張超杰，張立強(qiáng)，王海川，龍紅明，萬 勇

(安徽工業(yè)大學(xué) 冶金工程學(xué)院，安徽 馬鞍山 243002)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論課的開設(shè)是為了進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，使學(xué)生具備不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)科學(xué)發(fā)展的能力?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論屬于通識(shí)類教育課程，核心在于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)[1-4]，該課程與專業(yè)學(xué)科課程的側(cè)重點(diǎn)不同，涵蓋知識(shí)面廣。

一、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論課程建設(shè)目標(biāo)

安徽工業(yè)大學(xué)是一所以工為主，行業(yè)特色鮮明的多科性大學(xué)，定位于培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、實(shí)踐能力強(qiáng)，具有創(chuàng)新精神和社會(huì)責(zé)任感的專門人才，努力造就“有理想、寬基礎(chǔ)、重實(shí)踐、善創(chuàng)新”的創(chuàng)新型應(yīng)用人才。隨著人類社會(huì)和科技活動(dòng)的不斷發(fā)展，科學(xué)理論發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用日新月異，學(xué)生如果缺乏對(duì)各科知識(shí)發(fā)展歷程的了解，難以全面了解并綜合認(rèn)識(shí)各類學(xué)科前沿知識(shí)，影響他們科學(xué)素養(yǎng)和價(jià)值觀的形成。在當(dāng)今知識(shí)大爆炸的時(shí)代，開展通識(shí)課程教育，提高學(xué)生的科學(xué)文化素養(yǎng)，有利于提高學(xué)生創(chuàng)新探索和分析復(fù)雜問題的能力，成為全面發(fā)展的創(chuàng)新型應(yīng)用人才。

冶金工程專業(yè)是安徽工業(yè)大學(xué)最早設(shè)立的專業(yè)之一，按照重基礎(chǔ)、寬口徑、復(fù)合型、高素質(zhì)的人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展，了解現(xiàn)代冶金和材料學(xué)科發(fā)展，適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展要求，掌握現(xiàn)代冶金工程相關(guān)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，善于應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)和管理技術(shù)，具備國際化視野、富有創(chuàng)新精神，具有分析和解決復(fù)雜工程問題的能力的工程技術(shù)型高素質(zhì)應(yīng)用人才。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，提高學(xué)生的科學(xué)與工程思維能力，形成科學(xué)的價(jià)值觀尤為重要，因此開設(shè)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論通識(shí)教育課程。該課程是冶金工程專業(yè)本科階段的一門專業(yè)選修課程，課程內(nèi)容廣泛，屬于跨學(xué)科的通識(shí)教育課程，旨在引發(fā)學(xué)生對(duì)自然科學(xué)的思考，拓寬學(xué)生的視野。

該課程共32學(xué)時(shí)，面向大四本科生開設(shè)，為學(xué)生步入社會(huì)前的通識(shí)教育，課程教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生了解自然科學(xué)的起源、方法及發(fā)展趨勢(shì)，提高閱讀經(jīng)典名著的能力，提高科學(xué)文化素養(yǎng)，激發(fā)對(duì)未知科學(xué)世界探索的興趣；訓(xùn)練學(xué)生自然科學(xué)的思維方式，使其具備理性判斷及批判性思維的能力，形成科學(xué)的世界觀與方法論；提高學(xué)生不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)冶金學(xué)科以及自然科學(xué)發(fā)展的能力，具備分析解決復(fù)雜科學(xué)問題和創(chuàng)新的能力。

少數(shù)學(xué)生綜合科學(xué)素質(zhì)較低，本科期間注重本專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的深入學(xué)習(xí)，對(duì)其他自然科學(xué)甚至本專業(yè)鄰近學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)涉獵不足，不能從整體上把握科學(xué)知識(shí)體系，知識(shí)結(jié)構(gòu)明顯存在精深但面窄的問題，與“復(fù)合型、高素質(zhì)”人才有一定距離。因此開設(shè)通識(shí)類課程現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論對(duì)拓寬學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生綜合素質(zhì)具有重要意義。

