基于《材料科學綜合實驗》的獨立思考能力培養

張有鳳 何亮 林文松

摘要：獨立思考能力是遇到問題時自己思考、分析和解決問題、正確地認識世界、實現人生價值的能力。大學生進入大學后對其進行獨立思考能力的培養尤為重要。本文以《材料科學綜合實驗》為例，探討了如何通過該課程中各個實驗環節的設計來實現對大學生獨立思考能力的培養，實現我校應用型人才培養的目標。

關鍵詞：材料科學綜合實驗;獨立思考能力

大學教育不僅僅在于學生學會了多少專業知識、掌握了多少技術，更重要的是學生能否學會自我認識，融入社會，成為有知識、有思想的社會一份子，將來能夠承擔更多的社會責任。因此，作為大學教師在關注學生學業的同時，更應該培養他們正確的價值觀和判斷能力，使他們形成獨立思考的能力，這也應該成為大學教育的另一個重要內容。為了適應科學技術飛速發展的需要，契合學校培養高素質應用型工程技術人才的宗旨，我院根據國家本科生培養計劃，結合學校專業發展方向開設了《材料科學綜合實驗》這門實踐教學必修課。通過該課程的學習，旨在使學生通過綜合實驗的實踐環節，提升專業實踐能力、創新設計能力、實踐綜合能力、獨立思考能力及綜合運用各種現代實驗手段解決分析問題。如何通過該課程的學習，引導并提高學生的獨立思考能力一直是我們教師團隊教學時不斷思考的問題。

一、獨立思考能力是科技創新的基本條件

科學知識的創新只能靠扎實的知識、寬闊的視野、刻苦的鉆研才能取得創新性成果，沒有捷徑可走。創新往往需要多學科之間的碰撞，因此大學生在大學期間應盡量涉獵不同的學科、專業、采用不同的學習方式將所學知識融合，開闊視野、增加解決問題的思路，豐富知識結構。在創新的過程中，具有獨立思考能力才會多一種眼光分析問題、解決問題，才會更加容易形成新思維。因此對學生的獨立思考能力的培養十分重要，使學生不滿足于客觀狀況，否則就談不上標新立異、破舊立新、有所發明創造了。從某種意義上講，人生在世首先要處處具有獨立思考的意識，事事養成獨立思考的習慣。做到這一點之后，盡管未必能夠將不期而遇的問題分析透、理解透、解決好，因為這是由一個人思考能力的有限性所決定的，但這絲毫不影響獨立思考的重要性，它至少是為人處世所必需的前提要素。

二、《綜合實驗》是培養學生獨立思考能力的關鍵環節

傳統的注入式教學模式和方法，學生處于被動的學習地位。而綜合實驗這一實踐教學環節是學生對所學基礎理論和專業知識綜合運用的完整過程，更是培養學生獨立工作和創新能力的關鍵環節，是學生畢業設計（論文）前最后一次充分發揮學生主動性參與實踐的過程。教師應充分利用這一時段，精心策劃實施方案，這一過程主要包括以下幾個階段：

1.培訓

（1） 熱處理技能培訓，對常用熱處理爐和設備工作原理及操作規程進行培訓。掌握熱處理爐和設備的使用方法。培訓后讓每組同學單獨操作，熟練使用熱處理爐，老師提出一些使用過程中的注意事項，讓學生獨立思考原因并給出認為合理的解決辦法。

（2） 金相制樣技能培訓，對金相試樣的制備方法進行培訓。熟練掌握金屬材料試樣的制備方法。培訓后拿實際樣品給學生進行磨平、拋光，對操作過程中的不當行為不告知原因，讓學生主動思考，重新進行正確的制樣。學生得出初步的解釋后老師再進一步補充說明，使學生徹底明白每一步都是關鍵的。

（3） 金相攝影技能培訓，對金相攝影方法進行培訓。熟練運用光學顯微鏡對金相試樣進行拍照。此過程相對簡單，但是教師要針對如何拍出合適倍數和襯度的照片向學生進行提問，由學生實際操作后得出結論，并總結出如何選取合適區域等拍照方法。

（4） 硬度測試技能培訓，對硬度計測試原理及測試方法進行培訓，熟練運用硬度計對各種材料的硬度進行測試。最后的性能測試以硬度為例，并讓學生思考還有哪些性能測試方法，與硬度測試方法的異同點。通過一種性能的測試告訴學生如何根據自己所研究材料的不同要求進行其它性能的表征。

2.文獻檢索、查資料、制訂實驗方案。熟練掌握文獻檢索方法，初步制定實驗方案。此步驟是檢驗學生搜集整理資料的能力，根據學生的實驗方案有針對性的進行指導，通過詢問引導更可以看出學生是否真正的動腦思考，如何得出具體方案。

3.實驗操作，對所培訓過的所有儀器獨立操作，熟練掌握各種設備和儀器操作規程。根據前面培訓和制定的實驗方案后，學生開始實際的完全獨立的實驗操作，自己解決實際操作中遇到的各種問題，還可以加深之前培訓操作中理解不透徹的地方。

4.實驗結果整理分析、撰寫實驗報告，對實驗過程中所得到的實驗結果進行總結分析，撰寫完整的實驗報告。學生獨立整理數據、分析數據、得出數據變化的原因并給出合理的解釋，開始撰寫實驗報告。在此過程中如發現不合理的數據，讓學生自己先分析哪里出現問題，如何解決，老師之后對其進行提醒，使學生對其造成原因產生深刻的印象，以后引以借鑒。

5.實驗結果補充、優化，檢查實驗報告，對實驗過程中所得到的實驗結果進行補充總結分析，完善實驗報告。對上一過程中出現的不合理數據，重新補做實驗，得出正確數據，加以分析寫入實驗報告。此過程學生將兩次實驗結果進行對比，更深刻直觀地理解實驗現象和機理。

6.答辯，對實驗報告中的結果和分析回答答辯老師提出的問題。答辯過程中對實驗報告中的內容熟悉，準確無誤的回答問題。最后步驟是對學生的考核評價，答辯過程中老師根據每個學生的題目不同，提出不同問題，根據學生回答問題的正確程度評價對其獨立思考能力的培養在本次綜合實驗教學過程是否得到了預期的效果。

如此六個環節相當于學生進行畢業設計（論文）前的一次預演，為后續的畢業設計（論文）環節奠定了基礎。

三、結語

總之，教師作為知識的傳授者，課堂就是我們的舞臺。在制定教學大綱、教學方案等各個教學環節中最大限度調動學生學習的積極性、認真考慮如何引導學生獨立思考、發揮想象的空間，以利于培養他們的創造力。在整個教學過程中，教師應想辦法使教學方法多樣化，教學手段多樣化來提高專業課的教學效果，使學生認識自己、相信自己，主動思索如何解決具體的實際問題，為畢業設計（論文）和以后工作中如何解決遇到的實際問題積累寶貴的經驗。

參考文獻：

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基金項目：上海工程技術大學教學建設項目“基于實踐綜合能力和獨立思考能力培養的綜合實驗訓練”（編號：p202005001）。