《納米的神奇與魅力》教學中科學素質的培養

邢琳 高斌 肖冰 賀慶 李林

摘要：自然科學類的通識課在培養大學生科學素質方面具有獨特的功能和作用。在通識課《納米的神奇與魅力》教學中通過教學內容的選取、演示實驗的教學、科學探索事例的灌輸、研究性學習模式的實施有效培養了大學生的科學素質。

關鍵詞：通識課；納米的神奇與魅力；教學；科學素質

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

素質教育是以提高公民素質為宗旨的教育，它重視人的潛能開發、身體心理健康培養和社會文化知識教育，是符合教育規律的更高層次、更高水平和更高質量的教育。黨的十八大報告提出要“全面實施素質教育，深化教育領域綜合改革，著力提高教育質量，培養學生創新精神”，這為未來教育事業的發展指明了改革方向。而科學素質是公民素質的重要組成部分，是指人們在獲得和應用科學知識的過程中所表現出來的內在品質，是一個人科學知識、科學思想、科學方法、科學能力和科學精神等的綜合表現。因此，培養大學生的科學素質是高等教育改革的指導思想，是全面實施素質教育的必然要求。目前各高等院校都很重視通識課的開設，因為它可有效提升大學生的綜合素質，彌補專業教育的不足。自然科學類的通識課《納米的神奇與魅力》是一門旨在拓寬基礎、強化素質、培養通識的跨學科基礎教學新課程，由教務處統一組織管理，面向全校學生開設。該課程基于納米科技和納米材料的基本理論知識和前沿熱點，力圖引導各專業的學生從中獲得廣泛的知識，讓學生了解和掌握納米科技和納米材料在不同學科領域的研究方法及應用，進而為能力和專業各異的大學生提供未來學習和發展所需要的方法、思路和眼界。在通識課《納米的神奇與魅力》教學過程中，我們始終把科學素質作為培養大學生的首要目標，注重以下幾個方面的實施，旨在拓展學生的科學知識、陶冶學生的科學情趣、培養學生的科學精神、提高學生的科學能力。

一、注重教學內容的選取，拓展學生的科學知識

教學內容的選取在提高教學質量和培養學生的科學素質方面起著非常關鍵的作用，它可直接反映出教學目的和培養目標。《納米的神奇與魅力》課程是面向全校本科生開設的一門通識課，教學對象主要為來自于不同年級的各專業理工科和少數文科背景的學生。因此，在教學內容的選擇與設計上，要考慮到不同專業不同學科之間的差別，以求滿足不同學生的興趣、愛好及特長。具體來講，在教學內容的選取上我們著重遵循科學性、先進性、實用性、針對性和趣味性的原則，主要講述納米科技的誕生與發展、納米材料的制備、納米材料的神奇性能、納米在各領域所顯示出的魅力應用以及納米研究的現狀和未來發展趨勢，共計16學時。通過講述與納米相關的基礎知識和各學科領域的前沿動態，能有效拓展學生對納米科技和納米材料基本理論知識及未來發展趨勢的了解和掌握，開闊視野。

二、重視演示實驗的視頻教學，陶冶學生的科學情趣

演示實驗教學在培養大學生的科學素質中顯示出極大的優越性。生動、直觀、形象的實驗過程和結果，不僅可以培養學生實事求是，尊重實驗事實的科學態度，而且可以培養學生觀察、分析和解決問題的能力，為培養學生的探索精神和創造性思維提供條件。在通識課《納米的神奇與魅力》授課過程中，我們不僅重視知識的傳授過程而且重視知識點與科學技術、社會生活的緊密聯系。鑒于通識課課程的性質和學時要求，學生不可能親身經歷科學探索的過程，因此，利用多媒體技術結合納米前沿進行相關知識的演示實驗視頻教學是必不可少的。例如，通過視頻教學演示先進納米儀器的操作、不同方法所合成納米材料的制備過程、納米材料所表現出來的神奇特性（如：力、熱、光、電、磁、聲、超導等）、納米科技和納米材料在不同領域的魅力應用（如：軍事、紡織、服裝、醫藥、能源、建筑、航空航天等）。通過這些演示實驗視頻教學不僅可以讓學生對知識點有直觀的理解和掌握，而且可以培養學生具有正確的科學思想、恰當的科學方法和良好的科學思維，使得學生在輕松愉快的課堂氛圍中吸收科學的營養，達到接受和掌握知識的同時陶冶學生的科學情操。

三、灌輸科學探索的事例，培養學生的科學精神

任何一項科技的進步都不是一帆風順、一蹴而就的，甚至要付出巨大的代價。向學生灌輸科學家們科學探索的事例，可以讓學生感知科學家們的思維與行為方式，從而建立起自己的科學思維能力，把知識應用到思維和推理活動中，并學會通過科學探索的方法去不斷地獲取新知識、創造新知識。在通識課《納米的神奇與魅力》課堂教學中，可以通過講述一些科學家的故事有意識地向學生灌輸一些科學探索的事例。例如，在“納米藥物”這節，可講述美國一位醫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，可講述一個團隊在課題組長的帶領下，經過幾年的努力最終開發出新型的燃料電池并最終使其商業化的事例。讓學生們在聆聽故事的同時也深切感受到科學探索的過程并不是一帆風順的，需要經過多次的努力才能夠獲得成功。科學探索的事例教學，可以完善學生的認知結構，讓他們知道任何一件事情的完成都可能需要漫長的過程，不可能一蹴而就，從而培養他們的科學精神，激發他們的學習興趣，提高他們的探究能力。

四、實施研究性學習模式，提高學生的科學探究能力

所謂研究性學習，是學生在教師的指導下，基于自身的興趣，從學習生活和社會生活中選擇和確定研究專題，并在研究過程中主動獲取知識、應用知識、解決問題的學習活動，其根本特征是探究性、實踐性、自主性、過程性和開放性。在通識課《納米的神奇與魅力》課堂教學中，基于學生的專業和學習基礎，可引導他們發揮專業優勢以團隊的形式選擇感興趣的與納米相關的研究專題撰寫科學小論文。在教師的指導下，學生可以自主選擇教師指定的論文題目，也可以自選題目。在撰寫論文的過程中強調學生學習的自主性和探究性，但是也要對學生給予方法性的指導，使得他們學會搜集、整理和分析資料，鼓勵他們互相幫助，相互協助解決問題，培養他們的團隊精神。實施研究性的學習模式，不僅能夠激發學生的求知欲望，而且能夠讓學生養成科學的行為和習慣，提高他們主動探究的科學能力。

綜上所述，在通識課《納米的神奇與魅力》課堂教學中，可通過選取恰當的教學內容、演示有趣的納米實驗、講述生動的科學探索事例、實施研究性的學習模式對有效培養大學生的科學素質具有重要意義。科學素質的培養不僅可以讓大學生在學習的過程中體驗到探索和發現的快樂，而且有助于培養他們正確的科學思想、嚴謹的科學態度以及正確的科學價值觀。

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基金項目：2011年度中原工學院教學改革與研究項目“在公選課《納米的神奇與魅力》教學中培養學生科學素質的探索研究”、2012年中原工學院重點課程建設項目“納米的神奇與魅力”

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