朱暑波

(海南師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院 海南 ?？?571158；海南省農(nóng)墾中學(xué) 海南 海口 570226)

全萌凱

(河南測繪職業(yè)學(xué)院計算機工程系 河南 鄭州 451464)

王紅晨 李晶晶 邴麗娜 謝瓊濤 沈振江

(海南師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院 海南 ?？?571158)

1 引言

隨著社會的不斷發(fā)展，有關(guān)科技與人文的討論越來越被人們所重視[1].高等教育的根本任務(wù)是人才培養(yǎng)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力是時代的要求，也是提高高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的重點和難點.科技和人文多學(xué)科交叉被認為是改善高等教育創(chuàng)造力培養(yǎng)的最根本途徑之一[2].

科技和人文自從20世紀50年代被斯諾明確的提出以來，就被教育研究者們不斷地提及和討論[3].科技是對客觀世界及其規(guī)律的求真認知，人文是對精神世界的求善追求，兩者共同構(gòu)成了人們對世界的認識.早在文藝復(fù)興時期以前，科技與人文本就是一體的；之后隨著知識的不斷豐富，同時社會對專業(yè)化人才需求的不斷增長，知識隨之分化，并逐漸形成了現(xiàn)今的各個學(xué)科、專業(yè).然而多年以后，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，一方面多領(lǐng)域之間存在著某種必然的聯(lián)系，另一方面，越來越多的例子證明，那些做出杰出貢獻的學(xué)術(shù)巨匠們均是在多個領(lǐng)域都有所造詣.所以,這就引發(fā)了人們的思考，科技和人文是否要再次融合，從而激發(fā)人類創(chuàng)造力的二次飛躍？

關(guān)于科技與人文再次融合的問題，人們做了很多的討論.著名科學(xué)家楊叔子曾指出[1]，科技與人文是相互滲透、協(xié)調(diào)發(fā)展、相融則利、相離則弊的關(guān)系，大學(xué)生最主要的素質(zhì)都同科技教育和人文教育有密切的關(guān)系，科技與人文應(yīng)該相融，不應(yīng)相離.與此同時，人們也開展了對科技與人文融合的探索，鄧波等利用“科學(xué)、技術(shù)、工程三元論”的框架對科技與人文在工程中的融合進行了深入的分析[2]，探尋了兩種文化在工程領(lǐng)域中融合的可能性.在大量此類研究中，高等教育、創(chuàng)新型人才是其中的重中之重.著名諾貝爾物理學(xué)獎獲得者李政道在清華園召開的“促進科學(xué)教育和人文教育融合高級研討會”上提到[4]，科技與人文的結(jié)合是現(xiàn)代大學(xué)成功的標(biāo)志.很多學(xué)者對高等教育中科技教育與人文教育的融合都提出了試想[5].

然而，目前高校的人才培養(yǎng)在此方面是相對欠缺的，多數(shù)專業(yè)的培養(yǎng)計劃均以單一專業(yè)知識學(xué)習(xí)為主，跨專業(yè)課程多以選修課形式展開，而且這些課程的內(nèi)容也往往針對專業(yè)知識的某一部分內(nèi)容展開，過于專業(yè)化，對學(xué)生來說只是簡單的知識疊加，并不能了解多學(xué)科間的聯(lián)系和平行性，所以難以在多個學(xué)科之間實現(xiàn)真正的有機交叉.

要想真正促進科技與人文的融合，激發(fā)思想碰撞的火花，必須創(chuàng)造相應(yīng)的平臺，給予二者融合思考的良好環(huán)境.物理是科技教育中的基礎(chǔ)，文化亦是人文教育中的主要內(nèi)容.因此，物理與文化是科技與人文融合的一個很好的切入點.同時，與專業(yè)課程相比，公共課有著內(nèi)容方式靈活、學(xué)生特點相對集中等優(yōu)勢.基于此，有必要對此展開一定的課程教學(xué)設(shè)計研究.

