《納米的神奇與魅力》教學(xué)中科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)

邢琳 高斌 肖冰 賀慶 李林

摘要：自然科學(xué)類的通識(shí)課在培養(yǎng)大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)方面具有獨(dú)特的功能和作用。在通識(shí)課《納米的神奇與魅力》教學(xué)中通過(guò)教學(xué)內(nèi)容的選取、演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)、科學(xué)探索事例的灌輸、研究性學(xué)習(xí)模式的實(shí)施有效培養(yǎng)了大學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：通識(shí)課；納米的神奇與魅力；教學(xué)；科學(xué)素質(zhì)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ？搖文章編號(hào)：1674-9324（2013）52-0064-02

素質(zhì)教育是以提高公民素質(zhì)為宗旨的教育，它重視人的潛能開(kāi)發(fā)、身體心理健康培養(yǎng)和社會(huì)文化知識(shí)教育，是符合教育規(guī)律的更高層次、更高水平和更高質(zhì)量的教育。黨的十八大報(bào)告提出要“全面實(shí)施素質(zhì)教育，深化教育領(lǐng)域綜合改革，著力提高教育質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神”，這為未來(lái)教育事業(yè)的發(fā)展指明了改革方向。而科學(xué)素質(zhì)是公民素質(zhì)的重要組成部分，是指人們?cè)讷@得和應(yīng)用科學(xué)知識(shí)的過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的內(nèi)在品質(zhì)，是一個(gè)人科學(xué)知識(shí)、科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)能力和科學(xué)精神等的綜合表現(xiàn)。因此，培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)是高等教育改革的指導(dǎo)思想，是全面實(shí)施素質(zhì)教育的必然要求。目前各高等院校都很重視通識(shí)課的開(kāi)設(shè)，因?yàn)樗捎行嵘髮W(xué)生的綜合素質(zhì)，彌補(bǔ)專業(yè)教育的不足。自然科學(xué)類的通識(shí)課《納米的神奇與魅力》是一門旨在拓寬基礎(chǔ)、強(qiáng)化素質(zhì)、培養(yǎng)通識(shí)的跨學(xué)科基礎(chǔ)教學(xué)新課程，由教務(wù)處統(tǒng)一組織管理，面向全校學(xué)生開(kāi)設(shè)。該課程基于納米科技和納米材料的基本理論知識(shí)和前沿?zé)狳c(diǎn)，力圖引導(dǎo)各專業(yè)的學(xué)生從中獲得廣泛的知識(shí)，讓學(xué)生了解和掌握納米科技和納米材料在不同學(xué)科領(lǐng)域的研究方法及應(yīng)用，進(jìn)而為能力和專業(yè)各異的大學(xué)生提供未來(lái)學(xué)習(xí)和發(fā)展所需要的方法、思路和眼界。在通識(shí)課《納米的神奇與魅力》教學(xué)過(guò)程中，我們始終把科學(xué)素質(zhì)作為培養(yǎng)大學(xué)生的首要目標(biāo)，注重以下幾個(gè)方面的實(shí)施，旨在拓展學(xué)生的科學(xué)知識(shí)、陶冶學(xué)生的科學(xué)情趣、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、提高學(xué)生的科學(xué)能力。

一、注重教學(xué)內(nèi)容的選取，拓展學(xué)生的科學(xué)知識(shí)

教學(xué)內(nèi)容的選取在提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)方面起著非常關(guān)鍵的作用，它可直接反映出教學(xué)目的和培養(yǎng)目標(biāo)?！都{米的神奇與魅力》課程是面向全校本科生開(kāi)設(shè)的一門通識(shí)課，教學(xué)對(duì)象主要為來(lái)自于不同年級(jí)的各專業(yè)理工科和少數(shù)文科背景的學(xué)生。因此，在教學(xué)內(nèi)容的選擇與設(shè)計(jì)上，要考慮到不同專業(yè)不同學(xué)科之間的差別，以求滿足不同學(xué)生的興趣、愛(ài)好及特長(zhǎng)。具體來(lái)講，在教學(xué)內(nèi)容的選取上我們著重遵循科學(xué)性、先進(jìn)性、實(shí)用性、針對(duì)性和趣味性的原則，主要講述納米科技的誕生與發(fā)展、納米材料的制備、納米材料的神奇性能、納米在各領(lǐng)域所顯示出的魅力應(yīng)用以及納米研究的現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，共計(jì)16學(xué)時(shí)。通過(guò)講述與納米相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)和各學(xué)科領(lǐng)域的前沿動(dòng)態(tài)，能有效拓展學(xué)生對(duì)納米科技和納米材料基本理論知識(shí)及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的了解和掌握，開(kāi)闊視野。

