浅谈大学生创新思维与实践能力培养
李亚涛，赵克
机电工程学院
一．引言
2013年5月27日，《参考消息》刊登了著名的麦肯锡全球研究所发布的一项报告，研究了技术对未来经济影响程度。研究的对象是一些正在取得飞速发展、具有宽泛影响，且对经济影响显著的技术。相反，那些过于遥远的，仅能影响一两个行业的，以及 2025 年之前不大可能实用化的技术（如混合动力），或者是虽然即将成熟但不够大众化的技术（如私人太空飞行）等则不在考虑范围内。
麦肯锡认为，未来 10 多年最具经济影响性的技术应该是那些已经取得良好进展的12项技术：
(1) 移动互联网: 价格不断下降能力不断增强的移动计算设备和互联网连接；
(2) 知识工作自动化: 可执行知识工作任务的智能软件系统；
(3) 物联网: 用于数据采集、监控、决策制定及流程优化的廉价传感器网络；
(4) 云计算: 利用计算机软硬件资源通过互联网或网络提供服务；
(5) 先进机器人：具备增强传感器、机敏性与智能的机器人；用于自动执行任务；
(6) 自动汽车：在许多情况下可自动或半自动导航及行驶的汽车；
(7) 下一代基因组：快速低成本的基因组排序，先进的分析，综合生物科技；
(8) 储能技术：存储能量供今后使用的设备或物理系统；
(9) 3D 打印：利用数字化模型将材料一层层打印出来创建物体的累积制造技术；
(10)先进材料：具备强度高、导电好等出众特性或记忆、自愈等增强功能的材料；
(11)先进油气勘探开采：勘探与开采技术的进展可实现经济性；
(12)可再生能源—太阳能与风能：用清洁环保可再生的能源发电。
上面的12项技术里至少有6项与我校所从事的电子信息领域有着紧密的联系。按照麦肯锡的估算，到 2025 年，这些技术每一个对全球经济的价值贡献均超过1万亿美元。其中排在首位的移动互联网将带来3.7万亿至10.08万亿美元的收益。知识型工作的自动化位列第二，为5.2万亿至6.7万亿美元。
2012年11月15日美国《大众科学》月刊，自1988年以来评选出的2500项“最佳创新”中，评选出了25个影响最大并让我们生活得更加安全、健康和幸福的创新成果，该文也在《参考消息》2012年11月23日刊出[2]：
(1) B-2轰炸机
(2) 无籽西瓜
(3) 德尔科·莫雷纳公司的ABSV1系统
(4) 柯达数码照相系统
(5) 西尔瓦尼亚照明公司的18瓦紧凑型荧光灯 [1]
(6) 英法海峡隧道
(7) MosaicXS 网络浏览器
(8) 特莱丁-瑞安航空公司的“全球鹰”无人侦察机
(9) 蛋白酶抑制剂
(10)富士通公司的等离子显示器电视
(11)“先驱者”便携式心脏除颤器
(12)丰田“普锐斯”
(13)帝盟公司的Rio PM P300
(14)俄赛里斯制药公司的干细胞研究
(15)TiVo
(16)电气电子工程师学会802.11g 无线网络规范
(17)微软公司的Xbox Live
(18)太空船一号
(19)454生命科学公司的基因组测序仪GS20
(20)谷歌地图
(21)苹果iPhone 和苹果应用商店
(22)大型强子对撞机
(23)佳能EOS 5D Mark II
(24)哈利法塔
(25)“好奇”号火星探测器和“天空起重机”
上述25项“最佳创新”中也有10项以上是我校所从事电子信息领域的直接创新成果。 25项“最佳创新”成果现在已经开始影响了我们的生活，未来的12项颠覆性技术创新也必将会对我们未来的经济生活产生重大的影响，而且对我校所有师生都是一个很大的机遇。
二．从产品创新的观点看创新思维的必然性
从产品创新的观点来看，产品创新性成果的产生既有一定的偶然性也有其必然性。创新性成果产生必然是在产品进化规律的基础上运用创新思维的结果，没有创新思维作为支撑，很难产生创新性成果。而且任何一项真正意义上的创新性成果的出现，都是在长期积累和吸收大量前人和同行研究成果的基础上，在一定阶段认识发生质变的结果。上述的25项“最佳创新”大部分都有其技术发展的必然性，12项颠覆性技术创新趋势预测则更多地依赖于技术发展的必然性。
