楊樹(shù)鋒 陳漢林 程曉敢

一、新時(shí)代對(duì)教材的要求

教材建設(shè)是事關(guān)未來(lái)的戰(zhàn)略工程、基礎(chǔ)工程。為進(jìn)一步貫徹落實(shí)中央關(guān)于加強(qiáng)教材建設(shè)的重要決策部署，我們要對(duì)教材編寫(xiě)工作深入研究與思考，以適應(yīng)新時(shí)代的要求。新時(shí)代對(duì)教材建設(shè)提出的要求體現(xiàn)在以下幾方面。

一是要實(shí)現(xiàn)通識(shí)教育目標(biāo)。在現(xiàn)代多元化的社會(huì)中，通識(shí)教育為受教育者提供通行于不同人群之間的知識(shí)、思維方式和價(jià)值觀(guān)。通識(shí)教育也是素質(zhì)教育最有效的實(shí)現(xiàn)方式之一，在通識(shí)教育中要貫徹“博學(xué)與精專(zhuān)相統(tǒng)一的個(gè)性化素質(zhì)教育”這一理念，培養(yǎng)學(xué)生哲學(xué)社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)、人文素養(yǎng)、自然科學(xué)與技術(shù)素養(yǎng)、美學(xué)藝術(shù)素養(yǎng)以及實(shí)踐能力素養(yǎng)。通識(shí)教育不僅僅是科普一些知識(shí)，還要培養(yǎng)能力素質(zhì)和價(jià)值觀(guān)，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合自己實(shí)際跨學(xué)科、跨專(zhuān)業(yè)自由選課，充分發(fā)展個(gè)性，博學(xué)多識(shí);鼓勵(lì)學(xué)生從難、從嚴(yán)，從自身實(shí)際出發(fā)自主選課，從而增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，全面提高素質(zhì)，把握未來(lái)發(fā)展格局。

浙江大學(xué)的通識(shí)教育采用了“6+1”類(lèi)課程設(shè)計(jì)，分別是“中華傳統(tǒng)”“世界文明”“當(dāng)代社會(huì)”“科技創(chuàng)新”“文藝審美”與“自然與生命探索”6個(gè)大類(lèi)，加上強(qiáng)調(diào)實(shí)踐技能培養(yǎng)的“博雅技藝”1個(gè)大類(lèi)。要求每位學(xué)生至少修讀1門(mén)通識(shí)核心課程和1門(mén)“博雅技藝”類(lèi)課程，理工農(nóng)醫(yī)學(xué)生在“中華傳統(tǒng)”“世界文明”“當(dāng)代社會(huì)”“文藝審美”4類(lèi)中至少修讀2門(mén)，人文社科學(xué)生在“科技創(chuàng)新”“自然與生命探索”2類(lèi)中至少修讀2門(mén)。

“地球科學(xué)概論”屬于“自然與生命探索”類(lèi)的通識(shí)課程。在設(shè)課之初，我們僅僅將其作為一門(mén)地球科學(xué)的入門(mén)課程，著重講授知識(shí)。但經(jīng)過(guò)20年的不斷實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)除了教授基本知識(shí)之外，更需要把地球科學(xué)學(xué)科的思維方式和研究方法傳授給學(xué)生。因此，在新時(shí)代教材編寫(xiě)中，不僅要體現(xiàn)知識(shí)的傳授，更要體現(xiàn)思維方式和社會(huì)主義核心價(jià)值觀(guān)的融合與培養(yǎng)，努力實(shí)現(xiàn)通識(shí)教育目標(biāo)。

二是要符合信息社會(huì)的要求。隨著信息技術(shù)尤其是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)社會(huì)開(kāi)始由工業(yè)社會(huì)步入信息社會(huì)。信息技術(shù)正在給大學(xué)的教育理念、教學(xué)模式、管理體制、保障機(jī)制、教學(xué)方法等帶來(lái)巨大的沖擊。面對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨，必須有與之相適應(yīng)的教育理念指導(dǎo)大學(xué)的教育教學(xué)改革。

