大学生创新思维培养的课程设置研究

杨海波

江苏建筑职业技术学院，江苏 徐州 221116

一、创新性思维培养的必要性和紧迫性

如果说自动化机器对人工劳动力的替代还为一部分人留下了一定的生存空间，那么随着21 世纪人工智能技术的发展，深度学习的“机器人将以前所未有的规模取代劳动者”［1］，成为劳动力市场的主力军。甚至是律师、医生、金融从业人员的大部分工作，都可以由全年无休、具备高存储量和高精确度的机器人来完成。在这样的时代背景下，只有具备创新能力的劳动者才能体现出优于机器人的价值。

与此同时，全球化合作的大环境也无法改变各国在高精科技领域的创新竞争，这种竞争关系的激烈程度已经愈演愈烈，美英等西方主要国家加强了对中国技术输出的壁垒和封锁。虽然我国在科学技术领域的创新能力已经今非昔比，然而和发达国家相比，我们在计算机技术、医疗技术、发动机、药品、基础材料化学等高科技领域依然高度依赖国外。

在当前建立创新型国家形势下，培养具有批判性思维、创新创造能力的新型人才，是我国可持续发展的迫切需要。这一问题目前已经积累了一些研究的成果，例如提出了打造校园创新文化、优化课程体系、优化师资配置、增加师生实践等建议［2-4］，但实际操作层面的微观研究不多。笔者以创新课程为例，探讨通过课程设计来培养大学生的创新性思维和能力。

二、创新思维课程简介

（一）课程概述

传统的教育强调知识的分析和技能的获取，抑制了学生创造性和创新性能力的培养和发展。2004-2005 年，美国国家工程研究院先后发布了《2020 年工程师》和《2020 年工程师教育》，为工程科学未来的发展指出了方向，并确定了该领域专业人员的创新属性，确定了改善本科工程学教育和增加创新、创造力和批判性思维的方法。在接下来为数众多的有关工程教学改革的长期研究表明：如果没有课程创新，学生通常会缺乏批判性思维能力、自信心和创造力。

国外教育界开始了一系列的教学改革，实施了各种教学模型。各种模型都将论文学习和期刊写作纳入其中，以发展学生的创造力、独立思考能力和对材料的深刻理解。创新课程正是这样的一种训练课程。这一课程最初是从计算机科学专业开始，目的是培养大学生的批判性思维、创造力和创新能力。由于开设以来受到学生的广泛好评，如今已经扩展至信息技术、生命科学和社会科学等专业。

（二）教学方法和课程结构

创新思维课程强调学生在整个课程开展过程中的主导作用。创新思维教学法以学生为中心，通过参与分析性讨论来发展学生的批判性思维技能。同时强调自学、日常作业和小班制，要求每个学生每天都准备好回答或解决各自班级的一些问题。

国外的创新课程围绕着“增进学生对颠覆性和创新技术的理解，以及关于社会、文化和宗教因素如何影响人们接受或拒绝技术创新”这一主题展开，以部分经典著作为阅读基础，如克莱顿· 克里斯滕森的《创新者的困境》、托马斯· 库恩的《科学革命的结构》、丹尼尔· 鲍斯汀的《发现者》，以及查尔斯· 珀西· 斯诺的《两种文化》等。学生要在课外读完所有材料，并选择自己感兴趣的技术进行独立研究。在课堂上，每个学生都要通过和其他学生以及老师讨论相关的课程阅读材料，阐述自己选择研究的科技的创新性。此外，学生还要独立完成一些课程小论文，以及最后可以投稿的最终论文。

（三）课程评估

在整体创新课程结束之后，所有学生将参与问卷调查。调查结果显示，学生对课程目标的评价非常积极：参与学生都认为这门课程提高了他们的批判性思维能力（占96%），并对该课程教学方法的有效性给出了最高的满意度（占99%）；认为这门课使他们对科学和技术有了更广泛的思考（占95%），交流能力（口头和书面）得到了提高（占94%）。

参加该课程的学生中已经有继续发展其创新性技术构想并获得商业成功的例子。为了对该课程效果进行更加深入地调查，研究者还继续追踪了毕业生，向他们询问了同样的问题，结果与对在校生调查的结果相呼应，学生们对该课程的评价非常高，部分受访学生认为，该课程是他们在大学期间获得的最佳课程。

