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摘要:教育的本源是幫助人們更好地守護心靈和完善人格，獲得更高層面的快樂與健康;而好奇與探求未知是人類與生俱來的“快樂”本能，這種創新追求就是在不斷認識世界和改造世界中實現自我價值。但當前大學的教與學在理念與行為中存在嚴重的偏差，表現于師生雙方都功利性地更多面向既往而弱于開拓，缺乏創新思維構建的主觀作為。通過打造設問質疑、碎片重構、作品檢驗、循環上升的問題引領和目標導向的培養模式，強化知行合一的能力訓練。以網絡化支撐、個性化培養和創客化共生，著力培養一大批應對未來社會變化和社會需求的創新型人才。

關鍵詞:創新能力;工程教育;創客;問題導向;翻轉課堂

一、引言

葉圣陶先生曾說:“教育是農業而不是工業。受教育的人跟種子一樣，全都是有生命的，能自己發育自己成長。”不能當作瓶子進行灌輸，強調“所謂辦教育，最主要的就是給受教育者提供充分的合適條件。”教學的藝術不在于告知與傳授，更在于激勵、喚醒和鼓舞，就是要點燃學習者的自我學習熱情。最新研究表明，學習的本質可以是自組織與自構行為。陶行知先生也在《創造宣言》中表述:“教師的成功是創造出值得自己崇拜的人。先生之最大的快樂，是創造出值得自己崇拜的學生。說得正確些，先生創造學生，學生也創造先生，學生先生合作而創造出值得彼此崇拜之活人。”教育的本源就在于塑造具有真善美品格的活生生的人。科技改變著生活，也在倒逼著教育變革。傳統教育滯后于社會發展，內容陳舊，方式落后，效率低下，培養目標則是以滿足以往社會和現有社會的需求，而并未著眼于未來。田園書院式的教育是以農耕經濟為背景的;鈴聲、班級、教室等則具有鮮明的規模化、標準化的大工業化的特征;而今天的學習具有移動便捷、個性多樣、隨時隨處可行、包括了在線體驗和碎片化的特點，這些都離不開網絡化的支撐。學習者在互聯網平臺上利用各種技術和非技術手段，通過團隊協作發現問題，解構問題，尋找解決方案，最終收獲包括人際溝通、團隊協作、批判性思維、自我知識與能力的個性化重構等多維度的全方位立體化的成長。“互聯網+”讓教育從封閉走向開放，打破了權威對知識的壟斷。網絡讓世界變平，每個有知識和有技能的人在這個平臺上都能成為老師，所有需要知識和技能的人在這個平臺上也都能找到榜樣，從而改變了每個人影響世界的方式。單個人、單學科、單知識點等必須置于網絡背景下思考，這種跨時空的新型教育生態必然是社會發展的需求和教育發展的趨勢。愛因斯坦說:“所謂的教育，就是把在學校學到的知識忘掉，剩下的那一部分才是教育。”大學不是不重要了，而是必須變革。

