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《纳米的神奇与魅力》教学中科学素质的培养_纳米机器人

发布时间:2019-08-31 01:41:53 来源: 案例分析 点击:

  摘要:自然科学类的通识课在培养大学生科学素质方面具有独特的功能和作用。在通识课《纳米的神奇与魅力》教学中通过教学内容的选取、演示实验的教学、科学探索事例的灌输、研究性学习模式的实施有效培养了大学生的科学素质。
  关键词:通识课;纳米的神奇与魅力;教学;科学素质
  中图分类号:G642.0 文献标志码:A ?摇文章编号:1674-9324(2013)52-0064-02
  素质教育是以提高公民素质为宗旨的教育,它重视人的潜能开发、身体心理健康培养和社会文化知识教育,是符合教育规律的更高层次、更高水平和更高质量的教育。党的十八大报告提出要“全面实施素质教育,深化教育领域综合改革,着力提高教育质量,培养学生创新精神”,这为未来教育事业的发展指明了改革方向。而科学素质是公民素质的重要组成部分,是指人们在获得和应用科学知识的过程中所表现出来的内在品质,是一个人科学知识、科学思想、科学方法、科学能力和科学精神等的综合表现。因此,培养大学生的科学素质是高等教育改革的指导思想,是全面实施素质教育的必然要求。目前各高等院校都很重视通识课的开设,因为它可有效提升大学生的综合素质,弥补专业教育的不足。自然科学类的通识课《纳米的神奇与魅力》是一门旨在拓宽基础、强化素质、培养通识的跨学科基础教学新课程,由教务处统一组织管理,面向全校学生开设。该课程基于纳米科技和纳米材料的基本理论知识和前沿热点,力图引导各专业的学生从中获得广泛的知识,让学生了解和掌握纳米科技和纳米材料在不同学科领域的研究方法及应用,进而为能力和专业各异的大学生提供未来学习和发展所需要的方法、思路和眼界。在通识课《纳米的神奇与魅力》教学过程中,我们始终把科学素质作为培养大学生的首要目标,注重以下几个方面的实施,旨在拓展学生的科学知识、陶冶学生的科学情趣、培养学生的科学精神、提高学生的科学能力。
  一、注重教学内容的选取,拓展学生的科学知识
  教学内容的选取在提高教学质量和培养学生的科学素质方面起着非常关键的作用,它可直接反映出教学目的和培养目标。《纳米的神奇与魅力》课程是面向全校本科生开设的一门通识课,教学对象主要为来自于不同年级的各专业理工科和少数文科背景的学生。因此,在教学内容的选择与设计上,要考虑到不同专业不同学科之间的差别,以求满足不同学生的兴趣、爱好及特长。具体来讲,在教学内容的选取上我们着重遵循科学性、先进性、实用性、针对性和趣味性的原则,主要讲述纳米科技的诞生与发展、纳米材料的制备、纳米材料的神奇性能、纳米在各领域所显示出的魅力应用以及纳米研究的现状和未来发展趋势,共计16学时。通过讲述与纳米相关的基础知识和各学科领域的前沿动态,能有效拓展学生对纳米科技和纳米材料基本理论知识及未来发展趋势的了解和掌握,开阔视野。
  二、重视演示实验的视频教学,陶冶学生的科学情趣
  演示实验教学在培养大学生的科学素质中显示出极大的优越性。生动、直观、形象的实验过程和结果,不仅可以培养学生实事求是,尊重实验事实的科学态度,而且可以培养学生观察、分析和解决问题的能力,为培养学生的探索精神和创造性思维提供条件。在通识课《纳米的神奇与魅力》授课过程中,我们不仅重视知识的传授过程而且重视知识点与科学技术、社会生活的紧密联系。鉴于通识课课程的性质和学时要求,学生不可能亲身经历科学探索的过程,因此,利用多媒体技术结合纳米前沿进行相关知识的演示实验视频教学是必不可少的。例如,通过视频教学演示先进纳米仪器的操作、不同方法所合成纳米材料的制备过程、纳米材料所表现出来的神奇特性(如:力、热、光、电、磁、声、超导等)、纳米科技和纳米材料在不同领域的魅力应用(如:军事、纺织、服装、医药、能源、建筑、航空航天等)。通过这些演示实验视频教学不仅可以让学生对知识点有直观的理解和掌握,而且可以培养学生具有正确的科学思想、恰当的科学方法和良好的科学思维,使得学生在轻松愉快的课堂氛围中吸收科学的营养,达到接受和掌握知识的同时陶冶学生的科学情操。
  三、灌输科学探索的事例,培养学生的科学精神
  任何一项科技的进步都不是一帆风顺、一蹴而就的,甚至要付出巨大的代价。向学生灌输科学家们科学探索的事例,可以让学生感知科学家们的思维与行为方式,从而建立起自己的科学思维能力,把知识应用到思维和推理活动中,并学会通过科学探索的方法去不断地获取新知识、创造新知识。在通识课《纳米的神奇与魅力》课堂教学中,可以通过讲述一些科学家的故事有意识地向学生灌输一些科学探索的事例。例如,在“纳米药物”这节,可讲述美国一位医生历尽十年艰辛最终研制出治疗癌症的纳米药物的故事;在“纳米能源”这节,可讲述一个团队在课题组长的带领下,经过几年的努力最终开发出新型的燃料电池并最终使其商业化的事例。让学生们在聆听故事的同时也深切感受到科学探索的过程并不是一帆风顺的,需要经过多次的努力才能够获得成功。科学探索的事例教学,可以完善学生的认知结构,让他们知道任何一件事情的完成都可能需要漫长的过程,不可能一蹴而就,从而培养他们的科学精神,激发他们的学习兴趣,提高他们的探究能力。
  四、实施研究性学习模式,提高学生的科学探究能力
  所谓研究性学习,是学生在教师的指导下,基于自身的兴趣,从学习生活和社会生活中选择和确定研究专题,并在研究过程中主动获取知识、应用知识、解决问题的学习活动,其根本特征是探究性、实践性、自主性、过程性和开放性。在通识课《纳米的神奇与魅力》课堂教学中,基于学生的专业和学习基础,可引导他们发挥专业优势以团队的形式选择感兴趣的与纳米相关的研究专题撰写科学小论文。在教师的指导下,学生可以自主选择教师指定的论文题目,也可以自选题目。在撰写论文的过程中强调学生学习的自主性和探究性,但是也要对学生给予方法性的指导,使得他们学会搜集、整理和分析,鼓励他们互相帮助,相互协助解决问题,培养他们的团队精神。实施研究性的学习模式,不仅能够激发学生的求知欲望,而且能够让学生养成科学的行为和习惯,提高他们主动探究的科学能力。
  综上所述,在通识课《纳米的神奇与魅力》课堂教学中,可通过选取恰当的教学内容、演示有趣的纳米实验、讲述生动的科学探索事例、实施研究性的学习模式对有效培养大学生的科学素质具有重要意义。科学素质的培养不仅可以让大学生在学习的过程中体验到探索和发现的快乐,而且有助于培养他们正确的科学、严谨的科学态度以及正确的科学价值观。
  参考文献:
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  [3]刘清华.如何指导学生积极开展研究性学习[J].教学与管理,2013,(18):122-123.
  基金项目:2011年度中原工学院教学改革与研究项目“在公选课《纳米的神奇与魅力》教学中培养学生科学素质的探索研究”、2012年中原工学院重点课程建设项目“纳米的神奇与魅力”
  作者简介:邢琳(1979-),女,河南南阳人,博士,中原工学院副教授,研究方向:功能和物理。

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