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他山之石

    他山之石

    【南京大学】星辰为伴,上下求索——“初等数理天文”课程思政建设体会

    时间:2020-12-14 10:44:25  作者:  点击:

    本文源自于南京大学教师教学发展中心,原文链接:http://ctl.nju.edu.cn/76/2e/c20429a489006/page.htm

    现代教育学之父赫尔巴特认为教学具有教育性,育人始终贯穿在教学的过程之中。爱因斯坦曾说:“用专业知识教育人是不够的,通过专业教育,学生可成为有用的机器,但不能成为一个和谐发展的人。”如何在天文学课程中实现课程的教育性,育人于无形呢?在此以“初等数理天文”课程思政的建设为例来介绍具体做法。

    “初等数理天文”是2014年起面向本科新生开设的专业选修课,以“世界为何是这样”展开,从天文学发展的历程、从物质世界由小到大的尺度、从跨越学科的视野来帮助学生对宇宙中不同层次的天体结构快速形成整体图案、并引导他们积极思考藏于天体表面现象背后更深层次的原因。在传授“硬核”——有一定难度和挑战度的知识同时,通过展现大视野、建立大课堂、涵养大人格来实现课程中的教育性,培养有价值辨识,能够明是非、知美丑;有知识素养,热爱专业能够传递科学精神;有丰盈情感,对家国、对人性、对生命充满着爱的完整的人。

    一、展现“大视野”

    英国教育哲学家怀特海在《教育的目的》书中写到:“在中学阶段,学生伏案学习。在大学里,他应该站起身来,四面环望。”对此,我们的理解是大学教育必须大视野,必须超越具体知识,从更大的知识结构来思考教学。

    “初等数理天文”课程名称中的初等意指简单,数指数学,理指物理。课程设计稍稍跨学科,通过对比让学生初步感受学科、专业之间的融通。以海螺为例,在数学家的眼里可看到自然界常见的对数螺线,而在物理学家的眼里则可看到标度不变性;数学可以美丽优雅地描述自然,而物理学则能借助数学来理解自然。

    从科学发展的历史长河中挑选一些关键性事例来教育学生,以史为鉴,从探索奥秘的艰辛过程来传递科学精神;以史为器,从革命性变革的事件引导学生感悟科学方法。尽力提升课程的思想深度,如引导学生思考:什么是科学?科学始于何处?某些科学发现的具体过程,如从托勒密的地心说到哥白尼的日心说,天文学带来哪些自然哲学上的革命性挑战?等等问题。诚如柏拉图所言:天文学吸引人们仰望上苍,引导我们了解其他的世界。

    课程围绕自然界中稳定的物质结构展开,从引力量子化的尺度、经典时空的极小,一直讲到可见宇宙的大小、极大,以此展现“大视野”。如在物质世界的尺度和质量的图上,通过比较氢原子与白矮星,比较太阳系内行星绕太阳的运行曲线与银河系的平直旋转曲线等,来找寻它们内在关联,探讨“新物理”。

    这种“大视野”是一种“大结构观”,知识之间的彼此联系镶嵌在“大结构”中,同时“大视野”也焕发知识之美,以美启真、真中品美,让美与真相互映照、相互联系,在课程中让学生充分感受“简单是真的标志,美是真理的光辉”。

    二、建立“大课堂”

    作为授课教师,育人过程不能简单地随课堂、课程的结束而终结。应打破时空局限,建立虚与实相结合、线上与线下相结合,引导学生自我学习、终身学习的“大课堂”。

    通过课程微信群,建立联系课内外的课堂,开展答疑和讨论;基于2018年底在中国大学MOOC平台上线的《趣谈天体物理》课程,建立线上线下混合式课堂,鼓励学生活学活用,将线下课堂所学知识运用到慕课网站回答学习者提出的问题,在这个过程中也能培养学生的社会责任感;基于彼此间的信任,在更长久的时间尺度上构建与学生心灵相连的课堂,“聊”困惑、“话”出路、“谈”理想、“谋”做法,对学生前进的方向给以指引。

    教师要尽量避免学生在课程学习过程中的习得性无助,要有意识地引导学生自我学习,在学习的过程中成就自我,体会成功的喜悦。为此,我在所承担的课程中采用部分翻转的方式来实现学生个性化发展和培养,通过费曼学习技巧,让学生以教来初学,以教来促学,以提升专业知识传授效果。

    三、涵养“大人格”

    天文学是当代自然科学的核心和前沿学科之一,国家对天文学高端人才有着迫切需求,通过课程让学生明确肩负的责任,有意识地培养将来能够报效国家并能够积极参与国际竞争的优秀学生。天文学自身又极具魅力,我们可以对哲学终极问题:“我是谁?我从哪里来?我到哪里去?”作出天文学的解答:“我们都是恒星的孩子,我们都是星辰,我们体内的每一个原子都书写着宇宙的历史”。让学生懂得生命的价值和可贵,从而珍惜生命、热爱生命,爱护我们赖以生存的地球家园。同时,通过天文学院的前辈科学家、参与国家航天事业并为此做出重要贡献的高年级学长作为榜样,激励学生奋发图强、报效祖国。

    天文学研究对象从宇宙极小到极大,尺度放大的过程也彰显了人性尺度的放大过程。天文课程中的教育性应该可以感受到人性尺度、思想尺度甚至灵魂尺度的逐渐放大过程,从而通过天文学的魅力来培养完整的人,从小我到大我,逐渐实现“大价值”。

    总而言之,从2002年开始教学到现在,我越来越深刻地意识到立德树人在课程中的重要性。我认为,课程思政的根本,是要关注课程背后的人,由品行好、教学精湛的老师通过精心设计课程来培养有价值辨识、有知识素养、有丰盈情感的人,一个完整的人。

    2020.8.17

    责任编辑:严思璇 陈曦

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