“物联网+创新学教学”怎么加？

陈玉川

摘 要：创新学是一门跨学科的特殊课程，创新学的教学方法不同于一般课程。物联网是人类信息产业革命的第三次浪潮，正在催化创新学教学方式的变革。利用现代物联网技术感知学生创新意识、创新思维、创新实践，将创新学教学融入到校园物联网系统，实现创新学教学方式的创新，改善创新学教学效果，提高创新人才培养效率，加速我国创新驱动发展进程。

关键词：物联网+；创新学教学；实现途径；跨学科

中图分类号：F204 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）09-0074-04

0 引 言

随着我国经济社会改革不断向纵深处发展，传统生产方式面临的压力越来越大，创新驱动发展愈加迫切。近年来，党中央、国务院为加快经济发展方式转变，促进创新驱动发展战略实施，不断加大政策支持力度。2006年，国务院颁布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》，提出我国科学技术15年发展的目标和措施；2012年9月，中共中央、国务院颁发《关于深化科技体制改革 加快国家创新体系建设的意见》，提出深化科技体制改革、加快国家创新体系建设的指导思想、主要原则和目标，强化企业技术创新主体地位，加强统筹部署和协同创新改革科技管理体制，完善人才发展机制，营造良好环境；2012年11月8日，胡锦涛总书记在中国共产党第十八次全国代表大会上提出实施创新驱动发展战略，要求“深化科技体制改革，推动科技与经济紧密结合，加快建设国家创新体系，着力构建以企业为主体、产学研相结合的技术创新体系”；2016年5月19日，国务院印发《国家创新驱动发展战略》，提出实施创新驱动发展战略的指导思想、基本原则、战略目标、战略任务。党中央、国务院近年来陆续颁布的创新驱动发展政策表明，我国的创新驱动发展正在由政策层走向操作层，由理论层走向实践层。

为保证创新驱动发展的顺利进行，必须有足够数量和质量的创新型人才，而创新型人才主要靠大学培养。所以，如何培养创新型人才不但关系到我国创新型人才的质量，而且关系到我国创新驱动发展战略的实施进程。近年来，为加大创新型人才培养力度，不断提高大学生的创新能力，我国许多高校在引进国外创新教材的基础上，大力组织国内专家不断推出《创新管理》、《技术创新管理》等教材，为我国培养创新型人才提供了理论依据。但由于创新环境和教学方法的限制，许多高校的创新学教学并没有达到预期的教学效果。

目前正在飞速发展的物联网是继计算机、互联网和移动网之后世界信息产业革命的第三次浪潮。物联网作为一种新兴产业，不但在改变人类社会的生产方式，还在改变人类社会的学习方式和教学方式。如何通过“物联网+”促进创新学教学对改善创新学教学效果、提高创新型人才培养效率、实施国家创新驱动发展战略具有重要意义。

1 创新学课程特点及创新学教学面临的问题

创新是将技术的新构想经研发或技术组合后获得实际应用并产生经济、社会效益的商业化全过程[1，2]。创新学是一门研究创新规律及其应用的课程，是一门跨学科、跨专业的课程，创新学课程的特点决定了创新学的教学方法不同于其他传统课程[3，4]。

1.1 创新学课程的特点

1.1.1 创新知识的跨学科性

创新学包括创新机会、创新人员、创新资源、创新过程、创新规则等内容。创新机会则是现在或将来能够为企业带来经济效益和技术效益的情况。创新机会既可能存在于企业内部（包括产品内部），也可能存在于企业外部（包括用户需求、竞争产品、供应商、资源提供者等）。就技术生命周期而言，创新机会实质上是技术的未来发展情况，具有生物学特征。

创新人员是一种特殊的人员，这种人员在在思维方式、性格和心理特质、个人能力、发展战略等方面与一般人员不同，区分创新人员与一般人员的本质特点是培养创新人员的基础。创新人员虽然是一种特殊人员，但其培养和管理离不开人力资源管理的一般特征，创新人员与人力资源管理密切相关。

创新资源包括人才、技术、资本、信息等。创新过程是一种通过对创新要素进行加工创造而生成新产品并实现新产品商业化、社会化的过程。创新过程的本质是生产，是对技术知识的生产和再生产，创新资源具有生产要素的特征。

