可拓学与创新方法研究所
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[创新教育之我见]李兴森:创新教育重在“授人以渔”
2007-11-26 17:15   审核人:

摘要:本文从创新教育的意义出发,论证了创新要素的组成。在此基础上,分析了目前研究生教育中存在的关键问题是缺乏创新方法论的培训。然后通过比较目前的创新课程,提出了把中国人的原创学科——可拓学作为创新方法论课程的必要性并以实例论证,最后给出了实施可拓学培训的步骤建议。

   
当代国际竞争归根结底是科技实力和创新能力的竞争。随着全球化进程加快,创新能力成为国家竞争力的决定性因素。早在2005年,胡锦涛同志就对科技工作发表了一系列重要指示,强调要坚持把推动科技自主创新摆在全部科技工作的突出位置,坚持把提高科技自主创新能力作为推进结构调整和提高国家竞争力的中心环节。

   
创新需要有创新型人才,大专院校和科研机构的教育培养是产生创新型人才的主要渠道。然而,多年来我国的教育体制更多地是培养了知识渊博的学者,没有培养出足够的创新型人才。纵览世界自然科学、人文学科,有几个是中国人原创的学科?横看管理界的原创理念,有几个是中国人最先提出的?看看电视,有多少广告不再人云亦云,而独具新意?逛逛影院,似曾相识的雷同题材,有几部国产电影能和好莱坞的创意比美?每年都有大批的毕业生带着厚厚的眼镜,满腹经纶,踌躇满志地走进社会,最后慢慢同化,好像大雨下到湖里,能产生创新浪花的人凤毛麟角。

   
我们的教育体制到底出了什么问题?是应试教育急功近利,导致素质教育不够?并不尽然。先来分析一下创新的过程机制。一般来说,创新需要三个要素:知识、信息、方法。知识是创新的基础,指导收集创新所需的信息和创新的方向并评价创新效果;信息是创新的原料,方法是创新的工具,在知识指导下用来加工信息产生创新成果。三个要素相互配合,缺一不可。现在的教育灌输了大量知识,浩瀚的互联网和堆积如山的图书、资料提供了足够的信息,只要方法得当,创新成果就可加工而出。而现在缺乏系统的、有效的创新方法体系,大部分创新依赖于个人的智慧、灵感。这就造成了大学生、研究生有余而不足,头脑中充满了知识,却找不到创新的发力点。因此,创新教育的关键是设计创新课程,加强创新方法论的培训。

   
国内有些高校多年前已经开设了诸如科学研究方法、创造学等方法类的课程。然而,效果并不显著。原因之一是创新教材存在问题。课程内容陈旧,许多教材都还是七、八十年代的产物,缺乏时代性,新颖性,难以适应瞬息万变的信息社会。另外,课程过于求同,教材内容大多属于定论的东西,缺乏对学生的启发性和实用性。其次,教学方式上,教师单向灌输创新知识为主,实践环节薄弱,大多只能纸上谈兵。

国内创新课程的设计强调创新来源于厚实的基础知识。有了厚实的基础,才能进行创新。所以创造条件加强不同专业、学科之间的交叉和融合,让学生学习相邻学科和边缘学科的知识,扩大知识面,开阔视野,寻找不同专业、学科知识间的联系,形成知识体系的整体观念。 设置一些专题促进大学生与学科大师的思想交流,领悟对科学的直觉和洞察力,熏陶创新所需的直觉等等。其中关键是如何挖掘学生的直觉力、想象力和灵感,使学生适应学习化社会的客观要求?如何在创新课程中注重研究方法和研究技能的训练,训练学生的灵活性思维、求异型思维、发散性思维和逆向思维?创新能力的培养最终体现在开发学生思维的灵活性、敏捷性及变通性,激活他们的创新潜能和创新的主动性,掌握创新思维的规律。这一设想因为缺乏有效的教材、工具而一直停留在摸索阶段。今天,可拓学的推广使之成为可能。