二、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論課程建設(shè)的實(shí)踐

由于初次為冶金工程專業(yè)開設(shè)該通識(shí)類課程，教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)古希臘哲學(xué)、物理學(xué)、生命科學(xué)、數(shù)學(xué)及科學(xué)方法等各領(lǐng)域知識(shí)內(nèi)容的理解深度較淺；學(xué)生所掌握自然科學(xué)經(jīng)典著作知識(shí)的程度參差不齊，教師對(duì)學(xué)生的知識(shí)背景把握不準(zhǔn)；教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)通識(shí)類課程的課堂引導(dǎo)和學(xué)生考核評(píng)價(jià)方法經(jīng)驗(yàn)不足。所以要針對(duì)這些問題有的放矢進(jìn)行課程建設(shè)。

(一)持續(xù)完善教學(xué)內(nèi)容

在教材的基礎(chǔ)上，持續(xù)搜集補(bǔ)充參考資料，完善教學(xué)素材?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論課堂主要任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生走進(jìn)古希臘哲學(xué)、物理世界、生命科學(xué)和科學(xué)方法論不同領(lǐng)域的相關(guān)自然科學(xué)經(jīng)典名著，目前主要包括古希臘哲學(xué)領(lǐng)域：柏拉圖的《理想國》、亞里士多德的《形而上學(xué)》；物理世界領(lǐng)域：戴維·林德伯格的《西方科學(xué)的起源》、艾薩克·牛頓的《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》、阿爾伯特·愛因斯坦的《狹義與廣義相對(duì)論淺說》；生命科學(xué)領(lǐng)域：查爾斯·達(dá)爾文的《物種起源》、詹姆斯·沃森的《DNA：生命的秘密》、弗朗西斯·克里克的《驚人的假說》；科學(xué)方法論領(lǐng)域：歐幾里得的《幾何原本》和亨利·龐加萊的《科學(xué)與假設(shè)》。

為能夠深入淺出、旁征博引地向?qū)W生介紹現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域知識(shí)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)深度閱覽自然科學(xué)經(jīng)典書籍，通過查閱大量國內(nèi)外專業(yè)期刊，檢索互聯(lián)網(wǎng)資料、專題文章，請(qǐng)教物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域?qū)＜业?，追蹤學(xué)習(xí)不同自然科學(xué)領(lǐng)域知識(shí)的發(fā)展現(xiàn)狀和最新研究動(dòng)態(tài)，建立了豐富的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論教學(xué)素材庫，補(bǔ)充拓展了課程教材，充實(shí)了教學(xué)內(nèi)容。每次課堂均以專題形式授課，在充分的準(zhǔn)備和豐富的教學(xué)素材積累的基礎(chǔ)上，用通俗易懂的語言深入淺出地向?qū)W生介紹每個(gè)專題內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如在“西方科學(xué)的起源”專題課堂中，將本專業(yè)學(xué)生較熟悉的冶金史引入課堂，以煉鐵煉鋼為切入點(diǎn)，從炒鋼法、坩堝法煉鋼開始講述，直到如今的大型頂?shù)讖?fù)吹堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼，使學(xué)生在學(xué)習(xí)冶金學(xué)科從傳統(tǒng)手工作坊工藝一步一步發(fā)展到如今的冶金科學(xué)技術(shù)的過程中，認(rèn)識(shí)到了解科學(xué)技術(shù)史的重要性和科學(xué)史對(duì)未來發(fā)展的指引作用。

