[摘 要]針對課堂教學改革持續(xù)推進中存在的學生創(chuàng)新能力不足的問題，本次研究采用文獻調(diào)研、理論分析和實踐驗證的方法，從學生創(chuàng)造潛力開發(fā)原理及其對課堂教學的啟示入手，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為導向，結合相應的課程特點和工程教育認證中的畢業(yè)要求，重構課程目標，優(yōu)化知識單元，融入行業(yè)精神，建立課程資料庫及學習指南，精心設計教學過程，組織多樣化的課堂教學，推行“3+X+1”教學模式，最終形成“知識學習—能力形成—實踐應用—知識再學習”閉環(huán)，有效促進學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

[關鍵詞]創(chuàng)新能力 混合式教學 油層物理 教學設計 教學模式

基金項目：陜西高等教育教學改革研究項目（項目編號：19BY067）；延安大學研究生教改項目（項目編號：YDYJG2019013）；延安大學教學改革研究項目（項目編號：YDJGYB19-03）。


引 言

黨的十九屆五中全會提出堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設全局中的核心地位，國家對創(chuàng)新型人才的需求達到了一個前所未有的高度。而高校作為教育的大本營，其現(xiàn)代化建設任務是實現(xiàn)以人為本的教學改革實踐探索和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)。沉浸式學習、翻轉課堂等被應用于教學實踐，一大批“金課”的誕生，則標志著高校教學改革進入到百花齊放的階段。然而，如何將“金課”建設成果轉換成學生的創(chuàng)新能力，使學生成長為具有多元素養(yǎng)的創(chuàng)新型人才，目前仍處于探索階段。本次研究探索多樣化培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的適配條件，優(yōu)化工科課堂教學模式，為學生提供創(chuàng)新環(huán)境，使課堂成為培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的基地。

創(chuàng)新能力研究及其對課堂教學的啟示

縱觀近年來的研究成果，國內(nèi)學者對創(chuàng)新能力的理解各不相同，但他們對創(chuàng)新能力內(nèi)涵的闡述基本上可以劃分為三種。莊壽強等認為創(chuàng)新是從創(chuàng)造引申而來的，個人創(chuàng)造能力=K（常量）×創(chuàng)造性×知識量。其中，創(chuàng)造性指創(chuàng)造意識、創(chuàng)造人格、創(chuàng)造思維、創(chuàng)造原理、創(chuàng)造方法之和，知識量指一個人所擁有知識的廣度和深度，而個人創(chuàng)造能力是可以通過相關的教育、激勵等來逐漸提高的。張寶臣等認為創(chuàng)新能力由創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新技能三大要素構成，核心是創(chuàng)新思維。安江英認為創(chuàng)新能力表現(xiàn)為兩個相互關聯(lián)的部分，一部分是對已有知識的獲取、改組和運用；另一部分是對新思想、新技術、新產(chǎn)品的研究與發(fā)明等。盡管不同的學者對創(chuàng)新能力內(nèi)涵的界定有所不同，但都包涵了知識基礎、知識重組運用能力及積極創(chuàng)新意識三個方面，并且他們都認為創(chuàng)新能力是可以培養(yǎng)的。

教育的過程應該是創(chuàng)造潛力培養(yǎng)的過程，而創(chuàng)造潛力的培養(yǎng)要遵循一定的科學原理，《行為創(chuàng)造學》認為：一是要先培養(yǎng)創(chuàng)造人格，如自信、質(zhì)疑、勇敢、勤奮、情感態(tài)度、認真求實和獻身精神等。二是開發(fā)創(chuàng)造潛力應培養(yǎng)與創(chuàng)造有關的能力，如自學能力、觀察想象能力、接受新思想能力和社交能力等。三是創(chuàng)造性思維產(chǎn)生過程大致可分為頭腦中有一個待解決的中心問題；有足夠的知識儲備和信息資料積累；對要解決的問題進行反復長時間的思考；適當擱置；靈感產(chǎn)生。四是一個人必須有一定的壓力，這樣才能驅(qū)散怠惰，激發(fā)求知欲，適當?shù)墓ぷ骰驅(qū)W習壓力有利于創(chuàng)造潛力的開發(fā)。五是研討和爭論能夠振奮精神，開闊視野，增強人們的創(chuàng)新意識。六是知識的多少和層次的高低決定著創(chuàng)造成果的層次和科技含量。七是積極友好的創(chuàng)造環(huán)境對創(chuàng)造潛力的開發(fā)有推動作用。

