《中外地学比较史》核心通识课程设计与实践

李淑敏 陈圣宁 黄小琴

摘 要：

概括和总结了课程的建设过程，阐述围绕培养学生使用辩证唯物主义的认识论和方法论，包括自然观和地球观，设计课程内容和选择教学方法，使课程成为学生梳理和提高朴素想象力科学性的有力工具。给学生以科学人思维规律的深层次引导，形成地学全球运动思维，鉴古创新，激发学生探索精神，启迪科学智慧，热爱美好地球。

關键词：

通识教育;地球科学;课程建设

中图分类号：G4

文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2020.13.088

0 引言

所谓通识教育即为共同的、核心的、综合的、非工具性、非职业性的教育，旨在培育学生的人文情怀、生存智慧，提升学生综合素养，健全学生人格，注重知识完整性，内在逻辑关系。南京大学天文与空间科学学院教授李向东在建设《宇宙简史》课程时提到：现代自然科学为理解各种自然和社会现象提供了主要的工具和方法，据此人们才可以建立正确的世界观、价值观和人生观。因此，自然科学在培养健全人格、爱国情怀、批判性思维和创新精神等方面大有可为。地学（geoscience），也称地球科学（earth science），包括研究地球的全部学科：地质学、地球物理学、地理学、大气科学和海洋科学等。人类生活并繁衍于地球，地学是人类认识地球的一门最重要的基础学科。

1 《中外地学比较史》课程定位与目标

在当代的科学体系中，通常将数学、物理、化学、天文、地学和生物并列，作为自然科学研究的六大领域。数、理、化是发展工业的基础科学，生物学是发展农业和医学的基础科学，而地学关乎于资源（油、气、矿产）、环境、国民基础建设、人与自然可持续发展。人类之所以要认识地球，首先是因为我们必须源源不断地从自然界获取资源，才能维持生存、进而发展。生命的起源、天体的起源，航天，探月，环境问题，生态危机，全世界都在关注的问题，都是以地球科学为主体的。

中外各历史时期，人们对这颗星球的形成和演化不断探索形成了今天成熟的地球科学。20世纪之前，中、西方经历了非常不同的发展过程，在人文、宗教、政治和自然科学的诸多方面都有明显的差异。西南联大——历史教授皮明举：“不读中国历史不知道中国的伟大，不读西洋史不知道中国的落后”。中外地学史比较，将紧密结合历史背景，沿着中国和外国两条主线：历史时期的学术思想、地质科学成就及其历史地位、著作、著名科学家的生平事迹、重大地质科学活动等，并集中的以中外地学发展过程中的重要人物、重要事件，对世界范围内中西方地学思想形成的共同性与差异性进行比较，梳理同一学科缘起、主题、内容、方式、演进、成果及其影响力的异同，探索中外地学发生、发展、繁荣和衰落的某些规律。

通过该门课程，培养学生使用辩证唯物主义的认识论和方法论，包括自然观和地球观。从认识论与方法论方面给学生以科学人思维规律的深层次引导，使之成为学生梳理和提高朴素想象力科学性的有力工具。形成地学全球运动思维，鉴古创新，激发学生探索精神，启迪科学智慧，热爱美好地球。

2 《中外地学比较史》课程设计内容组织与安排

2.1 课程设计思路

紧紧的围绕中国和外国两个空间，一个时间轴上呈现知地球科学的缘起、流变、积累、深化、未来与创新，着重讲授在重要时间和空间节点上的经典思想、作品和人物，构建起具体知识构成的坐标，把学生引入科学领域的概念和过程中。运用比较的方法，比较中国和外国同一学科缘起、主题、内容、方式、演进、成果及其影响力的异同，呈现中西地球科学的同质性诉求，差异性方式，探求用多元的视角理解地球科学知识，解决实际问题。

2.2 教学内容的选取

中外地球科学的历史时间轴，认识地球的构成和演化大致分五个时期。教学内容重点选择每个时期中国和外国地球科学概念，地球科学方法、地球科学思想实验、地球科学的论证与逻辑推理。以促进学生通过历史对地球科学概念的理解、促进学生通过历史对地球科学方法论的搜集证据、猜想和测试过程的理解、促进学生对地球科学依赖实验，实验对地球科学广泛持久的影响的理解、促进学生地球科学思维和推理能力，让学生变得更有科学头脑。简而言之教学内容围绕培养一些思维能力，一些做实验的方法，一些推理的方法，以及指导学生这个世界的很多边界，什么事能做，什么事不能做，我们把它叫作地球科学常识而展开。

2.3 教学内容组织与学时安排

中外地学史在多个空间和一个时间的框架下大致分为五个时期，前期在自然科学没有真正确立之前，更多的是从思想史方面看自然科学的发展，在科学发展的早期，这个界限是不明确的，所谓科学探索，更多的是从哲学的层面去研究，而在科学发展划分已经十分明细的今天、天文地理、地质、物理等学科都已有了自己比较明确的概念范围。地学在不同学派、不同观点的争论中形成和发展起来。教学内容组织与学时安排见表1。

3 《中外地学比较史》课程教学方法与手段

3.1 课程教学方法

在指定的教学内容或教学主体下，关注培养学生的科学态度，发展科学方法。教学方法和手段的使用上要使学生变得“懂科学”，而不仅仅是“学习科学”。根据教学内容，借鉴澳大利亚新南威尔士大学教育学院荣誉副教授迈克尔·马修斯的教学经验与学术思想，主要采用“探究式教学”和“发现式学习”方法。并牢牢结合“情景的方法”和“历史的方法”，辅以讨论法、任务驱动法和训练法。

