科學(xué)知識(shí)與科學(xué)精神的有機(jī)融合
——以大學(xué)通識(shí)課程“走近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”為例

王獻(xiàn)，李琳

中南民族大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，武漢 430074

1 引言

“大學(xué)之道，在明明德，在親民，在止于至善”，《大學(xué)》開(kāi)篇的“三綱領(lǐng)”深刻揭示了學(xué)術(shù)博大、品德崇高、情懷厚重、明德至善的大學(xué)內(nèi)涵[1]。習(xí)近平總書(shū)記在2016年全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上指出：“只有培養(yǎng)出一流人才的高校，才能夠成為世界一流大學(xué)”。高等教育在人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)、文化傳承以及國(guó)際交流中發(fā)揮著重要作用，不斷提升人才培養(yǎng)質(zhì)量是高等教育實(shí)現(xiàn)內(nèi)涵發(fā)展的永恒主題[2]。習(xí)近平總書(shū)記在黨的十九大報(bào)告中強(qiáng)調(diào)，推進(jìn)科技強(qiáng)國(guó)建設(shè)，要“培育和踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀”“加強(qiáng)思想道德建設(shè)”“弘揚(yáng)科學(xué)精神，普及科學(xué)知識(shí)”。在知識(shí)高速更新的時(shí)代背景下，培養(yǎng)大學(xué)生“科學(xué)精神”是培養(yǎng)“一流人才”的必然要求。建設(shè)結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)傳播及科學(xué)素質(zhì)訓(xùn)練的理工類(lèi)大學(xué)通識(shí)教育課程，堅(jiān)持開(kāi)展科學(xué)知識(shí)和科學(xué)精神的融合教育，是體現(xiàn)大學(xué)精神本質(zhì)，培養(yǎng)堪當(dāng)民族復(fù)興大任時(shí)代新人的重要環(huán)節(jié)。

新時(shí)代的大學(xué)精神本質(zhì)特征表現(xiàn)為以人為本的人文精神、獨(dú)立自由的學(xué)術(shù)精神、求真務(wù)實(shí)的科學(xué)精神、勇于擔(dān)當(dāng)?shù)纳鐣?huì)關(guān)懷精神,對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)成才具有教育引導(dǎo)、促進(jìn)發(fā)展、引領(lǐng)激勵(lì)的強(qiáng)大功能。各個(gè)時(shí)期高校都應(yīng)充分發(fā)揮大學(xué)精神育人功能，提升大學(xué)精神文化內(nèi)涵，積極推進(jìn)和增強(qiáng)大學(xué)精神塑造，以大學(xué)精神統(tǒng)領(lǐng)課程體系建設(shè)，開(kāi)發(fā)特色鮮明的課程及教學(xué)活動(dòng)，開(kāi)拓信息媒介新教學(xué)平臺(tái)，創(chuàng)新大學(xué)精神育人載體。2020年在全力以赴抓好疫情防控工作的時(shí)候，高校更要堅(jiān)持立德樹(shù)人的根本任務(wù)，做好科學(xué)素養(yǎng)教育，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)解讀疫情最新進(jìn)展，了解科學(xué)防治和科研攻關(guān)是對(duì)抗新冠病毒疫情的武器，使科學(xué)精神得到學(xué)生自覺(jué)的崇尚和信賴[3]。下面我們以“走近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”為例，談?wù)劺砉ゎ?lèi)大學(xué)通識(shí)教育課程的設(shè)計(jì)理念、實(shí)踐探索和教學(xué)效果，探討如何以諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)為切入點(diǎn)，在教學(xué)實(shí)施的過(guò)程中將科學(xué)素質(zhì)教育，特別是科學(xué)精神教育的延伸融入到線上線下通識(shí)課程的教與學(xué)的活動(dòng)中。諾貝爾獎(jiǎng)是科學(xué)領(lǐng)域的標(biāo)桿和風(fēng)向標(biāo)，代表著前沿性和高階性的科學(xué)知識(shí)。同時(shí)，諾獎(jiǎng)獲得者背后的故事和科學(xué)態(tài)度是超越知識(shí)的追求獲取最高科學(xué)桂冠的潛在動(dòng)力，該教學(xué)結(jié)合諾獎(jiǎng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和人物故事的講述，采用中英文雙語(yǔ)教學(xué)，原汁原味地傳遞科學(xué)信息，加入關(guān)于科學(xué)精神的思政教育，起到畫(huà)龍點(diǎn)睛作用，較好地體現(xiàn)了大學(xué)通識(shí)課程的專(zhuān)業(yè)性、高階性和創(chuàng)新性。

