閆改珍 徐朝勝 張平娟 王 岳

(安徽科技學(xué)院，安徽 鳳陽 233100)

2018年，教育部在全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議上指出，要 “推進(jìn)‘四個(gè)回歸’，加快建設(shè)高水平本科教育、全面提高人才培養(yǎng)能力，造就堪當(dāng)民族復(fù)興大任的時(shí)代新人”[1]，倡議廣大本科教育從業(yè)者要 “以本為本”，心懷教育強(qiáng)國(guó)夢(mèng)，熱愛教學(xué)、傾心教學(xué)、研究教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生求真學(xué)問、練真本領(lǐng)。落實(shí) “四個(gè)回歸” 應(yīng)首先促進(jìn)學(xué)生積極、主動(dòng)地 “回歸課堂”，建立師生對(duì)話空間；否則，再先進(jìn)的教育手段、再生動(dòng)的教育方法、再完善的教育機(jī)制都很難落地生根。

誠然，教師熱愛教學(xué)、傾心教學(xué)、研究教學(xué)，開展有魅力的課堂，加強(qiáng)過程考核與成績(jī)考核是促進(jìn)學(xué)生 “回歸課堂” 的強(qiáng)大助力。但學(xué)生 “回歸課堂” 更深層次的應(yīng)該是源于發(fā)自內(nèi)心的對(duì)專業(yè)的認(rèn)同；是源于對(duì)專業(yè)知識(shí)所改變的世界的驚嘆；是源于對(duì)專業(yè)領(lǐng)域風(fēng)云人物的尊崇；是源于對(duì)專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題思維的欣賞。只有學(xué)生有能力感知到專業(yè)知識(shí)的魅力，真真正正地對(duì)專業(yè)知識(shí)中美的東西產(chǎn)生共鳴，才能在無監(jiān)督的狀態(tài)下主動(dòng)投入到專業(yè)學(xué)習(xí)中，才能通過有限的課堂教學(xué)帶動(dòng)積極有效的課后學(xué)習(xí)，才可能從本科教育中獲得終生學(xué)習(xí)的動(dòng)力與技能。

21世紀(jì)以來，電子技術(shù)與信息技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，逐漸滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。未來，以高性能計(jì)算為代表的電子技術(shù)與以人工智能為代表的信息技術(shù)將成為行業(yè)之間，甚至國(guó)家之間的角力場(chǎng)。培養(yǎng)求真學(xué)問、練真本領(lǐng)、以專業(yè)為業(yè)、以專業(yè)為畢生追求的電子信息專業(yè)技術(shù)人才無疑是實(shí)現(xiàn)教育強(qiáng)國(guó)夢(mèng)的強(qiáng)大助力。遺憾的是現(xiàn)有培養(yǎng)計(jì)劃中的美學(xué)教育多為藝術(shù)美學(xué)教育，鮮有科學(xué)美教育，而電子信息專業(yè)中的美學(xué)思想即便在已有文獻(xiàn)中也很少研究。綜上，本文將以電子信息工程專業(yè)為例，對(duì)本科教學(xué)中 “科學(xué)美” 感知能力的培養(yǎng)思路進(jìn)行探究，以促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)地 “回歸課堂”。

一、“科學(xué)美” 的內(nèi)涵及其重要性

(一)“科學(xué)美” 的內(nèi)涵

從 “美” 字的字源看，羊大為美，美與感性存在，與滿足人的感性需要和享受有直接關(guān)系。而蘇格拉底把是否能讓人產(chǎn)生可持續(xù)、可重復(fù)的快感作為判斷美的準(zhǔn)則[2]。與傳統(tǒng)的印象美、質(zhì)地美、感官美不同，科學(xué)的美在于各部分的和諧秩序，并且純粹的理智能夠把握它，是一種潛藏在感性美之后的理性美。

