基于建構(gòu)主義的科技與人文融合性公共課教學(xué)設(shè)計(jì)*

朱暑波

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

全萌凱

(河南測(cè)繪職業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)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(huì)的不斷發(fā)展，有關(guān)科技與人文的討論越來(lái)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(shí)代的要求，也是提高高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的重點(diǎn)和難點(diǎn).科技和人文多學(xué)科交叉被認(rèn)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(jì)50年代被斯諾明確的提出以來(lái)，就被教育研究者們不斷地提及和討論[3].科技是對(duì)客觀世界及其規(guī)律的求真認(rèn)知，人文是對(duì)精神世界的求善追求，兩者共同構(gòu)成了人們對(duì)世界的認(rèn)識(shí).早在文藝復(fù)興時(shí)期以前，科技與人文本就是一體的；之后隨著知識(shí)的不斷豐富，同時(shí)社會(huì)對(duì)專業(yè)化人才需求的不斷增長(zhǎng)，知識(shí)隨之分化，并逐漸形成了現(xiàn)今的各個(gè)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(lái)越多的例子證明，那些做出杰出貢獻(xiàn)的學(xué)術(shù)巨匠們均是在多個(gè)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(wèn)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(shí)，人們也開(kāi)展了對(duì)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(duì)科技與人文在工程中的融合進(jìn)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(jiǎng)獲得者李政道在清華園召開(kāi)的“促進(jìn)科學(xué)教育和人文教育融合高級(jí)研討會(huì)”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(duì)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(duì)欠缺的，多數(shù)專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃均以單一專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)為主，跨專業(yè)課程多以選修課形式展開(kāi)，而且這些課程的內(nèi)容也往往針對(duì)專業(yè)知識(shí)的某一部分內(nèi)容展開(kāi)，過(guò)于專業(yè)化，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)只是簡(jiǎn)單的知識(shí)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(gè)學(xué)科之間實(shí)現(xiàn)真正的有機(jī)交叉.

要想真正促進(jìn)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(tái)，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(gè)很好的切入點(diǎn).同時(shí)，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(diǎn)相對(duì)集中等優(yōu)勢(shì).基于此，有必要對(duì)此展開(kāi)一定的課程教學(xué)設(shè)計(jì)研究.

建構(gòu)主義理論是一套對(duì)我國(guó)教育有著特殊意義的知識(shí)和學(xué)習(xí)理論.建構(gòu)主義理論認(rèn)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(jìn)、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(rèn)知工具等學(xué)習(xí)環(huán)境因素，最終通過(guò)自身達(dá)到對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)[8].在此過(guò)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(duì)于非良構(gòu)知識(shí)的學(xué)習(xí)有著獨(dú)特的效果.基于此，針對(duì)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(duì)科技與人文融合性公共課的教學(xué)設(shè)計(jì)開(kāi)展了一定的研究及嘗試.本文基于建構(gòu)主義理論，從多個(gè)方面對(duì)物理與文化為主要內(nèi)容的公共課進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)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(jìn)科技和人文學(xué)科間交叉.目標(biāo)在于使學(xué)生通過(guò)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(shí)，理解二者的知識(shí)特征、歷史演變、聯(lián)系，重點(diǎn)要切實(shí)地理解二者的平行性與統(tǒng)一性，以達(dá)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(gè)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(jiǎn)單化的目標(biāo)，要從整體上把握.

2.2 學(xué)生分析

針對(duì)選修本課程的學(xué)生，從以下3個(gè)方面進(jìn)行分析：

(1)知識(shí)結(jié)構(gòu).本課程將從文科類學(xué)生開(kāi)始，逐步擴(kuò)大到理科類，因?yàn)閷W(xué)生在高中階段對(duì)物理與文化相關(guān)課程都會(huì)進(jìn)行學(xué)習(xí)，但是文科類學(xué)生對(duì)文化相關(guān)知識(shí)會(huì)更加關(guān)注，具有更好的文化背景，易于課程開(kāi)展.

