基于《材料科学综合实验》的独立思考能力培养

张有凤 何亮 林文松

摘要：独立思考能力是遇到问题时自己思考、分析和解决问题、正确地认识世界、实现人生价值的能力。大学生进入大学后对其进行独立思考能力的培养尤为重要。本文以《材料科学综合实验》为例，探讨了如何通过该课程中各个实验环节的设计来实现对大学生独立思考能力的培养，实现我校应用型人才培养的目标。

关键词：材料科学综合实验;独立思考能力

大学教育不仅仅在于学生学会了多少专业知识、掌握了多少技术，更重要的是学生能否学会自我认识，融入社会，成为有知识、有思想的社会一份子，将来能够承担更多的社会责任。因此，作为大学教师在关注学生学业的同时，更应该培养他们正确的价值观和判断能力，使他们形成独立思考的能力，这也应该成为大学教育的另一个重要内容。为了适应科学技术飞速发展的需要，契合学校培养高素质应用型工程技术人才的宗旨，我院根据国家本科生培养计划，结合学校专业发展方向开设了《材料科学综合实验》这门实践教学必修课。通过该课程的学习，旨在使学生通过综合实验的实践环节，提升专业实践能力、创新设计能力、实践综合能力、独立思考能力及综合运用各种现代实验手段解决分析问题。如何通过该课程的学习，引导并提高学生的独立思考能力一直是我们教师团队教学时不断思考的问题。

一、独立思考能力是科技创新的基本条件

科学知识的创新只能靠扎实的知识、宽阔的视野、刻苦的钻研才能取得创新性成果，没有捷径可走。创新往往需要多学科之间的碰撞，因此大学生在大学期间应尽量涉猎不同的学科、专业、采用不同的学习方式将所学知识融合，开阔视野、增加解决问题的思路，丰富知识结构。在创新的过程中，具有独立思考能力才会多一种眼光分析问题、解决问题，才会更加容易形成新思维。因此对学生的独立思考能力的培养十分重要，使学生不满足于客观状况，否则就谈不上标新立异、破旧立新、有所发明创造了。从某种意义上讲，人生在世首先要处处具有独立思考的意识，事事养成独立思考的习惯。做到这一点之后，尽管未必能够将不期而遇的问题分析透、理解透、解决好，因为这是由一个人思考能力的有限性所决定的，但这丝毫不影响独立思考的重要性，它至少是为人处世所必需的前提要素。

二、《综合实验》是培养学生独立思考能力的关键环节

传统的注入式教学模式和方法，学生处于被动的学习地位。而综合实验这一实践教学环节是学生对所学基础理论和专业知识综合运用的完整过程，更是培养学生独立工作和创新能力的关键环节，是学生毕业设计（论文）前最后一次充分发挥学生主动性参与实践的过程。教师应充分利用这一时段，精心策划实施方案，这一过程主要包括以下几个阶段：

1.培训

（1） 热处理技能培训，对常用热处理炉和设备工作原理及操作规程进行培训。掌握热处理炉和设备的使用方法。培训后让每组同学单独操作，熟练使用热处理炉，老师提出一些使用过程中的注意事项，让学生独立思考原因并给出认为合理的解决办法。

（2） 金相制样技能培训，对金相试样的制备方法进行培训。熟练掌握金属材料试样的制备方法。培训后拿实际样品给学生进行磨平、抛光，对操作过程中的不当行为不告知原因，让学生主动思考，重新进行正确的制样。学生得出初步的解释后老师再进一步补充说明，使学生彻底明白每一步都是关键的。

（3） 金相摄影技能培训，对金相摄影方法进行培训。熟练运用光学显微镜对金相试样进行拍照。此过程相对简单，但是教师要针对如何拍出合适倍数和衬度的照片向学生进行提问，由学生实际操作后得出结论，并总结出如何选取合适区域等拍照方法。

（4） 硬度测试技能培训，对硬度计测试原理及测试方法进行培训，熟练运用硬度计对各种材料的硬度进行测试。最后的性能测试以硬度为例，并让学生思考还有哪些性能测试方法，与硬度测试方法的异同点。通过一种性能的测试告诉学生如何根据自己所研究材料的不同要求进行其它性能的表征。

2.文献检索、查资料、制订实验方案。熟练掌握文献检索方法，初步制定实验方案。此步骤是检验学生搜集整理资料的能力，根据学生的实验方案有针对性的进行指导，通过询问引导更可以看出学生是否真正的动脑思考，如何得出具体方案。

3.实验操作，对所培训过的所有仪器独立操作，熟练掌握各种设备和仪器操作规程。根据前面培訓和制定的实验方案后，学生开始实际的完全独立的实验操作，自己解决实际操作中遇到的各种问题，还可以加深之前培训操作中理解不透彻的地方。

4.实验结果整理分析、撰写实验报告，对实验过程中所得到的实验结果进行总结分析，撰写完整的实验报告。学生独立整理数据、分析数据、得出数据变化的原因并给出合理的解释，开始撰写实验报告。在此过程中如发现不合理的数据，让学生自己先分析哪里出现问题，如何解决，老师之后对其进行提醒，使学生对其造成原因产生深刻的印象，以后引以借鉴。

5.实验结果补充、优化，检查实验报告，对实验过程中所得到的实验结果进行补充总结分析，完善实验报告。对上一过程中出现的不合理数据，重新补做实验，得出正确数据，加以分析写入实验报告。此过程学生将两次实验结果进行对比，更深刻直观地理解实验现象和机理。

6.答辩，对实验报告中的结果和分析回答答辩老师提出的问题。答辩过程中对实验报告中的内容熟悉，准确无误的回答问题。最后步骤是对学生的考核评价，答辩过程中老师根据每个学生的题目不同，提出不同问题，根据学生回答问题的正确程度评价对其独立思考能力的培养在本次综合实验教学过程是否得到了预期的效果。

如此六个环节相当于学生进行毕业设计（论文）前的一次预演，为后续的毕业设计（论文）环节奠定了基础。

三、结语

总之，教师作为知识的传授者，课堂就是我们的舞台。在制定教学大纲、教学方案等各个教学环节中最大限度调动学生学习的积极性、认真考虑如何引导学生独立思考、发挥想象的空间，以利于培养他们的创造力。在整个教学过程中，教师应想办法使教学方法多样化，教学手段多样化来提高专业课的教学效果，使学生认识自己、相信自己，主动思索如何解决具体的实际问题，为毕业设计（论文）和以后工作中如何解决遇到的实际问题积累宝贵的经验。

参考文献：

[1]王芳. 浅谈大学生独立思考能力的培养. 才智，2016：43

[2]高有涛. 大学生独立思考能力的引导与培养. 科教导刊，2012（6）：68

[3]刘烈辉，黄晓吉. 新时期大学生独立思考与创造能力的培养. 华东交通大学学报，2005，（22）：46-47，54

基金项目：上海工程技术大学教学建设项目“基于实践综合能力和独立思考能力培养的综合实验训练”（编号：p202005001）。