人类需求的质量、数量及对产品实现形式的不断变化，迫使企业不得不根据需求变化及实现的可能，增加产品的辅助功能，改变其实现形式。即从历史的观点看，产品的进化与更新换代都有其必然性，如图1、图2所示，正如液晶等离子代替了CRT 显示器，信息行业几十年的发展也充分印证了这一点，这个也就是我们在《创新思维与实践》课程中重点讲授的一个内容。
产品进化的过程可采用TRIZ 的产品进化过程曲线描述。任何系统或产品都按生物进化的模式进化，同一代产品进化分为婴儿期、成长期、成熟期和退出期四个阶段，这四个阶段可用生物进化中的“进化过程曲线”表示，如图1所示，可见该曲线实际上是分段线性进化[3]
过程曲线。
产
品
性
能
婴儿期成长期成熟期退出期
时间
图1 TRIZ产品进化过程曲线
图2 S－曲线族
产品进化主要是产品研发历程的角度描述了产品核心技术从低级向高级变化的过程。对于一种核心技术，产品应不断地对其子系统或部件进行改进，以提高其性能。设计人员不断的努力是推动产品进化的根本动力。
产品进化过程曲线上的拐点对我们的决策具有重要的指导意义：处于婴儿期和成长期的产品应对其结构、参数等进行优化，使其尽快成熟，抢占市场先机；处于成熟期和退出期的产品，应开发新的替代技术，以便推出新一代产品，使产品在未来市场竞争中取胜。每一个S 曲线代表着产品核心技术从产生、成熟到退出，而S-曲线族则代表着产品核心技术的更新换代。
三．大学生创新能力问题及建议
目前我校大学生与国外著名高校大学生的创新能力相比有不小的差距，在创新活动中创新项目少，革新项目多，原创项目少，跟踪项目多，个人观点认为这与大学生创新与革新不分，创新的必然性与偶然性不分，对产品和技术进化的必然性了解不足有很大关系。这个是我们在大学生创新思维与实践教育中必须要解决的问题。
我们在教学中发现我校大学生的思维很活跃，如我们在《创新思维与实践》课程布置的大作业中，每年都会有一些大学生提出很好的发明创意，如早在惠普的复印打印一体机，百度和谷歌的网络地图出现之前，学生在大作业中就已经提出了复印打印一体机，网络地图发明创意。这些创意都是技术发展的必然结果，可惜学生没有继续深入下去，这与现在的大学生培养模式相关，当然也与大学生的知识体系与创新思维有关。
要引导学生对问题的发现，鼓励学生探索。著名心理学家鲁宾斯坦指出，“思维通常是由问题情境产生的，并且是以解决问题情境为目的的。”问题是探究之木，思维之源，没有问题，就没有思维，没有创新。有时发现一个问题比解决一个问题更重要，发现问题本身就意味着对学习有积极的态度，良好的问题情境能激发学生强烈的求知欲望，诱发学生的探究动机，引发学生的创新冲动，促进学生的创造活动。大学生的学习专业化程度较高，职业定向性较强，学科内容的层次也更高，要激发大学生这个特定群体的学习动机，创设具有科学研究和探讨意义的问题情境，使发现的问题直接源自于学生的认知需要，因而这样的问题更能促进产生强大的认知动力，唤起学生的思维，激发学生学习的内驱力，提高学生的探究意识，使学生进入问题探索者的“角色”，真正“卷入”到以学生发展为核心的学习活动之中，领悟产品技术进化规律，从而培养良好的创新思维习惯。
我校是电子信息行业的龙头学校之一，电子信息行业的领军人才的培养也是我校学生培养义不容辞的责任之一，技术发展趋势、创新必然性以及创新思维习惯的培养等相关内容应是必学内容，应该在专业教育中进行讲授或在低年级开设相关必修课程，并立足信息行业发展前沿开展丰富多彩的大学生创新实践活动，希望有一天dell 、facebook 也能出现在西电的校园内。
本文主要讨论有关产品创新的必然性问题，创新培养还涉及质疑精神、批判精神、开放性思维、动手实践等多方面因素，本文不再赘述。
参考文献：
[1]. James Manyika, Michael Chui. Disruptive technologies: Advances that will transform
life, business, and the global economy. McKinsey Global Institute. 2013.5. Report.
[2]. 美刊评出25年来25项最佳创新. 参考消息. 2012.11.23
[3]. 檀润华. 创新设计：TRIZ 发明问题解决理论. 北京：机械工业出版社，2002.