二、重視演示實(shí)驗(yàn)的視頻教學(xué)，陶冶學(xué)生的科學(xué)情趣

演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)中顯示出極大的優(yōu)越性。生動(dòng)、直觀、形象的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是，尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)的科學(xué)態(tài)度，而且可以培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決問(wèn)題的能力，為培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)造性思維提供條件。在通識(shí)課《納米的神奇與魅力》授課過(guò)程中，我們不僅重視知識(shí)的傳授過(guò)程而且重視知識(shí)點(diǎn)與科學(xué)技術(shù)、社會(huì)生活的緊密聯(lián)系。鑒于通識(shí)課課程的性質(zhì)和學(xué)時(shí)要求，學(xué)生不可能親身經(jīng)歷科學(xué)探索的過(guò)程，因此，利用多媒體技術(shù)結(jié)合納米前沿進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的演示實(shí)驗(yàn)視頻教學(xué)是必不可少的。例如，通過(guò)視頻教學(xué)演示先進(jìn)納米儀器的操作、不同方法所合成納米材料的制備過(guò)程、納米材料所表現(xiàn)出來(lái)的神奇特性（如：力、熱、光、電、磁、聲、超導(dǎo)等）、納米科技和納米材料在不同領(lǐng)域的魅力應(yīng)用（如：軍事、紡織、服裝、醫(yī)藥、能源、建筑、航空航天等）。通過(guò)這些演示實(shí)驗(yàn)視頻教學(xué)不僅可以讓學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)有直觀的理解和掌握，而且可以培養(yǎng)學(xué)生具有正確的科學(xué)思想、恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)方法和良好的科學(xué)思維，使得學(xué)生在輕松愉快的課堂氛圍中吸收科學(xué)的營(yíng)養(yǎng)，達(dá)到接受和掌握知識(shí)的同時(shí)陶冶學(xué)生的科學(xué)情操。

三、灌輸科學(xué)探索的事例，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神

任何一項(xiàng)科技的進(jìn)步都不是一帆風(fēng)順、一蹴而就的，甚至要付出巨大的代價(jià)。向?qū)W生灌輸科學(xué)家們科學(xué)探索的事例，可以讓學(xué)生感知科學(xué)家們的思維與行為方式，從而建立起自己的科學(xué)思維能力，把知識(shí)應(yīng)用到思維和推理活動(dòng)中，并學(xué)會(huì)通過(guò)科學(xué)探索的方法去不斷地獲取新知識(shí)、創(chuàng)造新知識(shí)。在通識(shí)課《納米的神奇與魅力》課堂教學(xué)中，可以通過(guò)講述一些科學(xué)家的故事有意識(shí)地向?qū)W生灌輸一些科學(xué)探索的事例。例如，在“納米藥物”這節(jié)，可講述美國(guó)一位醫(yī)生歷盡十年艱辛最終研制出治療癌癥的納米藥物的故事；在“納米能源”這節(jié)，可講述一個(gè)團(tuán)隊(duì)在課題組長(zhǎng)的帶領(lǐng)下，經(jīng)過(guò)幾年的努力最終開(kāi)發(fā)出新型的燃料電池并最終使其商業(yè)化的事例。讓學(xué)生們?cè)隈雎?tīng)故事的同時(shí)也深切感受到科學(xué)探索的過(guò)程并不是一帆風(fēng)順的，需要經(jīng)過(guò)多次的努力才能夠獲得成功?？茖W(xué)探索的事例教學(xué)，可以完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，讓他們知道任何一件事情的完成都可能需要漫長(zhǎng)的過(guò)程，不可能一蹴而就，從而培養(yǎng)他們的科學(xué)精神，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的探究能力。

四、實(shí)施研究性學(xué)習(xí)模式，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力

所謂研究性學(xué)習(xí)，是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，基于自身的興趣，從學(xué)習(xí)生活和社會(huì)生活中選擇和確定研究專題，并在研究過(guò)程中主動(dòng)獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)活動(dòng)，其根本特征是探究性、實(shí)踐性、自主性、過(guò)程性和開(kāi)放性。在通識(shí)課《納米的神奇與魅力》課堂教學(xué)中，基于學(xué)生的專業(yè)和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，可引導(dǎo)他們發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢(shì)以團(tuán)隊(duì)的形式選擇感興趣的與納米相關(guān)的研究專題撰寫科學(xué)小論文。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生可以自主選擇教師指定的論文題目，也可以自選題目。在撰寫論文的過(guò)程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和探究性，但是也要對(duì)學(xué)生給予方法性的指導(dǎo)，使得他們學(xué)會(huì)搜集、整理和分析資料，鼓勵(lì)他們互相幫助，相互協(xié)助解決問(wèn)題，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)精神。實(shí)施研究性的學(xué)習(xí)模式，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲望，而且能夠讓學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的行為和習(xí)慣，提高他們主動(dòng)探究的科學(xué)能力。

綜上所述，在通識(shí)課《納米的神奇與魅力》課堂教學(xué)中，可通過(guò)選取恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容、演示有趣的納米實(shí)驗(yàn)、講述生動(dòng)的科學(xué)探索事例、實(shí)施研究性的學(xué)習(xí)模式對(duì)有效培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)具有重要意義?？茖W(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)不僅可以讓大學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中體驗(yàn)到探索和發(fā)現(xiàn)的快樂(lè)，而且有助于培養(yǎng)他們正確的科學(xué)思想、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度以及正確的科學(xué)價(jià)值觀。

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基金項(xiàng)目：2011年度中原工學(xué)院教學(xué)改革與研究項(xiàng)目“在公選課《納米的神奇與魅力》教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的探索研究”、2012年中原工學(xué)院重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目“納米的神奇與魅力”

作者簡(jiǎn)介：邢琳（1979-），女，河南南陽(yáng)人，博士，中原工學(xué)院副教授，研究方向：功能材料和物理教學(xué)。