2 課程意義和課程定位

2.1 課程意義

“走近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”是大學(xué)通識(shí)教育課程，追求科學(xué)知識(shí)傳授和科學(xué)精神教育的統(tǒng)一。無(wú)數(shù)科學(xué)家在化學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中做出了傲人的成績(jī)，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者已成為化學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)個(gè)里程碑，每個(gè)閃光的名字背后都有一段鮮為人知的動(dòng)人故事和偉大的科學(xué)精神。在我們走近大師、學(xué)習(xí)大師科學(xué)成就的同時(shí)，也見(jiàn)證了化學(xué)發(fā)展的整個(gè)歷程。隨著時(shí)代發(fā)展，科學(xué)精神不斷被注入新的元素，新時(shí)代提出的科學(xué)精神，要求踏踏實(shí)實(shí)、求真務(wù)實(shí)、奉獻(xiàn)吃苦，逆流而上、勇往直前、不畏困難，淡泊名利、戒驕戒躁[4-6]?！白呓Z貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”旨在尋求一種將科學(xué)知識(shí)教育與科學(xué)精神培養(yǎng)相結(jié)合的教學(xué)模式，培養(yǎng)始終保持實(shí)踐探索、求真務(wù)實(shí)、突破創(chuàng)新的激情昂揚(yáng)科學(xué)精神的新一代青年人才，在學(xué)習(xí)和科學(xué)研究中成就智慧與品德的統(tǒng)一。

2.2 課程定位

作為面向全校本科生的大學(xué)通識(shí)教育課程，“走近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”課程定位在注重從學(xué)習(xí)到智慧的凝練發(fā)展、科學(xué)知識(shí)和科學(xué)精神的統(tǒng)一。與對(duì)自然現(xiàn)象、科學(xué)規(guī)律和原理只做一般性介紹的科普教育不同，“走近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”通識(shí)教育重在訓(xùn)練科學(xué)邏輯思維和科學(xué)學(xué)習(xí)方法，從學(xué)生感興趣的問(wèn)題點(diǎn)切入，訓(xùn)練學(xué)生自主能夠獲取科學(xué)知識(shí)，并嘗試駕馭知識(shí)去探索發(fā)現(xiàn)未知領(lǐng)域，以點(diǎn)帶面，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)凝練能力、智慧發(fā)展能力、未知問(wèn)題研究能力的科學(xué)素養(yǎng)。

與側(cè)重于特定領(lǐng)域的知識(shí)和技能訓(xùn)練的專(zhuān)業(yè)課不同，“走近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”面向科學(xué)素質(zhì)能力培養(yǎng)高于專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。突破具體專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能的局限，注重對(duì)學(xué)生獨(dú)立思考、好奇心和想象力的培育。課程內(nèi)容涵蓋了近百年來(lái)的化學(xué)發(fā)展史和重大創(chuàng)新，覆蓋各類(lèi)化學(xué)二級(jí)學(xué)科，如有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)、高分子化學(xué)、生物化學(xué)、計(jì)算化學(xué)等基本概念、原理和方法。這門(mén)課程從諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)切入，通過(guò)對(duì)特定專(zhuān)業(yè)知識(shí)的講解，引導(dǎo)學(xué)生去學(xué)習(xí)科學(xué)家們?nèi)绾伟l(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，了解化學(xué)領(lǐng)域最前沿知識(shí)，發(fā)現(xiàn)和領(lǐng)悟自然現(xiàn)象背后體現(xiàn)的自然規(guī)律和科學(xué)思想。

