对《宇宙新概念》课程教学改革的体会

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　　摘要：《宇宙新概念》作为武汉大学一门开设了二十多年的通识选修课，选课人数累计达3.5万余人。该课程2014年入选素质教育国家精品通选课，2016年开始在中国大学MOOC课程网上线，2017年获国家精品在线课程称号，两年多来网上累计选课人数达5.5万余人。2018年入选武汉大学第一批核心通识课。本文就《宇宙新概念》这门课程所解决的教学问题及其特点进行了较详尽的分析，以及如何通过教学方法、教学内容等的改革，来吸引更多学生选课，扩大课程的影响力，提高学生对天文学的认识和理解，由此帮助学生建立正确的世界观。
　　关键词：《宇宙新概念》;天文学;通识课;教学改革
　　中图分类号：G654.6     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）21-0091-03
　　 武汉大学《宇宙新概念》课程组从1995年成立至今已二十多年，通过多年的努力，现在本课程已经成为武汉大学第一批核心通识课程，也是武汉大学最具影响力的理工类公共课程之一。本文就这门课程的建设和取得的成绩谈一些心得体会。主讲赵江南老师2003年10月就发表过《关于公共选修课宇宙新概念的一些想法》的教改文章[1]。
　　一、传统教学模式中存在的问题
　　随着信息时代的发展，创新型人才越来越受到重视，同时，创新性的教学方法的改革也成为人们关注的热点[2]。传统的教学模式主要是以知识的讲解为主[3]，以教师、课本为中心，课堂讲授为主要传播途径，学生为被动接受方。现在这种教学模式仍然在课堂授课上占主导地位[4]。老师年复一年地重复之前的教案，或略作更新，其教学目的在于使学生会考试、拿高分，完成知识的传播，而不在意学生是否真的听懂，是否能够学以致用，是否能够独立思考[5]。长此以往，学生对于课程的理解就仅仅只是该课程上课到结课期间所学的内容。学生的学习心态则是想学就学，不想学就抄别人的笔记[6]，只要记下老师所讲授的知识就行，而不去主动吸收知识，去思考“为什么”，最后也提不起主动学习的兴趣，更加无从谈创新了。
　　传统课堂授课方式比较单一，基本上所有的知识讲授全是在课堂上完成的。学生想要对前面所学的知识进行复习或者是对课堂上的未解知识进行重新理解，都只能够靠书本和笔记。这使得知识不易被迅速地吸收、传承和创新。
　　因此，关于传统教学模式中存在的教学问题[7]主要有两点：教学内容上，过于死板，所讲授的知识过于单调，且无法让学生了解到该领域最新的知识;教学手段上，过于简单，所学知识基本上靠课堂讲授，没办法调动学生的主动性和积极性，也无法提高学生的实际应用能力。
　　《宇宙新概念》作为一门大学通识课程，同样也需要很好地去解决传统教学模式中存在的这两个问题，使课程能够满足新时代的大学生培养的需求。通过不断的教学改革探索、经验总结和持续改进，我们在这两个问题的解决上取得了较好的进展。
　　 二、《宇宙新概念》课程的教学模式所解决的问题
　　（一）提高学生的自主学习和创新能力
　　作为一门通识课程，如何能够让学生主动地去学习，而不是被动地灌输？这个问题对于很多课程来说，都是一个不得不面对且难以解决的问题。
　　要解决这个问题，我们首先需要思考为什么提出要让学生自主学习？当前，传统的教学模式是教师主动传播，而学生被动接受，是一种注重知识的继承、以照搬照抄为主的模式，忽略了学生主动学习的热情与创新思维的培养。这种教学方式最终导致的结果就是學生为了应付考试和获取学分只看必考内容，死记硬背，忽略了对知识的吸收、应用和创新。事实上，教学必须让学生学习融会贯通，并对相关的知识发表自己独特的见解，而不仅仅是书本上的标准答案。因此，在这个越来越看重创新的时代，自主学习不仅仅是本课程所需要培养的一种能力，同时也是学生们将来在社会上立足的一种基本生存技能。
　　《宇宙新概念》课程通过课堂提出问题，比如近年来热门的引力波探测问题，由学生通过自主学习，搜寻答案，中国大学MOOC和武汉大学珞珈MOOC在线答疑，组织课堂讨论来认识问题的各个方面，提出可能的新想法和实验方案等创新思路来加深印象，引导学生继续进行课外学习。通过作业、小论文来进一步加深认识。
　　《宇宙新概念》课程最具特色的是“新”字，这个新体现在两方面：内容不断更新、理念不断创新。课程教学本身也向学生展示创新的重要性，进一步提高学生学习的兴趣。
