《中外地學比較史》核心通識課程設計與實踐

李淑敏 陳圣寧 黃小琴

摘 要：

概括和總結了課程的建設過程，闡述圍繞培養學生使用辯證唯物主義的認識論和方法論，包括自然觀和地球觀，設計課程內容和選擇教學方法，使課程成為學生梳理和提高樸素想象力科學性的有力工具。給學生以科學人思維規律的深層次引導，形成地學全球運動思維，鑒古創新，激發學生探索精神，啟迪科學智慧，熱愛美好地球。

關鍵詞：

通識教育;地球科學;課程建設

中圖分類號：G4

文獻標識碼：A ? ? ?doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2020.13.088

0 引言

所謂通識教育即為共同的、核心的、綜合的、非工具性、非職業性的教育，旨在培育學生的人文情懷、生存智慧，提升學生綜合素養，健全學生人格，注重知識完整性，內在邏輯關系。南京大學天文與空間科學學院教授李向東在建設《宇宙簡史》課程時提到：現代自然科學為理解各種自然和社會現象提供了主要的工具和方法，據此人們才可以建立正確的世界觀、價值觀和人生觀。因此，自然科學在培養健全人格、愛國情懷、批判性思維和創新精神等方面大有可為。地學（geoscience），也稱地球科學（earth science），包括研究地球的全部學科：地質學、地球物理學、地理學、大氣科學和海洋科學等。人類生活并繁衍于地球，地學是人類認識地球的一門最重要的基礎學科。

1 《中外地學比較史》課程定位與目標

在當代的科學體系中，通常將數學、物理、化學、天文、地學和生物并列，作為自然科學研究的六大領域。數、理、化是發展工業的基礎科學，生物學是發展農業和醫學的基礎科學，而地學關乎于資源（油、氣、礦產）、環境、國民基礎建設、人與自然可持續發展。人類之所以要認識地球，首先是因為我們必須源源不斷地從自然界獲取資源，才能維持生存、進而發展。生命的起源、天體的起源，航天，探月，環境問題，生態危機，全世界都在關注的問題，都是以地球科學為主體的。

中外各歷史時期，人們對這顆星球的形成和演化不斷探索形成了今天成熟的地球科學。20世紀之前，中、西方經歷了非常不同的發展過程，在人文、宗教、政治和自然科學的諸多方面都有明顯的差異。西南聯大——歷史教授皮明舉：“不讀中國歷史不知道中國的偉大，不讀西洋史不知道中國的落后”。中外地學史比較，將緊密結合歷史背景，沿著中國和外國兩條主線：歷史時期的學術思想、地質科學成就及其歷史地位、著作、著名科學家的生平事跡、重大地質科學活動等，并集中的以中外地學發展過程中的重要人物、重要事件，對世界范圍內中西方地學思想形成的共同性與差異性進行比較，梳理同一學科緣起、主題、內容、方式、演進、成果及其影響力的異同，探索中外地學發生、發展、繁榮和衰落的某些規律。

通過該門課程，培養學生使用辯證唯物主義的認識論和方法論，包括自然觀和地球觀。從認識論與方法論方面給學生以科學人思維規律的深層次引導，使之成為學生梳理和提高樸素想象力科學性的有力工具。形成地學全球運動思維，鑒古創新，激發學生探索精神，啟迪科學智慧，熱愛美好地球。

2 《中外地學比較史》課程設計內容組織與安排

2.1 課程設計思路

緊緊的圍繞中國和外國兩個空間，一個時間軸上呈現知地球科學的緣起、流變、積累、深化、未來與創新，著重講授在重要時間和空間節點上的經典思想、作品和人物，構建起具體知識構成的坐標，把學生引入科學領域的概念和過程中。運用比較的方法，比較中國和外國同一學科緣起、主題、內容、方式、演進、成果及其影響力的異同，呈現中西地球科學的同質性訴求，差異性方式，探求用多元的視角理解地球科學知識，解決實際問題。

2.2 教學內容的選取

中外地球科學的歷史時間軸，認識地球的構成和演化大致分五個時期。教學內容重點選擇每個時期中國和外國地球科學概念，地球科學方法、地球科學思想實驗、地球科學的論證與邏輯推理。以促進學生通過歷史對地球科學概念的理解、促進學生通過歷史對地球科學方法論的搜集證據、猜想和測試過程的理解、促進學生對地球科學依賴實驗，實驗對地球科學廣泛持久的影響的理解、促進學生地球科學思維和推理能力，讓學生變得更有科學頭腦。簡而言之教學內容圍繞培養一些思維能力，一些做實驗的方法，一些推理的方法，以及指導學生這個世界的很多邊界，什么事能做，什么事不能做，我們把它叫作地球科學常識而展開。

2.3 教學內容組織與學時安排

中外地學史在多個空間和一個時間的框架下大致分為五個時期，前期在自然科學沒有真正確立之前，更多的是從思想史方面看自然科學的發展，在科學發展的早期，這個界限是不明確的，所謂科學探索，更多的是從哲學的層面去研究，而在科學發展劃分已經十分明細的今天、天文地理、地質、物理等學科都已有了自己比較明確的概念范圍。地學在不同學派、不同觀點的爭論中形成和發展起來。教學內容組織與學時安排見表1。

3 《中外地學比較史》課程教學方法與手段

3.1 課程教學方法

在指定的教學內容或教學主體下，關注培養學生的科學態度，發展科學方法。教學方法和手段的使用上要使學生變得“懂科學”，而不僅僅是“學習科學”。根據教學內容，借鑒澳大利亞新南威爾士大學教育學院榮譽副教授邁克爾·馬修斯的教學經驗與學術思想，主要采用“探究式教學”和“發現式學習”方法。并牢牢結合“情景的方法”和“歷史的方法”，輔以討論法、任務驅動法和訓練法。

