對《宇宙新概念》課程教學改革的體會

趙江南 陳宇 黃獅勇 吳瓊水

摘要：《宇宙新概念》作為武漢大學一門開設了二十多年的通識選修課，選課人數(shù)累計達3.5萬余人。該課程2014年入選素質(zhì)教育國家精品通選課，2016年開始在中國大學MOOC課程網(wǎng)上線，2017年獲國家精品在線課程稱號，兩年多來網(wǎng)上累計選課人數(shù)達5.5萬余人。2018年入選武漢大學第一批核心通識課。本文就《宇宙新概念》這門課程所解決的教學問題及其特點進行了較詳盡的分析，以及如何通過教學方法、教學內(nèi)容等的改革，來吸引更多學生選課，擴大課程的影響力，提高學生對天文學的認識和理解，由此幫助學生建立正確的世界觀。

關鍵詞：《宇宙新概念》;天文學;通識課;教學改革

中圖分類號：G654.6 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2019）21-0091-03

武漢大學《宇宙新概念》課程組從1995年成立至今已二十多年，通過多年的努力，現(xiàn)在本課程已經(jīng)成為武漢大學第一批核心通識課程，也是武漢大學最具影響力的理工類公共課程之一。本文就這門課程的建設和取得的成績談一些心得體會。主講趙江南老師2003年10月就發(fā)表過《關于公共選修課宇宙新概念的一些想法》的教改文章[1]。

一、傳統(tǒng)教學模式中存在的問題

隨著信息時代的發(fā)展，創(chuàng)新型人才越來越受到重視，同時，創(chuàng)新性的教學方法的改革也成為人們關注的熱點[2]。傳統(tǒng)的教學模式主要是以知識的講解為主[3]，以教師、課本為中心，課堂講授為主要傳播途徑，學生為被動接受方。現(xiàn)在這種教學模式仍然在課堂授課上占主導地位[4]。老師年復一年地重復之前的教案，或略作更新，其教學目的在于使學生會考試、拿高分，完成知識的傳播，而不在意學生是否真的聽懂，是否能夠學以致用，是否能夠獨立思考[5]。長此以往，學生對于課程的理解就僅僅只是該課程上課到結課期間所學的內(nèi)容。學生的學習心態(tài)則是想學就學，不想學就抄別人的筆記[6]，只要記下老師所講授的知識就行，而不去主動吸收知識，去思考“為什么”，最后也提不起主動學習的興趣，更加無從談創(chuàng)新了。

傳統(tǒng)課堂授課方式比較單一，基本上所有的知識講授全是在課堂上完成的。學生想要對前面所學的知識進行復習或者是對課堂上的未解知識進行重新理解，都只能夠靠書本和筆記。這使得知識不易被迅速地吸收、傳承和創(chuàng)新。

因此，關于傳統(tǒng)教學模式中存在的教學問題[7]主要有兩點：教學內(nèi)容上，過于死板，所講授的知識過于單調(diào)，且無法讓學生了解到該領域最新的知識;教學手段上，過于簡單，所學知識基本上靠課堂講授，沒辦法調(diào)動學生的主動性和積極性，也無法提高學生的實際應用能力。

《宇宙新概念》作為一門大學通識課程，同樣也需要很好地去解決傳統(tǒng)教學模式中存在的這兩個問題，使課程能夠滿足新時代的大學生培養(yǎng)的需求。通過不斷的教學改革探索、經(jīng)驗總結和持續(xù)改進，我們在這兩個問題的解決上取得了較好的進展。

二、《宇宙新概念》課程的教學模式所解決的問題

（一）提高學生的自主學習和創(chuàng)新能力

作為一門通識課程，如何能夠讓學生主動地去學習，而不是被動地灌輸？這個問題對于很多課程來說，都是一個不得不面對且難以解決的問題。

要解決這個問題，我們首先需要思考為什么提出要讓學生自主學習？當前，傳統(tǒng)的教學模式是教師主動傳播，而學生被動接受，是一種注重知識的繼承、以照搬照抄為主的模式，忽略了學生主動學習的熱情與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。這種教學方式最終導致的結果就是學生為了應付考試和獲取學分只看必考內(nèi)容，死記硬背，忽略了對知識的吸收、應用和創(chuàng)新。事實上，教學必須讓學生學習融會貫通，并對相關的知識發(fā)表自己獨特的見解，而不僅僅是書本上的標準答案。因此，在這個越來越看重創(chuàng)新的時代，自主學習不僅僅是本課程所需要培養(yǎng)的一種能力，同時也是學生們將來在社會上立足的一種基本生存技能。