因而，科學(xué)美也常被稱為 “理智美”“邏輯美”“內(nèi)在美”，以 “和諧”“簡(jiǎn)單”“新奇” 為重要標(biāo)志。正如楊振寧對(duì)科學(xué)的闡釋：“虹霓是一種外觀極為美麗的自然現(xiàn)象，人人可以看到。從物理學(xué)的觀點(diǎn)看來，卻有三個(gè)層次的結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)工作者作了測(cè)量以后發(fā)現(xiàn)，虹是42°的弧，紅在外，紫在內(nèi)；而霓是50°的弧，紅在內(nèi)，紫在外。這兩個(gè)弧度可以從陽光在水珠中的折射與反射推算出來，再進(jìn)一步的研究更深入了解，折射與反射現(xiàn)象本身可以從一個(gè)包羅萬象的麥克斯韋方程推算出來，這就顯示了極深層的理論構(gòu)架的美?！盵3]

科學(xué)研究中，美的問題是一個(gè)難于解決的復(fù)雜問題，而美的解答則是對(duì)復(fù)雜問題的簡(jiǎn)易回答[4]，如牛頓萬有引力定律可以用五個(gè)字母囊括電子運(yùn)動(dòng)、星系旋轉(zhuǎn)、火箭騰空、隕星墜落、潮汐漲消、季節(jié)更替等宇宙中的無數(shù)種運(yùn)動(dòng)。而在電子信息工程專業(yè)中，這種對(duì)復(fù)雜問題的簡(jiǎn)單解答比比皆是：差分電路 “進(jìn)化出” 一條 “長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴” 就將無處不在的噪聲信號(hào)拒之門外，卻可以對(duì)有用信號(hào)的放大能力毫無損傷；“百變大咖” 集成運(yùn)放 “披上” 不同的外衣就可以“扮演” 放大器、濾波器、比較器、信號(hào)運(yùn)算器、振蕩器等諸多角色；傅里葉變換令信號(hào)周期趨于無窮，將頻域分析從周期信號(hào)擴(kuò)展到無限多樣的非周期信號(hào)中；快速傅里葉變換則利用奇偶虛實(shí)特性，通過二分法可以將千點(diǎn)以上的離散傅里葉變換的計(jì)算量降低99%。筆者將特定專業(yè)中體現(xiàn)的 “科學(xué)美” 稱為 “專業(yè)美”，并對(duì)二者不加區(qū)分。

(二)“科學(xué)美” 感知能力培養(yǎng)的必要性

“科學(xué)美” 是理性的，但對(duì)美的感知卻是感性的，是人的主觀感受。受生活環(huán)境、社交環(huán)境、自身知識(shí)體系及人生觀、價(jià)值觀的影響，不同群體對(duì) “科學(xué)美” 的感知能力存在差異，同一群體在不同學(xué)習(xí)階段對(duì) “科學(xué)美” 的感知能力也存在差異。這一差異性使得師生在專業(yè)美學(xué)上難以產(chǎn)生共鳴，從而影響知識(shí)的傳授與教學(xué)活動(dòng)的順利開展。

1.專業(yè)美學(xué)感知能力的缺失導(dǎo)致教學(xué)課堂師生溝通不暢

教學(xué)課堂是師生進(jìn)行溝通的重要場(chǎng)所，但常常由于學(xué)生對(duì) “專業(yè)美” 感知能力的缺失，而出現(xiàn) “學(xué)習(xí)通道無法調(diào)諧” 的尷尬局面。當(dāng)教師在講臺(tái)上激情四射地推導(dǎo)完一個(gè)定律，并為其精妙感嘆時(shí)，學(xué)生坐在下面卻莫名其妙、一臉茫然，因?yàn)轶w會(huì)不到美感漸漸失去了學(xué)習(xí)興趣。

2.專業(yè)美學(xué)感知能力的缺失導(dǎo)致極端的 “拿來主義” 盛行

由于缺乏科學(xué)探究的精神，體會(huì)不到復(fù)雜理論分析與計(jì)算的美感，一旦遇到就望而卻步。設(shè)計(jì)電路時(shí)用現(xiàn)成的電路結(jié)構(gòu)，編寫代碼時(shí)，用現(xiàn)成的程序框架，遇到問題時(shí)不自己主動(dòng)分析探究，一切寄希望于老師，即使手里放著一本書也沒有耐心去了解、查閱。實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)僅以實(shí)現(xiàn)最終結(jié)果為目的，而不在乎這一過程中到底學(xué)到了什么東西。在電子信息技術(shù)高度發(fā)展的今天，知識(shí)產(chǎn)權(quán)常以硬件或軟件的形式進(jìn)行打包，“拿來主義” 基于打包好的軟、硬件架構(gòu)進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)，也許不影響個(gè)人的短期發(fā)展，但會(huì)使其學(xué)習(xí)能力受到永久性的損傷。