信息技術(shù)將知識(shí)的傳播媒介數(shù)字化?；ヂ?lián)網(wǎng)對(duì)人和物鏈接產(chǎn)生的聚合效應(yīng)，使得每個(gè)人都可能成為知識(shí)的創(chuàng)造者和傳播者，突破了物理空間的束縛，教師和學(xué)生的“自由度”空前加大。傳統(tǒng)教材編寫(xiě)者往往習(xí)慣于紙質(zhì)教材編寫(xiě)，在信息社會(huì)的要求下，要轉(zhuǎn)變?yōu)槌浞掷眯畔⒓夹g(shù)，融合創(chuàng)新教材編寫(xiě)內(nèi)容以及形式。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的教學(xué)模式要更加多樣化、開(kāi)放化和專(zhuān)業(yè)化。當(dāng)代學(xué)生是在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下成長(zhǎng)起來(lái)的，屬于網(wǎng)絡(luò)世界的“原住民”，互聯(lián)網(wǎng)已成為他們獲取知識(shí)和信息的重要來(lái)源。學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以很容易地獲取碎片化的知識(shí)，但是這些知識(shí)的局限性也是顯而易見(jiàn)的。教材要科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生將碎片化、眼球化的學(xué)習(xí)方式與系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)方式結(jié)合起來(lái)，探索在信息知識(shí)冗余時(shí)代提高學(xué)生的注意力和專(zhuān)注度，在知識(shí)傳授中要更加注重思維的訓(xùn)練;把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入人才培養(yǎng)過(guò)程之中。當(dāng)前高校教學(xué)工作中“老師上課講PPT，學(xué)生考試背PPT” 的現(xiàn)象仍然十分突出，并沒(méi)有把思維方式的訓(xùn)練融入教學(xué)之中。所以我們?nèi)绾尉幰槐竞玫慕滩模瑏?lái)使學(xué)生既學(xué)到系統(tǒng)的知識(shí)，又能夠得到思維的培養(yǎng)，這是新時(shí)代對(duì)我們的教材編寫(xiě)工作的一個(gè)新挑戰(zhàn)。

三是要滿(mǎn)足學(xué)科發(fā)展的要求。當(dāng)前學(xué)科交叉與地球系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展迅猛，新研究、新成果層出不窮。地球系統(tǒng)科學(xué)強(qiáng)調(diào)地球的整體概念，將大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈、地幔和地核看成是具有有機(jī)聯(lián)系的“地球系統(tǒng)”。地球系統(tǒng)科學(xué)將以全球性、統(tǒng)一性的整體觀(guān)、系統(tǒng)觀(guān)和多時(shí)空尺度，研究地球的整體行為。就狹義概念而言，地球系統(tǒng)科學(xué)是為了解釋地球動(dòng)力、地球演變和全球變化，對(duì)組成地球系統(tǒng)各組成部分、各圈層相互作用機(jī)制進(jìn)行綜合研究的一門(mén)科學(xué)。廣義概念而言，地球系統(tǒng)科學(xué)跨越一系列自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)。地球系統(tǒng)科學(xué)基于高度綜合的整體研究思維方式，研究對(duì)象從局部向整體拓展，研究?jī)?nèi)容主要面向以問(wèn)題為導(dǎo)向的跨學(xué)科研究，研究形式常采用多學(xué)科和多圈層相互作用的綜合研究，強(qiáng)調(diào)國(guó)際合作，綜合應(yīng)用空間技術(shù)、信息技術(shù)、測(cè)試技術(shù)等方法與手段。

以前的教材里面沒(méi)有體現(xiàn)地球系統(tǒng)科學(xué)相關(guān)思想和內(nèi)容，但是當(dāng)前我們的學(xué)科已經(jīng)發(fā)展到系統(tǒng)科學(xué)的新階段，所以應(yīng)該把這些學(xué)科發(fā)展?fàn)顩r和未來(lái)前沿及時(shí)地反映在教材里面。

四是要實(shí)現(xiàn)目前高校通識(shí)課程的對(duì)象對(duì)教材的期望。通識(shí)教育大部分的對(duì)象是剛剛高中畢業(yè)的新生，他們習(xí)慣于知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，缺乏思維方法的訓(xùn)練;習(xí)慣于了解碎片化知識(shí)，缺乏對(duì)知識(shí)體系框架的系統(tǒng)性理解。

