在工程实践教学中培养大学生的问题意识
郑朝霞
[摘 要]各种创新行为和成果都源于问题，没有问题就没有创新。如何在工程实践教学中培养大学生的问题意识，笔者进行了一定的探索。结果表明，通过观察引导学生发现问题、通过启发引导学生提出问题、通过布置思考题促使学生分析问题和解决问题的做法，能有效培养学生的问题意识，提高其创新能力。
[关键词]工程实践；大学生；问题意识
[中图分类号] G645 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）12-0066-02
一、工程实践教学应注重培养大学生的问题意识
社会的发展、科技的进步、国家的强盛都离不开创新。党的十八大做出了实施创新驱动发展战略的重大部署，强调科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑。
高等教育是国家创新体系的重要组成部分，承担着培养高科技、创新型人才的重任。创新型人才的核心是创新意识和创新能力。比尔·盖茨说过：“创新是原子裂变，投入一点点，产出千千万。”学生具有创新能力，就有了以不变应万变、灵活解决问题的能力。国家级教学名师、清华大学傅水根教授在谈到工程技术人员应具备的工程素养时专门强调：“一个缺乏创新能力的民族难以自立于世界民族之林；一个缺乏创新能力的工程技术人员难以有广阔的发展空间。”[1]
创新的基本过程包括提出问题、分析问题和解决问题。各种创新行为和成果都源于问题，没有问题就没有创新，提出问题的基础是具有问题意识。“学起于思，思源于疑。”问题意识是创新、创造的基础，是促使学生积极主动发现问题的内驱力；没有问题意识，就没有问题的主动发现。[2]培养学生自觉的问题意识，是创新教育的出发点和中心，是培养学生创新意识和能力的必要途径。[3]
工程实践教学是高校人才培养体系中不可或缺的组成部分，是非常重要的实践环节，是提高学生动手能力、创新能力和工程实践能力的重要途径。创新不是纸上谈兵，要以实践为基础。高校工程实践教学的各环节都应以提高大学生创新能力为目标，其中的首要任务就是要提高大学生的问题意识。如何在工程实践教学中培养学生的问题意识，提高创新能力，是工程实践教学人员需要认真思考的问题。
二、在工程实践教学中培养大学生问题意识的几点做法
笔者参与工程实践教学多年，在教学中一直努力将知识传授和大学生创新能力培养有机结合，在培养学生问题意识方面做了不少探索。热处理实践教学包括设备介绍，理论讲解和动手操作三个环节。在各教学环节中，笔者有意在相关的知识点上设置问题，既通过观察引导学生主动发现问题，又通过启发的方式引导学生提出问题，还通过布置思考题的方式促使学生分析问题和解决问题。通过问题的提出、分析和解决，能提高学生的问题意识，让学生掌握分析问题、解决问题的基本思路和方法。问题既是学生获得知识的手段，也是教学的内容，更是教学的目的。笔者在热处理实践教学中培养学生问题意识的一些做法，总结起来有以下几点。
（一）通过观察引导学生发现问题
培养学生创新能力首先要培养学生的问题意识，要让学生能提出问题，而提问题的前提是学生要有好奇心，要善于观察。清华大学傅水根教授在谈到工程技术人员应具备的科学能力时对观察力有如下描述：“所谓敏锐的观察力不只是指在同样的条件下，能够观察到实验中的科学细节，而且能观察到从什么途径入手，可以达到科研的目的。”问题的提出可由教师可根据教学内容引导，也可由学生通过观察事物发现问题主动提出，或二者结合使用。“学习者只有在认真思考他自己发现的问题，追求符合于自己的知识和理解力的答案时，才能真正地在学习。”[4]可见，提高学生问题意识首先要提高学生的观察力。
工程实践教学面对的多是大一、大二的学生，实训涉及的设备和内容对他们来说很陌生。为培养学生的问题意识，提高学生提问题的能力，笔者有意设置了观察环节，让学生在自主观察中发现问题并认真思考，鼓励学生有不同的答案。教师针对学生所提问题及答案进行分析并加以延伸扩展，这能拓展学生的思维。比如在设备介绍环节，讲解箱式实验电阻炉后，让学生认真观察工业用箱式电阻炉，鼓励大家针对两个电炉在结构上的不同或不理解的地方提出问题，教师对问题进行分析，引导学生得出答案。通过这种方式，学生能了解到工业用炉的结构特点、炉底板的功能及应具有的性能。在讲解硬度计测试原理及过程时，笔者引导学生发现硬度值与压痕大小的关系，并在硬度测试时让学生观察不同硬度值的压痕大小，以此来验证他们的结论；同时让学生更好地理解硬度的概念。在理论讲解环节，笔者通过观察裂纹，引导学生思考工件开裂原因及预防措施。
