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培养学生创造力!从这个毕业课题体会导师怎当?

已有 3460 次阅读 2018-1-4 07:52 |系统分类:教学心得| 教学, 培养, 创造力, 创新, 思维

没有天生的笨学生,只有不得法的笨老师。

学生是早晨八九点钟的太阳,他(她)们的创造性是地球未来的希望。作为导师,传道授业中的一项重要任务,是培养锻炼学生的创造力。

要创造当然得先把老套路走熟,新创造一般是对老套路的拓展,这也是最容易被认可的。那么学生掌握好老套路之后,即将毕业走向社会之际,导师怎样再锻炼和检验一次学生的创造性呢?自然是通过毕业课题设计,而选题就有讲究了:是在老套路上玩新花样,还是另辟新径?

其实世界上原本没有什么套路,只是走的人多了,就成了套路。既有套路附近的旁门左道,都是些人迹罕至的新路。由于这些领域面积比既有套路的延伸面积要大得多,故而从概率分布来说,闯一闯旁门左道,获得创新的成功率也许更高,只不过先期不易得到同行的认可,毕竟大部分人玩的还是老套路。

国内怎么搞大家都心知肚明,不妨看看发达国家的高校怎么锻炼学生的创造力。

美国马萨诸塞州有个大学Worcester Polytechnic Institute,该校两个教授William Michalson 和 Cagdas Onal,给2015届门下弟子,选了一个“旁门左道”的毕业课题:高压电弧水下放电推进器设计。

船舶推进的老套路,当属螺旋桨推进器了,在这个基础上翻新花样的创新已经饱和,无法有啥大的突破。而高压电弧水下放电用于推进,显然属于旁门左道。

弟子们在文献检索阶段,很快发现这个领域几乎是空白,仅有麻省理工大学的Peter Graneau教授发表的若干篇论文,而该作者是已经过世的大名鼎鼎的实验物理学家、院士。问题是:学术界早已给参考文献作者贴上了疑似民科的标签,自从他发表了那篇颇具争议的论文:Arc-liberated chemical energy exceeds electrical input energy (DOI:10.1017/S002237789900817X)–该文声称有未知能量来自于真空。

坊间有谚:民科不分国界和学历。就连国内某院士也被贴了民科标签,自从他发表了量子意识的高论。姑且不去理会标签的褒贬内涵,一事一例具体分析才是治学之道。

这个问题我认为不能因噎废食,尤其不能因为这个特殊标签,就一概否定人家所有研究成果。估计该导师选题时,也许考虑了这个因素,甚至导师自己也想通过这个课题设计,和学生一起从零开始学习、探索和创新,毕竟旁门左道出创新的几率更高。

本着这一精神,导师和学生说干就干:查文献、定方案、想对策、重做Graneau的各种经典实验、验证其原理、备材料、3D打印零部件、组装、实验、修正、再实验、测量、论文写作、定稿。

课题结论:Graneau教授的论文的事实描述部分和实验数据是可信的,电弧做船舶推进是有可能成功的,但效率还有待于进一步提高。

项目完成之时,原型机可成功演示,论文洋洋洒洒89页。这可是本科生论文啊,国内的博士或硕士论文很多不一定能写出这么多页呢。

下面摘录论文中2图。



从这次毕业设计,学生们体会到了导师的良苦用心,领悟到搞创新就必须抛弃思维定势。

该校已经骄傲地将这份有代表性的毕业论文,开放在本校网站,全文下载链接:

https://web.wpi.edu/Pubs/E-project/Available/E-project-043015-152641/unrestricted/EWAPfinalPaperForSubmission2.pdf

感言:培养学生的创造力,Worcester大学树立了一个好榜样!

从公开资料来看,科学网的刘全慧教授,应该是深谙此道。你们瞧他带的学生个个创意无限,这不,小小少年的创新研究,即将在国际水平级的刊物发表。相关消息:

1、再次窜红的Ann Phys (Berlin) http://blog.sciencenet.cn/blog-3377-1092690.html

2、本科生完全可能做出惊人的科学发现 http://blog.sciencenet.cn/blog-3377-1027478.html

另一个可嘉的类似例子是科学网的徐晓教授,他在大伙儿不怎么看好张操教授的交流电超光速理论时,毅然组织学生开展重复实验。有文为证:比喻图解判决实验(插图:陆绮)http://blog.sciencenet.cn/blog-731678-975843.html

感言:国内水平也不差!

后注:本文不对文中提到的任何科学技术问题设定立场,拿其话事纯属符号意义上的举例,有效立论仅局限于教育学范畴。



http://blog.sciencenet.cn/blog-2339914-1092998.html

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