創(chuàng)造潛力開發(fā)原理給了我們?nèi)c啟示：一是單純靠提升講課質(zhì)量無法完成學生創(chuàng)造潛力的培養(yǎng)，可以采用混合式教學，充分利用課前課后的延伸，調(diào)動學生的學習積極性，開發(fā)學生的創(chuàng)造潛力。二是每門課程都應形成幾個系統(tǒng)性的復雜工程實踐問題，課程學習的過程就是問題解決的過程，給學生營造一個長期思考與積淀的環(huán)境，激發(fā)學生創(chuàng)造性思維。三是推進課堂思政，用行業(yè)精神育人，培養(yǎng)學生的優(yōu)秀品質(zhì)和創(chuàng)造性人格。通過五年的“油層物理”課堂教學改革實踐研究總結出的“3+X+1”教學模式（3即“行業(yè)精神+《學習指南》+復雜工程實踐問題”三種基本構件，X即為多樣化課堂教學模式，1即為一種有效督促考核方式），可以有效促進學生創(chuàng)造潛力的開發(fā)。

“3+X+1”教學模式

1.講好行業(yè)故事，用“行業(yè)精神”喚醒創(chuàng)造人格

認知因素和情感因素是影響學習投入度的主要因素，學習者個人的情感、態(tài)度和價值觀對學習行為具有引導和控制功能。好的課堂思政能有效激發(fā)學生的學習內(nèi)驅(qū)力，培養(yǎng)創(chuàng)造人格，促進自主學習。如何優(yōu)選思政內(nèi)容，使之既能很好地融入專業(yè)課堂又能引起學生的共鳴，是課堂思政改革的難點。實踐表明，將行業(yè)精神引入課堂是很好的解決方案，行業(yè)精神源于工作實踐，形成于特定的行業(yè)背景，蘊含著令人感動的行業(yè)故事。因而，尋找行業(yè)精神與專業(yè)知識的結合點，挖掘其中蘊含的感人故事，以文字、圖片或影視資料的形式再現(xiàn)這些感人故事，讓學生感受平凡的行業(yè)故事中所蘊含的不平凡的“行業(yè)精神”。另外，要注意時長和頻率的把控。學生調(diào)查問卷和課堂實施經(jīng)驗表明，每門課程課堂思政的頻率為1～2周進行1次比較合適，而每節(jié)課的思政時長控制在5～10分鐘最為適宜。

以“油層物理”為例，講解石油精神中的“鐵人精神”時，可在課前把大慶油田開發(fā)背景資料發(fā)送給學生，讓學生在閱讀中感受創(chuàng)業(yè)的艱難，組織學生觀看“大慶會戰(zhàn)”視頻，并優(yōu)選鐵人王進喜在寒冬中跳進泥漿池里用身體攪拌泥漿的片段，使學生在觀影中感受什么是“鐵人精神”。課后拓展部分，讓學生進一步調(diào)研“鐵人”事跡，記錄“鐵人名言”，進一步感受“鐵人精神”，最終幫助學生形成自信、勤奮、認真求實的創(chuàng)造人格。

2.明確課程目標，建立學習指南，完善課程資料庫，培養(yǎng)自學能力

根據(jù)課程特點，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為基礎設計課程目標，構建系統(tǒng)而完備的知識框架。然后根據(jù)課程目標，構建詳細可行的《課程學習指南》，在《課程學習指南》中盡可能詳盡地給出各個章節(jié)所涉及的不同形式的資料索引，如學習視頻、閱讀材料、分析案例、討論問題、拓展材料、行業(yè)背景及思政故事等，以利于學生自學時的查找閱讀。

培養(yǎng)學生的自學能力是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的基石。隨著互聯(lián)網(wǎng)與信息技術的快速發(fā)展，學生的學習方式呈現(xiàn)多元化的特征，大部分基礎知識學生可以通過在線學習獲得，教師的角色已從傳統(tǒng)的“知識的傳遞者”變成“知識的引導者”，教師的教學過程也變成了指導學生學習，優(yōu)化評價測試，督導學生完成自學，引入章節(jié)測試掌握學生的學習情況，然后將所有過程性評價結果作為學生平時成績的一部分。