实践表明，通过让学生观察事物发现问题， 能培养学生提出问题的能力，能提高学生学习的兴趣和对知识的理解，为提高其创新能力奠定基础。
（二）通过启发引导学生提出问题
启发式教学就是在教师的启发诱导下，学生积极思考，并最终得出结论。[5]这个过程需要师生积极主动配合、共同参与。教师的活动是“启”，是前提；学生的活动是“发”，是“启”的结果。为避免造成“启而不发”，教师在内容的讲授上要遵循知识本身之间的内在逻辑顺序；在问题的设计上，要符合学生认知能力的发展要求，跳跃不可太大。[6]
笔者以培养学生问题意识为目的，努力在教学各环节通过启发引导学生提出问题并积极思考，最终得出结论。比如，在介绍高频设备及加热原理时，引导学生思考：生活中运用电磁感应原理的电器有哪些？学生很快联想到家用电磁炉。同时，笔者鼓励学生课后查阅资料，了解更多电磁感应原理的应用。在学生观察工业用箱式电阻炉后引导学生思考：现有设备的炉门在前，炉膛与外壳固定一起，应如何解决大件装炉难的问题？启发学生对炉门的不同安装位置及炉体由整体变为分体式的认知。讲到工件加热时，让学生思考：工件在高温状态下会发生哪些变化？进而引导学生知晓氧化、脱碳和变形的概念，在对相关知识点进行分析讲解后，引导学生提出相应的解决方案。学生通过这种方式学习到工件变形控制、高温下工件防护、氧化脱碳会造成工件尺寸减小及加工余量等相关知识。以材料为45#钢的轴为例，在介绍整个加工过程时，涉及粗加工和精加工两次留加工余量的环节。这时笔者引导学生思考：如果粗加工环节加工余量留小了或精加工环节加工余量留大了会产生什么后果？学生经过分析认识到，虽然两个环节都需要留余量，但“量”不同。同时提醒学生要合理设计加工中的任一环节，任何环节没考虑到位，都会造成工件报废，让学生养成科学严谨的工作态度。
教学各环节设置的问题均鼓励学生思考后回答，并对学生提出的方案进行分析，肯定可行之处，赞扬创新之处，提出需完善之处，鼓励大家对同一个问题提出更多可行的方案。在实践教学中，通过启发引导学生提出问题，这既培养了学生的问题意识，又能使学生的思维活动与教学内容同步；学生的参与感得到满足，学习的主动性和积极性得到充分调动， 对所学知识的理解会更为深入。
（三）通过布置思考题提高学生分析问题和解决问题能力
创新实践过程实际上就是从问题的提出到解决的过程，提出问题的目的是为了解决问题，而解决问题的过程实际上是综合运用知识进行独立思考，提出解决方案并实施的过程。教学中设置的思考题，应和当天所讲授的内容紧密联系，给学生一定的时间独立思考并分组讨论，让学生用头脑中储备的知识及所学的知识经过分析思考得出答案。如使钢材变硬应具备的基本条件是什么？使钢材变软的途径有哪些？这些问题着重考核学生对热处理基本工艺的理解、掌握及归纳总结能力。为什么磨刀时要加水？这样的问题着重考核学生应用所学知识解释生活中的一些问题。如何分析适合弹簧的硬度区间？着重考核学生在设计零件性能时应注意的问题，以及对基本原则的理解和掌握。
通过对思考题的思考和解答，学生能将所学知识进行归纳、总结、消化、提炼，转化成自己的知识储备，形成自己的知识结构，当遇到问题时能综合运用这些知识分析问题并解决问题，有效提高其创新能力。
三、结论
笔者以热处理实践教学为例，对如何在工程实践教学中培养大学生的问题意识进行了探索。结果表明，教师在相关知识点以适当的方式对学生进行启发引导，多数学生能打开思路，提出问题，针对问题提出不同的解决方案，没有提出解决方案的学生同样也受到启发。这个过程是教师和学生之间以及学生与学生之间相互启发、相互学习的过程，是打破思维定势、进行创新思维训练的过程，能有效培养大学生问题意识，提高其发现问题、分析问题和解决问题能力，对提高学生的创新能力是有帮助的。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 傅水根.以项目驱动的机械创新设计与实践[M].北京：清华大学出版社，2013.
[2] 姜新生.创新教育与问题意识[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2008（3）.
[3] 陈朝新.问题意识、创造能力及其培养[J].教育探索，2002（2）.
[4] 罗祖兵.教育学问题教学：涵义、价值与操作[J].高等教育研究，2010（3）.
[5] 吴志方.材料成型及控制工程专业创新型人才培养[J].中国冶金教育，2013（2）.