2.3 學(xué)情分析

“走近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”是一門(mén)線上線下混合式課程。線上課程面對(duì)各個(gè)高校的本科生和研究生，學(xué)生人數(shù)較多、層次分明、背景不同、個(gè)體差異較大。線下課程作為一門(mén)全校公選課，其授課對(duì)象是中南民族大學(xué)各個(gè)專(zhuān)業(yè)的本科生。中南民族大學(xué)少數(shù)民族學(xué)生近60%，呈現(xiàn)出成長(zhǎng)背景、學(xué)習(xí)能力、文化樣態(tài)、發(fā)展愿景等多元的特征。對(duì)于非化學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，尤其是非理工科專(zhuān)業(yè)背景的學(xué)生而言，部分人可能最開(kāi)始會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)感到晦澀難懂、枯燥乏味，不能將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際例子結(jié)合起來(lái)理解，學(xué)習(xí)積極性不太高。因此，這就迫切需要該課程的授課教師能夠在講授的過(guò)程中充分考慮到各個(gè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)背景和接受能力的不同，結(jié)合實(shí)際例子和人物故事，力求做到深入淺出地講解化學(xué)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的前沿知識(shí)，鮮明生動(dòng)地展現(xiàn)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主的人物形象和精神品格，真正做到從思想領(lǐng)域到科學(xué)前沿知識(shí)的有機(jī)結(jié)合。

3 課程總體設(shè)計(jì)

3.1 教學(xué)目標(biāo)

“走近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”的課程目標(biāo)在于，孕育學(xué)生跨越專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能局限的遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)，注重從知識(shí)到智慧的凝練和提升，以“知識(shí)”為基礎(chǔ)，以“精神”為目的，并將科學(xué)知識(shí)與科學(xué)精神有機(jī)融為一體，關(guān)注思辨和創(chuàng)新，達(dá)到物性的透徹、內(nèi)涵的深入和智慧的升華。具體來(lái)說(shuō)，課程目標(biāo)分為三個(gè)部分：知識(shí)目標(biāo)、技能目標(biāo)和德育目標(biāo)。

（1）知識(shí)目標(biāo)：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠在雙語(yǔ)層面了解諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的科學(xué)成就、前沿知識(shí)以及這些科學(xué)知識(shí)與課本學(xué)習(xí)知識(shí)之間的聯(lián)系。除課堂講解外，更多的是引導(dǎo)學(xué)生從互聯(lián)網(wǎng)、圖書(shū)館和課程視頻等學(xué)習(xí)資源自主獲得所需的知識(shí)，并透徹理解其內(nèi)涵。

（2）技能目標(biāo)：學(xué)習(xí)科學(xué)家們對(duì)待科學(xué)問(wèn)題的探索精神，以及解決問(wèn)題的思路和方法。能夠發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研，歸納總結(jié)和分析，得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論，提出合理的解決方案。

（3）德育目標(biāo) ：通過(guò)該課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)和思政部分的反思，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和工作起到榜樣效應(yīng)，培養(yǎng)踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)創(chuàng)新的精神，即對(duì)未知領(lǐng)域的好奇、自由想象和探索，利用擁有的知識(shí)和分析問(wèn)題的能力，探索新領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)新規(guī)律，解決新問(wèn)題。

3.2 課程結(jié)構(gòu)

面向線上線下各個(gè)專(zhuān)業(yè)的本科生和研究生，基于擬定的教學(xué)理念和課程定位，我們?yōu)椤白呓Z貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”設(shè)計(jì)了四大模塊（圖1）：

圖1 “走近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）人物傳記模塊：旨在了解諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主的教育背景、成長(zhǎng)環(huán)境、獲獎(jiǎng)年份、獲獎(jiǎng)原因以及科學(xué)家們的故事。

（2）科學(xué)成就模塊：旨在向?qū)W生介紹歷屆諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)原因，重點(diǎn)剖析諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的科研水平和學(xué)術(shù)成就。例如，普里高津的耗散理論、施陶丁格爾的高分子概念、費(fèi)林加的分子機(jī)器、夏普萊斯的手性催化、居里夫人的放射性元素等，通過(guò)學(xué)習(xí)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的學(xué)術(shù)成就，從而觸摸到化學(xué)學(xué)科的最前沿、最先進(jìn)的知識(shí)和理念。

