在工程實踐教學中培養大學生的問題意識

鄭朝霞

[摘 要]各種創新行為和成果都源于問題，沒有問題就沒有創新。如何在工程實踐教學中培養大學生的問題意識，筆者進行了一定的探索。結果表明，通過觀察引導學生發現問題、通過啟發引導學生提出問題、通過布置思考題促使學生分析問題和解決問題的做法，能有效培養學生的問題意識，提高其創新能力。

[關鍵詞]工程實踐；大學生；問題意識

[中圖分類號] G645 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）12-0066-02

一、工程實踐教學應注重培養大學生的問題意識

社會的發展、科技的進步、國家的強盛都離不開創新。黨的十八大做出了實施創新驅動發展戰略的重大部署，強調科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐。

高等教育是國家創新體系的重要組成部分，承擔著培養高科技、創新型人才的重任。創新型人才的核心是創新意識和創新能力。比爾·蓋茨說過：“創新是原子裂變，投入一點點，產出千千萬。”學生具有創新能力，就有了以不變應萬變、靈活解決問題的能力。國家級教學名師、清華大學傅水根教授在談到工程技術人員應具備的工程素養時專門強調：“一個缺乏創新能力的民族難以自立于世界民族之林；一個缺乏創新能力的工程技術人員難以有廣闊的發展空間。”[1]

創新的基本過程包括提出問題、分析問題和解決問題。各種創新行為和成果都源于問題，沒有問題就沒有創新，提出問題的基礎是具有問題意識。“學起于思，思源于疑。”問題意識是創新、創造的基礎，是促使學生積極主動發現問題的內驅力；沒有問題意識，就沒有問題的主動發現。[2]培養學生自覺的問題意識，是創新教育的出發點和中心，是培養學生創新意識和能力的必要途徑。[3]

工程實踐教學是高校人才培養體系中不可或缺的組成部分，是非常重要的實踐環節，是提高學生動手能力、創新能力和工程實踐能力的重要途徑。創新不是紙上談兵，要以實踐為基礎。高校工程實踐教學的各環節都應以提高大學生創新能力為目標，其中的首要任務就是要提高大學生的問題意識。如何在工程實踐教學中培養學生的問題意識，提高創新能力，是工程實踐教學人員需要認真思考的問題。

二、在工程實踐教學中培養大學生問題意識的幾點做法

筆者參與工程實踐教學多年，在教學中一直努力將知識傳授和大學生創新能力培養有機結合，在培養學生問題意識方面做了不少探索。熱處理實踐教學包括設備介紹，理論講解和動手操作三個環節。在各教學環節中，筆者有意在相關的知識點上設置問題，既通過觀察引導學生主動發現問題，又通過啟發的方式引導學生提出問題，還通過布置思考題的方式促使學生分析問題和解決問題。通過問題的提出、分析和解決，能提高學生的問題意識，讓學生掌握分析問題、解決問題的基本思路和方法。問題既是學生獲得知識的手段，也是教學的內容，更是教學的目的。筆者在熱處理實踐教學中培養學生問題意識的一些做法，總結起來有以下幾點。

（一）通過觀察引導學生發現問題

培養學生創新能力首先要培養學生的問題意識，要讓學生能提出問題，而提問題的前提是學生要有好奇心，要善于觀察。清華大學傅水根教授在談到工程技術人員應具備的科學能力時對觀察力有如下描述：“所謂敏銳的觀察力不只是指在同樣的條件下，能夠觀察到實驗中的科學細節，而且能觀察到從什么途徑入手，可以達到科研的目的。”問題的提出可由教師可根據教學內容引導，也可由學生通過觀察事物發現問題主動提出，或二者結合使用。“學習者只有在認真思考他自己發現的問題，追求符合于自己的知識和理解力的答案時，才能真正地在學習。”[4]可見，提高學生問題意識首先要提高學生的觀察力。

工程實踐教學面對的多是大一、大二的學生，實訓涉及的設備和內容對他們來說很陌生。為培養學生的問題意識，提高學生提問題的能力，筆者有意設置了觀察環節，讓學生在自主觀察中發現問題并認真思考，鼓勵學生有不同的答案。教師針對學生所提問題及答案進行分析并加以延伸擴展，這能拓展學生的思維。比如在設備介紹環節，講解箱式實驗電阻爐后，讓學生認真觀察工業用箱式電阻爐，鼓勵大家針對兩個電爐在結構上的不同或不理解的地方提出問題，教師對問題進行分析，引導學生得出答案。通過這種方式，學生能了解到工業用爐的結構特點、爐底板的功能及應具有的性能。在講解硬度計測試原理及過程時，筆者引導學生發現硬度值與壓痕大小的關系，并在硬度測試時讓學生觀察不同硬度值的壓痕大小，以此來驗證他們的結論；同時讓學生更好地理解硬度的概念。在理論講解環節，筆者通過觀察裂紋，引導學生思考工件開裂原因及預防措施。

