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学会量化地观察与思考
热度 2 jianxu 2009-9-5 10:25
八十年代初,沈阳有一个很好的饮料企业,试图与日本的一家公司进行合资生产,以辽南地区的苹果作为原料,进行深加工。谈判过程中,日方的技术人员问道, 你们辽南地区的苹果每公斤含维生素 C 多少? 中方愕然。因为我们从来就没有这方面的数据。 这个故事告诉我们,仅仅是定性地宣称自己的东西好是不够的,而是需要进一步用科学、量化的数据给予评价、表达。只有定量的数据比较,才能够得到令人信服的结论。如果有了定量的数据,不需要过多的描述(包装),行家只要一比较,结论自然会一目了然。 优、良、中、差只能用来粗略地分级,而真正的 PK 必须要靠数字化的分数。 与学生们讨论时,一个常见的问题是 对自己的实验数据和结果仅局限于定性的描述,而缺乏定量的分析与观察 。诸如,看起来 A 比 B 好(怎么个好法?好到什么程度?); A 比 B 明显地增大了许多(究竟增大了多少?什么程度才算做是明显?); X 引起了 Y 的显著增加(增加了多少?增幅是多少?这样的增加是否超过了实验误差范围?)等等。 其实,这绝非是吹毛求疵,咬文嚼字,而是反映出一种思维方式。 ★比较两套 复合材料的微观结构照片(金相或者扫描电镜),我们观察到了什么? A 中的第二相颗粒比 B 中的多。这显然是不够的!进一步的定量分析将提供更加丰富、全面、有说服力的信息。诸如,第二相的体积百分数(大约)是多少?第二相颗粒的尺寸是多大(最大的多大?最小的多小?),颗粒尺寸分布的宽窄程度等。 ★材料 性能的结果也是如此。两种材料的强度(或硬度、塑性、韧性、电阻率、热膨胀、磨损速率等)究竟相差多少(百分数)? ★如果我们说 铝比铁轻得多 ,就不如说 铝的密度只是铁密度的1/3 而清晰、直观、准确。因此,对于与自己工作相关的基础参考态数据(如材料的性能指标)应该大致上有一个量化的概念,做到心中有数。这固然需要长期的积累,但必须用心去做才能够集腋成裘。 ★对于实验结果,应该清楚地了解仪器的测量精度是多少?得到的数据在哪一位上是有效的?同一条件下几个样品结果的统计波动范围是多少?测量误差是多少?哪些分析只能是给出半定量的结果?哪些数据只限于在数量级上进行比较才是有意义的?等等。 总之,养成定量地去观察、分析与思考的习惯,对于做研究来说是一种必不可少的专业素质。 (图片来自网络)
个人分类: 为师之道|7061 次阅读|10 个评论
“材料教育国际研讨会”杂记
jianxu 2009-9-3 22:29
◆ 材料科学与工程应该培养什么样的人才? ◆ 大学教育应该设置哪些专业核心课程? ◆ 如何激发学生们的专业兴趣? ◆ 如何培养学生们的技能和创造力? ◆ 学术与工业界应该建立什么样的互动关系? ◆ 中国与西方国家在教育方式上有哪些不同?各有什么优势可以相互借鉴? 这些话题成为本周( 8 月 30 日 -9 月 2 日)所里举办的 材料教育国际研讨会 ( A Symposium on Educational Methods in Materials Science for Chinese Universities and Industries )研讨的核心内容。来自加拿大、美国、法国、英国、澳大利亚和中国大学的 40 多位材料专业的教育家和学者们在此进行了交流和 对话 。 ★ 来自加拿大的教授认为,任何教育体系必须要考虑社会对技术和人的需求,学生的能力必须满足这样的潜在要求。 材料科学的教育可以从四个方面来检验 : 1 ) Flexibility :我们的学生是否拥有大范围的机会? 2 )在实验方法和数据分析上的训练; 3 )利用数据进行计算与建模; 4 )是否具有结合工程实际中工业界问题的经历。 研究生教育的三个重要方面 : 1 )学生们独立的研究经历; 2 )深化学生们与其学位论文相关的材料知识; 3 )在学术和工业界课题的一定范围内,允许学生去探索。 在加拿大,检验学生们背景知识的一个常用方法就是口试。 ★ 法国教授报告的是: 课题和案例教学:一种培养学生科学、工程和创新的过程 。这种方式完全不同于传统的根据教材来进行教学的方式, 强调提高学生们的科学兴趣和解决实际问题的能力 。它是对传统教学方式的进一步补充。例如,通过生活中的实例来揭示科学原理:泥浆干燥;煮咖啡时咖啡滴的稳定性;食糖的结晶;巧克力的蠕变;砂子崩塌的动力学;冲击作用下玻璃的断裂等。 大学第三年时,通过完成 project 进行 成为工程师 的训练,包括 失效分析 (给学生们提供或者自己带来的失效物品,分析其失效的原因,写出书面报告,做口头报告,所有的学生都参与讨论)和 材料选择与设计 (题目包括:电接触材料,热交换器材料,竹子的用途等)。 讨论时有人问道,这样的教学岂不是让教授很花时间?法国教授的回答是 A lot of fun. 。经常是学生们会把实验的样品吃掉(指巧克力)。 ★ 在中国大学任教的外籍教授如何看待中国的教学? 课程的知识内容强,但培养技能的内容偏少。学生们缺乏对积极地学习的准备,对于大部分教学只是消极地学习。作业负荷重,鼓励了读教科书 - 通过考试的学习态度。学生们几乎没有任何弹性的时间去学习新课程。学生们还没有摆脱高考应试的习惯,而独立地学习。学生们习惯于每门课程都要有一本固定的教科书,而并不习惯于没有教科书的课程和利用图书馆。很少强调开放的学习环境,如案例学习、基于问题学习、小组研究等形式。 ★ 法国教授谈及学术界与工业界之间的关系。 彼此相互了解,建立长期的相互信赖。决不要让伙伴去做其他伙伴的工作。开发共同感兴趣的研究课题,而决不是主仆式关系。 ★ 加拿大教授还谈到,学校不能让学生参与那些与工业界签订了合同,涉及知识产权,工业方面不允许将数据公开发表的研究项目,这是学校对学生利益的保护(避免拿学生充当劳动力)。 期间一位美国教授问起,中国有没有私立大学。回答是,好像没有。不过现在的有钱人可以将他们的孩子送到国外或者香港去读大学。
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