二、確立以興趣為坐標的創新欲望點燃方法

創造的細胞是蘊藏在興趣中的。［1］只有興趣，才會激發和產生別人沒有、前人不曾有的想法與行為，從而伴隨嶄新的結果。創新的教育觀與教育的靈魂，就在于激發、引導和服務學生的興趣，由“傳道、授業、解惑”發展到在“啟志、啟惑”基礎上的導學與示例。不是簡單的記憶已有的結論，而是從學科和專業的寬廣視角“求”“悟”社會的發展與進步，審視先哲的探索之路，感慨于己之生不在其時，而未成為昨日的牛頓與愛迪生，立志于站上巨人的肩膀，成為明天的哥倫布。教師通過展示學科前沿的風光，激發和培養學習者的興趣。教育不是簡單的“告知”和“打造”，而是“服務”于學生的興趣和提供富有人文精神的“生活”;是告訴每個學生“你可能對這門學問感興趣?看看這幾本書是否適合你”;就是要喚醒學生的興趣，教授工具書的使用、資料的查詢和每門課的特點及學習方法;還要告訴他不要迷信權威(包括老師自己)，“不唯書，不唯上”。努力很重要，但好奇心更重要，沒有人比一個擁有好奇心的孩子學習更努力和更易于走向成功的。國家科技進步特等獎獲得者，有“小麥之父”美譽的李振聲院士曾說，科研工作需要“以興趣始，以毅力終”，不同于“一分耕耘，一分收獲”，更可能是“十分耕耘，十分收獲”。在教學中需不斷激發學生的內在興趣，并逐步上升為“為伊消得人憔悴，衣帶漸寬終不悔”的“樂學境界”。如缺乏興趣，就不愿意做第一第二分的耕耘，而沒有毅力，也就沒有第八第九分的努力，也獲取不了最后的十分收獲，也就難以收獲“會當凌絕頂，一覽眾山小”的喜悅和成就感，勝利往往在于最困難時候的再堅持一下。美國麻省理工學院等多所高校提出的“將對市場利潤的追逐和對高端學術的精進追求相融合”的工程教育模式尤其受到關注和認可。當今世界，已有眾多的示例證明了:人們出于愛好所做的事情和出于經濟利益所做的事情之間重合之處已經是越來越多。關注學生整個學習與研究的內在動力，突出興趣的引導作用，視學生培養過程為一個完整人格的塑造。因為，只有認同興趣在學生學習過程中具有原動力的作用，使學生學習動力中最活躍的基因動起來，學生的創新性學習才有原創性，學生的自主性學習才有不竭的動力源。［2］經典的“木桶理論”新解為該桶的價值是在于強化長板和長板群，而非補長短板，短板可以由網絡上的其他板料替代。教育是在“學科專業平臺化”上梳理知識點，編織網狀結構，從而構建面向一大類問題的寬口徑多任務的支撐環境。但也需注意到，由于學生的閱歷與生長環境等局限，如果任由學生興趣驅使，也會造成“嬌寵溺愛”的不良后果，因為興趣也是可以因時因地而培養的。教師角色能否準確定位，直接關系到創新工程教育的改革成敗。教師工作沒有愛是不行的，但是僅有愛又是遠遠不夠的。多年灌輸教育下的學生習慣于標準答案的“喂養”，如同“籠中鳥”，并且可悲于在打開籠門時的不想飛也不會飛。此時教師的“教練”角色更應成為課堂的“主角”，嚴格對學生的興趣愛好和習慣加以引導、規范和約束，嚴師方能出高徒，管理就是一種嚴肅的愛。教師不能作為“選手”替學生跑完人生的旅途，他應是教會學生訓練方法的教練，讓學生掌握學習方法，真正做到“授人以漁”。