建構(gòu)主義理論是一套對我國教育有著特殊意義的知識和學(xué)習(xí)理論.建構(gòu)主義理論認為[6]，學(xué)生是學(xué)習(xí)的中心，教師在學(xué)習(xí)中只起到組織、促進、提供幫助和指導(dǎo)等作用[7]，學(xué)生能夠利用創(chuàng)設(shè)情境、認知工具等學(xué)習(xí)環(huán)境因素，最終通過自身達到對所學(xué)知識的意義建構(gòu)[8].在此過程中，學(xué)生自身的因素起著決定性的作用，因此，建構(gòu)主義對于非良構(gòu)知識的學(xué)習(xí)有著獨特的效果.基于此，針對目前的現(xiàn)狀，本文作者結(jié)合自身教學(xué)研究背景[9～12]，對科技與人文融合性公共課的教學(xué)設(shè)計開展了一定的研究及嘗試.本文基于建構(gòu)主義理論，從多個方面對物理與文化為主要內(nèi)容的公共課進行教學(xué)設(shè)計及分析討論.

2 教學(xué)分析

2.1 教學(xué)目標(biāo)分析

本課程旨在拓展思想，促進科技和人文學(xué)科間交叉.目標(biāo)在于使學(xué)生通過學(xué)習(xí)，能夠較為全面地了解以物理與文化為代表的科技與人文知識，理解二者的知識特征、歷史演變、聯(lián)系，重點要切實地理解二者的平行性與統(tǒng)一性，以達到建立科技與人文融合的概念，培養(yǎng)多學(xué)科交叉融合的思維.

物理與文化是一個寬泛的概念，有其多樣性和復(fù)雜性，因此，不可能也不必要求這一課程能夠完成簡單化的目標(biāo)，要從整體上把握.

2.2 學(xué)生分析

針對選修本課程的學(xué)生，從以下3個方面進行分析：

(1)知識結(jié)構(gòu).本課程將從文科類學(xué)生開始，逐步擴大到理科類，因為學(xué)生在高中階段對物理與文化相關(guān)課程都會進行學(xué)習(xí)，但是文科類學(xué)生對文化相關(guān)知識會更加關(guān)注，具有更好的文化背景，易于課程開展.

(2)認知能力.本課程面向大一、大二學(xué)生以公共課形式開設(shè)，這些學(xué)生對物理的認識尚停留在初步概念階段，還沒有形成完備的物理學(xué)知識體系，但這有利于學(xué)生在概念階段直接與文化知識建立聯(lián)系，從而更好地理解二者在本質(zhì)上的關(guān)聯(lián)性.

(3)非智力因素.該階段學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)上處于起步階段，對新鮮事物，尤其是超脫本專業(yè)的知識有著較高的興趣，這也有利于本課程內(nèi)容的接受.

2.3 學(xué)習(xí)內(nèi)容分析

本課程學(xué)習(xí)立足于物理和人文，在介紹基本知識和基本思想的同時強調(diào)二者之間的平行性聯(lián)系.具體在學(xué)習(xí)時會涉及兩個方面內(nèi)容.

(1)陳述性內(nèi)容.如物理學(xué)的基礎(chǔ)知識，以及文化的基本思想和基本觀點.因此類內(nèi)容的固定性，會利用學(xué)習(xí)資源集中講授的方式，但是區(qū)別于專業(yè)課程，此處以概念性介紹為主，避免僵化的專業(yè)學(xué)習(xí).過于專業(yè)的環(huán)節(jié)容易使學(xué)生更多關(guān)注知識的深度，從而陷入其中的某一兩個部分，而忽略了整體，分散了理解基本思想的精力.而單純知識的概念性、應(yīng)用型介紹則更容易使學(xué)生接受，更好地進行全面的思考.

(2)策略性內(nèi)容.本課程著重建立物理和文化之間的聯(lián)系，因此，會將多數(shù)內(nèi)容集中于此.此類內(nèi)容會借助較多的任務(wù)式學(xué)習(xí)內(nèi)容形式，如發(fā)散性的問題、歷史名人的具體案例、現(xiàn)實生活中某個問題的不同觀點等.此部分內(nèi)容以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，如討論、發(fā)言、心得體會等，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主動性.

