二、培养创新人才方面的一些思考
创新人才需要的基本条件是什么呢?我认为首先应该有思想动力,即追求真理、锲而不舍,要有这样一个思想动力才能创新。没有这个动力,虽然有这样那样的条件,但是不会创新。第二,创新要有一定的知识基础,这些基础要广博而专,多科兼通。这是什么意思呢?具体来说,创新人才应该具有自然科学与工程技术的基础知识,这是一个方面,另外还得有专业知识,有相邻交叉学科的知识,最后还要有人文社科的知识。创新必须要具有一定的相关知识、一定的修养,关于这方面,最近报纸、刊物讲得很多,就不多说了。第三,创新人才要具备一定的独立思维能力。他要能够分析问题、解决问题。第四,创新人才要有实践能力。虽然他有创新思想,但他还要有办法去实现创新的思想。最后,创新往往不是一个人能够完成的,而是一个团队,因此还要具有团队协作的精神。
因此,高等学校培养创新能力的基本方针,我们认为应该加强下面的几个方面,也即从这几个方面来培养。
(1)加强思想与人文素质教育。
(2)调整学习的知识结构。
(3)进行启发式教学,培养学生思维能力。
(4)鼓励学生自学及博览群书与资料。
(5)重视实验、工程及社会的实践技能训练。
(6)建立学生创新基地,加强创新能力的辅导和团队协作精神。
(7)创建自由的学术环境,引入学术竞争机制。
(8)产、学、研相结合。
三、化工类专业创新人才培养方案
我们经过两个教育部教改项目,形成了一个培养方案,这个培养方案适用于化学工程与工艺专业,而且我们已经进行了部分实施。第一个教改项目是教育部“面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”项目——化工类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践(1996—2000年),有7个化工老校参加了这个项目。第二个是教育部“新世纪高等教育教学改革工程”项目——化工类专业创新人才培养模式、教学内容、教学方法和教学技术改革的研究与实践(2000—2003年),这个项目有9个学校参加,包括天津大学、华东理工大学、浙江大学、北京化工大学、大连理工大学、四川大学、华南理工大学、清华大学及香港科技大学。参加这个项目组的都是各校负责教学的院长、副院长或者系主任。
我们教学改革的思路与措施应该是前瞻性、国际化和结合国情,主要有以下四个方面。
(1)改革教学计划——制定培养具有创新能力和全面发展并能与国际接轨的全面教学规划。
(2)改革教学方法——推行启发式教学, 引导思维, 培育创新精神。
(3)改革教学技术——推行多媒体、网络、仿真等现代化手段, 提高 “教” 与 “学” 的效率。
(4)改革教学管理——建设良好的学术的环境及自由的选课制度。
首先谈谈怎么样改革教学计划。改革教学计划主要是三个方面。一是调整学时,减少授课学时,增加学生的自学、思考和个人探索的时间。第二是调整知识结构,增加基础课与人文社科课的比例。第三是加强实践训练,增加多种实践形式。
关于调整学时,让学生有充分的自学与思考时间,这需要在启发式教学与现代化教学技术手段配合上减少学时。减少学时不是硬砍,必须要与推行启发式教学、采用现代化教学技术相结合,这样,讲课的学时才能减下来。我们认为,四年学习不要超过130学分,相当于2080学时,以增加学生自主支配的时间。自主支配时间用于阅读中外教材、文献,深入思考,写专题报告、调查报告、讨论会发言、小论文,发展个人兴趣等。我们过去没有做到这些,现在我们要逐步做到,并且要提倡这样做。
为什么不要超过130个学分?我们有一个计算。假定四年一共8个学期,每个学期平均选16个学分(一个学分即一周上一节课,这个是国际公认的),这样四年下来是128个学分,相对应的学时是2080学时。这个学时数一提出来,大家都说不可能,因为现在学时最少也是2500、2800学时,相对应的学分差不多是200或者180学分。这里有一个问题,将来国际交流,比如一二年级在中国念,三四年级在外国念,或者一二年级在外国念,三四年级在中国念,这个学分怎么样来衔接呢?是不是中国1.5学分才抵国外1学分?这会引起很多问题。