三、探索以問題為導向的創新技能培養模式

欲有學問先學“問”，強化問題意識。提出問題、分析問題、解決問題，對這三方面的理解和權重分配在創新教學中提升新的認識。既往老師給學生寫評語常評價后兩項而忽視和不夠重視首項［3］。互聯網時代教師職責的重點必須有所轉移，“啟惑導學”更優于或融于“解惑授業”中。教學只有在學習者學習真實發生的地方才有可能成為成功的教學，而絕非是教學者自認為的嚴謹流暢和華美。愛因斯坦說:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要。因為解決一個問題也許僅僅是一個數學上的或實驗上的技能而已，而提出新問題、新可能性，從新角度去看舊問題，都需要有創造性的想象力，而且標志著科學的真正進步。”問題一詞重點在問，問何題到提何問。那么，問號又從何而來呢?問號來自思考，問號來自觀察，問號來自生活。問號的本質和核心是來自———需求，人類進步的發明史已清楚地表明，需求不僅是一切創新的出發點和歸宿，也是檢測創新有效性的試金石。不斷地尋找需求，跟蹤需求，滿足需求，在需求的深入和具體化中日益改變自己與影響周邊。馬斯洛的理論為不同層面的需求分析提供了借鑒和參考，同時建立起一個泛化的需求概念，即人們需求的常常是功能而非簡單直接的物品。在事物發展過程中總存在著一些不方便和缺欠，而解決這些問題正是創客們工程實踐的靶心與目標。如何構建“自然的批判性的學習環境”［1］，提問非常有助于建立學習者的知識體系，在學習和修正思維模式的過程中起著極為重要的作用。當教育者能成功地刺激學生問自己的問題時，也就為其自主學習奠定了基礎。人類是富有求知欲的動物，人們在努力解決跟自己息息相關的問題時就在自然地學習，他們逐漸培養起一種內在的興趣，這種興趣引導著他們對知識的追求，自構和重構自我獨特的知識樹，并借此轉化為主動的行為，提升自我能力。學生是學習的主人，而老師則提供督導幫助，也是某種意義上的工具，外因只有通過內因才起作用。師者，更應該是眾生學習和模仿進行科研的楷模和表率，如何能夠“知其然，且知其所以然”，并落實于知行合一，老師自身的質疑能力，以及其釋惑過程，更應該在教學工作中放大和加強。思想指導行動，目標引導結果，缺少創新思維，就難以有創新的行為與成果。質疑是其重要組成部分，導師的質疑、啟惑與學生的自我釋疑，貫穿研究的全過程。必要的模式訓練，也可為創新帶來事半功倍的效果，實現在邏輯與非邏輯間游走。概括而簡潔的通用提問模板有:“問題是什么?原因是什么?辦法是什么?結果是什么?”簡稱為“四問法”，并要求學生不斷進行迭代深入，螺旋上升，實現“從不知道到知道，再到新的不知道”(見表1)。在社會生活中也如是，自我不試圖求解的問題，可能僅僅是消極的牢騷;科學和邏輯思考后的問題，就可能是積極的建議。在學校不是由你來給老師出題，職場中也不是由你來給領導出題;問題導向式的學習與求教，就不是簡單的虛心、聽講和“裝瓶”，而應該是帶著你的思考和解決的預案，來聽取別人對此的建議、指導和決斷，并進而分析執行方案與自我預案的差異，在修正完善中得以提高。陶行知先生說“發明千千萬，起點是一問，智者問的巧，愚者問的笨”，如何訓練質疑設問是構建學生創新思維的重要組成部分。這是一個碎片化的時代，網絡被稱為第一殺手，學科與專業化知識常被時空多維度地“撕成碎片”，不同的問題在不同關注點下的鏈接、切入與深淺不同的闡述和跳出，打亂了原有知識體系的強邏輯性和相關性。快節奏的生活是碎片化的又一殺手，直截了當的答案跳過繁雜的推導過程［7］。因此，有了基于聯通主義的學習過程，由過去按部就班的了解、記憶與掌握知識，讓位于方便快捷的搜索、甄別和應用知識。個人不可能什么都知道和什么都會，而如何獲取知識和知道誰會變得更為重要。學習的成本在降低，動動鼠標而已;創新的成本在飛升，難以形成獨到的發現和發明。網絡化的學習易于具有“淺、泛、散”的不足，簡單的多與雜而不構成體系和能力只能夠是無用的散沙，即“碎片化”形成一系列如同拼圖游戲中的散件，沒有經過整理的知識不易于提取，沒有得到運用的知識也會快速遺忘;建構主義的學說意在提出“能力與重構的個性化”，即在教育中進行非標準化的面向個體特征的碎片化知識與能力的重構建設，打破人才培養中的工業化大批量標準件生產格局。這需要師生間在主客觀認識上進行更為主動的作為。