《宇宙新概念》課程通過課堂提出問題，比如近年來熱門的引力波探測問題，由學生通過自主學習，搜尋答案，中國大學MOOC和武漢大學珞珈MOOC在線答疑，組織課堂討論來認識問題的各個方面，提出可能的新想法和實驗方案等創(chuàng)新思路來加深印象，引導學生繼續(xù)進行課外學習。通過作業(yè)、小論文來進一步加深認識。

《宇宙新概念》課程最具特色的是“新”字，這個新體現(xiàn)在兩方面：內(nèi)容不斷更新、理念不斷創(chuàng)新。課程教學本身也向學生展示創(chuàng)新的重要性，進一步提高學生學習的興趣。

1.更新教學內(nèi)容。課程組對教學內(nèi)容進行了持續(xù)更新：課程教材從1995年的講義（10萬字），到2003年第一版《宇宙新概念》（20萬字），再到2006年第二版《宇宙新概念》（30萬字），到2014年第三版《宇宙新概念》（40萬字），2015年課程配套讀物《宇宙簡史》先后由武漢大學出版社出版發(fā)行，2019年《宇宙新概念》將出版第四版。教材盡可能地將天文學最具影響力的研究課題，諸如暗物質(zhì)、暗能量、黑洞和引力波等不斷融入到教學內(nèi)容中。由于天文學不斷有新理論、新發(fā)現(xiàn)的涌出，所以教案和教學PPT則每學期更新，我們的教學團隊成員均有相關領域的科研經(jīng)歷，善于用科研經(jīng)歷和一流的科研成果反哺教學，將一流的科研成果融入到教學中。

2.新的通識教育手段。課程采用“課堂講授+互動討論+視頻教學+MOOC平臺”的教學模式，極大地激發(fā)了學生的學習興趣。同時，利用課內(nèi)外平臺進行科普教育，受眾廣泛，影響力較大。老師風趣幽默的課堂講授方式，以及互動討論，使學生在課堂上有所學、有所思。同時，MOOC教學的方式，可以讓學生在課下有機會重溫老師的課堂教學內(nèi)容。古語有云：“溫故而知新”，同時也可以查漏補缺，再次學習課堂上不懂或者沒聽到的地方。另外，課程組在學校的支持下正在建設武漢大學天文觀測教學實驗室，將配備兩臺教學望遠鏡供學生實習，課程將進入“課堂講授+互動討論+視頻教學+MOOC平臺+天文觀測實踐”教學模式，進一步提升學生的學習興趣，天文觀測實踐將更好地使學生將學習到的知識應用于實踐之中，學而思，思而行，最終將課程內(nèi)容轉化成學生自己的實際知識儲備，課內(nèi)課外，線上線下，理論聯(lián)系實際，提高學生的綜合素質(zhì)和能力。

（二）拓展學生的視野，培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)

作為一門通識課程，不僅僅承擔了傳播教學內(nèi)容相關知識的任務，還需要拓展學生的視野，培養(yǎng)學生的科學文化素養(yǎng)。《宇宙新概念》采用多樣化的教學手段讓復雜高深的天文知識變得通俗易懂，使不同學科背景，特別是人文社科專業(yè)的學生也可以隨時隨地學習到最新的天文學知識，拓寬了學生的視野。天文學的發(fā)展與觀測技術手段的提升密切相關，教學團隊成員的科研經(jīng)歷與科研成果幫助學生建立對科學手段、大科學工程的認識。課外的天文觀測有助于提高學生的動手能力和科學素養(yǎng)。同時，在教學課堂上，系統(tǒng)講解宇宙學現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、科學解釋及其原理。通過科學的思考方法和類比方法，發(fā)散、拓寬學生的思維，將課堂上所學的知識、思考方法應用到其他課程和實際研究之中。