（3）學(xué)術(shù)價(jià)值模塊：在講述諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)科學(xué)成就的同時(shí)，可以隨時(shí)與學(xué)生的課本知識(shí)、日常生活或生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。例如，普里高津的耗散理論其實(shí)與物理化學(xué)中的熱力學(xué)第二定律密切相關(guān)；施陶丁格爾的高分子理論與高分子化學(xué)中的原理一脈相承；居里夫人的放射性元素與無(wú)機(jī)化學(xué)中元素的性質(zhì)緊密關(guān)聯(lián)……通過(guò)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)與課本知識(shí)和生產(chǎn)生活的關(guān)聯(lián)，從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到原來(lái)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)離我們并不遙遠(yuǎn)，也并不陌生，從而闡述科學(xué)成就為科學(xué)和人類(lèi)帶來(lái)的影響及價(jià)值。

（4）精神品格模塊：每一個(gè)傲人的成績(jī)背后都有一個(gè)閃光的名字，每一個(gè)閃光的名字背后都有一個(gè)動(dòng)人的故事，每一個(gè)動(dòng)人的故事背后都有一個(gè)偉大的人格。這個(gè)模塊與傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)課程中以傳授技能為目標(biāo)的教學(xué)環(huán)節(jié)迥然不同，我們旨在開(kāi)展以課程思政為鮮明特點(diǎn)并以學(xué)生為主體的分享活動(dòng)。由學(xué)生分享科學(xué)探索在其內(nèi)心激起的歡樂(lè)和喜悅等感知，以及在科學(xué)認(rèn)知過(guò)程中所獲得的高層次理解能力、想象能力和邏輯思維能力。學(xué)生在學(xué)習(xí)大師成就的同時(shí)能夠?qū)倌陙?lái)的化學(xué)發(fā)展史和重大創(chuàng)新有新的認(rèn)識(shí)和體會(huì)，能夠深入感受到學(xué)科共通的科學(xué)精神，以及科學(xué)家們踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、自由開(kāi)放的合作精神、看待問(wèn)題解決問(wèn)題的思路和方法，也為今后自身的學(xué)習(xí)和工作提供新的思路和啟發(fā)。

3.3 教學(xué)內(nèi)容

“走近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”在歷年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)咧羞x取經(jīng)典與前沿的獲獎(jiǎng)人物，從人物傳記、科學(xué)成就、學(xué)術(shù)價(jià)值、精神品格四個(gè)方面介紹了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)叩墓适录捌淇茖W(xué)成果，內(nèi)容涵蓋了近百年來(lái)的化學(xué)發(fā)展史和重大創(chuàng)新。同時(shí)，在帶領(lǐng)學(xué)生走近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的過(guò)程中巧妙融合了倡導(dǎo)科學(xué)精神的思政教育，體現(xiàn)了從思想領(lǐng)域到科學(xué)前沿知識(shí)的融合、多學(xué)科思維的融合、學(xué)科理論與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的融合、跨專(zhuān)業(yè)科研成就的融合、英語(yǔ)與中文的融合。課程選取的教學(xué)內(nèi)容既包括經(jīng)典的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，又包括最新的高科技獲獎(jiǎng)內(nèi)容，具有高階性、前沿性、專(zhuān)業(yè)性。所有諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)全部用英文講述，配合中英文雙語(yǔ)字幕，讓學(xué)生觸摸到完整、真實(shí)的諾獎(jiǎng)得主及科學(xué)信息，同時(shí)與國(guó)際接軌，便于廣泛傳播和交流。