我们现在一个学期16学分,一周上16节课也是有所考虑的。我们考虑,教师讲授一节课,让学生有两个半小时自学时间。学生在课后没有两个半小时自学恐怕不行。另外,课后还应该有一些作业,如写专题报告等,这个在国外很普遍,但我们现在还没有做到。我们可以结合中国国情来做点调查研究、开展研讨活动等。我们应该逐步做到这些。
关于调整知识结构,其目标是加强培育学生的思想素质,以及与近代科学技术发展相适应的知识。我们把四年时间内学习的课程归纳为六个教学体系。第一个是人文与社会科学体系,第二个是数理体系,第三个化学与生物基础体系,第四个是工程基础体系,第五个是化工基础体系,第六个是选修课体系。我们并不规定有什么课程,只是宏观控制这个体系的比例,从而体现新的教学计划。
我们调整体系的第一个措施是增加人文社科体系比例,培育学生思想素质、文化修养、社会道德,并促进人文社科与科学技术的相互交融。第二个措施是增加自然科学基础体系的比例,包括增加生物基础课,加强物理学与化学中微观与亚微观的内容,以适应未来科学的发展。第三个措施是精简专业基础体系的传统内容, 适当增加多层次(多尺度)方法在化学工程中的应用(如分子结构与性能、介观的泡、滴、粒作用、产品链工程、化工系统优化等) , 以适应未来学科的发展。第四个措施是增加自由选课体系的比例,以充分发展个性与兴趣。我们宏观调整这几个学科体系的学分比例,人文社科体系占23.8%,不到四分之一。自然科学体系、数理化生要占到35.4%,工程基础与专业基础是20.8%,自由选课体系占到15.4%,毕业论文是4.6%。
第三点,关于加强实践。参加这个项目组的学校分工建立四个实践基地(原来叫样板基地),即化工基础实验基地、化工设计基地、化工仿真基地和创新基地,这四个基地就是要培养学生的实践能力。除了建立四个基地以外,还要改进生产实习,加强生产与工程的实践训练,最后还要鼓励进行社会调查、市场调查。
提到创新实验室,这也是我们的一个创举,国外也没有这种说法。创新基地的作用是什么呢?简单地说,就是基本实验设备和场地,以及组织和指导学生课题,探索创新。课题与探索创新不是仅凭想像,要有实践,要做实验。另外,探索创新过程中也应该受到老师的指导,要有一个指导的场所。各个学校有不同的创新基地模式,有些学校在校内有一个独立的基地,像一个独立的实验室一样;有些学校是将有关实验室开放供学生使用;还有一些学校是与外单位合作,学生可以到外单位进行创新活动,当然这要在教师指导之下进行。那么题目怎么来的呢?学生可以自选,教师批准,也可以与科研项目结合,通过科研项目培养学生的创新精神。还有一种方式,是承担外单位的任务或者合作。
关于教学方法改革,主要是要推行启发式教学,这是我们教改的关键。不推行启发式教学,就不能减少授课学时;不减少授课学时,就不能增加学生的自学时间。不进行启发式教学,就不会启动学生的脑筋,引导学生的思维。
关于启发式教学的内容,我们总结了几点,如讲授重点、自学其余,但这方面应该安排一些计算机辅助教学,如CAI。教师要引导学生自学,阅读很多课外资料,不能光看一本书。另外,要提出问题,让学生思考,鼓励学生找资料;还要指出方向,鼓励学生探索;还有课堂讨论、专题报告、计算习题、课程考试等多种形式。可见,启发式教学不仅能减少学时,也能提高学生自学能力、思维能力,提高兴趣、发展个性等。因此,推行启发式教学是教学改革的关键。
改革教学技术,推行现代化教学手段,包括多媒体教学、互联网、校内网、CAI、仿真实验等。
改革教学管理,应该推行现代化教学制度,包括建立有利于创新的校园学术环境,建立自由选修课程的学分制度,鼓励跨学科学习,改革考试制度, 逐步实行淘汰制,推行现代化的教学管理与教学评估制度,建立教师进修提高的制度等。