四、構建基于翻轉課堂的創新知識結構和課程體系

新的科技改變著教學手段和教學理念，“翻轉課堂”“慕課”“微課”等教學環境的出現使學生在學習自主性、團隊協作精神、創新精神等的培養上更具有優勢。“翻轉課堂”是一種由“以教為主”向“以學為主”轉變的有效形式。在翻轉課堂中，典型的課堂講解時間由實驗和課內討論等活動代替，而原有的課堂講解則以視頻等其他媒介形式由學生在課外時間完成［5］，把課堂的時間用來更高效地進行面對面的討論探究，強化學生對知識的消化吸收，進行“深層次”的學習。“慕課”是“大規模在線開放課程”的簡稱。“大規模”既指參與者眾多，又指課程活動范圍廣、涵蓋內容多;“開放”指它所提供的教學資源、教學環境和評價體系都是全程開放，面向全球各地的學習者;“在線”強調它所依賴的網絡技術、信息技術和智能背景，同時也顯示它所提供的教學內容不因時空限制而影響傳授。“微課”是將知識體系碎片化，以知識點為單元構建獨立的網絡視頻教程，更便于教學雙方根據需要而方便地組合應用。在傳統網絡課程中，學習者只能單方面地從網絡課程中獲取知識，缺少對課程的貢獻以及個性化的培育，更缺少與其他學習者及時的互動交流。以“翻轉課堂”為代表的創新型教學手段是基于關聯主義學習理論的，其主要觀點包括:信息是節點，知識是連接，理解是網絡的凸顯特性;學習者通過路徑尋找和意義建構對知識領域進行探索和協商，其中路徑尋找涉及信息導航的各類線索，意義建構是創建連接的過程，學習者通過“作品”來表征自己對知識的理解，并聽取他人的點評、意見、建議和老師的針對性指導。采用討論式、啟發式、研究式、講評式等多樣化的教學方法，師生互動、教學相長，從而激發學生的潛能，實現個性化特色。在“翻轉課堂”中學生以課內作業、實踐和討論的形式參與活動，特別是學生在鼓勵同伴討論的實驗環境中學習，他們能利用相互解釋概念的過程，進行強化、鞏固或糾偏自己對概念的理解，建構自己的知識體系和提升能力。“翻轉課堂”的貢獻在于，依賴網絡技術將課堂教學縱向延伸到了課前和課后，而且橫向拓寬和加深了學習者(包括老師)之間的互動交流。三人行必有我師。網絡時空下教育資源的豐富性以及伴隨最新科技的時效性，“世界是平的［4］”，每個人都既是知識的消費者，又能夠成為知識的提供者。傳統的老師是知識和學生之間的媒介，網絡時代的老師提升為學習資源的整合管理與參與者。師生間的探究研討，教學相長的自構、互構、重構，以個性化特色、開放式學習，為創新提供良好的基礎。

五、平行于課堂教育創建工程實踐的創客空間

面對教學質量下滑，學生學習熱情不高、主動性不強等問題，強化問題意識、目標導向，推動“以教為主”向“以學為主”的轉變。誠如國務院在(國辦發［2015］36號)《創新創業教育改革的實施意見》中指出的，許多高校的創新創業教育理念滯后，與專業教育結合不緊，與實踐脫節;教師開展創新創業教育的意識和能力欠缺，教學方式方法單一，針對性實效性不強;實踐平臺短缺，指導幫扶不到位，創新創業教育體系亟待健全。一切理論學習的根本目的還是在于應用，在于如何能夠服務于實現教育質量的提升、創新創業意識的增強和創新創業人數的增加。可以切實利用學校已有的工程訓練中心，增加設計性、綜合性實驗內容，開設專題實驗，讓學生有一個完整的“做中學”和“學中做”的經歷。讓學生自由進入實訓基地、自愿組成項目小組、自己擬定實驗方案、自己準備實驗條件、自主完成創新實驗。擬建立完善的實訓基地直接依托于學校的“供熱物聯網系統”。歷經十余年的研發和不斷升級改造，在教學科研中持續發揮積極的作用。借助于該網絡化教學實踐基礎平臺，有可能經過歸納提煉，達成省級和國家級教學實訓示范基地的要求。該基地直接覆蓋了本校的“熱源、熱網、熱用戶”，形成管控一體化的真實工業應用系統，有鍋爐控制、換熱站控制以及樓宇控制等諸多環節，并通過網絡已輻射到校外的諸多工業現場進行大數據服務，可構建觸手可得的信息物理系統(Cyber－PhysicalSystem)。在時間軸的縱向全程，可面向大一到大四的本科生，直至研究生等，并可科研推廣與服務社會;同時也涵蓋了工科類多專業的橫向空間，如自動化、測控、物聯網、計算機、熱能、環境等專業;能夠包括有參觀學習、專業認識、專業教育與實驗、畢業設計、跟班實習、研究探索等內容，尤其可在保證生產安全的前提下，實現真實工業現場與實驗室仿真的模擬聯通、數據交互，進行在線與離線分析、操作切換等。在校園網環境下，可融入多種先進技術直接進課堂、進實驗室等，具體可包括有移動APP、大數據、云服務等。整個建設內容可直接服務于“卓越工程師培養”體系，努力做到:特征讓學生觀察，思路讓學生探索，方法讓學生尋找，意義讓學生概括，結論讓學生驗證，難點讓學生突破，實現“縱向打通專業由淺入深，橫向整合多學科專業的跨界交叉”，培養知行合一的創新型專業人才。通過“互聯網+”實現虛擬與實際的平行構架，為學生展示和身臨其境地體會工業化與信息化的“二化”深度融合，構建具體真實且可參與其中的案例。同時建立與企業密切聯系和穩定的現代工程實習、實踐、實訓基地，使學生更多地和盡早接觸企業、了解工程，掌握必要的工程技術和控制算法等。同樣，讓教師也能走進企業進行必要的工程培訓，并與企業技術人員聯合進行科研項目研究和攻關，進行新產品、新技術開發，并能夠解決工程實際問題，增強工程創新能力。從而實現將師生的論文不僅寫在紙上，而是更多地寫在產品上，以“師生全員的創客化”進行包括教與學雙方的，面向問題、作品導向和理論結合實踐的全時空的創新驅動。