下面以“第一章 伯納德·費(fèi)林加——分子機(jī)器的設(shè)計(jì)與合成”為例，分析如何將科學(xué)知識(shí)傳遞和科學(xué)精神教育的教學(xué)理念融入教學(xué)內(nèi)容。課程開(kāi)始通過(guò)引入 1966年的美國(guó)電影“夢(mèng)幻之旅”的情節(jié)，將幾個(gè)醫(yī)生縮小并注入受傷的科學(xué)家體內(nèi)，為他進(jìn)行血管手術(shù)并挽救他的生命，從而啟發(fā)學(xué)生思考“你能想象最小機(jī)器的部件可能是分子嗎”？50年后的今天，人們雖然沒(méi)有將科幻小說(shuō)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，但電影的預(yù)測(cè)思想被許多科學(xué)研究所證實(shí)。2016年美國(guó)科學(xué)家伯納德·費(fèi)林加因設(shè)計(jì)和合成了分子機(jī)器獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)費(fèi)林加的學(xué)術(shù)成就，剖析分子機(jī)器的結(jié)構(gòu)和原理，從而理解掌握分子機(jī)器的基本特性和基本應(yīng)用。費(fèi)林加及其合作者通過(guò)使分子轉(zhuǎn)子葉片不斷朝同一方向旋轉(zhuǎn)來(lái)構(gòu)造分子馬達(dá)：分子馬達(dá)由兩個(gè)“刀片”組成，其中一個(gè)刀片在紫外線照射下會(huì)旋轉(zhuǎn)180度；這種旋轉(zhuǎn)將在連接兩個(gè)葉片的連接處設(shè)置“張力”，使另一個(gè)葉片旋轉(zhuǎn)；每個(gè)葉片都有一個(gè)甲基連接在一起，所以只能朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。他們能夠用分子馬達(dá)旋轉(zhuǎn)一個(gè)28微米長(zhǎng)的比馬達(dá)大10000倍的玻璃圓筒。2011年，他們發(fā)明了一種“納米汽車(chē)”，由一個(gè)“底盤(pán)”和四個(gè)用于輪子的分子馬達(dá)組成，可以在表面上行駛。費(fèi)林加課題組制造了旋轉(zhuǎn)速度越來(lái)越快的分子馬達(dá)，在 2013年達(dá)到頂峰，開(kāi)發(fā)了一種頻率為12兆赫的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。分子馬達(dá)的發(fā)展為構(gòu)建軟機(jī)器人、智能材料和分子機(jī)器提供了一個(gè)良好的起點(diǎn)。他們?cè)诜肿铀缴显O(shè)計(jì)、使用和控制類(lèi)似馬達(dá)功能的能力為許多動(dòng)態(tài)分子系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。圖2顯示了第一代光驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)分子馬達(dá)和四級(jí)旋轉(zhuǎn)循環(huán)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由光能驅(qū)動(dòng)，顯示方向性控制，是一個(gè)重復(fù)的旋轉(zhuǎn)過(guò)程。從“功能合成”開(kāi)始，他們的重點(diǎn)是通過(guò)結(jié)合反應(yīng)性和適應(yīng)性來(lái)編程分子，并能夠控制運(yùn)動(dòng)。目前，分子馬達(dá)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在分子信息系統(tǒng)、響應(yīng)材料、智能表面和涂層、自愈材料、輸送系統(tǒng)、精確治療、自適應(yīng)催化劑、粗紗傳感器、軟機(jī)器人、納米能量轉(zhuǎn)換器等領(lǐng)域。未來(lái)，分子機(jī)器在新材料、傳感器、儲(chǔ)能系統(tǒng)和精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域?qū)⒂懈实陌l(fā)現(xiàn)。

圖2 第一代光驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)分子馬達(dá)和四級(jí)旋轉(zhuǎn)循環(huán)示意圖

另外，教學(xué)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)還包括對(duì)于科學(xué)精神的引導(dǎo)和總結(jié)。費(fèi)林加教授指出：“探索源于對(duì)身邊的事物保持好奇心。他談到自己從小就對(duì)身邊的環(huán)境充滿好奇，在不斷追問(wèn)為什么中啟發(fā)思考，科研探索的根本是學(xué)會(huì)觀察、思考和提問(wèn)”。當(dāng)有人問(wèn)到為什么需要分子馬達(dá)的時(shí)候，他以飛機(jī)的發(fā)明和使用做比喻，1903年萊特兄弟發(fā)明第一架飛機(jī)時(shí)也不曾預(yù)料到100年后的今天飛機(jī)被廣泛用于交通工具，由此提出“保持好奇心、堅(jiān)持不懈、刻苦鉆研、求實(shí)創(chuàng)新”的科學(xué)精神。因此，通過(guò)從“問(wèn)題切入→科學(xué)知識(shí)→學(xué)術(shù)價(jià)值→功能導(dǎo)向”層層推進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容安排，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)前沿科學(xué)知識(shí)、走近大師的科學(xué)理念、提高科學(xué)涵養(yǎng)、鑄造自我的科學(xué)價(jià)值觀和科學(xué)精神。