企业创新离不开流程、组织、制度、文化等规则。上述规则既可以促进创新，也可以约束和阻碍创新。通过流程创新、组织创新、制度创新、文化创新等手段促进技术创新是通过规则创新促进技术创新。流程是企业工作的先后顺序，组织是企业人员配备的基本依据，制度和文化是企业运行的基本规则，上述规则与生产运作管理、组织行为学、制度经济学等密切相关。

创新学的课程结构表明，创新学跨越生物学、经济学、管理学等学科，创新学的知识具有跨学科性。

1.1.2 创新应用的复杂性

创新学是研究和揭示创新规律的课程，其根本任务是向学生解释创新原理，传播创新知识，唤醒学生的创新意识，培养学生的创新思维，提升学生的创新能力。每个大学生的经历和毕业去向存在多样性，且每个大学生对创新原理的理解都不同，对创新知识的应用也不相同。创新教育过程如图1所示。

创新意识是大学生创新的原动力。由于阅历、知识存储量、信仰等存在差异，因此部分大学生对创新的看法存在不少误区，主要表现在以下两个方面：

（1）对创新定义的误解。绝大部分人认为创新就是创造，创新就是发明，创新就是研发。创新与创造、发明、研发密切相关，但与上述概念又存在本质区别。创造、发明、研发只是创新的一个阶段，创新是从提出技术新想法到创造出新产品，再到实现商业化、社会化的全过程。

（2）对创新过程的误解。部分人认为创新过程只包括技术研发一个环节，只是技术专家做的事情，与非技术人员毫无关系。创新过程包括从市场创新机会开发到技术研发、新产品制造，再到新产品实现市场化的全过程。创新过程是营销人员、研发人员、生产人员协同创新的过程，市场营销活动、研发活动、新产品制造活动都属于创新活动。创新不只是技术人员的事，还是市场营销人员和新产品制造人员的事。消除认识误区，拉近创新与大学生的距离是大学生创新的初级形式。

创新思维是学生创新的逻辑工具。创新需要运用创新思维思考，但现实中由于思维定势的存在，许多大学生处理问题时并不能运用创新思维来思考问题、解决问题。思维定势是人们在长期思维活动中所形成的惯用思维模式，当面临某个事物或现实问题时，会不假思索地将其纳入已经习惯的思维模式进行思考和处理[5-7]。思维定势是创新思维的天敌，现实中常见的思维定势主要表现为以下几方面：

（1）从众思维定势。不敢坚持自己的意见，总是顺从多数人意见的一种思维模式；

（2）书本思维定势。把书本知识夸大化、绝对化，严格按照书本去做的思维模式；

（3）经验思维定势。按照以往的经验来处理问题的思维模式；

（4）权威思维定势。以权威作为判断是非的唯一标准，严格按照权威指导自己的思维模式。

打破思维定势，使创新思维成为习惯是大学生创新的中级形式。创新实践是将创新知识转化为创新成果的过程，创新实践是大学生创新能力的核心。大学生的兴趣、爱好、出路不同，因此其创新实践也不相同。立志就业的大学毕业生其创新实践主要体现在就业创新方面；立志科研的大学毕业生其创新能力主要体现在知识和技术创新方面；立志创业的大学毕业生其创新实践主要体现在创业创新方面。无论是哪种形式的创新实践，大学生关于创新原理和创新规律的认识大多都是在学校形成的。创新实践是对创新知识、创新意识、创新思维的具体运用，是大学生创新的高级形式。

大学生创新能力形成的过程十分复杂，大学生对创新知识的应用是通过消除认识误区、打破思维定势、参加创新实践实现的。

1.1.3 创新需求的多样性

大学生毕业后的去向不同，对创新知识的需求也不相同。目前，大学生毕业后主要有就业、学习、创业三个去向，而这三个去向对创新的需求各不相同。

就业是大学毕业生的主要去向。目前，我国各个大学的专业分为文科、理科、工科，大学生入校时大多已经根据各自的志愿被分配在相应的专业。大学生毕业后只掌握某一专业技能，从事某一专业性的工作。由于创新是一个过程，从新产品营销到新技术研发，再到新产品生产，跨越了不同专业。所以毕业后直接就业的大学生被分配在创新过程的某一环节，从事创新过程中某一方面的工作，因此对创新知识的需求就局限在个别创新环节中。