實踐表明，通過讓學生觀察事物發現問題， 能培養學生提出問題的能力，能提高學生學習的興趣和對知識的理解，為提高其創新能力奠定基礎。

（二）通過啟發引導學生提出問題

啟發式教學就是在教師的啟發誘導下，學生積極思考，并最終得出結論。[5]這個過程需要師生積極主動配合、共同參與。教師的活動是“啟”，是前提；學生的活動是“發”，是“啟”的結果。為避免造成“啟而不發”，教師在內容的講授上要遵循知識本身之間的內在邏輯順序；在問題的設計上，要符合學生認知能力的發展要求，跳躍不可太大。[6]

筆者以培養學生問題意識為目的，努力在教學各環節通過啟發引導學生提出問題并積極思考，最終得出結論。比如，在介紹高頻設備及加熱原理時，引導學生思考：生活中運用電磁感應原理的電器有哪些？學生很快聯想到家用電磁爐。同時，筆者鼓勵學生課后查閱資料，了解更多電磁感應原理的應用。在學生觀察工業用箱式電阻爐后引導學生思考：現有設備的爐門在前，爐膛與外殼固定一起，應如何解決大件裝爐難的問題？啟發學生對爐門的不同安裝位置及爐體由整體變為分體式的認知。講到工件加熱時，讓學生思考：工件在高溫狀態下會發生哪些變化？進而引導學生知曉氧化、脫碳和變形的概念，在對相關知識點進行分析講解后，引導學生提出相應的解決方案。學生通過這種方式學習到工件變形控制、高溫下工件防護、氧化脫碳會造成工件尺寸減小及加工余量等相關知識。以材料為45#鋼的軸為例，在介紹整個加工過程時，涉及粗加工和精加工兩次留加工余量的環節。這時筆者引導學生思考：如果粗加工環節加工余量留小了或精加工環節加工余量留大了會產生什么后果？學生經過分析認識到，雖然兩個環節都需要留余量，但“量”不同。同時提醒學生要合理設計加工中的任一環節，任何環節沒考慮到位，都會造成工件報廢，讓學生養成科學嚴謹的工作態度。

教學各環節設置的問題均鼓勵學生思考后回答，并對學生提出的方案進行分析，肯定可行之處，贊揚創新之處，提出需完善之處，鼓勵大家對同一個問題提出更多可行的方案。在實踐教學中，通過啟發引導學生提出問題，這既培養了學生的問題意識，又能使學生的思維活動與教學內容同步；學生的參與感得到滿足，學習的主動性和積極性得到充分調動， 對所學知識的理解會更為深入。

（三）通過布置思考題提高學生分析問題和解決問題能力

創新實踐過程實際上就是從問題的提出到解決的過程，提出問題的目的是為了解決問題，而解決問題的過程實際上是綜合運用知識進行獨立思考，提出解決方案并實施的過程。教學中設置的思考題，應和當天所講授的內容緊密聯系，給學生一定的時間獨立思考并分組討論，讓學生用頭腦中儲備的知識及所學的知識經過分析思考得出答案。如使鋼材變硬應具備的基本條件是什么？使鋼材變軟的途徑有哪些？這些問題著重考核學生對熱處理基本工藝的理解、掌握及歸納總結能力。為什么磨刀時要加水？這樣的問題著重考核學生應用所學知識解釋生活中的一些問題。如何分析適合彈簧的硬度區間？著重考核學生在設計零件性能時應注意的問題，以及對基本原則的理解和掌握。

通過對思考題的思考和解答，學生能將所學知識進行歸納、總結、消化、提煉，轉化成自己的知識儲備，形成自己的知識結構，當遇到問題時能綜合運用這些知識分析問題并解決問題，有效提高其創新能力。

三、結論

筆者以熱處理實踐教學為例，對如何在工程實踐教學中培養大學生的問題意識進行了探索。結果表明，教師在相關知識點以適當的方式對學生進行啟發引導，多數學生能打開思路，提出問題，針對問題提出不同的解決方案，沒有提出解決方案的學生同樣也受到啟發。這個過程是教師和學生之間以及學生與學生之間相互啟發、相互學習的過程，是打破思維定勢、進行創新思維訓練的過程，能有效培養大學生問題意識，提高其發現問題、分析問題和解決問題能力，對提高學生的創新能力是有幫助的。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 傅水根.以項目驅動的機械創新設計與實踐[M].北京：清華大學出版社，2013.

[2] 姜新生.創新教育與問題意識[J].內蒙古師范大學學報（教育科學版），2008（3）.

[3] 陳朝新.問題意識、創造能力及其培養[J].教育探索，2002（2）.

[4] 羅祖兵.教育學問題教學：涵義、價值與操作[J].高等教育研究，2010（3）.

[5] 吳志方.材料成型及控制工程專業創新型人才培養[J].中國冶金教育，2013（2）.

[6] 張忠華，周陽.對啟發式教學幾個問題的探索[J].教育導刊，2009（2）.

[責任編輯：陳 明]