世界科技文化“三四一”課程體系改革探索

馬 萍

（青島理工大學(xué)琴島學(xué)院，山東青島266106）

黨的十九大報(bào)告明確提出要全面推進(jìn)世界科技強(qiáng)國(guó)建設(shè)。科技文化建設(shè)是世界科技強(qiáng)國(guó)建設(shè)的重要組成部分，也是世界科技強(qiáng)國(guó)建設(shè)必需的良好氛圍和深厚土壤[1]。加強(qiáng)大學(xué)生的科技文化素質(zhì)是實(shí)行素質(zhì)教育的必然要求；高校教師要“把普及科學(xué)知識(shí)、弘揚(yáng)科學(xué)精神、傳播科學(xué)思想、倡導(dǎo)科學(xué)方法作為義不容辭的責(zé)任”[2]。世界科技文化作為面向全校開設(shè)的素質(zhì)教育課程，涵蓋了科技知識(shí)、科技思想、科學(xué)方法、科學(xué)精神、社會(huì)建制等眾多內(nèi)容，為了在較短學(xué)時(shí)內(nèi)能有效培養(yǎng)學(xué)生的科技文化素質(zhì)，達(dá)到滿意的教學(xué)效果，本課程在課程體系方面進(jìn)行了改革探索。

一、教學(xué)改革原則

（一）精簡(jiǎn)內(nèi)容,抓住重點(diǎn)

從教學(xué)內(nèi)容上看，本課程時(shí)間跨度大、材料豐富、包羅萬象，在課堂教學(xué)上做到面面俱到是不現(xiàn)實(shí)的。在保證知識(shí)體系完整、科學(xué)的基礎(chǔ)上，精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容，從浩瀚繁雜的史料中抓住重要人物和重點(diǎn)事件，提煉出科技文化史上最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明、研究方法，揭示出科技發(fā)展與社會(huì)建制的相互聯(lián)系，體現(xiàn)出科學(xué)技術(shù)的文化性。

（二）深入淺出,文理相通

本課程為通識(shí)教育選修課程，學(xué)生的知識(shí)水平差異較大。

文科學(xué)生自然科學(xué)基礎(chǔ)薄弱，藝術(shù)系和部分外語系學(xué)生沒有學(xué)過高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理，在講授數(shù)學(xué)、物理學(xué)等學(xué)科史時(shí)，授課難度較大，學(xué)生接受困難。普及科技文化知識(shí)，首先要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科技的興趣，復(fù)雜的定理和公式會(huì)讓文科學(xué)生望而卻步。為達(dá)到教學(xué)目的，結(jié)合文科專業(yè)特點(diǎn)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，盡量避免使用專業(yè)性很強(qiáng)的術(shù)語，用通俗易懂的語言解釋理論知識(shí)，力求深入淺出。

理工科學(xué)生在自然科學(xué)和工程技術(shù)方面基礎(chǔ)較好，但人文素質(zhì)較為薄弱，在哲學(xué)、歷史、文學(xué)、社會(huì)學(xué)等領(lǐng)域知之甚少，從而影響了學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)文化性的深入理解。為了彌補(bǔ)這一不足，從學(xué)生實(shí)際水平出發(fā)，在涉及到某個(gè)哲學(xué)理念、文學(xué)常識(shí)、歷史事件時(shí)，盡量追根溯源，解釋清楚來龍去脈，讓學(xué)生有完整清晰的認(rèn)識(shí)，從而提高理工科學(xué)生的理解能力。

二、“三四一”課程體系改革

2013年以來，本課程根據(jù)以往教學(xué)情況和學(xué)生實(shí)際水平，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革，初步探索出“三四一”(即三條線索、四大板塊、一個(gè)理念)的課程體系改革方案。

（一）三條線索

描述科學(xué)技術(shù)發(fā)展史，通常有兩種方式：一是按照學(xué)科體系，即分別介紹數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)等各學(xué)科的發(fā)展過程。其優(yōu)點(diǎn)是學(xué)科知識(shí)緊湊、由淺入深、思路清楚；缺點(diǎn)是打破了時(shí)間的界限，難于展現(xiàn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的整體性、關(guān)聯(lián)性。二是以年代順序?yàn)橹骶€，將各個(gè)時(shí)期的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明都包含其中。這有利于學(xué)生從整體上把握科技發(fā)展過程。但各學(xué)科知識(shí)發(fā)展和技術(shù)演變過程，分布在不同時(shí)期、比較零散，學(xué)生難于建立起完整、清晰的知識(shí)體系。