考研深造是大学毕业生的另一个去向。据统计，目前我国考研的大学毕业生占比仅次于就业的大学毕业生占比。就研究生研究的侧重点而言，硕士研究生主要从事应用问题研究，博士研究生主要从事理论问题研究。不论是硕士研究生还是博士研究生，都在从事知识创新工作。技术知识创新主要发生在研发环节，管理知识创新有的发生在营销环节，而有的则发生在非创新领域。

创业的大学毕业生只是少数，而创业难度大、对创新能力要求高是重要原因之一。就创业环境而言，创业涵盖从创新机会开发到创新团队构建，再到创新资源组合的创新全过程。就创业企业而言，创业涵盖从新产品营销到新技术研发，再到新产品制造的创新过程。创业大学毕业生对创新知识的需求是宏观的、全过程的，创业不仅需要自主创新，更需要协同创新。

1.2 创新学教学面临的问题

创新学教育在我国起步较晚，创新学教育并未在所有大学引起足够的重视。以应试为主的传统教学模式至今还束缚着创新学教学，创新学教学存在的问题阻碍着创新型人才的培养，限制了我国创新驱动发展的进程。

1.2.1 教学方式刻板

目前，在创新学教学中，教师的教学方式基本是先解释创新概念、创新原理，再列举创新案例，说明创新概念和创新原理的具体应用。这种教学方式是一种单向教学方式，教师传授创新知识，学生被动接受，学生的创新积极性无法得到充分发挥。这种刻板的教学方式不适合创新学课程的特点，严重影响了创新学教学效果和创新人才的培养效率。

1.2.2 教师教学缺乏针对性

大学生创新是一个过程。在大学生创新过程中，创新意识和创新思维是隐性的，创新实践是显性的。创新意识和创新思维是大学生创新产出的关键决定因素，教师却无法观察到大学生创新意识和创新思维的变化，无法掌握创新学教学对大学生创新意识和创新思维的影响。由于智力水平和生活阅历不同，在创新学教学过程中，每个大学生的创新意识和创新思维会产生不同的变化。教师无法掌握每个大学生创新意识和创新思维对创新学教学的反应，因而无法有针对性地从事创新学教学工作。

1.2.3 教学手段落后

目前，我国创新学教学虽然使用了多媒体，但只是把板书变成了PPT，并未做到教学内容与教学手段的综合变化。特别是教师与学生的教学即时互动，在课内或课外都无法实现。这种情况限制了教师与学生之间的信息沟通，无法保证实时教学和泛在学习的实现。创新学教学需要用大量的案例解释创新原理，因课时所限，学生的案例训练发生在课堂上的时间很少。虽然有些教师在课外留有案例训练，但由于缺乏教师的参与，大多学生只是应付了事。现有的教学手段使创新学教学效果大打折扣，影响了创新人才的培养。

2 物联网的体系结构

物联网是继计算机、互联网和移动网之后人类信息产业革命的第三次浪潮，同信息产业的前两次革命相比，物联网最大的特点是解决了信息传输的即时性问题。根据物联网信息传输和应用的先后顺序，物联网可以分为感知层、传输层和应用层[8-12]。

2.1 感知层

感知层是物联网的最前端，通过传感器、条形码、二维码、WiFi等感知生物和非生物信息的物联网部分。实时感知信息是物联网区别于互联网的重要特征之一。物联网要实现物物相联，需要识别、感知、记录各种物体变化的信息。随着物联网技术突飞猛进的发展，感知层感知的信息正在由有形信息向无形信息发展。对无形信息的感知、记录和应用是今后物联网促进人类信息技术发展的重要趋势。感知层是物联网发展和应用的基础，通过感知层感知信息的变化必然使人类对物联网的应用上升到新的层次。