浅谈大学生创新思维与实践能力培养
李亚涛，赵克
机电工程学院
一．引言
2013年5月27日，《参考消息》刊登了著名的麦肯锡全球研究所发布的一项报告，研究了技术对未来经济影响程度。研究的对象是一些正在取得飞速发展、具有宽泛影响，且对经济影响显著的技术。相反，那些过于遥远的，仅能影响一两个行业的，以及 2025 年之前不大可能实用化的技术（如混合动力），或者是虽然即将成熟但不够大众化的技术（如私人太空飞行）等则不在考虑范围内。
麦肯锡认为，未来 10 多年最具经济影响性的技术应该是那些已经取得良好进展的12项技术：
(1) 移动互联网: 价格不断下降能力不断增强的移动计算设备和互联网连接；
(2) 知识工作自动化: 可执行知识工作任务的智能软件系统；
(3) 物联网: 用于数据采集、监控、决策制定及流程优化的廉价传感器网络；
(4) 云计算: 利用计算机软硬件资源通过互联网或网络提供服务；
(5) 先进机器人：具备增强传感器、机敏性与智能的机器人；用于自动执行任务；
(6) 自动汽车：在许多情况下可自动或半自动导航及行驶的汽车；
(7) 下一代基因组：快速低成本的基因组排序，先进的分析，综合生物科技；
(8) 储能技术：存储能量供今后使用的设备或物理系统；
(9) 3D 打印：利用数字化模型将材料一层层打印出来创建物体的累积制造技术；
(10)先进材料：具备强度高、导电好等出众特性或记忆、自愈等增强功能的材料；
(11)先进油气勘探开采：勘探与开采技术的进展可实现经济性；
(12)可再生能源—太阳能与风能：用清洁环保可再生的能源发电。
上面的12项技术里至少有6项与我校所从事的电子信息领域有着紧密的联系。按照麦肯锡的估算，到 2025 年，这些技术每一个对全球经济的价值贡献均超过1万亿美元。其中排在首位的移动互联网将带来3.7万亿至10.08万亿美元的收益。知识型工作的自动化位列第二，为5.2万亿至6.7万亿美元。
2012年11月15日美国《大众科学》月刊，自1988年以来评选出的2500项“最佳创新”中，评选出了25个影响最大并让我们生活得更加安全、健康和幸福的创新成果，该文也在《参考消息》2012年11月23日刊出[2]：
(1) B-2轰炸机
(2) 无籽西瓜
(3) 德尔科·莫雷纳公司的ABSV1系统
(4) 柯达数码照相系统
(5) 西尔瓦尼亚照明公司的18瓦紧凑型荧光灯 [1]
(6) 英法海峡隧道
(7) MosaicXS 网络浏览器
(8) 特莱丁-瑞安航空公司的“全球鹰”无人侦察机
(9) 蛋白酶抑制剂
(10)富士通公司的等离子显示器电视
(11)“先驱者”便携式心脏除颤器
(12)丰田“普锐斯”
(13)帝盟公司的Rio PM P300
(14)俄赛里斯制药公司的干细胞研究
(15)TiVo
(16)电气电子工程师学会802.11g 无线网络规范
(17)微软公司的Xbox Live
(18)太空船一号
(19)454生命科学公司的基因组测序仪GS20
(20)谷歌地图
(21)苹果iPhone 和苹果应用商店
(22)大型强子对撞机
(23)佳能EOS 5D Mark II
(24)哈利法塔
(25)“好奇”号火星探测器和“天空起重机”
上述25项“最佳创新”中也有10项以上是我校所从事电子信息领域的直接创新成果。 25项“最佳创新”成果现在已经开始影响了我们的生活，未来的12项颠覆性技术创新也必将会对我们未来的经济生活产生重大的影响，而且对我校所有师生都是一个很大的机遇。
二．从产品创新的观点看创新思维的必然性
从产品创新的观点来看，产品创新性成果的产生既有一定的偶然性也有其必然性。创新性成果产生必然是在产品进化规律的基础上运用创新思维的结果，没有创新思维作为支撑，很难产生创新性成果。而且任何一项真正意义上的创新性成果的出现，都是在长期积累和吸收大量前人和同行研究成果的基础上，在一定阶段认识发生质变的结果。上述的25项“最佳创新”大部分都有其技术发展的必然性，12项颠覆性技术创新趋势预测则更多地依赖于技术发展的必然性。