為了彌補(bǔ)上述兩種方式的不足，本課程打破單一方式，將二者相結(jié)合，并增加了人類社會(huì)的發(fā)展過程這條新線索，其體系架構(gòu)如下：

（1）以時(shí)間為主線，從200多萬年前的舊石器時(shí)代到21世紀(jì)的今天。

（2）以科技線為第一條輔線，講授自然科學(xué)各主要學(xué)科的發(fā)展過程以及技術(shù)的演化歷程，尤其是在科學(xué)革命以后，科技這條輔線會(huì)越發(fā)顯著。

（3）以文化線為第二條輔線，從茹毛飲血時(shí)代到四大文明古國(guó)，從黑暗的中世紀(jì)到資產(chǎn)階級(jí)革命……將科學(xué)技術(shù)的成長(zhǎng)過程放到人類文明進(jìn)步的大環(huán)境中去考查。

三條線相輔相成，力求讓學(xué)生對(duì)世界科技文化的發(fā)展過程有一個(gè)立體的、全面的認(rèn)識(shí)。

（二）四塊內(nèi)容

目前絕大多數(shù)科技史教材都是以現(xiàn)代科技知識(shí)為主，科技史部分相對(duì)簡(jiǎn)單，涉及到文化方面的更是鳳毛麟角。大多數(shù)教材著重介紹科技知識(shí)本身，對(duì)科學(xué)方法、科學(xué)精神、人文精神等未給予足夠重視，而這些恰恰是科技文化的靈魂。在總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本課程重新構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容，不拘泥于某一本教材，即不是根據(jù)教材來定教學(xué)內(nèi)容，而是根據(jù)教學(xué)內(nèi)容來選教材，把以介紹科技知識(shí)為主體的傳統(tǒng)內(nèi)容設(shè)置整合成緊密關(guān)聯(lián)的四大板塊。具體如下：

1.科技知識(shí)

介紹天文學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等主要學(xué)科的發(fā)展過程，包括各學(xué)科的概念、原理和方法的發(fā)展歷史；介紹人類技術(shù)的演化過程。在講授過程當(dāng)中，“科學(xué)與正確”和“科學(xué)與技術(shù)”之間的辯證關(guān)系是課堂討論的重點(diǎn)。

（1）科學(xué)與正確的關(guān)系

科學(xué)是不是必定正確，例如，哥白尼提出的“日心說”顛覆了統(tǒng)治天文學(xué)界長(zhǎng)達(dá)千年的“地心說”，因此，有不少人覺得“地心說”不是科學(xué)。又如，“燃素說”以為物質(zhì)燃燒是“燃素”從物質(zhì)中跑了出來，顯然這種解釋是錯(cuò)誤的。因?yàn)樗讶紵闯闪艘粋€(gè)分解反應(yīng)，而燃燒實(shí)際上是一個(gè)氧化還原反應(yīng)，所以很多人也認(rèn)為它不是科學(xué)。也就是說，我們大部分人都陷入一種思維定勢(shì)：科學(xué)一定是正確的?？茖W(xué)史上，有很多理論在我們今天看來都是錯(cuò)誤的，如果按照這種思維定勢(shì)，科學(xué)將完全失去它自身發(fā)展的歷史。學(xué)生在整個(gè)科學(xué)史的學(xué)習(xí)過程中必須有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)：科學(xué)不等于正確。我們判斷一種學(xué)說究竟是不是科學(xué)，不是依據(jù)它的結(jié)論在今天正確與否，而是依據(jù)它所用的方法、它所遵循的程序[3]。

（2）科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系

縱觀科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史，我們可以看到人類的活動(dòng)遵循以下規(guī)律：憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行生產(chǎn)，在漫長(zhǎng)的生產(chǎn)過程中提煉出技術(shù)，然后在改進(jìn)技術(shù)的過程中產(chǎn)生科學(xué)[4]。在歷史發(fā)展的絕大部分時(shí)間里，科學(xué)與技術(shù)之間并沒有什么聯(lián)系，都是各自按照自己的邏輯獨(dú)立發(fā)展。從19世紀(jì)后期開始，科學(xué)與技術(shù)的聯(lián)系日益密切，逐漸形成“你中有我、我中有你”的相互影響、共同發(fā)展?fàn)顩r。探討科學(xué)和技術(shù)的關(guān)系的演化過程，有助于加深對(duì)科技知識(shí)的理解。

2.科技文化人物

介紹科學(xué)家、發(fā)明家等科技人物的成長(zhǎng)、研究經(jīng)歷，揭示他們的科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)精神，還原科技名人普通人的一面，打破科學(xué)家、發(fā)明家的神秘感。

