大学生创新性思维的构建培养

熊彬 夏希悦 刘靖娜

摘  要：当前本科教育中需要解决的一个重大问题就是怎样更好地培养学生的创新性思维与实践动手能力，使学生成为更加优秀的社会人才。宝石学实验是宝石及材料工艺学专业的专业课程，融合仪器的使用、彩色宝石的鉴定、钻石的分级和有机宝石的研究等多分支实验的主要学科，这门学科能培养学生的鉴定能力和综合性思维，尤其是实验设计环节，更能培养学生的创新性思维。该文主要就宝石学实验对学生创新性思维的构建培养，指出通过宝石学实验培养学生创新性思维的重要性，并提出具体的构建建议与培养对策。

关键词：宝石学；创新；实验教学；宝石及材料工艺学；鉴定能力

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）03-0072-05

Abstract： At present， a major problem to be solved in undergraduate education is how to better cultivate students' innovative thinking and practical ability， so that they can become better social talents. Gemmology experiment is a professional course of Gemology and Material Technology， which combines the main disciplines of multi-branch experiments such as the use of instruments， the identification of colored gems， the classification of diamonds， and the study of organic gems. This discipline can cultivate students' identification ability and comprehensive thinking， especially in the experimental design， and can also cultivate students' innovative thinking. This paper mainly points out the importance of cultivating students' innovative thinking through gemological experiments， and puts forward specific suggestions and training countermeasures.

Keywords： Gemology; innovation; experimental teaching; Gemstone and material technology; appraisal ability

实验是创新性教育的过程，是理论教育的创新性发展模式。一个专业、一所学校、一个民族和一个国家之所以能不断地发展，归根结底离不开创新。青年学生通过实验能够增加过程体验，培养问题意识，训练鉴定技能，释放出更有创造力的创新性能量。实验教学具有一定的独特性，它关联着整个学科的理论知识，又发散着在鉴定过程中探索出的创新思维，而创新思维在实验的过程中起着至关重要的作用，够引领宝石鉴定的新方向、聚焦宝石科研前沿、创新鉴定技能与手段，促进实验能力的进一步提升。宝石学是研究珠宝玉石，基于矿物学、岩石学、材料化学交叉的特色鲜明的地质学分支学科[1]。在新工科背景下（新工科建设由教育部在2017年2月提出，是国家主动应对新一轮科技革命与产业变革、大力培养高层次工科创新人才的重要举措。高等工科院校的实验教学是必不可少的学生培养环节，也是培养工科学生解决实际工程问题能力的重要途径[2]），培养学生的创新意识，使其具备自主学习及运用所学知识解决宝石鉴定中相关问题的能力显得尤为重要。宝石学是一门实践性极强的学科，需要大量的实验来做支撑，专业课中的实验课在各类宝石学课程设置中也占有很大的比例，单看宝石学这一门专业课，实验课时与理论课时比会达到１∶１，甚至更高，实验教学的质量直接影响整个专业的教学质量和人才培养[3-4]。宝石及材料工艺学专业中，宝石学实验教学的地位至关重要，课堂上开展宝石学实验，不仅仅是为了巩固与加强学生对各种理论常识的熟知与运用，更是要培养学生的实践操作技能、科学探索精神及创新能力。在实验课中，需要实验课老师加强对于学生的指引作用，促使学生养成并保持优良的实验习惯，规范每一步鉴定方法，在流程上不能有丝毫疏忽，先进行肉眼直接观测，再放大观察，继而进行相应的实验仪器操作。在实验过程中，注意培养学生严谨的实验态度，为日后能更好并且独立地完成珠宝玉石鉴定奠定职业基础。

大学生是接受教育的对象，也是民族的希望，更是国家的未来。他们朝气蓬勃，更容易接收社会上的新鲜事物，也更容易从已有的知识中创新思想理念。个人、专业、社会的发展需要有创新性思维与实践动手能力的人才，所以通过宝石学实验对学生的创新性思维进行构建培育显得非常重要。而实践创新就像一个金字塔，需要夯实基础，才能把这些鉴定技能转化为自身的技巧，运用时得心应手。