3.專業(yè)美學(xué)思想無法達(dá)到共鳴影響對(duì)教師的客觀評(píng)價(jià)

“甲之蜜糖乙之砒霜”，由于專業(yè)美學(xué)思想無法達(dá)到共鳴，教師講授的理論分析方法常被學(xué)生評(píng)價(jià)為枯燥無味、沒有特色；教師嘗試激發(fā)學(xué)生主觀能動(dòng)性的教學(xué)方法，因沒有提供直接的參考方案，常被評(píng)價(jià)為不負(fù)責(zé)任；教師對(duì)沒有理論分析支持的產(chǎn)品設(shè)計(jì)給出較低的評(píng)價(jià)，常被理解為教師的偏見。這些負(fù)面的評(píng)價(jià)最終會(huì)對(duì)正面的教學(xué)方法產(chǎn)生影響。

二、“科學(xué)美” 感知能力的培養(yǎng)思路

盲目迎合學(xué)生的興趣、愛好及美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)開展教學(xué)環(huán)節(jié)，可能最終使得教育結(jié)果有違專業(yè)教育的價(jià)值體系與創(chuàng)新體系。而通過對(duì)學(xué)生 “科學(xué)美” 感知能力的培養(yǎng)，可以激發(fā)師生間產(chǎn)生專業(yè)美學(xué)共鳴，使得教師開展的符合電子信息工程專業(yè)知識(shí)體系、價(jià)值體系及創(chuàng)新體系的 “魅力課堂” 真正成為學(xué)生心中的 “魅力課堂”，從而促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)地回歸課堂，最終為實(shí)現(xiàn)強(qiáng)國(guó)夢(mèng)培養(yǎng)以電子信息工程為志向的專業(yè)人才。以電子信息工程專業(yè)為例，提出了工科專業(yè)大學(xué)本科受教育群體 “科學(xué)美” 感知能力培養(yǎng)工作的基本思路，如圖1所示。

圖1 科學(xué)美感知能力培養(yǎng)工作的基本思路

按照科學(xué)美的內(nèi)涵，電子信息工程的美學(xué)思想與每一門專業(yè)課程中所覆蓋的知識(shí)點(diǎn)密切相關(guān)，在每一門課中依賴于其所研究的方向有具體的體現(xiàn)。但那些令人驚嘆的充滿 “科學(xué)美” 的我們正在教授和學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)卻有共同特征：它們用解析的模型抽象或描述同一類事物特征，并反過來用統(tǒng)一的解析模型解決具有某些共同特征的諸多問題；它們的出現(xiàn)解決了曾經(jīng)令人困惑的難題，并深刻地改變了人類的生產(chǎn)或生活方式；它們的誕生與科學(xué)研究者對(duì)科學(xué)的摯愛密不可分，閃耀著自信堅(jiān)韌、專注執(zhí)著等科學(xué)精神。

基于科學(xué)美的內(nèi)涵分析，以專業(yè)的知識(shí)體系、價(jià)值體系與創(chuàng)新體系為指導(dǎo)制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膯柧碚{(diào)查內(nèi)容，了解師生之間在專業(yè)美學(xué)方面的認(rèn)識(shí)差異，才有可能科學(xué)地確定電子信息工程專業(yè)美學(xué)思想培養(yǎng)的內(nèi)容，并在本科高等教育的各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生潛移默化的影響。在多數(shù)本科高校中，一線專業(yè)授課教師同時(shí)也長(zhǎng)期從事科學(xué)研究，通常具有較高科研素養(yǎng)與科學(xué)美的鑒賞能力。而本科生，特別是剛剛步入大學(xué)校園的一年級(jí)學(xué)生，剛剛經(jīng)歷過備考?jí)毫εc密集的題海訓(xùn)練，他們依據(jù)教師總結(jié)的知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)，在教師給出的必考題型里輾轉(zhuǎn)，步入大學(xué)校園，很難適應(yīng)自由的學(xué)習(xí)氛圍。大一新生中有的尚對(duì)未來充滿期待；有的學(xué)習(xí)熱情早已被緊張的高考備戰(zhàn)消磨殆盡；有的基于自己的愛好與學(xué)習(xí)專長(zhǎng)選擇專業(yè)；有的則只是為了 “大學(xué)” 二字而備考，對(duì)自己所學(xué)的專業(yè)知之甚少。在專業(yè)教育開展初期，通過問卷調(diào)查了解師生在學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)習(xí)方法方面的更多差異，無疑有助于開展專業(yè)美學(xué)教育，增強(qiáng)師生專業(yè)美學(xué)共鳴。