2.2 传输层

传输层用以传递物联网感知层获取的感知信息。随着无线射频识别（RIFD）技术的发展，物联网实现了对人物信息的非接触传输。非接触获取信息大大提高了人类获取信息的便利性，既提高了人们获取信息的效率，也大大降低了获取信息过程中险恶环境对人们的威胁。互联网、移动网、局域网的飞速发展极大地促进了物联网感知层信息的传输。物联网传输层嫁接在互联网、移动网、局域网等现代网络技术基础之上。传输层提高了物联网信息传输的效率，但同时也为物联网信息传输带来了安全隐患，信息安全技术既是制约物联网传输层发展的重要因素，也是制约整个物联网发展的重要因素之一。

2.3 应用层

应用层是物联网感知信息实现应用的层次，是物联网发展的根本目的。随着高性能计算机、大数据、云计算等海量数据分析和应用技术的发展，物联网对感知信息的应用越来越广泛，越来越深入。目前，广泛应用物联网技术的行业包括物流、安防、交通、医院、制造等。随着物联网技术的发展，物联网应用正在由商业领域走向非商业领域，如教育、公共管理等。应用领域的开发是促进物联网发展的重要动力，中国要成为世界物联网强国，成为世界信息产业革命第三次浪潮的领军国家，各行各业都有开发应用物联网、提高自身工作效率的责任。

3 “物联网+创新学教学”的措施

创新学是一门特殊的课程，根据创新学特点和物联网体系结构来构建基于物联网的创新学教学体系，有利于改善创新学教学效果，提高大学生的创新能力[13-15]。实施“物联网+创新学教学”的根本措施是实现创新学教学过程与物联网工作过程的有机统一[16-22]。“物联网+创新学教学”模型如图3所示。

3.1 “可靠感知+创新意识”

创新意识是大学生创新过程的开端，是社会或个体生活发展的需要，是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[23]。创新意识主要包括创新动机、创新兴趣、创新情感、创新意志等。唤醒大学生的创新意识是创新学教学的首要任务。作为创新学教师，如何根据创新学教学进程以及学生对创新学教学的反应，有步骤、有计划地唤醒学生的创新意识，需根据大学生创新意识的特点，设计创新意识传感器，即时识别、记录大学生的创新意识变化情况。创新学教师根据学生创新意识的变化情况，不断调整创新学教学内容和教学方法，并针对不同学生采取不同的唤醒措施。

3.2 “即时传输+创新思维”

创新思维是人们在创新过程中所表现出的思维方式。创新思维主要表现为逆向思维、发散思维、求异思维等，与传统的顺向思维、收敛思维、求同思维等存在本质区别。根据创新思维的特点设计创新思维传感器，即时识别、记录大学生的思维变化情况。创新学教师通过终端，知道在创新学教学过程中学生创新思维发生的变化，及时采取措施，引导学生利用创新思维考虑、处理问题。利用物联网技术开发大学生的创新思维，训练大学生运用创新思维分析问题、解决问题是创新学教学的重要目标之一。

3.3 “可信应用+创新实践”

创新实践是大学生将创新知识转化为创新成果的过程。大学生的创新实践多种多样，衡量大学生创新实践的指标也各不相同。根据学生的专业特点，设置大学生创新实践记录仪，并使创新实践记录仪成为物联网应用层的重要设备。创新学教师根据物联网应用层创新实践记录仪的记录结果，掌握创新学教学过程中大学生创新实践的变化，衡量创新学教学效果，指导以后的创新学教学。

以上创新学教学过程对物联网的应用需借助现有校园网平台和学生、教师的智能手机。在校大学生几乎每人一部智能手机，智能手机是创新学教学过程中大学生的创新意识、创新思维、创新实践的EPC，可以将创新学教学纳入校园物联网系统。

4 结 语

我国经济与社会发展急需大量高质量的创新型人才，但我国现有创新学教学方法无法满足经济和社会发展对创新型人才的需求。创新学课程具有创新知识的跨学科性、创新应用的复杂性、创新需求的多样性等特点，现有创新学教学方法无法实现教师与学生之间的即时创新互动。物联网作为人类信息产业革命的第三次浪潮，具有即时性、非接触性、可追溯性等特点，“物联网+创新学教学”将大学生创新过程融入校园物联网系统，实现创新学教学的物联网化、教师与学生创新互动的即时化、创新学习的泛在化以改善创新学教学效果，提高创新人才的培养效率，加速我国创新驱动发展进程。

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