改革教學內容與方法 全方位提升學員科學素養

孟凡凱+王春來+楊立

摘要：海軍作為知識密集型和技術密集型兵種，對艦員學習知識、掌握技術、解決艦艇裝備工程問題的能力要求很高。艦艇裝備工程問題實際上都是科學技術問題，這就對學員的科學素養提出了較高的要求。本教學團隊以全方位提升學員的科學素養為目標，以《工程熱力學》與《傳熱學》課程主體內容為基礎，通過拓展延伸的方法，挖掘課程蘊含的科學知識、科學思想、科學方法與科學精神教學素材，在課堂教學過程中不斷強化學員的科學素養，取得了較好的教學效果。

關鍵詞：科學素養；教學改革；素質；實踐

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）08-0103-02

一、引言

“科學素養”這一概念最早由美國教育學家科南特于1952年在“General Education in Science”一書中提出。通常是指人們具備或掌握的科學知識、并運用于科學研究、科學創新等方面能力的綜合反映[1]。科學素養通常包括科學知識、科學思想、科學方法和科學精神等內容。

二、提升學員科學素養的重要意義

新的歷史條件下，軍校教育應以培養有靈魂、有本事、有血性、有品德的新一代“四有”革命軍人為目標，不斷深化軍校教育內涵在，不斷提高學員的綜合素質，其中科學素養不僅是重要組成部分，也對其他素質如創造力、執行力、領導力等產生重要影響。軍內外大量學者均對這一教育問題進行了深入研究。郭立峰[2]依據“合訓分流”組訓方式改革總體要求和海軍生長指揮軍官“四合三分”的人才培養模式，著眼人才的全面發展，就全面優化人才培養總體設計進行了研究探討。馬燕[3]通過科學素養培養的教學實驗調研，制訂出適應理工科大學生特點和身心發展規律的培養策略。孟凡凱等[4]針對《工程熱力學》公式多、概念多、難點多的特點，為提高課堂授課質量，從教學內容與教學方法兩方面開展了教學改革活動，取得了較好的教學效果。

三、軍校學員科學素養現狀分析

軍校本科學員畢業后，通常有兩條不同的道路。一是到部隊任職，二是考研深造。到部隊任職的學員會發現，在本科所學的許多甚至大部分知識，在部隊工作中是用不上的，導致學員產生“大學無用論”、“知識無用論”的思想。而實際上，大學教育的精華并不是知識，而是在學習的過程所形成的分析問題和解決問題的能力與方法，面對困難迎難而上的勇氣與信心，即所謂科學方法、科學思想與科學精神。有一種說法道出了大學教育的內涵，即大學里學到的最有用的東西，是在若干年后，大部分知識都已忘卻后剩下的那些東西，而這些，實際上就是所謂的科學素養。以筆者自身為例，雖然現在從事教學與科研工作，大學所學的知識所剩無幾，但形成的學習與研究能力，特別是對知識的梳理、歸納、總結，對問題的分析等能力卻放之四海而皆準，令筆者終生受用。考研深造的學員會發現，本科的以掌握知識為主的學習目的，和教員講授為主的學習方法全然行不通，大部分情況下，需要自己查閱資料，尋找方向，解決問題。而多數學員，在本科時并未受過系統的訓練和培養，也未形成研究生所需要的基本科學素養。因此，導師通常不得不花費大量時間，補上這一課。例如，筆者曾經帶過兩個本科畢業設計學員，竟然在本科期間從沒有使用過圖書館查閱文獻資料。學員的科學素養現狀令人堪憂，其培養問題不得不令我們深思。

以上所述問題本質上都是學員的科學素養問題。學員的考試成績已經較好地反映了對課程知識的掌握程度，而科學知識僅僅是科學素養的一個方面，并非科學素養的全部。

四、拓展教學內容促進科學素養提升

1.設立實際問題研討課，提高學員科學分析能力。針對課程內容，筆者先后設立了熱力過程、熱力學第一定律、熱力學第二定律等三個實際問題研討課。

2.介紹科學人物與歷史，培育學員科學精神。在經典熱力學發展史上，涌現了一大批卓越的科學家，為熱力學的發展與完善做出了巨大的貢獻，其中，僅獲得諾貝爾獎的就有5位。在教學過程中，講解基本定律和基本概念時，穿插介紹發現這一定律或提出這一概念的科學家及發現歷程，不僅可以增強學員學習興趣，還可以培育學員崇尚科學，勇攀高峰的精神。例如，在講授熱力學第一定律時，介紹能量守恒定律的發現過程及做出貢獻的科學家。

3.開設拓展課教學內容，開闊學員科學視野。結合課程內容，先后開設了“溫度也能看得見——溫度測量技術”、“福音還是罪惡——制冷劑的那些事”、“靜態無氟的新型制冷技術——半導體制冷”等知識拓展課。這些拓展課內容均是經過搜集多方面的資料精心整理而成，內容上屬于科普性質，由課程的主體內容引出，又與生活聯系密切，學員普遍覺得有意思，喜歡聽。

五、創新教學方法促進科學素養提升

1.建立每章知識框圖，整體把握課程內容體系。課程中存在大量較為分散、比較抽象的知識點，這些知識點在內容體系上具有較強的系統性和邏輯性，如果善于總結，將知識點規律化，對于學員掌握知識很有幫助。知識框圖是表達和揭示知識體系關聯性的圖表。

2.深化課程內容，提高學員綜合分析與比較能力。課程中許多概念相互聯系，又相互區別，只有在比較中才能更好理解和把握。精心設計題目，從不同方面比較研究，可以有效地提高學員綜合分析能力。例如單級活塞式壓氣機工作原理和理論耗功一節，教材上比較了三種壓縮過程的理論耗功和終態參數，筆者將其進一步拓展，壓縮后氣體在氣瓶中經自然散熱后，氣瓶內氣體壓力又將怎樣變化？通過這一深入的思考，可以得到結論，即經自然散熱后，氣瓶內氣體溫度都將等于環境溫度，而經絕熱壓縮過程后充入氣瓶的氣體會再經歷一個等容放熱過程，壓力將進一步降低。從而再一次證明“定溫壓縮過程最有利”這一熱力學原理。

3.設計調查問卷，及時了解教學效果。為深入了解教學效果，在課程和考試結束后，筆者設計了調查問卷。內容涉及授課內容、授課方法、提問多少、考試難度、學習興趣等多個方面。

六、結語

教學有規律可循，但無固定模式，只有從課程特點出發，改變傳統的灌輸式教學方法，充分調動學員積極性，不斷轉變教育思想，更新教育觀念，才能從根本上提高教學質量，全方位提升學員科學素養，培養出高質量的人才。

參考文獻：

[1]李永威.關于科普、科學和科學素養[J].清華大學學報（哲學社會科學版），2004，（01）：88-93.

[2]郭立峰.優化人才培養總體設計錘煉面向未來戰爭的新型海軍軍官[J].海軍院校教育，2004，14（6）：5-8.

[3]梁園源.基于STS教育理念的理工科大學生科學素養培養對策研究[D].69重慶師范大學，2012.

[4]孟凡凱，楊立，寇蔚.提高《工程熱力學》課程授課質量的實踐[C]//全國能源動力類專業教學改革研討會論文集，2014.鎮江：江蘇大學出版社：419-421.