我們知道，對(duì)于科學(xué)問(wèn)題的解決，數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家側(cè)重于運(yùn)用邏輯思維，通過(guò)演繹法正演求得唯一解;地球物理學(xué)家往往運(yùn)用邏輯思維，通過(guò)反演方式，獲得的結(jié)果往往具有多解性;而地質(zhì)家則會(huì)基于地學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)以及多學(xué)科知識(shí)，綜合運(yùn)用邏輯思維、抽象思維，通過(guò)歸納、演繹等多種方法來(lái)解釋、預(yù)測(cè)相關(guān)現(xiàn)象。作為通識(shí)課程，如何做到“知識(shí)與思維并重”，引導(dǎo)新生的學(xué)習(xí)與思維方式，這也是對(duì)新時(shí)代教材編寫(xiě)的挑戰(zhàn)。

二、現(xiàn)有教材的剖析

分析現(xiàn)有地球科學(xué)概論教材現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)：（1）普遍存在“將通識(shí)課程簡(jiǎn)單地理解為高級(jí)科普”的誤區(qū)。課程與科普講座不是一回事，不是聽(tīng)一聽(tīng)就可以了，大學(xué)生要通過(guò)課程理解并掌握相關(guān)內(nèi)容。（2）現(xiàn)有地球科學(xué)概論教材的作者往往是兩類(lèi)學(xué)科專(zhuān)家，一類(lèi)是地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的專(zhuān)家，編寫(xiě)的教材內(nèi)容主要以表層地球科學(xué)和固體地球科學(xué)為主，對(duì)于大氣圈和水圈相關(guān)內(nèi)容涉及較少;另一類(lèi)是自然地理學(xué)領(lǐng)域的專(zhuān)家，編寫(xiě)的教材內(nèi)容主要以自然地理學(xué)的相關(guān)內(nèi)容為主。但到了現(xiàn)今的地球系統(tǒng)科學(xué)層面，這些教材都顯得不夠全面，需要我們重新梳理教材內(nèi)容，并且處理好以下幾個(gè)問(wèn)題：一是重知識(shí)概念，缺思維方法;二是重學(xué)科現(xiàn)狀，缺前沿未來(lái);三是重層圈內(nèi)部，缺界面聯(lián)系。

此外，現(xiàn)有教材的內(nèi)涵以地球科學(xué)的知識(shí)點(diǎn)為主，碎片化明顯，缺少系統(tǒng)性，更沒(méi)有體現(xiàn)地球系統(tǒng)科學(xué)。特別是教材的前沿性缺失，往往以傳統(tǒng)的學(xué)科內(nèi)容為主，沒(méi)有體現(xiàn)地球科學(xué)前沿成果，比如數(shù)字地球科學(xué)、地球系統(tǒng)科學(xué)等方面的相關(guān)內(nèi)容。

三、新編教材的思考

思考一：知識(shí)學(xué)習(xí)和科學(xué)思維的培養(yǎng)

科學(xué)研究具有不同的思維方式，以“大陸漂移學(xué)說(shuō)”和“海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)”產(chǎn)生過(guò)程為例，這兩種學(xué)說(shuō)產(chǎn)生的科學(xué)思維方式是有明顯差別的。魏格納提出大陸漂移學(xué)說(shuō)的科學(xué)思維方式是“假定—論證—學(xué)說(shuō)”，即根據(jù)南美和非洲大陸輪廓的相似性，提出兩個(gè)大陸原來(lái)連在一起、后來(lái)分開(kāi)的假設(shè)，再通過(guò)古生物證據(jù)、古氣候證據(jù)、巖石學(xué)證據(jù)等進(jìn)行論證，最終提出大陸漂移學(xué)說(shuō)，即全球大陸曾經(jīng)是一個(gè)超級(jí)大陸，這個(gè)大陸叫泛大陸，200百萬(wàn)年前，泛大陸裂解成一個(gè)個(gè)小的塊體，并漂移到現(xiàn)在的位置。而赫斯和迪斯提出海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)的科學(xué)思維方式是“數(shù)據(jù)—解釋—學(xué)說(shuō)”，即通過(guò)海底調(diào)查獲得了大量海底地形、大陸邊緣、洋中脊的重力、地磁和年齡等大量數(shù)據(jù)，瓦因–馬修斯假說(shuō)解釋了洋中脊所觀(guān)察到的現(xiàn)象，最終形成了海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)。所以未來(lái)的教材要體現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)和科學(xué)思維的培養(yǎng)。