4 教學(xué)實(shí)踐探索

4.1 教學(xué)方式

基于前沿廣闊的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)知識(shí)背景和培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的宗旨，本課程的教學(xué)方式采用線上線下相結(jié)合、基于專(zhuān)題的啟發(fā)式教學(xué)方法和翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式。

（1）采用啟發(fā)式教學(xué)：激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)通過(guò)實(shí)踐和自學(xué)獲得所需知識(shí)。

（2）采用多媒體課件與視頻資料相結(jié)合：提高課堂授課的效果，增大授課的信息量，同時(shí)輔助以網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)以鞏固課堂授課效果，真正做到線上線下相結(jié)合。

（3）采用課堂思考、學(xué)生討論和完成作業(yè)相結(jié)合，提高學(xué)生深入思考、歸納總結(jié)的思維能力。

（4）采用翻轉(zhuǎn)式教學(xué)：在每一個(gè)專(zhuān)題安排兩個(gè)學(xué)生展示的10分鐘翻轉(zhuǎn)式教學(xué)，以點(diǎn)為基礎(chǔ)的延伸和演繹，內(nèi)容分為研究型（針對(duì)已知問(wèn)題的解釋性研究）和探索型（針對(duì)未知領(lǐng)域的自由想象）兩種，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)查閱、歸納類(lèi)比和邏輯推理，以及自由想象、理解領(lǐng)悟等得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論。

（5）采用中英文相結(jié)合的模式，做到雙語(yǔ)教學(xué)，讓學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)學(xué)習(xí)化學(xué)專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)的用法，為培養(yǎng)國(guó)際化的科學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才奠定基礎(chǔ)。

4.2 教學(xué)過(guò)程

在線上線下混合式教學(xué)過(guò)程中，包括學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)、線下師生互動(dòng)、疑難問(wèn)題解答、科學(xué)思想討論等各種教學(xué)環(huán)節(jié)（圖3）。在線上教學(xué)平臺(tái)，建設(shè)了豐富的學(xué)習(xí)資源，包括20章節(jié)的視頻，總時(shí)長(zhǎng) 228分鐘，在線平臺(tái)的課程資料包括課程介紹、教學(xué)大綱、視頻文件（含中英文字幕）、課件PPT、中英文講稿、習(xí)題及測(cè)驗(yàn)等。

圖3 教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)

“走近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”涵蓋的知識(shí)面廣，線上教學(xué)視頻和資料庫(kù)以及線下課堂授課與討論等為學(xué)生提供了從典型人物、具體知識(shí)到諾獎(jiǎng)獲得者學(xué)術(shù)價(jià)值和思想境界不同階段的思考、延伸和拓展。例如，在介紹“伯納德·費(fèi)林加——分子機(jī)器的設(shè)計(jì)與合成”一節(jié)中，課程深入淺出地介紹了伯納德·費(fèi)林加的獲獎(jiǎng)原因、研究經(jīng)歷與學(xué)術(shù)成果。并且，通過(guò)這個(gè)事例寄語(yǔ)學(xué)生：“做科研不要帶有過(guò)多的功利心，要享受自己當(dāng)前研究領(lǐng)域的魅力，或許它未來(lái)的發(fā)展前景會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出你的預(yù)期”。每節(jié)課都是雙語(yǔ)、專(zhuān)業(yè)與思政的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)思想領(lǐng)域與前沿知識(shí)的有機(jī)融合。設(shè)計(jì)制作的20集在線教學(xué)視頻濃縮了各個(gè)專(zhuān)題的亮點(diǎn)、專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn)和難點(diǎn)解讀，涵蓋了高分子材料、催化反應(yīng)、新的元素發(fā)現(xiàn)、高分辨成像等不同領(lǐng)域，每集十分鐘左右，引導(dǎo)學(xué)生了解關(guān)鍵科技信息并自主構(gòu)建知識(shí)框架，觀察科學(xué)現(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律。同時(shí)，線上課程內(nèi)容還包括全部章節(jié)的中英文講稿、PPT課件、習(xí)題、熱點(diǎn)討論等，有助于學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)，訓(xùn)練綜合思考能力及邏輯思維。采用現(xiàn)代化的科技手段和教學(xué)平臺(tái)，利用形象活潑的多媒體動(dòng)畫(huà)、內(nèi)容豐富的短視頻、清晰直觀的圖片等，幫助學(xué)生理解抽象的概念，掌握前沿知識(shí)，通過(guò)驅(qū)使好奇心與愉悅感，使線上線下學(xué)習(xí)成為生動(dòng)有趣的享受旅程。