“探究式教學”和“發現式學習”也即課程以學生為中心，學生在課程中是主體，教師作為引導，讓學生就課程中的某個問題進行探究、實驗、討論等，最后得出結論。在整個探究過程中，教師使用任務驅動法。亞里士多德說，思維自疑問和驚奇開始，任務驅動就是要設計學生的學習任務，學生通過查閱資料思考、推理、用已知的知識超越當下所想，引導學生了解地球科學發現的本質，在發現式學習中，盡可能的將學生放在發現者的位置上，鼓勵學生去發現，而不僅僅通過老師的講解了解事物。發現要教師去引導，教師將概念、方法和方法論的知識傳遞給學生。教師引導的越多越好，學生學習的就越多越好。如果一個學生不理解其闡述的命題或主張，那么即使這個命題或主張是真的，學生可能已經學到了它，但不是發現了它;類似地，如果他們理解這個命題，但是被迫相信或者被迫提出這個命題，那么也不能成為發現。

“情景的方法”和“歷史的方法”：歷史上一些科學嘗試的片段對地球科學學科而言具有非凡的意義。這些片段包括：伽利略（Galileo）在改變我們關于人類在宇宙中的位置這一觀點的作用;斯蒂諾（Nicolas Steno）——地層學的建立;第一次地學革命——水成論與火成論之爭;災變論與均變論之爭;菜伊（Charles Lyell）和《地質學原理》“漸進論”的地學思想和“將今論古”的現實主義方法，及地質學的建立;菜伊爾和達爾文（Darwin）他們之間的友誼促進了各自理論的發展，對地質學進化論思想和進化論生物學的發展相輔相成的作用;第二次地學革命——板塊構造理論的興起等。用這些歷史的片段，使學生更好的回望科學史上那些重要的時刻，歷史的探究不僅有助于理解，而且能夠提供關于歷史新的可能性。歷史視角使學生將概念和結構置于廣大的知識體系與科學觀念史中。而角色扮演與戲劇的運用的情景課堂方法，在火成論與水成論之爭、進化論與激變論之爭等歷史片段中使學生扮演不同的觀點支持者，在課下進行各個學說的觀點整理，相關學術論文的整理、地質學家的實際考察和驗證，地學家實驗的整理，課堂上進行情景再現。使學生深刻的認識到“對立統一”的地球科學理論發展中的體現，在兩種對立觀點的斗爭過程中使學生對巖石的成因有了更正確的更全面的認識。甚至深刻地改變了學生觀察這個世界的方式。

3.2 教學資源和手段

目前課程融匯10多本參考教材梳理了簡明扼要的教學內容，收集5門相關MOOC，2個關于地球家園的紀錄片，完成了課程資源的儲備和初步梳理。融匯陳國寶、李玉靜著《大眾地學史》，涂光熾主編《地學思想史》，[英]李約瑟著《中國科學技術史·第五卷地學》，吳鳳鳴著《世界地質學史》，楊文衡著《中國地學史——近現代卷》，許玫，張生妹著《中國地學史——古代卷》，陳毓川、趙遜等編著《世紀之交的地球科學——重大地學領域進展》，中國自然辯證法研究會地學哲學委員會《地學與思維》，王維著《地學哲學對談錄》，吳鳳鳴等著《地學哲學與可持續發展》，地質出版社《地球科學大辭典·基礎學科卷》等形成課程精要講義。推薦學生拓展學習MOOC資源：關于地學、哲學和地質學史的講座——吳鳳鳴（超星視頻）;中國大學MOOC：中國自然美景及其地質成因;中國地質大學（北京）公開課：走近地球——地球科學概述;中國大學MOOC：南京大學——走進地理學;中國大學MOOC：電子科技大學——地球資源與環境信息技術前沿。以及“地球成長史”（BBC紀錄片）、“家園（home）（法國紀錄片）”，豐富學生對地球科學深入認識和理解的要求。

3.3 《中外地學比較史》課程考核與評價

課程考核與評價分為考勤、平時作業、小組項目、課程論文或設計四個方面。

要求每個學生建立《中外地學比較史》課程的小冊子，學期中整理4個地球科學經典案例，其中包括歷史故事、科學家原創論文的引文、相關的科學實驗和論證、旁注和問題以及留給學生對某個課堂問題的感想。期末課程論文，論文選題由學生根據收集的資料自定。包括巖石學類、地質年代、礦床和成礦理論、板塊和構造、區域生態地質環境研究、綠色能源與可持續發展、未來地球、3s技術與數字地球、地學史發展研究、地學史比較等。

4 結語與展望

《中外地學比較史》旨在使學生學過課程后應建立的地球科學思維，由地球科學課推廣其他科學探究。課程在三亞學院開設兩個學期，之后將繼續梳理課程內容，形成體系，讓知識更有連續性和系統性;拓寬學生的學習途徑和方法，豐富動手能力部分內容，設計實證考察模塊;基于微助教或雨課堂進行部分課堂翻轉，引導學生用手機聽課、做課上習題與老師互動，而非游戲;增加學術海報設計考核。更好的使課程成為學生梳理和提高樸素想象力科學性的有力工具。給學生以科學人思維規律的深層次引導，形成地學全球運動思維，鑒古創新，激發學生探索精神，啟迪科學智慧，熱愛美好地球。

參考文獻

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