宝石教育最早起源于西方国家，1908年，世界上第一个正规宝石教育机构——英国宝石协会FGA成立，随后，1931年，美国宝石学院GIA等机构成立，经过近百年的发展，国外宝石职业教育日臻完善[5]。目前市场上出现的能够作为学生标本的宝石有一定的局限性，一个是标本更新速度比不上市场上层出不穷的优化处理方式，这一点是毋庸置疑的，市场上新出来的品种，往往会直接通过商家卖给消费者，待到有一定数量的消费者感觉到上当受骗以后，才会拿到相关部门进行检测，在检测后，如发现当前市场上有大批量这样处理的宝石，鉴定人员才会对其进行批量研究鑒别，最后出版相应的鉴定指导方案，再到发行出来，这中间经历的时间比较长，这里会出现一个问题，鉴定方法的滞后性。另一个是这些经过新技术新方法处理的宝石标本，即使面市以后，可能也不是通过一些正规途径获得，如果科研机构或是学校需要购买这样一些宝石作为标本，在招标购买上可能会存在一定的阻力，因而现有的能见到的合成处理的宝石相对有限，这是一个有限性。宝石及材料工艺学的学生往往鉴定的宝石都是在学校实验室的，有些因为年份关系或是尺寸、光泽外观等其他因素，跟市场上还是有些差别。因而我们可以探讨一种一本万利的方法，既可以培养学生宝石鉴定技能，又可以培养学生在鉴定方向上的创新思维。宝石学实验可采取一些较为先进的技术方式来获得准确的实验结果和新颖实验效果，鼓励学生加入到“制备”（这里的制备包括优化、处理、合成等一系列可以改变宝石外观的操作）宝石标本中来，这可以很大程度地激发起学生对于专业课的学习兴趣，同时可以对学生的创新性思维进行构建培养，激励他们想出更多更广的鉴定路子，造福于珠宝鉴定事业。

一  学生创新性思维构建培养的现状分析

（一）  培養学生创新性思维的重要性

创新思维的概念最早由美国心理学家吉尔福特提出，是多维对称思维的复合体，借助科学的思维方式和想象、联想等思维手段，使思维重新组合、升华，产生新的思路或顿悟，从而形成有一定应用价值的新观点、新理论等创新成果的思维过程，具有广阔性、深刻性、独创性和灵活性等品质[6]。

社会的不断发展离不开创新，没有创新，就没有人类的进步，一味地故步自封只会被创新的时代所淘汰，每一样事务都是在不断创新中稳固提升的，只有不断创新的思维才能符合时代发展规律，才能跟上社会进步的脚步。现在的社会是一个经济与科技都在不断更新，持续进步的社会，只有保持创新性思维才会有未来进步的可能。当代大学生是走在时代前端的受教育群体，他们接受能力强、可塑性高、思维活跃和知识丰富，是民族的希望，国家的未来。老师们要鼓励学生在实验中勤于思考，乐于思考，勤于动手，乐于动手，将学会的理论知识合理地运用到实践中。在这个不断向前，更新换代极快的时代，为顺应社会发展，更需要培养大学生创新思维，所以我们需要在实验教学中探讨一种新的实验教学模式，通过宝石学实验对学生的创新性思维进行构建培养，突出学生的主体性地位，主张实施素质教育，让学生获得更为全面性、创新性思维的发展。创新性思维及创新性实验技能是学生在当前是否会准确理解与把握所学理论知识的基础，也是日后在社会上是否会做出一定的成就的必要因素。在日常宝石学实验教学中，我们要注重对学生综合性技能的培养，特别是创新性技能。

（二）  培养学生创新性思维的可行性

在新时代的新课程标准中，特别强调学生实验的主体性地位，特别是创新性思维的发展尤为重要。宝石学教程是宝石及材料工艺学专业本科生的专业核心必修课，目的在于奠定宝石及材料工艺学专业学生相关系的、扎实的宝石学基础知识，其主要内容包括宝石矿物的化学成分、宝石的结晶学特征及宝石的物理性质、化学性质等，其中也囊括了宝石的优化处理方法，合成品种及这些新方法新技术的鉴定思路与方法。大学生是新时代尖端的群体，他们有时间去接触市场上很多新方法，也有精力去研究书本上一些固有技术，当学生很好地掌握了宝石鉴定的相关技术及宝石参数以后，创新性思维能帮助他们想到更多更广的，甚至可能会优于市场的鉴定技术与合成处理方法，那么学校需要为学生提供安全的实验环境，老师鼓励学生勤于思考，乐于动手，学会将理论知识合理运用到实验中。这不仅是让学生掌握更多的全面的鉴定技术，在毕业之前练就一双火眼金睛，也可以促进珠宝鉴定业的发展，让这些新技术、新方法、新鉴定模式更快更好地服务于宝石鉴定事业。