人类需求的质量、数量及对产品实现形式的不断变化，迫使企业不得不根据需求变化及实现的可能，增加产品的辅助功能，改变其实现形式。即从历史的观点看，产品的进化与更新换代都有其必然性，如图1、图2所示，正如液晶等离子代替了CRT 显示器，信息行业几十年的发展也充分印证了这一点，这个也就是我们在《创新思维与实践》课程中重点讲授的一个内容。
产品进化的过程可采用TRIZ 的产品进化过程曲线描述。任何系统或产品都按生物进化的模式进化，同一代产品进化分为婴儿期、成长期、成熟期和退出期四个阶段，这四个阶段可用生物进化中的“进化过程曲线”表示，如图1所示，可见该曲线实际上是分段线性进化[3]
过程曲线。
产
品
性
能
婴儿期成长期成熟期退出期
时间
图1 TRIZ产品进化过程曲线
图2 S－曲线族
产品进化主要是产品研发历程的角度描述了产品核心技术从低级向高级变化的过程。对于一种核心技术，产品应不断地对其子系统或部件进行改进，以提高其性能。设计人员不断的努力是推动产品进化的根本动力。
产品进化过程曲线上的拐点对我们的决策具有重要的指导意义：处于婴儿期和成长期的产品应对其结构、参数等进行优化，使其尽快成熟，抢占市场先机；处于成熟期和退出期的产品，应开发新的替代技术，以便推出新一代产品，使产品在未来市场竞争中取胜。每一个S 曲线代表着产品核心技术从产生、成熟到退出，而S-曲线族则代表着产品核心技术的更新换代。
三．大学生创新能力问题及建议
目前我校大学生与国外著名高校大学生的创新能力相比有不小的差距，在创新活动中创新项目少，革新项目多，原创项目少，跟踪项目多，个人观点认为这与大学生创新与革新不分，创新的必然性与偶然性不分，对产品和技术进化的必然性了解不足有很大关系。这个是我们在大学生创新思维与实践教育中必须要解决的问题。
我们在教学中发现我校大学生的思维很活跃，如我们在《创新思维与实践》课程布置的大作业中，每年都会有一些大学生提出很好的发明创意，如早在惠普的复印打印一体机，百度和谷歌的网络地图出现之前，学生在大作业中就已经提出了复印打印一体机，网络地图发明创意。这些创意都是技术发展的必然结果，可惜学生没有继续深入下去，这与现在的大学生培养模式相关，当然也与大学生的知识体系与创新思维有关。
要引导学生对问题的发现，鼓励学生探索。著名心理学家鲁宾斯坦指出，“思维通常是由问题情境产生的，并且是以解决问题情境为目的的。”问题是探究之木，思维之源，没有问题，就没有思维，没有创新。有时发现一个问题比解决一个问题更重要，发现问题本身就意味着对学习有积极的态度，良好的问题情境能激发学生强烈的求知欲望，诱发学生的探究动机，引发学生的创新冲动，促进学生的创造活动。大学生的学习专业化程度较高，职业定向性较强，学科内容的层次也更高，要激发大学生这个特定群体的学习动机，创设具有科学研究和探讨意义的问题情境，使发现的问题直接源自于学生的认知需要，因而这样的问题更能促进产生强大的认知动力，唤起学生的思维，激发学生学习的内驱力，提高学生的探究意识，使学生进入问题探索者的“角色”，真正“卷入”到以学生发展为核心的学习活动之中，领悟产品技术进化规律，从而培养良好的创新思维习惯。
我校是电子信息行业的龙头学校之一，电子信息行业的领军人才的培养也是我校学生培养义不容辞的责任之一，技术发展趋势、创新必然性以及创新思维习惯的培养等相关内容应是必学内容，应该在专业教育中进行讲授或在低年级开设相关必修课程，并立足信息行业发展前沿开展丰富多彩的大学生创新实践活动，希望有一天dell 、facebook 也能出现在西电的校园内。
本文主要讨论有关产品创新的必然性问题，创新培养还涉及质疑精神、批判精神、开放性思维、动手实践等多方面因素，本文不再赘述。
参考文献：
[1]. James Manyika, Michael Chui. Disruptive technologies: Advances that will transform
life, business, and the global economy. McKinsey Global Institute. 2013.5. Report.
[2]. 美刊评出25年来25项最佳创新. 参考消息. 2012.11.23
[3]. 檀润华. 创新设计：TRIZ 发明问题解决理论. 北京：机械工业出版社，2002.