三、分析借鉴与改进

（一）教材内容

国外创新课程的阅读内容主要有四大部分。克莱顿· 克里斯滕森的《创新者的困境》、托马斯· 库恩的《科学革命的结构》、丹尼尔· 鲍斯汀的《发现者》，以及查尔斯· 珀西· 斯诺的《两种文化》。《创新者的困境：新技术导致大企业倒闭》一书以计算机操作系统LinuxOS 以及Unix、WindowsNT 的发展为例，阐述了颠覆性技术发展的独特性，回答了为什么许多管理完善、产品满足用户需求的大公司也会失败。《科学革命的结构》一书被《泰晤士报》评为第二次世界大战以来最有影响力的一本书。它揭示了科学发现过程中周期性的范式转变，并指出了科学家共同体所在社会的文化历史环境对科学革命的影响。这使得学生能够认真地思考科学变革如何发生，是什么推动着科学向前发展等深刻问题。《发现者》一书追踪了人类发展历史中众多的科学和技术的发现过程，揭示了社会、政治、经济、文化和宗教环境对创新者的影响。让学生进一步理解科学和技术发展过程中的不可控因素。《两种文化》则指出，在西方社会中科学和人文这两种文化群体之间存在深刻的鸿沟，两种文化的从业者应该努力相互了解，这样才能促进人类知识的进步，进而造福社会。这些知识内容让学生对技术创新有更广阔的思考维度，而不仅仅局限于技术上的发展。

以上阅读材料都紧紧围绕科学技术而展开讨论，但各自都从不同的角度切入，内容包含了与科学技术创新发展有关的一切因素，非常值得我们借鉴。我们在考虑课程内容的设置时，既要让学生了解科学技术创新发展自身的规律，又要让学生思考作为科技创新发展活动主体的“人”所要面对的一切。我们可以根据我国的实际情况，在阅读材料的选择上做一些调整。建议保留《科学革命的结构》和《创新者的困境》这两本书，另外选择用吴国盛的《科学的历程》和托马斯· 弗里德曼的《世界是平的》取代《发现者》和《两种文化》。《科学的历程》一书以人文的视角审视科学发展的历程，通过对科学发现过程的阐述，揭示了作为一种社会活动的科学的发展规律，具体地展现了科学技术如何在推动历史前进的过程中发挥其巨大的杠杆作用，以及如何对人类发展起着深远的影响。该书结合了科学史、技术史、思想史和社会史等，生动地描绘了人类五千年文明史的发展历程。它可以为学生提供一个更宏观又具体的历史角度，来思考科学、技术与社会这三者之间的关系，以及三者如何相互牵制或促进彼此的发展。《世界是平的》一书则详细准确地描述了21 世纪初全球化过程中当今世界发生的重大变化。揭示了在科技和通信领域的极速发展，剧烈地改变了全世界人们的生活方式，世界变得平坦化。该书向人们提出了一个深刻的问题，即这种平坦化趋势对于国家、社会和个人而言意味着什么。通过这样的阅读和思考，促进学生立足当下，了解当今世界与时代，在这样的背景下思考创新的方向。

（二）课程结构

课程主要由课堂内容、与相关人员的互动以及最后形成的适合提交会议或期刊的书面论文组成。在设置该课程时，可以根据自身学校的特定情况，进行适当调整和改进。课堂内容以基础阅读、讨论和小论文为主；此外，还应尽可能定期为学生提供与特定技术领域内高级技术领导者对话的机会，共同讨论与技术开发相关的创新性技术和业务流程等。这不仅能加强学生对基础课程内容的理解，还可以学习创新的管理和组织结构等知识。该课程应根据学生选择的特定技术，邀请该领域著名的研究人员和教授与学生进行互动，解答疑问，提供有关特定技术的深刻见解。相关教师和学校支持部门每个学期应组织几次参观，让学生与各自组织中的精选领导人见面，并为学生们邀请知名嘉宾演讲，讨论相关的技术主题。