六、總結與展望

教師是創新教育的發起者和組織者，也是創新教改的最關鍵部分。目前很大的問題不是教育資源的缺乏，也許是許多教師還在錯誤的方向上勤奮地工作著［6］，如何提高這一群體的認識理念和改進教學行為是當務之急。未來已經發生，作為“喚醒者”的老師自身不能夠還沉浸在其所熟知的不變的世界而昏睡不醒。“聰者聽于未聲，明者見于未形”，創新教育是以面向世界的格局和面向未來的視野，點燃學生創新欲望的“火種”，并非是只滿足于了解和掌握過去和現有問題的已知答案，“不能夠總是拿著別人的昨天來裝扮自己的明天”，而要通過探究方法，剖析瓶頸和區別差異，提升學習者的能力，以解決未知問題。沒有目標的帆船，什么風對其都非順風。明確問題導向和目標導向，質疑提問，聚焦關鍵，大膽假設，仔細求證，聯通建構，綱舉目張地落實于“提出問題、分析問題和解決問題”的能力的全面提升。網絡技術提供的富有沉浸感的虛擬世界與現實世界的并行和無縫對接，在廣域的時空下能夠整合豐富的資源，為師生的理論聯系實際提供了真實具體的鮮活的創客空間。“互聯網+”的本質就在于跨界，針對寬泛與未知的需求，博雅教育與通識教育更加凸顯必要，現代工程教育就是要以網絡化支撐、個性化培養和創客化共生，持續推出大批具有終身學習和不斷提高能力以應對未來社會變化的創新型人才。

參考文獻:

［1］肯•貝恩．如何成為卓越的大學教師［M］．明廷雄，彭漢良，譯．北京:北京大學出版社，2007．

［2］婁延常．大學生學習興趣與創新人才的培養［J］．復旦教育論壇，2004，2(2):68－71．

［3］汪思源，王文標．工科研究生創新思維的模式培養［J］．航海教育研究，2014(2):28－31．

［4］托馬斯•弗里德曼．世界是平的［M］．何帆，肖瑩瑩，郝正非，譯．長沙:湖南科學技術出版社，2008．

［5］GERALDC．G．，JANETE．B．，MICHAELT．H．UsingtheInvertedClassroomtoTeachSoftwareEngineering．［S］Leipzig，Germany:30thInternationalConferenceonSoftwareEngineering(ICSE2008)，May10－18，2008．

［6］魏忠．教育正悄悄發生一場變革［M］．上海:華東師范大學出版社，2014．

［7］王竹立．碎片與重構———物聯網思維重塑大教育［M］．北京:電子工業出版社，2015．—44—創新工程教育的理念與探索———面向未來的創客實踐

作者：汪思源 楊凱悅 王文標 單位：大連海事大學信息科學技術學院