二  学生创新性思维的构建培养——以宝石学为例

对宝石鉴定学生来说，自己进行实验的设计有一定的挑战性，这需要学生有良好的理论知识，并且能熟知实验技巧，然而这也是能培育学生的创新性思维的探究性实验方法的关键步骤。在宝石学实验教学中开设创新性实验设计，鼓励学生自主运用所学理论常识来处理宝石鉴定实际生活中的问题，在设计过程中发挥出创新性思维，提出更高效的鉴定方法。老师可通过下述方式来组织学生的实验设计：首先完成实验的基础鉴定，这是课本上要求的基本知识，也是每个宝石学生在毕业时必须具备的鉴定技能，学生在大学四年的实验学习中，必须良好地掌握并熟练地运用这些鉴定技能；其次是基于当前所有可用的实验教学状况，找到自己感兴趣的宝石处理技术、鉴定方法及合成优化条件，以小组为合作单位，共同搜索有关资料，根据现有的可行的实验条件设计新的鉴定思路，提交自己小组的实验设计及鉴定规划；最后是实验中的报告模块，这个环节对学生的创新性思维也有极大的促进作用，实验报告是实验中非常重要的一部分，它记载着学生整个实验思路、实验过程及实验结果，一份严谨全面的鉴定报告不仅能帮助学生梳理清楚实验思路，也是学生日后走向工作岗位的一项重要工作。宝石学实验中，通过对宝石鉴定的训练、有机宝石的鉴定训练、钻石的分级训练和宝石合成优化的观察，培养学生使用连贯性思维的能力。宝石学生在掌握了一系列基础操作以后，进而可以融会贯通，比如，贯穿宝石鉴定与优化的实验，像针对一些市场上常见的优化宝石与天然宝石的鉴定，要对宝石的参数进行综合分析，再分析宝石优化办法，通过设计一系列实验得出实验数据与结果，这一类型的优化宝石可以通过哪些新办法来鉴定是否经历了优化处理或经历了哪些类型的优化处理。在这期间，老师要指引学生明白优化处理办法是区分该颗宝石是否进行了优化处理的最关键环节，要及时对目前市场上常见的优化办法进行归纳，保持鉴定工作的前卫性、科学性，以增强鉴定能力。为了能让实验数据更有说服力，排除一些标本的特殊性，我们需要至少做三组不同的实验，一组是A品种天然宝石，二组是经过该方法优化后的A品种宝石，三组是经过该方法优化的B品种宝石。实验教学中，老师可将学生分为三个不同的组别，要求每个组别针对自己的品种设计出鉴定方案，这个方案要针对性强，最好能一针见血，缩短实验步骤，能够直接得出答案是最理想的。经过学生对于综合性实验的比较探讨，提出一些新的看法：第一，可尝试将这类优化办法用于更广泛的宝石品种或是提出稳定性更强，消费者更能接受的优化办法；第二，学生在实验设计过程中，需要团队的协作，这能培养学生的合作能力；第三，因实验是自行提出并设计的，学生的参与度大大提高，这能拓展学生逻辑思维的能力，不断地扩展学生的知识面，最后达到融会贯通、创新培养的目的。简言之，实验老师通过对学生自己设计综合性实验的指导，可以融合学生的基本鉴定技能，同时培养构建学生创新性实践技能，这对于培养学生的动手能力与团队协作能力都非常有意义。

为了能够更好地培养学生在宝石学中的创新能力，老师可以从以下三个方面入手，达到师生共建良好实验能力的目的。

（一）  宝石学实验教学中的加强基础鉴定模块的支撑力

基本技能的培育。学生在一门课程中想要有创新性发展，必须牢靠地培养好学生基础实验的训练技能，所以基础鉴定阶段是对学生基本技能的培育，特别是对于工科学生，没有实操技术相当于没有掌握这门课程，特别对于一些需要动手能力更高更强的专业，实验显得更为重要，在学习理论知识后，在实验教学阶段，宝石鉴定学生需达到的学习目标应包括：①对所有相关实验仪器的熟练运用；②对鉴定方法的方式的把握，当看到一个标本时，应该迅速思考出结果，应该用哪些设备，做哪些鉴定，能得到肯定性的结果；③学生通过良好的学习态度来完成实验的习惯，每一个实验环节都不能出错，保证实验的连贯性与结果的可靠性；④所有实验过程要确保小组分工的和谐性，团队的互助性。比如对一颗红色宝石进行鉴定，那么需要对这颗红色宝石进行肉眼观察、显微镜观察、二色镜观察、查尔斯滤色镜观察和分光镜观察等，这些基础鉴定技能，可以增强宝石学生的实验动手能力，也可以巩固学生的理论知识，并融于实践操作中。所以，在整个宝石学实验教学中，基础鉴定是学生能完成日后创新性突破的根基。