自然科學(xué)的基本研究方法一是“發(fā)現(xiàn)”，即觀(guān)察現(xiàn)象，這是科學(xué)研究的基本功;二是“抽象”，即對(duì)規(guī)律的提煉，要合乎邏輯，建立因果體系。同時(shí)通過(guò)對(duì)科學(xué)研究成果的重復(fù)性、預(yù)測(cè)性進(jìn)行檢驗(yàn)，來(lái)判斷成果的正確性。所以對(duì)未來(lái)的教材而言，如何將知識(shí)的傳授和方法的培養(yǎng)融合在一起，同樣值得我們深入思考。

思考二：傳統(tǒng)（紙質(zhì)）教材與數(shù)字教材相結(jié)合

隨著信息社會(huì)的到來(lái)以及信息技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了大量的數(shù)字教材。數(shù)字教材即數(shù)字化教材，主要是指利用多媒體技術(shù)將傳統(tǒng)紙質(zhì)內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字化處理，轉(zhuǎn)化為適用于各類(lèi)電子終端的互動(dòng)性教材。數(shù)字教材充分發(fā)揮了信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，融合了文字和音頻、視頻、圖片及動(dòng)畫(huà)等元素，具有表達(dá)更加生動(dòng)形象、有利于互動(dòng)交流、有利于分層施教、有利于修訂完善等優(yōu)越性。

數(shù)字教材大致可以分為四個(gè)層次：第一個(gè)層次是紙質(zhì)教材數(shù)字化。紙質(zhì)教材數(shù)字化是數(shù)字化的最基礎(chǔ)層面，表現(xiàn)為靜態(tài)的電子教材，教學(xué)方式主要為引導(dǎo)學(xué)生閱讀和練習(xí)。第二個(gè)層次是多媒體數(shù)字教材。多媒體數(shù)字教材即多媒體的電子教材，含有音頻、視頻、動(dòng)畫(huà)等，教師不僅引導(dǎo)學(xué)生閱讀和練習(xí)，還包括傾聽(tīng)和觀(guān)察。第三個(gè)層次是互動(dòng)式數(shù)字教材?；?dòng)式數(shù)字教材是能夠?qū)崿F(xiàn)互動(dòng)的數(shù)據(jù)式教材，它能夠支持讀者與數(shù)字教材的互動(dòng)、師生互動(dòng)、學(xué)生之間互動(dòng)，以及教師、學(xué)生與數(shù)字教材作者之間的互動(dòng)，引導(dǎo)對(duì)話(huà)、交流、分享成為必要的教學(xué)方式。第四個(gè)層次是集聚式數(shù)字教材。集聚式數(shù)字教材是數(shù)字資源集聚的數(shù)據(jù)式教材，是前三個(gè)層次的整合和提升，是最高形態(tài)的數(shù)字教材，教師的教學(xué)方式在于以學(xué)習(xí)終端為載體、以學(xué)習(xí)云平臺(tái)為支撐，實(shí)現(xiàn)多主體、多維度、多層次的高效互動(dòng)。

教材編寫(xiě)者應(yīng)該將傳統(tǒng)教材與數(shù)字教材相結(jié)合，總結(jié)、提煉傳統(tǒng)教材的優(yōu)點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)，發(fā)揮數(shù)字教材的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，更好地實(shí)現(xiàn)二者的融合創(chuàng)新。