(2)認(rèn)知能力.本課程面向大一、大二學(xué)生以公共課形式開(kāi)設(shè)，這些學(xué)生對(duì)物理的認(rèn)識(shí)尚停留在初步概念階段，還沒(méi)有形成完備的物理學(xué)知識(shí)體系，但這有利于學(xué)生在概念階段直接與文化知識(shí)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(duì)新鮮事物，尤其是超脫本專業(yè)的知識(shí)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(shí)和基本思想的同時(shí)強(qiáng)調(diào)二者之間的平行性聯(lián)系.具體在學(xué)習(xí)時(shí)會(huì)涉及兩個(gè)方面內(nèi)容.

(1)陳述性內(nèi)容.如物理學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，以及文化的基本思想和基本觀點(diǎn).因此類內(nèi)容的固定性，會(huì)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(guò)于專業(yè)的環(huán)節(jié)容易使學(xué)生更多關(guān)注知識(shí)的深度，從而陷入其中的某一兩個(gè)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(shí)的概念性、應(yīng)用型介紹則更容易使學(xué)生接受，更好地進(jìn)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(huì)將多數(shù)內(nèi)容集中于此.此類內(nèi)容會(huì)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(wèn)題、歷史名人的具體案例、現(xiàn)實(shí)生活中某個(gè)問(wèn)題的不同觀點(diǎn)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(huì)等，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性.

3 教學(xué)設(shè)計(jì)

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(shí)際，還原真實(shí)的場(chǎng)景，本課程在情境創(chuàng)設(shè)時(shí)會(huì)從以下3方面展開(kāi)：

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

(2)還原歷史重要事件.科技與人文在文藝復(fù)興時(shí)期經(jīng)歷了重要的分裂時(shí)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(jì)錄片、電影等形式盡可能真實(shí)地還原歷史，從而引發(fā)學(xué)生的思考.

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

3.2 信息資源設(shè)計(jì)

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(shí)，主要從以下3個(gè)方面來(lái)考慮：

(1)書(shū)本資源.本課程在授課時(shí)會(huì)以《物理學(xué)之“道”——近代物理與東方神秘主義》一書(shū)為主，在介紹近代物理成就及東方文化的同時(shí)，重點(diǎn)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(shí)也會(huì)從其他相關(guān)書(shū)籍中選取一些內(nèi)容作為補(bǔ)充，以擴(kuò)展知識(shí)面和進(jìn)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(huì)不斷地有新的知識(shí)以報(bào)道、講座等形式出現(xiàn)，例如中國(guó)科學(xué)院院士朱清時(shí)教授就曾在“量子意識(shí)——現(xiàn)代科學(xué)與佛學(xué)的匯合處”講座中對(duì)科學(xué)和佛學(xué)均是認(rèn)識(shí)真理的方法這一命題進(jìn)行了詮釋，這對(duì)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(shí)應(yīng)將這些網(wǎng)絡(luò)資源吸納進(jìn)入課堂；

(3)學(xué)生自備資源.本課程面對(duì)的學(xué)生中，相信有個(gè)別學(xué)生在初次接觸本課程，甚至在之前就已經(jīng)對(duì)科技與人文融合的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了思考，這些學(xué)生在授課初期會(huì)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的求知欲和創(chuàng)造性(事實(shí)上科技與人文涉及的問(wèn)題之廣，遠(yuǎn)非教師一人所能覆蓋到)，因此，教師可以鼓勵(lì)這些學(xué)生參與到教學(xué)活動(dòng)中，讓學(xué)生將自己的思考整理并展示出來(lái)，并輔以佐證支撐資料.這對(duì)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(jì)

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(duì)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(kāi)：

