2课程结构
创新的关键是对现有知识能熟练运用并善于抓住专业知识的空缺，提出创新性的想法，在此基础上有能力完成相关设计。这对学生的专业素养和创新思维提出较高的要求，因此，应更加重视专业知识的学习并将创新教育纳入教学体系。
2.1专业理论课程
具备专业知识是创新的前提。交通专业本科生要学习交通规划、设计、建设、管理等知识，具备相关的工程技能，包括熟练的制图和工程测量能力，项目工程的管理能力及相关软件的使用能力，基于此，开设具体的专业核心课程来训练和提高学生的各项能力。例如运筹学、交通规划、道路交通系统分析等[3]。由于交通工程专业相关的技术标准和规范不断更新，参考资料和课堂也需做出改进：参考资料不应局限于现成的教材，可以用科研成果作为参考资料来反哺教学;课堂应紧跟学科发展，教学内容动态更新，构建适应于专业实践需要的知识体系。例如：5G技术可以用于高清视频大数据传输、自动驾驶、物联网通信等[5]，将其运用于交通工程领域面向D2D的智能化交通将会带来巨大飞跃[6]。实现这一飞跃，交通人才须充分了解5G技术并将其创新性应用。对应交通工程专业课程体系，可以在交通管理控制、智能交通系统、桥梁检测评定与加固技术这些课程的教学过程中结合5G技术，让学生从交通工程专业的角度理解5G技术，更具创新性地将5G技术应用于交通工程中。
2.2创新思维训练课程
目前，由于缺少专门的创新思维训练，多数学生缺乏系统的思维，在实践中往往仅从专业的狭窄范围就事论事，思维过于局限，表达的思想也带有绝对性，因此，创新思维的训练亟待加强。高校可以开设多元化、立体化的创新教育课程，将其纳入教学计划与专业课程体系统筹融合，设置对应学分并有计划地分布到整个大学阶段，不断强化[7]。另外，保证思政课的课堂效率在一定程度上对学生全面、辩证、发展和开放的系统思维的培养和封闭狭隘的、低层次的认知习惯的改变有很大作用[8]。具体而言，创新思维训练课程可从激发创新动机来设计内容。一是引导学生从各种层面了解创新的重要性和必然性。为了实现这个目标，应举例证明创新在交通工程各个领域都扮演着重要的角色;二是让学生发现身边的创新之处，尝试创新，体会创新的乐趣。
3创造性思维训练的主要方法
创新思维没有固定的模式，其本质在于从创新角度、用创新方法来思考问题。创新思维包括但不限于辩证思维、发散思维、聚合思维、逆向思维等[9]，以下给出四种创新思维的具体训练方法。
3.1辩证思维训练法
对立统一规律、质量互变规律、否定之否定规律是唯物辩证法的基本规律，也是辩证思维的基本规律。培养辩证思维也要从以上几个方面让学生能全面地、联系地、发展地看待问题，不可偏颇。训练方法是对比法，即通过提问或讨论的方式让学生对比分析，从而引导学生辩证地看待问题。例如，交通管理与控制课提到关于道路减速设施有很多种，可以让学生对多种设施进行横向对比，分析其优缺点、异同处，培养对立统一的辩证思维，还针对某一种设施，可以从噪音，行车舒适度和对交通问题的改善作用方面进行纵向对比，全面分析的同时训练辩证思维。
3.2发散思维训练法
发散思维简单来说是一到多，即由一个信息多方位、多角度、多层次去思考得到多个结果，如“一题多解”“举一反三”。在教学中，鼓励学生不拘泥于常规思路，大胆联想。学生个人可以通过绘制思维导图多维发散思维，从而全面地理解某一问题。也可以集体发散思维，即进行小型会议，具体来说：小组内对某一命题进行头脑风暴，思维碰撞后得到大量相关的信息。例如在交通工程专业结构力学课程中超静定结构的计算方法众多，其间必然存在关联和差别;让学生用尽可能多的方法答题，自行比照分析和讨论后，再由老师系统地讲解和分析，有助于学生掌握超静定结构计算的多种方法，有效锻炼学生发散思维能力。
3.3聚合思维训练法
所谓“综学在博，取事贵约”，聚合思维与发散思维相反，是多到一，即把所得资料整合成一个观点。训练方法是抽象、概括、归纳和比较。在解决问题的过程中，尽可能利用已有的知识和经验，把众多的信息和解题的可能性逐步引导到条理化的逻辑序列中，最终得出一个合乎逻辑规范的结论。较为简洁有效的办法是用文献综述作业来训练和考核，引导学生搜集检索相关资料并进行提取对比分析，形成初步的几个论点;进而归纳和论证，形成最终的观点。不仅能扩大知识储备，提高学生的概括分析能力，而且训练学生的聚合思维能力。
3.4逆向思维训练法
由于正向思考的惯性，很多学生习惯并擅长从原因出发推导结果，容易陷入思维陷阱，而逆向思维要求敢于另辟蹊径，从反方向去思考问题，得到不同的观点。培养逆向思维首先要克服从众心理，敢于质疑权威观点;其次是进行专门的逆向思维练习，可从已有事物的逆向形式、相反功能、逆向状态3种思路练习。参加力学竞赛是一种较有效的方法。
4结语
为了应对科技迅速发展带来的创新人才短缺问题，交通工程专业应引导学生创新实践，建立创新教育体系来进行创新能力培养，从各种创新思维的含义出发进行创新思维的训练。通过加强专业课并增设创新思维训练课程的方式，采用多维协同、因材施教等模式，从辩证思维、发散思维、聚合思维、逆向思维4个方面培养学生的创新能力。
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