思考三：傳統(tǒng)地球科學(xué)與現(xiàn)代地球信息科學(xué)相結(jié)合

傳統(tǒng)的地球科學(xué)是以地球?yàn)檠芯繉?duì)象的科學(xué)體系。從不同角度對(duì)地球的不同圈層進(jìn)行研究、形成了地球科學(xué)的各個(gè)分支學(xué)科（如固體地球科學(xué)、表層地球科學(xué)等）。而現(xiàn)代的地球信息科學(xué)是以傳統(tǒng)地球科學(xué)為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)、信息科學(xué)的研究思想與方法形成的，包括地球信息哲學(xué)、地球信息機(jī)理、地球信息技術(shù)、地球信息工程等內(nèi)容與分支。

現(xiàn)在又出現(xiàn)了“數(shù)字地球”這一地球信息科學(xué)的最新概念，它是目前最大規(guī)模的地球信息工程。數(shù)字地球是一種可以嵌入海量地理數(shù)據(jù)的多分辨率和三維的地球的表示，是對(duì)真實(shí)地球及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一的數(shù)字化重現(xiàn)和認(rèn)識(shí)，它以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以空間數(shù)據(jù)為依托，以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為特征，是一個(gè)具有三維界面和多種分辨率瀏覽器的、面向公眾的、超巨大的空間信息系統(tǒng)。這些內(nèi)容也應(yīng)該在教材中有所體現(xiàn)。

思考四：傳統(tǒng)知識(shí)與學(xué)科前沿相結(jié)合

以生命演化為例，長(zhǎng)期以來(lái)，我們的古生物學(xué)家通過(guò)卓越的研究形成了大量分門(mén)別類(lèi)的成果。但現(xiàn)在我們通過(guò)對(duì)海底熱液系統(tǒng)與深海生物圈的前沿研究，在海底發(fā)現(xiàn)了海底熱液煙囪，在黑暗的海底熱液煙囪附近發(fā)現(xiàn)了大量生物，有大量的生物是非常原始的、與地球上最早時(shí)期出現(xiàn)的生命一致，揭示了海底深海生物圈。這就挑戰(zhàn)了我們對(duì)生命演化的傳統(tǒng)認(rèn)知，應(yīng)該思考怎么把這些前沿的研究與傳統(tǒng)的知識(shí)結(jié)合起來(lái)，把深海生物圈成因、深海生物基因利用以及地球生命起源等方面內(nèi)容編入教材。

思考五：?jiǎn)螌W(xué)科知識(shí)與地球系統(tǒng)科學(xué)相

結(jié)合

青藏高原是地球系統(tǒng)科學(xué)研究的最佳區(qū)域之一，包括東亞季風(fēng)、中國(guó)黃土堆積、中亞內(nèi)陸干旱化、山岳冰川、生命演化、地質(zhì)資源與災(zāi)害等，都可以從青藏高原中找到理想模型。教材不僅要介紹青藏高原的地形地貌、如何形成，更需要介紹青藏高原在地球系統(tǒng)圈層作用中扮演怎樣的角色，青藏高原將帶給我們?cè)鯓拥母淖儯覀冇謱⑷绾螒?yīng)對(duì)。這些研究涵蓋了地質(zhì)、地球物理、大氣、地理、資源、生物等多學(xué)科知識(shí)，所以我們要綜合考慮，在新編教材時(shí)將單學(xué)科知識(shí)與地球系統(tǒng)科學(xué)相結(jié)合。

思考六：從“地球科學(xué)”向“行星科學(xué)”延展

隨著我國(guó)“深地”“深時(shí)”“深空”大型基礎(chǔ)研發(fā)計(jì)劃的開(kāi)展，以及航空航天事業(yè)跨越式推進(jìn)和探月工程的實(shí)施，“行星科學(xué)”研究逐步進(jìn)入大眾視野。把地球看作整個(gè)行星系統(tǒng)中的一員，將有助于認(rèn)識(shí)地球早期演化、生命起源。“行星科學(xué)”是未來(lái)全人類(lèi)共同關(guān)注的科學(xué)領(lǐng)域，地學(xué)通識(shí)課的教學(xué)要盡快從“地球科學(xué)”向“行星科學(xué)”教學(xué)延展。

[責(zé)任編輯：余大品]