3.組織多樣化的課堂教學，開展課堂深度討論，提升學習效果

單一“講授式”教學，無論教師講得多么精彩，都可能會忽視學生的主體性，進而扼殺學生的學習積極性，最好的教育方式是引導啟發(fā)學生自己發(fā)現(xiàn)知識。另外，如果學生課下進行了充分預習，教師課堂上就不用再照本宣科，而是可以結合學生預習反饋的問題確定教學的重點，然后進行深度教學，教師可以通過問題導向、交流討論、成果匯報等方式強化學生的課堂參與度，使學生在互動中學會分析問題和解決問題，深度的課堂學習能活躍學生思維，培養(yǎng)學生的探索精神和深度思考問題的習慣，從而實現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目的。

以“儲層巖石的孔隙度”課堂教學為例（見表1）。課堂教學采用改良版的BOPPPS教學模式，在上節(jié)課結束時布置下節(jié)課的作業(yè)，并進行課程導入，給出明確的學習目標。新一節(jié)課開始時，公布上節(jié)課學生過程性評價成績，幫助學生正確評價自己的學習效果和進行自我定位。課堂實現(xiàn)了全員參與式討論，并點評了學生上節(jié)課的預習作業(yè)，然后進行“常規(guī)設計結果、實驗成敗關鍵問題分析、前沿測試技術討論”三個階段的深入學習。在充分的課堂學習討論后，回顧這個實驗的設計過程，講解開發(fā)玉門油田時形成的缺乏設備自己制造的“窮搗咕”精神，對比自己實驗設計過程遇到的困難和開發(fā)玉門油田時遇到的困難，用“石油精神”鼓勵學生面對困難時要勤于想辦法，攻堅克難，即適時融入“體驗式”思政育人。最后給出知識的應用范圍，并用思維導圖的形式總結章節(jié)內(nèi)容。

4.形成“5+1”課堂評價方法，加強過程性評價，引導學生注重學科素養(yǎng)的提升

考核是檢驗學習效果的工具而不是目的。然而，從應試教育下走出的學生，總是本末倒置，更多的是關注備考的方式和策略，而不是知識本身，造成自己的學科知識相對碎片化。教學的最終目的是培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng)，即在某一學科的學習過程中逐漸形成的學科知識、學科能力、學科思維方式和學科情感等的綜合。因此，課程考核過程要多元化，引導學生注重平時的學習和積累，而不是“考前突擊”。

“5+1”課堂評價方法為“5種過程性評價成績和1種期末考試成績”，期末總評成績計算公式如下：期末總評成績=所有過程性評價成績平均值×60%+期末考試成績×40%，過程性評價成績=中國大學MOOC網(wǎng)站作業(yè)互評得分×20%+優(yōu)慕課網(wǎng)站測試得分×20%+課堂互動加分×20%+工程實踐作業(yè)×20%+小組作業(yè)×20%。其中，預習效果可由課前測試成績得出，課堂參與度根據(jù)個人課堂表現(xiàn)打分，個人及小組作業(yè)成績根據(jù)中國大學MOOC網(wǎng)站互評得分統(tǒng)計得出。

結 語

工科課堂要想成為培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有效載體，必須進行精心的課堂設計，采用混合式教學，充分利用課前課后延伸，調(diào)動學生主動性，開發(fā)學生各項潛力。教師可以將“行業(yè)精神”引入課堂，利用體驗式教學引起學生的情感共鳴，激發(fā)學生學習內(nèi)驅(qū)力，培養(yǎng)學生創(chuàng)造人格，促進學生自主學習。此外，教師還應積極完善課程資料庫，建立學習指南，優(yōu)化評價測試，促進學生自學能力的形成，組織多元化的課堂教學，促進學生的深度學習，最終形成“知識學習—能力形成—實踐應用—知識再學習”閉環(huán)，有效促進學生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

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作者單位：延安大學石油工程與環(huán)境工程學院

責任編輯：楊子