將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論課堂內(nèi)容與身邊事物和生活結(jié)合起來，使教學(xué)內(nèi)容趣味化。該課程涵蓋內(nèi)容廣泛，涉及哲學(xué)、物理、生命科學(xué)、科學(xué)方法論等多個(gè)領(lǐng)域，如果單純按照教材內(nèi)容講解，內(nèi)容難免枯燥乏味。美國教育學(xué)家布魯納說：“學(xué)習(xí)的最好刺激，乃是對(duì)所學(xué)材料的興趣?！币虼私虒W(xué)團(tuán)隊(duì)以引發(fā)學(xué)生興趣為出發(fā)點(diǎn)，逐步優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，并結(jié)合身邊生動(dòng)事例有針對(duì)性地闡述授課內(nèi)容，將深?yuàn)W宏觀的內(nèi)容簡(jiǎn)單化、趣味化，引發(fā)學(xué)生興趣，活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲和好奇心。

如在“DNA：生命的秘密”專題課堂中，通過科研競(jìng)賽故事的形式講述DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程，用生動(dòng)活潑的語言描述枯燥而偉大的科研工作。故事主人公是年輕的生物學(xué)博士詹姆斯·沃森，與弗朗西斯·克里克一起憑借一種稀缺的想像力，大膽推測(cè)，而不是艱苦的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集，也不是投機(jī)取巧，領(lǐng)先同時(shí)代的諸多科學(xué)家如著名化學(xué)家泡令，率先發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。該悄無聲息的競(jìng)賽研究過程情節(jié)跌宕起伏，引人入勝，展現(xiàn)科研工作的樂趣，引發(fā)了學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的熱愛。

(二)教學(xué)方法的探索

1.線上線下混合式教學(xué)

該課程教學(xué)采用線上線下混合的方式進(jìn)行，以課堂教學(xué)為主，網(wǎng)絡(luò)資源為輔。混合式教學(xué)是將線上教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)有機(jī)結(jié)合起來，充分利用線下和線上課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果。

線下課堂教學(xué)利用現(xiàn)代教學(xué)多媒體技術(shù)，通過動(dòng)畫、圖片、視頻等方式展現(xiàn)課堂內(nèi)容，提高學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)的愉悅感。線上課堂資源豐富，通過超星學(xué)習(xí)通、騰訊會(huì)議、雨課堂等教學(xué)平臺(tái)，有效彌補(bǔ)線下課堂教學(xué)的不足。學(xué)生還能通過在線網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的意識(shí)，這與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論的通識(shí)課程特點(diǎn)相吻合。線上課堂使學(xué)生具有較大的自主選擇空間，學(xué)習(xí)使用工具和學(xué)習(xí)地點(diǎn)均不限制，還能隨時(shí)回顧及預(yù)習(xí)，便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

如在線下課堂介紹“狹義與廣義相對(duì)論淺說”專題的過程中，從愛因斯坦的個(gè)人簡(jiǎn)介談起，引發(fā)學(xué)生對(duì)這一時(shí)代偉人的興趣，然后介紹狹義相對(duì)論創(chuàng)立前夕的物理學(xué)背景，包括牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀、物理定律的伽利略相對(duì)性原理、麥克斯韋公式得出光速不變的原理、以太不存在的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、“在熱和光動(dòng)力理論上空的19世紀(jì)烏云”等一系列知識(shí)點(diǎn)[5]，然后切入愛因斯坦的光速不變和相對(duì)性原理假設(shè)，并從愛因斯坦對(duì)同時(shí)性的懷疑開始，層層遞進(jìn)剖析講解，用一個(gè)個(gè)小故事和知識(shí)點(diǎn)講述深?yuàn)W晦澀的狹義相對(duì)論，激發(fā)學(xué)生的興趣。對(duì)于愿意深入學(xué)習(xí)相對(duì)論原理和推論的學(xué)生，則通過線上課堂重點(diǎn)詳細(xì)講授洛倫茲變換、閔氏幾何空間等知識(shí)點(diǎn)，并引入生動(dòng)形象的視頻、圖片等學(xué)習(xí)資料。通過線上線下混合式教學(xué)，因材施教，重點(diǎn)突出，避免了授課內(nèi)容的枯燥乏味。

2.引導(dǎo)學(xué)生課堂互動(dòng)

