基于《材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》的獨(dú)立思考能力培養(yǎng)

張有鳳 何亮 林文松

摘要：獨(dú)立思考能力是遇到問題時(shí)自己思考、分析和解決問題、正確地認(rèn)識(shí)世界、實(shí)現(xiàn)人生價(jià)值的能力。大學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后對(duì)其進(jìn)行獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)尤為重要。本文以《材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》為例，探討了如何通過該課程中各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)對(duì)大學(xué)生獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn);獨(dú)立思考能力

大學(xué)教育不僅僅在于學(xué)生學(xué)會(huì)了多少專業(yè)知識(shí)、掌握了多少技術(shù)，更重要的是學(xué)生能否學(xué)會(huì)自我認(rèn)識(shí)，融入社會(huì)，成為有知識(shí)、有思想的社會(huì)一份子，將來能夠承擔(dān)更多的社會(huì)責(zé)任。因此，作為大學(xué)教師在關(guān)注學(xué)生學(xué)業(yè)的同時(shí)，更應(yīng)該培養(yǎng)他們正確的價(jià)值觀和判斷能力，使他們形成獨(dú)立思考的能力，這也應(yīng)該成為大學(xué)教育的另一個(gè)重要內(nèi)容。為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的需要，契合學(xué)校培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才的宗旨，我院根據(jù)國(guó)家本科生培養(yǎng)計(jì)劃，結(jié)合學(xué)校專業(yè)發(fā)展方向開設(shè)了《材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》這門實(shí)踐教學(xué)必修課。通過該課程的學(xué)習(xí)，旨在使學(xué)生通過綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，提升專業(yè)實(shí)踐能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐綜合能力、獨(dú)立思考能力及綜合運(yùn)用各種現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)手段解決分析問題。如何通過該課程的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)并提高學(xué)生的獨(dú)立思考能力一直是我們教師團(tuán)隊(duì)教學(xué)時(shí)不斷思考的問題。

一、獨(dú)立思考能力是科技創(chuàng)新的基本條件

科學(xué)知識(shí)的創(chuàng)新只能靠扎實(shí)的知識(shí)、寬闊的視野、刻苦的鉆研才能取得創(chuàng)新性成果，沒有捷徑可走。創(chuàng)新往往需要多學(xué)科之間的碰撞，因此大學(xué)生在大學(xué)期間應(yīng)盡量涉獵不同的學(xué)科、專業(yè)、采用不同的學(xué)習(xí)方式將所學(xué)知識(shí)融合，開闊視野、增加解決問題的思路，豐富知識(shí)結(jié)構(gòu)。在創(chuàng)新的過程中，具有獨(dú)立思考能力才會(huì)多一種眼光分析問題、解決問題，才會(huì)更加容易形成新思維。因此對(duì)學(xué)生的獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)十分重要，使學(xué)生不滿足于客觀狀況，否則就談不上標(biāo)新立異、破舊立新、有所發(fā)明創(chuàng)造了。從某種意義上講，人生在世首先要處處具有獨(dú)立思考的意識(shí)，事事養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣。做到這一點(diǎn)之后，盡管未必能夠?qū)⒉黄诙龅膯栴}分析透、理解透、解決好，因?yàn)檫@是由一個(gè)人思考能力的有限性所決定的，但這絲毫不影響?yīng)毩⑺伎嫉闹匾裕辽偈菫槿颂幨浪匦璧那疤嵋亍?/p>

二、《綜合實(shí)驗(yàn)》是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

傳統(tǒng)的注入式教學(xué)模式和方法，學(xué)生處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)地位。而綜合實(shí)驗(yàn)這一實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是學(xué)生對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)綜合運(yùn)用的完整過程，更是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前最后一次充分發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性參與實(shí)踐的過程。教師應(yīng)充分利用這一時(shí)段，精心策劃實(shí)施方案，這一過程主要包括以下幾個(gè)階段：

1.培訓(xùn)

（1） 熱處理技能培訓(xùn)，對(duì)常用熱處理爐和設(shè)備工作原理及操作規(guī)程進(jìn)行培訓(xùn)。掌握熱處理爐和設(shè)備的使用方法。培訓(xùn)后讓每組同學(xué)單獨(dú)操作，熟練使用熱處理爐，老師提出一些使用過程中的注意事項(xiàng)，讓學(xué)生獨(dú)立思考原因并給出認(rèn)為合理的解決辦法。

（2） 金相制樣技能培訓(xùn)，對(duì)金相試樣的制備方法進(jìn)行培訓(xùn)。熟練掌握金屬材料試樣的制備方法。培訓(xùn)后拿實(shí)際樣品給學(xué)生進(jìn)行磨平、拋光，對(duì)操作過程中的不當(dāng)行為不告知原因，讓學(xué)生主動(dòng)思考，重新進(jìn)行正確的制樣。學(xué)生得出初步的解釋后老師再進(jìn)一步補(bǔ)充說明，使學(xué)生徹底明白每一步都是關(guān)鍵的。