3 教學(xué)設(shè)計

3.1 情境創(chuàng)設(shè)

本課程以物理與文化的平行性為主要內(nèi)容，在內(nèi)容上必然要緊密聯(lián)系實際，還原真實的場景，本課程在情境創(chuàng)設(shè)時會從以下3方面展開：

(1)模擬真實的情境.物理與文化與實際聯(lián)系均較為緊密，在課堂上可以創(chuàng)設(shè)基于真實案例的發(fā)散性問題，或與二者均有直接關(guān)系的爭議性話題，讓學(xué)生從親身經(jīng)歷出發(fā)來進行思考.

(2)還原歷史重要事件.科技與人文在文藝復(fù)興時期經(jīng)歷了重要的分裂時期，歷史上很多著名的學(xué)者都是文理兼通的，在他們身上也發(fā)生了很多重要的歷史事件.因此，可以借助紀錄片、電影等形式盡可能真實地還原歷史，從而引發(fā)學(xué)生的思考.

(3)東西方跨時空聯(lián)想.東西方無論在科技和人文等方面，都有著其獨特的地理和歷史特色，可以將東西方完全跨時空的內(nèi)容通過多媒體等認知工具呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生站在不同時代的角度進行思考.

3.2 信息資源設(shè)計

本課程內(nèi)容涵蓋范圍廣，在信息資源方面必然要涉及多方面的知識，主要從以下3個方面來考慮：

(1)書本資源.本課程在授課時會以《物理學(xué)之“道”——近代物理與東方神秘主義》一書為主，在介紹近代物理成就及東方文化的同時，重點落在兩者的聯(lián)系上，在完全不同的領(lǐng)域建立內(nèi)在相互關(guān)聯(lián)的概念，與此同時也會從其他相關(guān)書籍中選取一些內(nèi)容作為補充，以擴展知識面和進行思維聯(lián)系.

(2)網(wǎng)絡(luò)資源.隨著科技和人文的不斷發(fā)展，會不斷地有新的知識以報道、講座等形式出現(xiàn)，例如中國科學(xué)院院士朱清時教授就曾在“量子意識——現(xiàn)代科學(xué)與佛學(xué)的匯合處”講座中對科學(xué)和佛學(xué)均是認識真理的方法這一命題進行了詮釋，這對于建立學(xué)科間的跨越性思維有非常好的啟發(fā)作用，在授課時應(yīng)將這些網(wǎng)絡(luò)資源吸納進入課堂；

(3)學(xué)生自備資源.本課程面對的學(xué)生中，相信有個別學(xué)生在初次接觸本課程，甚至在之前就已經(jīng)對科技與人文融合的相關(guān)問題進行了思考，這些學(xué)生在授課初期會表現(xiàn)出強烈的求知欲和創(chuàng)造性(事實上科技與人文涉及的問題之廣，遠非教師一人所能覆蓋到)，因此，教師可以鼓勵這些學(xué)生參與到教學(xué)活動中，讓學(xué)生將自己的思考整理并展示出來，并輔以佐證支撐資料.這對本課程的學(xué)習(xí)亦是很好的完善.

3.3 自主學(xué)習(xí)設(shè)計

自主學(xué)習(xí)是建構(gòu)主義理論的重要環(huán)節(jié)，其中的協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)更是對意義建構(gòu)起著關(guān)鍵作用，本課程自主學(xué)習(xí)將從以下幾方面展開：

(1)針對物理與文化平行性中的典型問題，如量子物理與周易陰陽學(xué)說的關(guān)系等，采取如下步驟：①教師首先拋出問題，這類問題一定要具有典型性、普遍性、話題性，可自由發(fā)散展開.這類問題就作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的可引起爭論的初始問題，從而引發(fā)學(xué)生的自由討論.②讓學(xué)生在自由討論基礎(chǔ)上分成若干小組，每個討論小組通過交互的協(xié)作將討論內(nèi)容進行整合，從而形成有條理的初步結(jié)論.③教師收集各個討論小組的初步結(jié)論，初步總結(jié)，予以點評.在此基礎(chǔ)上進一步提出逐步深入的后續(xù)問題.④學(xué)生針對后續(xù)問題展開新一輪的自由討論和協(xié)作學(xué)習(xí)，并將已形成的初步結(jié)論應(yīng)用于新問題，在加以深入思考的同時也能夠?qū)χ暗乃悸芳右则炞C和應(yīng)用.

