改革教学内容与方法 全方位提升学员科学素养

孟凡凯+王春来+杨立

摘要：海军作为知识密集型和技术密集型兵种，对舰员学习知识、掌握技术、解决舰艇装备工程问题的能力要求很高。舰艇装备工程问题实际上都是科学技术问题，这就对学员的科学素养提出了较高的要求。本教学团队以全方位提升学员的科学素养为目标，以《工程热力学》与《传热学》课程主体内容为基础，通过拓展延伸的方法，挖掘课程蕴含的科学知识、科学思想、科学方法与科学精神教学素材，在课堂教学过程中不断强化学员的科学素养，取得了较好的教学效果。

关键词：科学素养；教学改革；素质；实践

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）08-0103-02

一、引言

“科学素养”这一概念最早由美国教育学家科南特于1952年在“General Education in Science”一书中提出。通常是指人们具备或掌握的科学知识、并运用于科学研究、科学创新等方面能力的综合反映[1]。科学素养通常包括科学知识、科学思想、科学方法和科学精神等内容。

二、提升学员科学素养的重要意义

新的历史条件下，军校教育应以培养有灵魂、有本事、有血性、有品德的新一代“四有”革命军人为目标，不断深化军校教育内涵在，不断提高学员的综合素质，其中科学素养不仅是重要组成部分，也对其他素质如创造力、执行力、领导力等产生重要影响。军内外大量学者均对这一教育问题进行了深入研究。郭立峰[2]依据“合训分流”组训方式改革总体要求和海军生长指挥军官“四合三分”的人才培养模式，着眼人才的全面发展，就全面优化人才培养总体设计进行了研究探讨。马燕[3]通过科学素养培养的教学实验调研，制订出适应理工科大学生特点和身心发展规律的培养策略。孟凡凯等[4]针对《工程热力学》公式多、概念多、难点多的特点，为提高课堂授课质量，从教学内容与教学方法两方面开展了教学改革活动，取得了较好的教学效果。

三、军校学员科学素养现状分析

军校本科学员毕业后，通常有两条不同的道路。一是到部队任职，二是考研深造。到部队任职的学员会发现，在本科所学的许多甚至大部分知识，在部队工作中是用不上的，导致学员产生“大学无用论”、“知识无用论”的思想。而实际上，大学教育的精华并不是知识，而是在学习的过程所形成的分析问题和解决问题的能力与方法，面对困难迎难而上的勇气与信心，即所谓科学方法、科学思想与科学精神。有一种说法道出了大学教育的内涵，即大学里学到的最有用的东西，是在若干年后，大部分知识都已忘却后剩下的那些东西，而这些，实际上就是所谓的科学素养。以笔者自身为例，虽然现在从事教学与科研工作，大学所学的知识所剩无几，但形成的学习与研究能力，特别是对知识的梳理、归纳、总结，对问题的分析等能力却放之四海而皆准，令笔者终生受用。考研深造的学员会发现，本科的以掌握知识为主的学习目的，和教员讲授为主的学习方法全然行不通，大部分情况下，需要自己查阅资料，寻找方向，解决问题。而多数学员，在本科时并未受过系统的训练和培养，也未形成研究生所需要的基本科学素养。因此，导师通常不得不花费大量时间，补上这一课。例如，笔者曾经带过两个本科毕业设计学员，竟然在本科期间从没有使用过图书馆查阅文献资料。学员的科学素养现状令人堪忧，其培养问题不得不令我们深思。

以上所述问题本质上都是学员的科学素养问题。学员的考试成绩已经较好地反映了对课程知识的掌握程度，而科学知识仅仅是科学素养的一个方面，并非科学素养的全部。

四、拓展教学内容促进科学素养提升

1.设立实际问题研讨课，提高学员科学分析能力。针对课程内容，笔者先后设立了热力过程、热力学第一定律、热力学第二定律等三个实际问题研讨课。

2.介绍科学人物与历史，培育学员科学精神。在经典热力学发展史上，涌现了一大批卓越的科学家，为热力学的发展与完善做出了巨大的贡献，其中，仅获得诺贝尔奖的就有5位。在教学过程中，讲解基本定律和基本概念时，穿插介绍发现这一定律或提出这一概念的科学家及发现历程，不仅可以增强学员学习兴趣，还可以培育学员崇尚科学，勇攀高峰的精神。例如，在讲授热力学第一定律时，介绍能量守恒定律的发现过程及做出貢献的科学家。

3.开设拓展课教学内容，开阔学员科学视野。结合课程内容，先后开设了“温度也能看得见——温度测量技术”、“福音还是罪恶——制冷剂的那些事”、“静态无氟的新型制冷技术——半导体制冷”等知识拓展课。这些拓展课内容均是经过搜集多方面的资料精心整理而成，内容上属于科普性质，由课程的主体内容引出，又与生活联系密切，学员普遍觉得有意思，喜欢听。

五、创新教学方法促进科学素养提升

1.建立每章知识框图，整体把握课程内容体系。课程中存在大量较为分散、比较抽象的知识点，这些知识点在内容体系上具有较强的系统性和逻辑性，如果善于总结，将知识点规律化，对于学员掌握知识很有帮助。知识框图是表达和揭示知识体系关联性的图表。

2.深化课程内容，提高学员综合分析与比较能力。课程中许多概念相互联系，又相互区别，只有在比较中才能更好理解和把握。精心设计题目，从不同方面比较研究，可以有效地提高学员综合分析能力。例如单级活塞式压气机工作原理和理论耗功一节，教材上比较了三种压缩过程的理论耗功和终态参数，笔者将其进一步拓展，压缩后气体在气瓶中经自然散热后，气瓶内气体压力又将怎样变化？通过这一深入的思考，可以得到结论，即经自然散热后，气瓶内气体温度都将等于环境温度，而经绝热压缩过程后充入气瓶的气体会再经历一个等容放热过程，压力将进一步降低。从而再一次证明“定温压缩过程最有利”这一热力学原理。

3.设计调查问卷，及时了解教学效果。为深入了解教学效果，在课程和考试结束后，笔者设计了调查问卷。内容涉及授课内容、授课方法、提问多少、考试难度、学习兴趣等多个方面。

六、结语

教学有规律可循，但无固定模式，只有从课程特点出发，改变传统的灌输式教学方法，充分调动学员积极性，不断转变教育思想，更新教育观念，才能从根本上提高教学质量，全方位提升学员科学素养，培养出高质量的人才。

参考文献：

[1]李永威.关于科普、科学和科学素养[J].清华大学学报（哲学社会科学版），2004，（01）：88-93.

[2]郭立峰.优化人才培养总体设计锤炼面向未来战争的新型海军军官[J].海军院校教育，2004，14（6）：5-8.

[3]梁园源.基于STS教育理念的理工科大学生科学素养培养对策研究[D].69重庆师范大学，2012.

[4]孟凡凯，杨立，寇蔚.提高《工程热力学》课程授课质量的实践[C]//全国能源动力类专业教学改革研讨会论文集，2014.镇江：江苏大学出版社：419-421.