基于師生專業(yè)美學(xué)認(rèn)知方面的差異，可能的專業(yè)美學(xué)思想培養(yǎng)途徑包括：通過對(duì)電子信息發(fā)展歷史、現(xiàn)狀、未來概覽進(jìn)行專業(yè)導(dǎo)學(xué)，介紹主要專業(yè)課程與我們所生活的世界的聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)可度；通過科學(xué)人物及其科研軼事的介紹讓學(xué)生了解所學(xué)的主要專業(yè)知識(shí)的誕生歷程，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的熱情，產(chǎn)生科研崇拜，培養(yǎng)科學(xué)精神；通過具體的專業(yè)知識(shí)傳授讓學(xué)生感知現(xiàn)有知識(shí)抽象問題、解決問題的邏輯及方法的美感，在學(xué)習(xí)中慢慢得到成長(zhǎng)。

美學(xué)思想下的專業(yè)課程建設(shè)是專業(yè)美學(xué)思想培養(yǎng)的重要陣地，要求每位專業(yè)課教師以專業(yè)問題為導(dǎo)向，積極開展既符合“科學(xué)美” 精神內(nèi)核，又易于學(xué)生接受的 “魅力課堂”。讓學(xué)生在 “電路分析”“模擬電子電路”“數(shù)字電子電路”“信號(hào)與系統(tǒng)”“數(shù)字信號(hào)處理”“通信原理” 等專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)中感受并培養(yǎng) “理性美感”；通過 “C語言程序設(shè)計(jì)”“單片機(jī)原理與設(shè)計(jì)”“微機(jī)原理與設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)”“硬件描述語言”“EDA技術(shù)” 等課程的學(xué)習(xí)感受并培養(yǎng) “工程美感”；通過 “MATLAB”“Multisim”“Protues”“Modelsim” 等工具的學(xué)習(xí)與使用培養(yǎng) “實(shí)驗(yàn)美感”。

三、結(jié)語

響應(yīng)教育部關(guān)于高等學(xué)校本科教育 “四個(gè)回歸” 的號(hào)召，以促進(jìn)師生產(chǎn)生專業(yè)美學(xué)共鳴，引導(dǎo)學(xué)生積極、主動(dòng)地“回歸課堂” 為目標(biāo)，以電子信息工程專業(yè)為例，對(duì)科學(xué)美的內(nèi)涵及科學(xué)美感知能力的培養(yǎng)思路進(jìn)行探索。未來，課題組將結(jié)合藝術(shù)美、科學(xué)美、工程美的定位及電子信息工程專業(yè)的知識(shí)體系、價(jià)值體系、創(chuàng)新體系制定完整的調(diào)查問卷，對(duì)相關(guān)教育從業(yè)者、受教育對(duì)象，以及人才使用者對(duì)電子信息工程專業(yè)美學(xué)思想的認(rèn)同差異進(jìn)行調(diào)研；探索并實(shí)施符合價(jià)值體系與創(chuàng)新體系的美學(xué)思想在師生間產(chǎn)生共鳴的方法與途徑；對(duì)專業(yè)課程進(jìn)行美學(xué)思想建設(shè)，在不影響原有知識(shí)體系傳授的前提下，滲透相應(yīng)的專業(yè)美學(xué)思想，培養(yǎng)以專業(yè)為事業(yè)的電子信息專業(yè)人才。