在此環(huán)節(jié)教師應(yīng)注意，對學(xué)生的討論要適時地加以引導(dǎo)，因為物理與文化的內(nèi)容跨度大，范圍廣，以學(xué)生的知識基礎(chǔ)尚不足以直接建立二者的聯(lián)系，在必要的時候教師要加以輔助.

(2)針對其他相關(guān)問題，如學(xué)生自備資源中提出的問題等，采取如下步驟：①教師首先收集學(xué)生在課下思考和調(diào)研中形成的問題，總結(jié)歸納，根據(jù)學(xué)生的知識基礎(chǔ)，整理出具有代表性的、涵蓋多個方面的問題，在課堂上加以展示.②學(xué)生以小組形式針對問題展開自由討論和協(xié)作學(xué)習(xí)，并將結(jié)論反饋給教師，教師加以點評.

3.4 強化訓(xùn)練設(shè)計

根據(jù)前一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以初步理解物理與文化的聯(lián)系，但對于完成最終的意義建構(gòu)，建立科技與人文相融合的概念還需要進一步強化訓(xùn)練.本課程在進行強化訓(xùn)練設(shè)計時，會根據(jù)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的情況，列出一系列具有難度梯度的物理與文化相關(guān)主題，讓學(xué)生根據(jù)自身情況，在課下完成自主思考、查閱資料、撰寫心得.

在此環(huán)節(jié)特別要注意所給出的主題一定要在根本上能夠反映物理與文化的基本原理與知識本質(zhì)，如物質(zhì)守恒定律與萬物相生相克互相轉(zhuǎn)化的聯(lián)系，諸如此類主題；同時還必須考慮到主題要與學(xué)生的專業(yè)知識背景相符合，這樣才能夠進一步促進意義建構(gòu)的完成.

3.5 學(xué)習(xí)評價設(shè)計

本課程學(xué)習(xí)評價采取整體化、多元化、彈性化的方式，最終學(xué)生評價會從以下3方面來考量：

(1)自主學(xué)習(xí)評價.在自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，對學(xué)生表現(xiàn)出的學(xué)習(xí)積極性、自主學(xué)習(xí)能力、協(xié)作學(xué)習(xí)中的貢獻等進行評價.

(2)強化訓(xùn)練評價.在強化訓(xùn)練環(huán)節(jié)，對學(xué)生的主動性、訓(xùn)練過程、訓(xùn)練效果等進行評價.

(3)課程心得評價.在課程最后，讓學(xué)生根據(jù)自身的學(xué)習(xí)體會，撰寫一篇最終的課程學(xué)習(xí)心得，對心得的完成程度與思維深度等進行評價.

通過多方面評價的加權(quán)，能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)過程進行公正的評價，同時，評價不依據(jù)過于細化的標(biāo)準(zhǔn)，切實保證學(xué)習(xí)評價的整體化和彈性化.

4 結(jié)束語

本文基于建構(gòu)主義理論，從教學(xué)目標(biāo)分析、學(xué)生分析、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析、情境創(chuàng)設(shè)、信息資源設(shè)計、自主學(xué)習(xí)設(shè)計、強化訓(xùn)練設(shè)計及學(xué)習(xí)評價設(shè)計等8個方面入手，對物理與文化為代表的科技與人文性公共課進行了教學(xué)設(shè)計，旨在使學(xué)生達到建立科技與人文融合的概念，培養(yǎng)多學(xué)科交叉融合的思維.通過本課程的教學(xué)設(shè)計，對高?？萍寂c人文相融合的教育發(fā)展進行探索，并通過具體的公共課進行實踐.

教育并不是一朝一夕就能取得顯著效果的，本課程是對高校人才培養(yǎng)中的文理結(jié)合進行的一個嘗試，在今后必將借助更多平臺，輔以多元化的教育途徑，力求打造一個科技和人文融合的人才培養(yǎng)模式.

致謝

感謝北京師范大學(xué)王晶瑩教授對本工作的指導(dǎo)與幫助.