   
可拓学(http://web.gdut.edu.cn/~extenics/)是一门横跨哲学、数学与工程的新学科,是一门由我国科学家自已建立的、具有深远价值的原创性交叉学科、横断学科。它用形式化模型研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法,并用于解决矛盾问题的学科。它的研究对象是矛盾问题,基本理论是可拓论,方法体系是可拓方法,逻辑基础是可拓逻辑,应用技术是可拓工程。可拓论(包括可拓逻辑)、可拓方法和可拓工程构成了可拓学。

   
在创新过程中,存在种种矛盾问题。人们天天在处理矛盾问题。传统的创新依赖人的聪明才智,借助冥思苦想之后的灵感捕捉,没有深入的系统性、规律性的思路可循。有的人聪明,解决了问题,有的人则一筹莫展。那么,解决矛盾问题有无规律可循?能否通过对矛盾问题的研究,建立一套理论与方法,根据一定的程序,能够解决矛盾问题。最后,根据这些理论和方法,借助计算机,帮助人们提出处理矛盾问题的点子、窍门和办法?这就是可拓学研究的出发点。可拓学从一个新的角度研究创新的规律和解决矛盾问题的理论与方法。

   
可拓学的基本理论有三个支柱:基元理论、可拓集合理论和可拓逻辑。为了用形式语言描述解决矛盾问题的过程和推理方法,可拓学研究了表达万事万物和问题的物元、事元和关系元(统称为基元),探讨了他们的各种性质,构成了基元理论。在此基础上构筑了可拓学的方法体系——可拓方法。它采用形式化语言表达事、物、关系和问题,建立问题的可拓模型,表达解决矛盾问题的过程,表达量变和质变的过程以及临界状态,它通过基本变换、传导变换、共轭变换以及转换桥方法等产生一系列解决矛盾问题的策略,表达生成策略的过程和奇谋妙计,然后通过优度评价法等对产生的想法进行评价,选择最佳策略实施。这样就使创新思维形式化、流程化、大众化。这个体系用质与量相结合、定性和定量相结合的方法去化不行为行对立为共存不是为是,从而解决矛盾问题。

   
可拓学与其他学科的交叉融合,产生了信息、控制、管理、思维科学等领域中的可拓工程理论与方法。若干年来,可拓学研究者开展了可拓论和可拓方法在专业领域的应用研究,包括:在人工智能领域的应用,在设计领域的应用:机械设计,产品设计,建筑设计,在自动化领域的应用:可拓检测,可拓控制,在管理领域的应用:可拓决策,可拓营销,可拓策划;在中医药领域的应用等等。其中北京交通大学一名普通的本科学生,学习可拓学后3年申请了新型减速器等3项专利,发表论文10余篇。

   
科技部科技成果管理办公室发布可拓学研究成果可拓论及其应用研究指出:本项目是一项原始性创新研究,在海内外同类研究中,处于领先和指导的地位。中国科学院吴文俊院士和中国工程院李幼平院士为首的鉴定委员会对可拓论及其应用研究的鉴定指出:经历20多年连续研究,蔡文教授等人已经建立一门横跨哲学、数学与工程的新学科——可拓学,它是一门由我国科学家自已建立的、具有深远价值的原创性学科。 中国科学院王梓坤院士在鉴定中指出,可拓学是前无古人,外无洋人的创造性成果。

   
综上所述,可拓学非常适合作为创新的方法论工具。授人以鱼,不如授人以渔,可拓学不单纯是授人以渔,而是授人以渔之渔的方法不只一种,环境、人员、时间不同,可能需要因地制宜。授人以渔之渔也就是教给人们发现、评价各种方法的方法,从而受益无穷。目前,全国已有20余所高校开始把可拓学列为选修课。中科院部分院所也有老师、同学在学习可拓学,并用可拓学作为方法论指导科研与论文写作。因此,建议中科院研究生院引入可拓学作为创新教育的教材,并派出一些骨干教师到可拓学基地培训,开设可拓学的选修课,并要求创新管理等专业把可拓学列入必修课、专业课。这将是一项非常有益的尝试。
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问渠哪得清如许,为有源头活水来,只有治理好教育这一活水,才能使创新人才源源不断地涌现出来。以培养创新人才为己任,教育尤其是创新教育任重而道远。但我们坚信,中科院会做出英明的决策,随着可拓学作为创新教材的推广,创新教育将收到事半功倍的效果。

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