（3） 金相攝影技能培訓(xùn)，對(duì)金相攝影方法進(jìn)行培訓(xùn)。熟練運(yùn)用光學(xué)顯微鏡對(duì)金相試樣進(jìn)行拍照。此過程相對(duì)簡(jiǎn)單，但是教師要針對(duì)如何拍出合適倍數(shù)和襯度的照片向?qū)W生進(jìn)行提問，由學(xué)生實(shí)際操作后得出結(jié)論，并總結(jié)出如何選取合適區(qū)域等拍照方法。

（4） 硬度測(cè)試技能培訓(xùn)，對(duì)硬度計(jì)測(cè)試原理及測(cè)試方法進(jìn)行培訓(xùn)，熟練運(yùn)用硬度計(jì)對(duì)各種材料的硬度進(jìn)行測(cè)試。最后的性能測(cè)試以硬度為例，并讓學(xué)生思考還有哪些性能測(cè)試方法，與硬度測(cè)試方法的異同點(diǎn)。通過一種性能的測(cè)試告訴學(xué)生如何根據(jù)自己所研究材料的不同要求進(jìn)行其它性能的表征。

2.文獻(xiàn)檢索、查資料、制訂實(shí)驗(yàn)方案。熟練掌握文獻(xiàn)檢索方法，初步制定實(shí)驗(yàn)方案。此步驟是檢驗(yàn)學(xué)生搜集整理資料的能力，根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案有針對(duì)性的進(jìn)行指導(dǎo)，通過詢問引導(dǎo)更可以看出學(xué)生是否真正的動(dòng)腦思考，如何得出具體方案。

3.實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)所培訓(xùn)過的所有儀器獨(dú)立操作，熟練掌握各種設(shè)備和儀器操作規(guī)程。根據(jù)前面培訓(xùn)和制定的實(shí)驗(yàn)方案后，學(xué)生開始實(shí)際的完全獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)操作，自己解決實(shí)際操作中遇到的各種問題，還可以加深之前培訓(xùn)操作中理解不透徹的地方。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理分析、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)分析，撰寫完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生獨(dú)立整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、得出數(shù)據(jù)變化的原因并給出合理的解釋，開始撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在此過程中如發(fā)現(xiàn)不合理的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生自己先分析哪里出現(xiàn)問題，如何解決，老師之后對(duì)其進(jìn)行提醒，使學(xué)生對(duì)其造成原因產(chǎn)生深刻的印象，以后引以借鑒。

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果補(bǔ)充、優(yōu)化，檢查實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充總結(jié)分析，完善實(shí)驗(yàn)報(bào)告。對(duì)上一過程中出現(xiàn)的不合理數(shù)據(jù)，重新補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)，得出正確數(shù)據(jù)，加以分析寫入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。此過程學(xué)生將兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，更深刻直觀地理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和機(jī)理。

6.答辯，對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的結(jié)果和分析回答答辯老師提出的問題。答辯過程中對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的內(nèi)容熟悉，準(zhǔn)確無誤的回答問題。最后步驟是對(duì)學(xué)生的考核評(píng)價(jià)，答辯過程中老師根據(jù)每個(gè)學(xué)生的題目不同，提出不同問題，根據(jù)學(xué)生回答問題的正確程度評(píng)價(jià)對(duì)其獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)在本次綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程是否得到了預(yù)期的效果。

如此六個(gè)環(huán)節(jié)相當(dāng)于學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前的一次預(yù)演，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）環(huán)節(jié)奠定了基礎(chǔ)。

三、結(jié)語

總之，教師作為知識(shí)的傳授者，課堂就是我們的舞臺(tái)。在制定教學(xué)大綱、教學(xué)方案等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中最大限度調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、認(rèn)真考慮如何引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、發(fā)揮想象的空間，以利于培養(yǎng)他們的創(chuàng)造力。在整個(gè)教學(xué)過程中，教師應(yīng)想辦法使教學(xué)方法多樣化，教學(xué)手段多樣化來提高專業(yè)課的教學(xué)效果，使學(xué)生認(rèn)識(shí)自己、相信自己，主動(dòng)思索如何解決具體的實(shí)際問題，為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）和以后工作中如何解決遇到的實(shí)際問題積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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基金項(xiàng)目：上海工程技術(shù)大學(xué)教學(xué)建設(shè)項(xiàng)目“基于實(shí)踐綜合能力和獨(dú)立思考能力培養(yǎng)的綜合實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練”（編號(hào)：p202005001）。