课程的最后组成部分是课程论文，它应集中体现学生在经过一学年系统的创新性思维训练后的成果。它由平时的小论文和最终严格按照学术论文要求完成的可供发表的论文组成。学生可以根据自己的兴趣，选定一个特定技术领域，每次完成1 ～3 页的小论文，并交由授课教师和至少一位同学进行评审。最后在这些小论文的基础上完成一篇5 ～7 页的学术论文。这种安排不但锻炼了学生的学术性论文写作能力，而且使学生对选定的技术领域进行了深入的思考，形成了自己对该领域创新性技术的见解。

（三）教学方法

本课程应采用对话法，强调教师和学生之间的对话讨论，甚至相互印证。每个学生在每次课堂上都会和老师以及其他学生讨论自己选定的科技主题和阅读材料。苏格拉底式提问是批判性思维的核心，通过辩论式对话，训练学生挑战自己或他人思维的准确性和完整性，并加深个人的见解和理解。同时还可以训练学生的逻辑表达能力，以及有效地进行口头辩论的能力。这不同于以往科学工程类课程的传统教学方法（know what），也不同于工匠学徒式的跟学实践（know how），非常有利于启发和提高学生的批判性思维以及独立思考能力。

同时，课程应强调学生在上课讨论之前的自主学习，独自完成阅读材料，选定自己有兴趣深入探讨的技术，并鼓励学生进行与该技术相关的其他材料的阅读和了解。课堂的讨论以及小论文和最后形成的论文，都应以学生为主导。教师作为组织和引导者，参与学生的讨论，提出问题，并提供相关的帮助，但不会作为主讲者。

（四）注意事项

首先，这样的一门课程对学校相关人员是很大的挑战。各个学科背景的学生聚集在一起讨论，对同一个问题会提出不同的理解视角，这有助于为学生开阔新的思路。但同时这也要求相关教师和辅导人员对所讨论的问题有基本的知识储备，在学生遇到学术困难时，能够为学生提供可行的解决途径。相关教师的知识领域要足够丰富，又要与时俱进，了解当代科技与社会发展的前沿问题与机遇。

其次，学生的课堂辩论和课程论文都要求指导教师深度参与和引导，教师自身要有较强的逻辑理解与表达能力，同时也要具备规范的学术研究与撰写论文的能力。以学生为主导的授课方式并不意味着教师职责的弱化，反而要求教师能够站在一个更高的理解层次上，去把握和服务于学生的问题探索，避免学生的讨论和研究散漫无题，或走向完全错误的方向。

最后，提问辩论式的教学方法对学生和教师来说并不容易进行。从学生角度看，是自己的思考和疑问推动着课堂讨论和课后研究的向前，学生必须克服等着听老师讲解和布置作业的心理，同时也要有质疑老师权威的心理。而从教师的角度看，自己的角色从主导变为辅助，承认自己在很多领域的无知，且要鼓励和接受学生对自己观点的质疑，又要帮助学生进一步的探索，这些都并非易事。

四、课程安排

由于该课程包含四本书的阅读讨论、课程小论文和最后的大论文，以及平时大量的相关题材的广泛阅读，建议课程总时间大约在一学年左右，以每周一次、每次两节课的课时频次进行。具体可以根据高校的实际情况，做具体的调整和设置。

这里需要强调的是，教师在每次布置课后阅读量时，应尽可能以某一主题内容为区分段，而不是根据书本的总体内容与课时来平均分配，这样有助于学生对所读内容有较完整的理解；再者，每一次的阅读内容最好都以问题的形式提前布置给学生，引导学生的阅读和课堂讨论紧扣主题，不至于学生在阅读时漫无目的，讨论时泛泛而谈或不知该讨论什么——这些是以学生为主的教学课堂里最容易形成的被动局面。

五、结语

本文介绍了旨在发展工程专业学生批判性思维以及创新能力而开设的一门新型课程，并在此基础上结合我国实际背景情况，设置符合我国工程类大学生学习的创新课程。我们希望通过这样的课程内容和教学方法，能够使学生在各自的专业领域之外，有机会更广泛地思考科学与技术的发展规律、过程，科学、技术和社会之间的相互关系，以及作为科学技术主体的人的历史文化环境甚至是政治经济等因素对科学技术发展的影响。并在阅读与讨论过程中训练学生的批判性思维，培养学生的创新性思维以及逻辑表达能力。相信通过一年的思维训练，学生能够以一个更广阔的视角来思考自己的专业领域。