4.3 多維度的教學(xué)考核

與“走近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”的教學(xué)宗旨和教學(xué)目標(biāo)相呼應(yīng)，我們采取注重學(xué)習(xí)過(guò)程的多維度測(cè)評(píng)方式來(lái)檢驗(yàn)教學(xué)效果，即采取了針對(duì)不同層次教學(xué)目標(biāo)的定向考評(píng)機(jī)制。課程考核方式：考勤、課堂交流討論、平時(shí)作業(yè)、線上課堂參與度、期中考試和期末考試等。課程成績(jī)?cè)u(píng)定分為：考勤（5%）、平時(shí)線上線下作業(yè)（10%）、課堂討論（10%）、線上課堂參與度（10%）、期中考試（25%）、期末考試（40%）。具體課程考核與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分值分配見(jiàn)表1。

表1 課程考核與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分值分配表

5 教學(xué)實(shí)踐實(shí)施效果

“對(duì)我來(lái)說(shuō)，真正有印象的是那些化學(xué)家的哲學(xué)精神，他們對(duì)已知的已知提出疑問(wèn)，對(duì)已知的未知發(fā)起挑戰(zhàn)，最后處于未知的未知……”，來(lái)自中南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院、法學(xué)院、化學(xué)與材料學(xué)院、美術(shù)學(xué)院等的學(xué)生們選修完“走近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”，對(duì)這門(mén)通識(shí)課程的教學(xué)效果及學(xué)習(xí)體會(huì)進(jìn)行了反饋?！斑@門(mén)課雖然課時(shí)不多，但真地很能感受到兩位老師的用心，不僅有線下的教學(xué)，線上的視頻課程也制作精良，老師們說(shuō)話很有感染力，聽(tīng)她們講課很有正能量的感覺(jué)，除了學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)外，還能獲得一些哲學(xué)思想”，課后一位學(xué)生如此說(shuō)道。

在防控新冠肺炎期間，“走進(jìn)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”在中共中央宣傳部“學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)”平臺(tái)上線，在特殊時(shí)期為受眾學(xué)習(xí)者帶來(lái)了一門(mén)融化學(xué)前沿知識(shí)與科學(xué)精神教育為一體的線上課程。該課程目前已在“中國(guó)大學(xué)慕課網(wǎng)”“超星學(xué)習(xí)通”“學(xué)銀在線”“智慧樹(shù)”課程平臺(tái)，以及在“學(xué)堂在線”國(guó)際課程平臺(tái)上線。

6 總結(jié)和展望

理工類(lèi)大學(xué)通識(shí)教育課程“走近諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（雙語(yǔ)課程）”以歷年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)為突破點(diǎn)并延伸、演繹，深度發(fā)現(xiàn)獲獎(jiǎng)?wù)叩目茖W(xué)價(jià)值、精神品質(zhì)和科學(xué)變化規(guī)律，從古到今，由點(diǎn)到面，引導(dǎo)學(xué)生站在更高的學(xué)術(shù)高度，以更加開(kāi)闊的視野、更加敏銳的洞察力和更加靈活的思維能力，超越特定專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能的局限，收獲終身受益的學(xué)習(xí)方法和高尚品德。在全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的時(shí)代背景下，希望通過(guò)大學(xué)理工類(lèi)通識(shí)教育課程，樹(shù)立科學(xué)知識(shí)與科學(xué)精神有機(jī)融合的教學(xué)理念，著力教育引導(dǎo)青年學(xué)生深入領(lǐng)會(huì)學(xué)科共通的核心素養(yǎng)，科學(xué)家踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、自由開(kāi)放的合作精神等，積極訓(xùn)練看待問(wèn)題、解決問(wèn)題的創(chuàng)新思路方法，有助于培養(yǎng)造就具有遠(yuǎn)大視野、獨(dú)立思考、堅(jiān)韌不拔、求實(shí)創(chuàng)新品質(zhì)的新一代科技創(chuàng)新人才。