（1）成功不是一蹴而就的

當(dāng)代教育呈現(xiàn)出相當(dāng)顯著的功利性特征，盲目鼓吹成功，無視科技發(fā)現(xiàn)的真實(shí)過程，以偏概全。比如說牛頓因一個(gè)蘋果從樹上掉落到身上而發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律；凱庫勒在睡夢(mèng)中領(lǐng)悟到苯分子是環(huán)狀而非鏈狀；愛因斯坦小時(shí)候智力低下、日后成為科學(xué)巨匠等等……類似的故事毫無疑問激發(fā)了人們對(duì)于科學(xué)家的崇拜和對(duì)科學(xué)的向往，讓大家感受到科技發(fā)現(xiàn)是每一個(gè)普通人也能做到的事情，這本是好事。但是這種做法也會(huì)讓大家忽視客觀現(xiàn)實(shí)，弱化了科技發(fā)現(xiàn)所經(jīng)歷的艱苦卓絕的過程。因此，必須要讓學(xué)生明白：成功不是一蹴而就的，也沒有傳說中的那么神奇；任何一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)、新發(fā)明都需要鍥而不舍、踏踏實(shí)實(shí)和刻苦鉆研的堅(jiān)定信念。

（2）用科學(xué)家的品質(zhì)和精神感染學(xué)生

科學(xué)家在取得偉大成就的同時(shí)，他們身上展現(xiàn)出的高貴品質(zhì)和崇高精神更加令人欽佩。例如，在英俄克里米亞戰(zhàn)爭(zhēng)中，英國(guó)政府問法拉第能否大量制造一種可以用于戰(zhàn)場(chǎng)上的毒氣，如果可能的話，他能否領(lǐng)導(dǎo)這一科研項(xiàng)目。法拉第說這個(gè)科研項(xiàng)目完全可行，但他本人絕不參與，表現(xiàn)出一個(gè)科學(xué)家的高貴品質(zhì)。又如中國(guó)航天事業(yè)的奠基人錢學(xué)森畢生追求科學(xué)報(bào)國(guó)夢(mèng)想，始終從戰(zhàn)略高度思考謀劃人才培養(yǎng)[5]，在96歲高齡時(shí)仍為當(dāng)時(shí)中國(guó)缺乏科技領(lǐng)軍人物而憂心忡忡。再如麥克斯韋負(fù)責(zé)建立的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，是世界聞名的學(xué)術(shù)中心之一，這里先后培養(yǎng)出了26位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，在科學(xué)界創(chuàng)造了一個(gè)奇跡。但是麥克斯韋為了完成這些事情，放棄了自己的科研工作，用盡了最后的心力，英年早逝。科技史上還有許多為堅(jiān)持真理而獻(xiàn)身的人，如希帕蒂亞、布魯諾、賽爾維特等等，他們的成就輝煌燦爛，品格更加光彩照人。

（3）客觀評(píng)價(jià)歷史人物

科學(xué)家、發(fā)明家們雖然取得了輝煌的成就，但他們也和普通人一樣，有衣食住行的需要，有喜怒哀樂的感情，在精神上也有理性和非理性的層面。如一生發(fā)明無數(shù)的愛迪生，在紐約建成了當(dāng)時(shí)規(guī)模最大的直流電力系統(tǒng)。他為了自己的直流電利潤(rùn)不受影響，不惜采用卑鄙手段污蔑特斯拉的發(fā)明，百般阻撓交流電的推廣應(yīng)用，徹底喪失了一位科學(xué)家應(yīng)有的風(fēng)度和品質(zhì)。所以我們要客觀地看待歷史人物，不能盲目地將他們神化和權(quán)威化。

3.科技發(fā)展與社會(huì)建制

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不是孤立存在的，它與社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政治、文化、宗教、哲學(xué)、藝術(shù)等都會(huì)發(fā)生不可避免的相互作用。例如，在中世紀(jì)，由于封建和教會(huì)勢(shì)力的雙重統(tǒng)治，社會(huì)經(jīng)濟(jì)衰退，古希臘的科學(xué)傳統(tǒng)遭到破壞，自然科學(xué)被深深禁錮在宗教神學(xué)之中，這就是政治、宗教等對(duì)科學(xué)技術(shù)的影響。又如，1769年阿爾克萊特發(fā)明的“水力紡紗機(jī)”需要沿河岸建廠房，召集大量工人一起操作，到1790年，阿爾克萊特的水力棉紡紗廠已達(dá)150家之多，大部分工廠都有七八百名工人，資本主義工廠制度取代了家庭手工業(yè)。這是科技進(jìn)步推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型的經(jīng)典案例。