[6] 张忠华，周阳.对启发式教学几个问题的探索[J].教育导刊，2009（2）.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]各种创新行为和成果都源于问题，没有问题就没有创新。如何在工程实践教学中培养大学生的问题意识，笔者进行了一定的探索。结果表明，通过观察引导学生发现问题、通过启发引导学生提出问题、通过布置思考题促使学生分析问题和解决问题的做法，能有效培养学生的问题意识，提高其创新能力。
[关键词]工程实践；大学生；问题意识
[中图分类号] G645 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）12-0066-02
一、工程实践教学应注重培养大学生的问题意识
社会的发展、科技的进步、国家的强盛都离不开创新。党的十八大做出了实施创新驱动发展战略的重大部署，强调科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑。
高等教育是国家创新体系的重要组成部分，承担着培养高科技、创新型人才的重任。创新型人才的核心是创新意识和创新能力。比尔·盖茨说过：“创新是原子裂变，投入一点点，产出千千万。”学生具有创新能力，就有了以不变应万变、灵活解决问题的能力。国家级教学名师、清华大学傅水根教授在谈到工程技术人员应具备的工程素养时专门强调：“一个缺乏创新能力的民族难以自立于世界民族之林；一个缺乏创新能力的工程技术人员难以有广阔的发展空间。”[1]
创新的基本过程包括提出问题、分析问题和解决问题。各种创新行为和成果都源于问题，没有问题就没有创新，提出问题的基础是具有问题意识。“学起于思，思源于疑。”问题意识是创新、创造的基础，是促使学生积极主动发现问题的内驱力；没有问题意识，就没有问题的主动发现。[2]培养学生自觉的问题意识，是创新教育的出发点和中心，是培养学生创新意识和能力的必要途径。[3]
工程实践教学是高校人才培养体系中不可或缺的组成部分，是非常重要的实践环节，是提高学生动手能力、创新能力和工程实践能力的重要途径。创新不是纸上谈兵，要以实践为基础。高校工程实践教学的各环节都应以提高大学生创新能力为目标，其中的首要任务就是要提高大学生的问题意识。如何在工程实践教学中培养学生的问题意识，提高创新能力，是工程实践教学人员需要认真思考的问题。
二、在工程实践教学中培养大学生问题意识的几点做法
笔者参与工程实践教学多年，在教学中一直努力将知识传授和大学生创新能力培养有机结合，在培养学生问题意识方面做了不少探索。热处理实践教学包括设备介绍，理论讲解和动手操作三个环节。在各教学环节中，笔者有意在相关的知识点上设置问题，既通过观察引导学生主动发现问题，又通过启发的方式引导学生提出问题，还通过布置思考题的方式促使学生分析问题和解决问题。通过问题的提出、分析和解决，能提高学生的问题意识，让学生掌握分析问题、解决问题的基本思路和方法。问题既是学生获得知识的手段，也是教学的内容，更是教学的目的。笔者在热处理实践教学中培养学生问题意识的一些做法，总结起来有以下几点。
（一）通过观察引导学生发现问题
培养学生创新能力首先要培养学生的问题意识，要让学生能提出问题，而提问题的前提是学生要有好奇心，要善于观察。清华大学傅水根教授在谈到工程技术人员应具备的科学能力时对观察力有如下描述：“所谓敏锐的观察力不只是指在同样的条件下，能够观察到实验中的科学细节，而且能观察到从什么途径入手，可以达到科研的目的。”问题的提出可由教师可根据教学内容引导，也可由学生通过观察事物发现问题主动提出，或二者结合使用。“学习者只有在认真思考他自己发现的问题，追求符合于自己的知识和理解力的答案时，才能真正地在学习。”[4]可见，提高学生问题意识首先要提高学生的观察力。
工程实践教学面对的多是大一、大二的学生，实训涉及的设备和内容对他们来说很陌生。为培养学生的问题意识，提高学生提问题的能力，笔者有意设置了观察环节，让学生在自主观察中发现问题并认真思考，鼓励学生有不同的答案。教师针对学生所提问题及答案进行分析并加以延伸扩展，这能拓展学生的思维。比如在设备介绍环节，讲解箱式实验电阻炉后，让学生认真观察工业用箱式电阻炉，鼓励大家针对两个电炉在结构上的不同或不理解的地方提出问题，教师对问题进行分析，引导学生得出答案。通过这种方式，学生能了解到工业用炉的结构特点、炉底板的功能及应具有的性能。在讲解硬度计测试原理及过程时，笔者引导学生发现硬度值与压痕大小的关系，并在硬度测试时让学生观察不同硬度值的压痕大小，以此来验证他们的结论；同时让学生更好地理解硬度的概念。在理论讲解环节，笔者通过观察裂纹，引导学生思考工件开裂原因及预防措施。