三、自然科學通識教育與培養(yǎng)正確世界觀相結合

天文學是最古老、最基本的學科，同時又是最前沿、最具想象力的學科。天文學的進步和發(fā)展影響到人類對宇宙的看法和認識，所以現(xiàn)代大學生對天文學的愛好、興趣和關注度遠高于其他學科。武漢大學作為綜合性大學，歷來重視培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和建立正確的世界觀、哲學觀。為了提供廣大學生了解天文學知識的平臺，畢業(yè)于南京大學天文系的趙江南老師于1995年提出并獲批在全校本科生中開設天文學公共選修課《宇宙新概念》。

大學教育很重要的工作是培養(yǎng)學生用辯證唯物主義的觀點來觀察世界和解決問題，特別是現(xiàn)階段大學生的哲學觀、世界觀不太成熟，而《宇宙新概念》課程以天文學為主要內(nèi)容，由于天文學與哲學密切相關，宇宙學發(fā)展到今天，哲學對它的指導作用比以往顯得更加重要，課程通過恒星、宇宙起源和演化中的哲學思想來解釋天文學和哲學的關系。通過宇宙新概念的教學，向學生宣傳正確的世界觀、自然哲學觀，在素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)[8]中發(fā)揮了重要作用。因此課程教學可以幫助學生和受眾提升科學素養(yǎng)，樹立正確的宇宙觀與哲學觀。

通過對《宇宙新概念》課程的教學內(nèi)容與方法的改革，我們可以得到如下幾點啟示：

（1）教學方法的改革要以激發(fā)學生興趣，自主學習為起始點。

（2）教學方法的改革要以學生的創(chuàng)新型能力的培養(yǎng)為目的。

（3）教學方法的改革要能夠正確引進并使用新的教學方法。

（4）教學方法的改革要使學生通過自然科學的學習來培養(yǎng)正確的世界觀。

四、取得的成績

二十多年來，課程組始終把教學質(zhì)量放在第一位，教學質(zhì)量的提高又使得本課程在學校的影響力也得到大幅提升，學生對課程的評價也達到新的高度。課程主講趙江南老師八年內(nèi)兩次獲得完全由全校學生評定的武漢大學十佳優(yōu)秀教師稱號，表明了學生對課程及授課老師的認可。此外，趙老師還獲得2013年武漢大學杰出教育貢獻校長獎，該課程2014年入選素質(zhì)教育國家精品通選課，2017年獲武漢大學教學成果一等獎，2017年獲得國家精品在線課程等稱號。趙老師先后應邀在重慶大學、中南財經(jīng)政法大學、湖北大學、武漢紡織科技大學、黃岡師范學院、武漢外國語學校等十多所學校作天文學講座，2015年應邀成為山東衛(wèi)視8月23日《我是先生》的主講老師，講授有關天文學的內(nèi)容，觀眾反應良好。該節(jié)目共邀請了全國72位大中小學知名老師參與，獲得2015年度全國廣播電視創(chuàng)新創(chuàng)優(yōu)節(jié)目獎。

參考文獻：

[1]趙江南，等.關于公共選修課宇宙新概念的一些想法[J].高等理科教育，2003，（5）：112-116.

[2]陳明.關于高校教學方法改革的幾點思考[J].安徽工業(yè)大學學報（社會科學版），2003，（03）：101-102.

[3]湯德坤.課堂教學方法改革的幾點思考[J].教育科學論壇，2006，（02）：21-22.

[4]融燕.關于教學方法改革的思考與嘗試[J].北京電子科技學院學報，2000，（02）：39-42.

[5]羅三桂.現(xiàn)代教學理念下的教學方法改革[J].中國高等教育，2009，（06）：11-13

[6]董書光.數(shù)學教學方法改革之實踐與理論思考[J].數(shù)學學習與研究，2015，（05）：31-31.

[7]何池宏.數(shù)學教學方法創(chuàng)新探[J].昆明師范高等專科學校學報，2003，（04）：99-101.

[8]白麗.改變教學方法提高學生綜合能力[J].齊齊哈爾醫(yī)學院學報，2007，（01）：90-91.