4.科技發(fā)展與大國(guó)興衰

回顧歷史，我們可以看到科技發(fā)展常常是改變世界格局的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，每一次科技革命都導(dǎo)致了世界中心的轉(zhuǎn)移，同時(shí)伴隨著大國(guó)興衰。[6]以歷史上影響最大的三次技術(shù)革命為例，蒸汽技術(shù)革命實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)從手工業(yè)到機(jī)械化的轉(zhuǎn)變，成就了日不落的大英帝國(guó)；電力技術(shù)革命實(shí)現(xiàn)了電氣化和大規(guī)模流水線生產(chǎn)，使德國(guó)和美國(guó)走上世界舞臺(tái)；信息技術(shù)革命通過信息技術(shù)和電氣化的結(jié)合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，使美國(guó)取代英國(guó)奪得了世界霸主地位，站在了世界中心。中國(guó)的科學(xué)技術(shù)也曾達(dá)到非常高的水平，但是在實(shí)行閉關(guān)鎖國(guó)之后，封建統(tǒng)治者“夜郎自大”、沉浸在“天朝大國(guó)”的美夢(mèng)中，絲毫不重視科學(xué)技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，中國(guó)的科技和經(jīng)濟(jì)水平日趨衰落，直至近代淪落到被西方列強(qiáng)隨意宰割的境地。

（三）一個(gè)理念

在大學(xué)生素質(zhì)教育中，科學(xué)教育和人文教育不僅僅是雙翼齊飛的關(guān)系，更重要的是必須體現(xiàn)科學(xué)精神和人文精神的統(tǒng)一與融合[7]。培養(yǎng)大學(xué)生的人文和科學(xué)素養(yǎng)，是該課程的核心理念。

前耶魯大學(xué)校長(zhǎng)理查德·萊文提出，本科教育的核心是通識(shí)，是培養(yǎng)學(xué)生批判性獨(dú)立思考的能力，并為終身學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)[8]。這種批判性的眼光和理性思考的能力，恰恰是科學(xué)精神的精髓?？茖W(xué)有著兩千多年的歷史，它有成長(zhǎng)、發(fā)展的過程，取得了巨大的成就，但它是在不斷糾正錯(cuò)誤的過程中發(fā)展起來的[3]?？茖W(xué)是去偽求真，如何面對(duì)舊理論（或者說已有的發(fā)現(xiàn)），如何在未知的領(lǐng)域理性前行，批判性思維至關(guān)重要。

人文精神就是肯定人自身存在的價(jià)值，重視平等、博愛、寬容。雖然科學(xué)精神是理性的、實(shí)事求是的，但歸根結(jié)底它是由人創(chuàng)造并發(fā)展起來的，科學(xué)技術(shù)最終是要為人類服務(wù)的，所以科學(xué)技術(shù)需要人文關(guān)懷?？茖W(xué)技術(shù)是一把雙刃劍，它既能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展、造福人類，也會(huì)在發(fā)展中迷失自己、威脅人類生存。如何正確地引導(dǎo)科學(xué)技術(shù)健康發(fā)展，以及如何在科學(xué)求真過程中推動(dòng)人類文明的進(jìn)步，是人文精神的核心任務(wù)。

人文素質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)對(duì)學(xué)生的綜合發(fā)展具有重大意義，二者互相輔助，缺一不可。

三、結(jié)語

世界科技文化采用“三四一”的課程教學(xué)體系，讓學(xué)生置身于人類歷史發(fā)展的長(zhǎng)河中去認(rèn)識(shí)科技，思考人與自然、科技與社會(huì)的方方面面。經(jīng)過測(cè)試表明，學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的本質(zhì)、科學(xué)技術(shù)的文化性、科學(xué)發(fā)展觀等，均能做出較準(zhǔn)確的理解和把握；在科學(xué)方法、科學(xué)精神、人文素養(yǎng)等科技文化素質(zhì)方面，均有所提升。下一步還要從改革教學(xué)模式上下功夫，在學(xué)院引進(jìn)全新的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)后，嘗試采用混合模式教學(xué)，將學(xué)生自主探究、課堂討論與社會(huì)調(diào)查三部分相結(jié)合，有機(jī)銜接課內(nèi)課外。為了進(jìn)一步增映也比較好，圖2為部分學(xué)生課外學(xué)習(xí)情況圖。表1為我院2014級(jí)（非教改課）和2015級(jí)（教改課）面向?qū)ο蠓椒ㄕn程的期末考試成績(jī)對(duì)比。強(qiáng)課堂教學(xué)的有效性，可嘗試以學(xué)生為中心的辯論式教學(xué)法[9]，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，從而進(jìn)一步提高學(xué)生的科技文化素質(zhì)。