在教學(xué)過程中，開展多種形式的互動(dòng)，引發(fā)學(xué)生深入思考并積極參與到話題討論中。就每次課堂的專題內(nèi)容，課前布置作業(yè)使學(xué)生充分查閱資料，課堂中合理拋出思考問題，有針對(duì)性地提問，啟發(fā)學(xué)生從不同角度思考，必要時(shí)分組討論。尤其是線上課堂中，學(xué)生與教師的互動(dòng)內(nèi)容更豐富，學(xué)生的回答也更積極活躍。通過超星學(xué)習(xí)通、騰訊會(huì)議、雨課堂以及騰訊QQ等線上的方式展開討論，學(xué)生發(fā)言更為活躍，也敢于大膽表達(dá)自己的認(rèn)識(shí)和見解，思考問題也更為深入。

3.運(yùn)用哲學(xué)思維啟發(fā)學(xué)生

在教學(xué)過程中重視哲學(xué)思維的引入和啟發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的哲學(xué)思考意識(shí)，使其在學(xué)習(xí)工作和生活中貫穿哲學(xué)和辯證法思維意識(shí)。哲學(xué)是自然科學(xué)的母體，哲學(xué)隨著人類文明的進(jìn)步也是在不斷發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)，依次主要經(jīng)歷了古希臘時(shí)期亞里士多德的形而上學(xué)、19世紀(jì)黑格爾的唯心主義哲學(xué)和20世紀(jì)的馬克思主義哲學(xué)[6]。在社會(huì)生活和科學(xué)研究等不同領(lǐng)域，尤其是在自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，哲學(xué)可提供科學(xué)的認(rèn)識(shí)論和方法論，合理運(yùn)用哲學(xué)思維可幫助人們發(fā)現(xiàn)問題的主要矛盾并協(xié)助指導(dǎo)解決問題。

適當(dāng)引入哲學(xué)思維尤其是馬克思主義唯物辯證法將對(duì)學(xué)生的思維模式產(chǎn)生較大影響。冶金工程專業(yè)大部分學(xué)生畢業(yè)后將從事科學(xué)研究或者工程實(shí)踐工作，如能在自身較強(qiáng)專業(yè)素質(zhì)的基礎(chǔ)上再掌握一些辯證法哲學(xué)思維，如矛盾的對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律、質(zhì)量互變規(guī)律和否定之否定規(guī)律等，將有利于學(xué)生未來工作的順利開展。有哲學(xué)素養(yǎng)的科學(xué)工作者更容易帶著批判的眼光看待事物和問題，也更容易從眾多的科學(xué)現(xiàn)象中找到普遍規(guī)律并歸納總結(jié)。因此該課程在物理學(xué)、生命科學(xué)和科學(xué)方法論等不同專題中穿插引入哲學(xué)思維，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用唯物辯證法這一強(qiáng)大工具的意識(shí)，提高學(xué)生批判性思維和創(chuàng)新的能力。

(三)建立多元評(píng)價(jià)機(jī)制

通識(shí)類教育課程成績不易量化，因此需要建立多元的評(píng)價(jià)機(jī)制，將學(xué)生的考核成績分為多個(gè)維度，采用平時(shí)成績+期終考試成績相結(jié)合的方式，平時(shí)成績和期終考試成績各占課程總成績的50%。

為了確?？己顺煽兊墓剑撜n程平時(shí)成績綜合考勤、線下和線上課堂表現(xiàn)、課堂作業(yè)等，從多個(gè)維度對(duì)學(xué)生的課程參與積極性、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于該課程涵蓋內(nèi)容廣泛，不同學(xué)生對(duì)課程所涵蓋的古希臘哲學(xué)、物理世界、生命科學(xué)和科學(xué)方法論不同領(lǐng)域的認(rèn)知和興趣程度各異，因此不適用試卷量化考試的方式，而采用題目自擬撰寫結(jié)課論文的考核方式，允許學(xué)生的多樣化和個(gè)性化發(fā)展，給學(xué)生充分的創(chuàng)新和展示空間，該考核方式也受到學(xué)生的普遍歡迎。