实践表明，通过让学生观察事物发现问题， 能培养学生提出问题的能力，能提高学生学习的兴趣和对知识的理解，为提高其创新能力奠定基础。
（二）通过启发引导学生提出问题
启发式教学就是在教师的启发诱导下，学生积极思考，并最终得出结论。[5]这个过程需要师生积极主动配合、共同参与。教师的活动是“启”，是前提；学生的活动是“发”，是“启”的结果。为避免造成“启而不发”，教师在内容的讲授上要遵循知识本身之间的内在逻辑顺序；在问题的设计上，要符合学生认知能力的发展要求，跳跃不可太大。[6]
笔者以培养学生问题意识为目的，努力在教学各环节通过启发引导学生提出问题并积极思考，最终得出结论。比如，在介绍高频设备及加热原理时，引导学生思考：生活中运用电磁感应原理的电器有哪些？学生很快联想到家用电磁炉。同时，笔者鼓励学生课后查阅资料，了解更多电磁感应原理的应用。在学生观察工业用箱式电阻炉后引导学生思考：现有设备的炉门在前，炉膛与外壳固定一起，应如何解决大件装炉难的问题？启发学生对炉门的不同安装位置及炉体由整体变为分体式的认知。讲到工件加热时，让学生思考：工件在高温状态下会发生哪些变化？进而引导学生知晓氧化、脱碳和变形的概念，在对相关知识点进行分析讲解后，引导学生提出相应的解决方案。学生通过这种方式学习到工件变形控制、高温下工件防护、氧化脱碳会造成工件尺寸减小及加工余量等相关知识。以材料为45#钢的轴为例，在介绍整个加工过程时，涉及粗加工和精加工两次留加工余量的环节。这时笔者引导学生思考：如果粗加工环节加工余量留小了或精加工环节加工余量留大了会产生什么后果？学生经过分析认识到，虽然两个环节都需要留余量，但“量”不同。同时提醒学生要合理设计加工中的任一环节，任何环节没考虑到位，都会造成工件报废，让学生养成科学严谨的工作态度。
教学各环节设置的问题均鼓励学生思考后回答，并对学生提出的方案进行分析，肯定可行之处，赞扬创新之处，提出需完善之处，鼓励大家对同一个问题提出更多可行的方案。在实践教学中，通过启发引导学生提出问题，这既培养了学生的问题意识，又能使学生的思维活动与教学内容同步；学生的参与感得到满足，学习的主动性和积极性得到充分调动， 对所学知识的理解会更为深入。
（三）通过布置思考题提高学生分析问题和解决问题能力
创新实践过程实际上就是从问题的提出到解决的过程，提出问题的目的是为了解决问题，而解决问题的过程实际上是综合运用知识进行独立思考，提出解决方案并实施的过程。教学中设置的思考题，应和当天所讲授的内容紧密联系，给学生一定的时间独立思考并分组讨论，让学生用头脑中储备的知识及所学的知识经过分析思考得出答案。如使钢材变硬应具备的基本条件是什么？使钢材变软的途径有哪些？这些问题着重考核学生对热处理基本工艺的理解、掌握及归纳总结能力。为什么磨刀时要加水？这样的问题着重考核学生应用所学知识解释生活中的一些问题。如何分析适合弹簧的硬度区间？着重考核学生在设计零件性能时应注意的问题，以及对基本原则的理解和掌握。
通过对思考题的思考和解答，学生能将所学知识进行归纳、总结、消化、提炼，转化成自己的知识储备，形成自己的知识结构，当遇到问题时能综合运用这些知识分析问题并解决问题，有效提高其创新能力。
三、结论
笔者以热处理实践教学为例，对如何在工程实践教学中培养大学生的问题意识进行了探索。结果表明，教师在相关知识点以适当的方式对学生进行启发引导，多数学生能打开思路，提出问题，针对问题提出不同的解决方案，没有提出解决方案的学生同样也受到启发。这个过程是教师和学生之间以及学生与学生之间相互启发、相互学习的过程，是打破思维定势、进行创新思维训练的过程，能有效培养大学生问题意识，提高其发现问题、分析问题和解决问题能力，对提高学生的创新能力是有帮助的。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 傅水根.以项目驱动的机械创新设计与实践[M].北京：清华大学出版社，2013.
[2] 姜新生.创新教育与问题意识[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2008（3）.
[3] 陈朝新.问题意识、创造能力及其培养[J].教育探索，2002（2）.
[4] 罗祖兵.教育学问题教学：涵义、价值与操作[J].高等教育研究，2010（3）.
[5] 吴志方.材料成型及控制工程专业创新型人才培养[J].中国冶金教育，2013（2）.
[6] 张忠华，周阳.对启发式教学几个问题的探索[J].教育导刊，2009（2）.
[责任编辑：陈 明]