(1)針對(duì)物理與文化平行性中的典型問(wèn)題，如量子物理與周易陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)的關(guān)系等，采取如下步驟：①教師首先拋出問(wèn)題，這類問(wèn)題一定要具有典型性、普遍性、話題性，可自由發(fā)散展開(kāi).這類問(wèn)題就作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的可引起爭(zhēng)論的初始問(wèn)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(gè)討論小組通過(guò)交互的協(xié)作將討論內(nèi)容進(jìn)行整合，從而形成有條理的初步結(jié)論.③教師收集各個(gè)討論小組的初步結(jié)論，初步總結(jié)，予以點(diǎn)評(píng).在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出逐步深入的后續(xù)問(wèn)題.④學(xué)生針對(duì)后續(xù)問(wèn)題展開(kāi)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(wèn)題，在加以深入思考的同時(shí)也能夠?qū)χ暗乃悸芳右则?yàn)證和應(yīng)用.

在此環(huán)節(jié)教師應(yīng)注意，對(duì)學(xué)生的討論要適時(shí)地加以引導(dǎo)，因?yàn)槲锢砼c文化的內(nèi)容跨度大，范圍廣，以學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)尚不足以直接建立二者的聯(lián)系，在必要的時(shí)候教師要加以輔助.

(2)針對(duì)其他相關(guān)問(wèn)題，如學(xué)生自備資源中提出的問(wèn)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(wèn)題，總結(jié)歸納，根據(jù)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，整理出具有代表性的、涵蓋多個(gè)方面的問(wèn)題，在課堂上加以展示.②學(xué)生以小組形式針對(duì)問(wèn)題展開(kāi)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(diǎn)評(píng).

3.4 強(qiáng)化訓(xùn)練設(shè)計(jì)

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(duì)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(jìn)一步強(qiáng)化訓(xùn)練.本課程在進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)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(xiě)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(shí)本質(zhì)，如物質(zhì)守恒定律與萬(wàn)物相生相克互相轉(zhuǎn)化的聯(lián)系，諸如此類主題；同時(shí)還必須考慮到主題要與學(xué)生的專業(yè)知識(shí)背景相符合，這樣才能夠進(jìn)一步促進(jìn)意義建構(gòu)的完成.

3.5 學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

本課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)采取整體化、多元化、彈性化的方式，最終學(xué)生評(píng)價(jià)會(huì)從以下3方面來(lái)考量：

(1)自主學(xué)習(xí)評(píng)價(jià).在自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，對(duì)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(xiàn)等進(jìn)行評(píng)價(jià).

(2)強(qiáng)化訓(xùn)練評(píng)價(jià).在強(qiáng)化訓(xùn)練環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生的主動(dòng)性、訓(xùn)練過(guò)程、訓(xùn)練效果等進(jìn)行評(píng)價(jià).

(3)課程心得評(píng)價(jià).在課程最后，讓學(xué)生根據(jù)自身的學(xué)習(xí)體會(huì)，撰寫(xiě)一篇最終的課程學(xué)習(xí)心得，對(duì)心得的完成程度與思維深度等進(jìn)行評(píng)價(jià).

通過(guò)多方面評(píng)價(jià)的加權(quán)，能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行公正的評(píng)價(jià)，同時(shí)，評(píng)價(jià)不依據(jù)過(guò)于細(xì)化的標(biāo)準(zhǔn)，切實(shí)保證學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的整體化和彈性化.

4 結(jié)束語(yǔ)

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(jì)、自主學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)、強(qiáng)化訓(xùn)練設(shè)計(jì)及學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)等8個(gè)方面入手，對(duì)物理與文化為代表的科技與人文性公共課進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)，旨在使學(xué)生達(dá)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(guò)本課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)高?？萍寂c人文相融合的教育發(fā)展進(jìn)行探索，并通過(guò)具體的公共課進(jìn)行實(shí)踐.

教育并不是一朝一夕就能取得顯著效果的，本課程是對(duì)高校人才培養(yǎng)中的文理結(jié)合進(jìn)行的一個(gè)嘗試，在今后必將借助更多平臺(tái)，輔以多元化的教育途徑，力求打造一個(gè)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(duì)本工作的指導(dǎo)與幫助.