三、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論課程建設(shè)初步效果

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論課程開設(shè)已有三學(xué)年，共216位本科生選修了該課程，在線下課堂學(xué)習(xí)之余，學(xué)生使用學(xué)習(xí)通平臺(tái)主動(dòng)進(jìn)行線上學(xué)習(xí)。根據(jù)師生反饋信息，該課程得到了如下有益效果：

(1)學(xué)生養(yǎng)成了閱讀自然科學(xué)經(jīng)典名著的習(xí)慣。經(jīng)過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生閑暇之余會(huì)拿起自然科學(xué)著作細(xì)細(xì)品讀，深入思考，不知不覺中提高了科學(xué)素養(yǎng)，鍛煉了理性判斷及批判性思維的能力。拓寬了學(xué)生視野，豐富了學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備和交叉學(xué)科的興趣點(diǎn)，更提高了學(xué)生分析復(fù)雜科學(xué)問題和創(chuàng)新的能力。

(2)學(xué)生提高了自學(xué)能力。通過該課程的線上線下混合式教學(xué)，學(xué)生體驗(yàn)到了線上資源的豐富與便捷，主動(dòng)通過互聯(lián)網(wǎng)搜集信息資源的能力得到有效提高，分析和解決問題的能力和手段得到鍛煉。

(3)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的科學(xué)素養(yǎng)得到進(jìn)一步提高。通過古希臘哲學(xué)、物理世界、生命科學(xué)和科學(xué)方法論等不同領(lǐng)域知識(shí)素材的搜集學(xué)習(xí)和消化，教師堅(jiān)持不懈建設(shè)教學(xué)資源，提高課程質(zhì)量，為實(shí)現(xiàn)學(xué)生成為全面發(fā)展的創(chuàng)新型應(yīng)用人才發(fā)揮積極作用。

四、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論課程建設(shè)難點(diǎn)

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論課程建設(shè)過程中遇到的主要難點(diǎn)問題如下：

(1) 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論課程內(nèi)容廣泛，涉及哲學(xué)、物理學(xué)、生命科學(xué)和方法論等不同領(lǐng)域的不同專題，每次課內(nèi)容均為一個(gè)新的專業(yè)方向，教學(xué)團(tuán)隊(duì)需提前搜集大量的教學(xué)素材并分析整合，授課難度較大。

(2) 該課程涵蓋較多物理、數(shù)學(xué)、生物等領(lǐng)域知識(shí)，跟學(xué)生本專業(yè)相去較遠(yuǎn)，部分學(xué)生更注重學(xué)以致用的專業(yè)課程，忽視通識(shí)課程，缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力。學(xué)生認(rèn)識(shí)水平參差不齊，并且學(xué)生對(duì)該課程蘊(yùn)含的科學(xué)思想和方法論的認(rèn)識(shí)存在偏差，自主學(xué)習(xí)和深入思考的意識(shí)欠缺。

(3) 部分學(xué)生面臨考研升學(xué)和就業(yè)壓力，不得不花更多時(shí)間和精力準(zhǔn)備即將面臨的考研或者就業(yè)，課堂投入的時(shí)間便相對(duì)較少。

應(yīng)進(jìn)一步豐富教學(xué)團(tuán)隊(duì)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不同領(lǐng)域的綜合知識(shí)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，或者大膽嘗試講座、活動(dòng)教學(xué)、辯論賽等多種形式進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生從心底認(rèn)可并喜歡該類課程，提高自身科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)造性思維的能力。

五、結(jié)語

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論課程建設(shè)著眼于科學(xué)塑造學(xué)生的世界觀和方法論，鍛煉學(xué)生的理性判斷及批判性思維的能力，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，提高學(xué)生不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)社會(huì)及科學(xué)技術(shù)發(fā)展的能力。