（二）  宝石学实验中的提升综合设计模块的创新性

宝石及材料工艺学专业的理论课程较为抽象难懂，学生在大学之前几乎从未接触过。因此如果只是凭借教师课上讲解理论知识，学生很容易感到枯燥乏味。这导致当前部分学生在课程学习中没有主动权，也未曾想过积极主动接触学习，其很难对本专业产生学习兴趣[7]。在宝石学实验中，应加强综合设计模块的创新性培养，在这个过程中，学生应针对标本情况，选择合适的实验条件与实验步骤，给出具体名称，这需要学生熟知各类宝石的理论知识，鉴定依据，鉴别要点，同时运用相关的常用仪器，像显微镜、二色镜、折射仪和分光镜等得出具体的数值，再跟理论相结合，对宝石的种属情况进行判断定名。这是在宝石鉴定中的综合性鉴定阶段，而这一阶段往往需要大量的实验来反复强化对宝石参数的记忆和宝石鉴定仪器选择的理解，因此大量的实验会让学生感觉枯燥乏味。这个模块中，鼓励学生以小组为单位，在老师的引导下，自己对题目进行选取，并搜集有关资料，确定最终的研究方案与思路方法等，让学生以创新性实验的方式完成培养方案中的常规实验，可以增强学生的积极性与参与性，提升实验的乐趣感与体验感。如现市场上大多数的辐照改色的托帕石在鉴别上没有强而有力的、切实可行的鉴别手段，学生可根据常见的物理参数及大量的实验比对，提出更为合理、便捷、操作性强的鉴定方法；又如市场上如果出现需要改善宝石的裂隙过多的情况，往往会采用充填的方法，而充填后的宝石无论是在保存上还是在外观上都会受到一定的影响，消费者不愿意去购买这样经过处理的宝石标本，学生在掌握了基本实验原理以后，可以实验尝试是否有更新更好的办法去解决优化处理宝石的一些问题。

（三）  宝石学实验中的鉴定报告模块的完整度

在获得实验成果后，实验报告的规范与否，直接关系着实验成果被其他人的接受程度、理解程度，直接关乎实验的成功与否。实验者在实验过程中不断摸索完成实验，而其他人则通过实验报告获取有效信息，了解实验步骤，摄取实验结果。一份实验报告的完整程度可以看出学生的综合鉴定能力、语言表述能力，在撰写实验报告的过程中，学生也会对自己的实验进行反复的、系统的审视，查看结果的可行性，是否有其他纰漏，在这个过程中，相当于重新做了一次实验，梳理了关键步骤，理清了实验技能，这对学生也是极大的提升。

综上所述，在实验教学中，教师应将课堂更多地交给学生，让学生能自主地体验实验的乐趣与门道，在体验式的教学中，学生根据自己的见解与能力，对宝石鉴定提出新思路、新方法，教师也可适当地改变传统的实验模式，采用一些更加实操性、创新性的课堂模式（如翻转课堂），在学生掌握了宝石学一系列鉴定基本技能后，综合运用到实际操作中；指导学生增强团队意识，以小组为单位合作完成任务，对实验进行创新和改进，创新实验步骤，提出新的鉴定思路。这样既可以加强学生对实验的理解，加深对宝石鉴定仪器的使用方法，也可以让学生在现有的鉴定方法上，进行新的创新与实践，寻找到一些更方便、快捷、易行的鉴定模式，服务于宝石鉴定行业。在建立和實施创新体系的过程中鼓励实验教师积极参加专业内的学术交流、研讨会议，让实验教师“走出去”，让新的实验思想、实验策略“走进来”[7]。在宝石实验教学中，通过加强基础鉴定模块作为支撑力、提升综合设计模块中创新性、加大完善报告模块中完整度三个教学方案（图1），指引学生自己对综合性实验进行创新性设计，通过宝石学实验培养学生的创新性思维非常重要，这既能培养学生在日后宝石鉴定工作中的研究方法，又能在宝石学实验中培养学生创新性思维。因此，就需要实验课老师努力强化对于学生的指引，令他们始终保持优良的学习习惯，规范的实验方法，严谨的工作作风，更好地为日后从事的宝石鉴定职业奠定基础[8]。

参考文献：

[1] 郭家增，刘凯，王笑梅．宝石学专业发展、定位与核心课程探讨[J]．南阳师范学院学报，2021（3）：71-76.

[2] 教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/tongzhi/201702/t20170223_297

158.html.

[3] 李耿，徐雯星，张新元，等．中德大学地学人才培养模式的对比初探[J]．中国地质教育，2011（2）：111-114.

[4] 董春梅，徐方建．“矿物岩石学”实验课延伸教学新模式改革与实践[J]．中国地质教育，2013（2）：138-140.

[5] 廖宗廷，周祖翼，朱静昌，等.宝石学学科创立、建设与人才培养[J].中国地质教育，2001（4）：16-19.

[6] 陈霞.论创新思维的本质及其教育[J].山东商业职业技术学院学报，2015（2）：77-81.

[7] 邹艺姿，岳紫龙，周小卜.宝石及材料工艺学专业教学中存在的问题与对策[J].西部素质教育，2021（12）：139-131.

[8] 叶秉良.汪进前，李五一.高校实验室安全管理体系构建与实践[J].实验室研究与探索，2011（8）：432-435.