“探究式教学”和“发现式学习”也即课程以学生为中心，学生在课程中是主体，教师作为引导，让学生就课程中的某个问题进行探究、实验、讨论等，最后得出结论。在整个探究过程中，教师使用任务驱动法。亚里士多德说，思维自疑问和惊奇开始，任务驱动就是要设计学生的学习任务，学生通过查阅资料思考、推理、用已知的知识超越当下所想，引导学生了解地球科学发现的本质，在发现式学习中，尽可能的将学生放在发现者的位置上，鼓励学生去发现，而不仅仅通过老师的讲解了解事物。发现要教师去引导，教师将概念、方法和方法论的知识传递给学生。教师引导的越多越好，学生学习的就越多越好。如果一个学生不理解其阐述的命题或主张，那么即使这个命题或主张是真的，学生可能已经学到了它，但不是发现了它;类似地，如果他们理解这个命题，但是被迫相信或者被迫提出这个命题，那么也不能成为发现。

“情景的方法”和“历史的方法”：历史上一些科学尝试的片段对地球科学学科而言具有非凡的意义。这些片段包括：伽利略（Galileo）在改变我们关于人类在宇宙中的位置这一观点的作用;斯蒂诺（Nicolas Steno）——地层学的建立;第一次地学革命——水成论与火成论之争;灾变论与均变论之争;菜伊（Charles Lyell）和《地质学原理》“渐进论”的地学思想和“将今论古”的现实主义方法，及地质学的建立;菜伊尔和达尔文（Darwin）他们之间的友谊促进了各自理论的发展，对地质学进化论思想和进化论生物学的发展相辅相成的作用;第二次地学革命——板块构造理论的兴起等。用这些历史的片段，使学生更好的回望科学史上那些重要的时刻，历史的探究不仅有助于理解，而且能够提供关于历史新的可能性。历史视角使学生将概念和结构置于广大的知识体系与科学观念史中。而角色扮演与戏剧的运用的情景课堂方法，在火成论与水成论之争、进化论与激变论之争等历史片段中使学生扮演不同的观点支持者，在课下进行各个学说的观点整理，相关学术论文的整理、地质学家的实际考察和验证，地学家实验的整理，课堂上进行情景再现。使学生深刻的认识到“对立统一”的地球科学理论发展中的体现，在两种对立观点的斗争过程中使学生对岩石的成因有了更正确的更全面的认识。甚至深刻地改变了学生观察这个世界的方式。

3.2 教学资源和手段

目前课程融汇10多本参考教材梳理了简明扼要的教学内容，收集5门相关MOOC，2个关于地球家园的纪录片，完成了课程资源的储备和初步梳理。融汇陈国宝、李玉静著《大众地学史》，涂光炽主编《地学思想史》，[英]李约瑟著《中国科学技术史·第五卷地学》，吴凤鸣著《世界地质学史》，杨文衡著《中国地学史——近现代卷》，许玫，张生妹著《中国地学史——古代卷》，陈毓川、赵逊等编著《世纪之交的地球科学——重大地学领域进展》，中国自然辩证法研究会地学哲学委员会《地学与思维》，王维著《地学哲学对谈录》，吳凤鸣等著《地学哲学与可持续发展》，地质出版社《地球科学大辞典·基础学科卷》等形成课程精要讲义。推荐学生拓展学习MOOC资源：关于地学、哲学和地质学史的讲座——吴凤鸣（超星视频）;中国大学MOOC：中国自然美景及其地质成因;中国地质大学（北京）公开课：走近地球——地球科学概述;中国大学MOOC：南京大学——走进地理学;中国大学MOOC：电子科技大学——地球资源与环境信息技术前沿。以及“地球成长史”（BBC纪录片）、“家园（home）（法国纪录片）”，丰富学生对地球科学深入认识和理解的要求。

3.3 《中外地学比较史》课程考核与评价

课程考核与评价分为考勤、平时作业、小组项目、课程论文或设计四个方面。

要求每个学生建立《中外地学比较史》课程的小册子，学期中整理4个地球科学经典案例，其中包括历史故事、科学家原创论文的引文、相关的科学实验和论证、旁注和问题以及留给学生对某个课堂问题的感想。期末课程论文，论文选题由学生根据收集的资料自定。包括岩石学类、地质年代、矿床和成矿理论、板块和构造、区域生态地质环境研究、绿色能源与可持续发展、未来地球、3s技术与数字地球、地学史发展研究、地学史比较等。

4 结语与展望

《中外地学比较史》旨在使学生学过课程后应建立的地球科学思维，由地球科学课推广其他科学探究。课程在三亚学院开设两个学期，之后将继续梳理课程内容，形成体系，让知识更有连续性和系统性;拓宽学生的学习途径和方法，丰富动手能力部分内容，设计实证考察模块;基于微助教或雨课堂进行部分课堂翻转，引导学生用手机听课、做课上习题与老师互动，而非游戏;增加学术海报设计考核。更好的使课程成为学生梳理和提高朴素想象力科学性的有力工具。给学生以科学人思维规律的深层次引导，形成地学全球运动思维，鉴古创新，激发学生探索精神，启迪科学智慧，热爱美好地球。

参考文献

[1]李向东.树立正确的宇宙观——“宇宙简史”课程建设的实践与认识[J].中国大学教学，2018，（9）：10-13.

[2]吴凤鸣.地学哲学与可持续发展[M].北京：中国文史出版社，1997.

[3]涂光炽.地学思想史[M].长沙：湖南教育出版社，2007.

[4]Michael R. Matthews（澳大利亚）著.刘恩山等译.科学教学——科学史和科学哲学的贡献[M].北京：外语教学与研究出版社，2017.

[5]孙士超.地质思维的基本特征与方法[J].中南冶金地质，1996，（2）：112-119.

[6]侯泉林.高等构造地质学.第一卷.思想方法与构架[M].北京：科学出版社，2018.