　　1.更新教学内容。课程组对教学内容进行了持续更新：课程教材从1995年的讲义（10万字），到2003年第一版《宇宙新概念》（20万字），再到2006年第二版《宇宙新概念》（30万字），到2014年第三版《宇宙新概念》（40万字），2015年课程配套读物《宇宙简史》先后由武汉大学出版社出版发行，2019年《宇宙新概念》将出版第四版。教材尽可能地将天文学最具影响力的研究课题，诸如暗物质、暗能量、黑洞和引力波等不断融入到教学内容中。由于天文学不断有新理论、新发现的涌出，所以教案和教学PPT则每学期更新，我们的教学团队成员均有相关领域的科研经历，善于用科研经历和一流的科研成果反哺教学，将一流的科研成果融入到教学中。
　　2.新的通识教育手段。课程采用“课堂讲授+互动讨论+视频教学+MOOC平台”的教学模式，极大地激发了学生的学习兴趣。同时，利用课内外平台进行科普教育，受众广泛，影响力较大。老师风趣幽默的课堂讲授方式，以及互动讨论，使学生在课堂上有所学、有所思。同时，MOOC教学的方式，可以让学生在课下有机会重温老师的课堂教学内容。古语有云：“温故而知新”，同时也可以查漏补缺，再次学习课堂上不懂或者没听到的地方。另外，课程组在学校的支持下正在建设武汉大学天文观测教学实验室，将配备两台教学望远镜供学生实习，课程将进入“课堂讲授+互动讨论+视频教学+MOOC平台+天文观测实践”教学模式，进一步提升学生的学习兴趣，天文观测实践将更好地使学生将学习到的知识应用于实践之中，学而思，思而行，最终将课程内容转化成学生自己的实际知识储备，课内课外，线上线下，理论联系实际，提高学生的综合素质和能力。 　　（二）拓展学生的视野，培养学生科学素养
　　作为一门通识课程，不仅仅承担了传播教学内容相关知识的任务，还需要拓展学生的视野，培养学生的科学文化素养。《宇宙新概念》采用多样化的教学手段让复杂高深的天文知识变得通俗易懂，使不同学科背景，特别是人文社科专业的学生也可以随时随地学习到最新的天文学知识，拓宽了学生的视野。天文学的发展与观测技术手段的提升密切相关，教学团队成员的科研经历与科研成果帮助学生建立对科学手段、大科学工程的认识。课外的天文观测有助于提高学生的动手能力和科学素养。同时，在教学课堂上，系统讲解宇宙学现象的发现、科学解释及其原理。通过科学的思考方法和类比方法，发散、拓宽学生的思维，将课堂上所学的知识、思考方法应用到其他课程和实际研究之中。
　　 三、自然科学通识教育与培养正确世界观相结合
　　天文学是最古老、最基本的学科，同时又是最前沿、最具想象力的学科。天文学的进步和发展影響到人类对宇宙的看法和认识，所以现代大学生对天文学的爱好、兴趣和关注度远高于其他学科。武汉大学作为综合性大学，历来重视培养学生的科学素养和建立正确的世界观、哲学观。为了提供广大学生了解天文学知识的平台，毕业于南京大学天文系的赵江南老师于1995年提出并获批在全校本科生中开设天文学公共选修课《宇宙新概念》。
　　大学教育很重要的工作是培养学生用辩证唯物主义的观点来观察世界和解决问题，特别是现阶段大学生的哲学观、世界观不太成熟，而《宇宙新概念》课程以天文学为主要内容，由于天文学与哲学密切相关，宇宙学发展到今天，哲学对它的指导作用比以往显得更加重要，课程通过恒星、宇宙起源和演化中的哲学思想来解释天文学和哲学的关系。通过宇宙新概念的教学，向学生宣传正确的世界观、自然哲学观，在素质教育和创新人才培养[8]中发挥了重要作用。因此课程教学可以帮助学生和受众提升科学素养，树立正确的宇宙观与哲学观。
　　通过对《宇宙新概念》课程的教学内容与方法的改革，我们可以得到如下几点启示：
　　（1）教学方法的改革要以激发学生兴趣，自主学习为起始点。
　　（2）教学方法的改革要以学生的创新型能力的培养为目的。
　　（3）教学方法的改革要能够正确引进并使用新的教学方法。
　　（4）教学方法的改革要使学生通过自然科学的学习来培养正确的世界观。
　　四、取得的成绩
　　二十多年来，课程组始终把教学质量放在第一位，教学质量的提高又使得本课程在学校的影响力也得到大幅提升，学生对课程的评价也达到新的高度。课程主讲赵江南老师八年内两次获得完全由全校学生评定的武汉大学十佳优秀教师称号，表明了学生对课程及授课老师的认可。此外，赵老师还获得2013年武汉大学杰出教育贡献校长奖，该课程2014年入选素质教育国家精品通选课，2017年获武汉大学教学成果一等奖，2017年获得国家精品在线课程等称号。赵老师先后应邀在重庆大学、中南财经政法大学、湖北大学、武汉纺织科技大学、黄冈师范学院、武汉外国语学校等十多所学校作天文学讲座，2015年应邀成为山东卫视8月23日《我是先生》的主讲老师，讲授有关天文学的内容，观众反应良好。该节目共邀请了全国72位大中小学知名老师参与，获得2015年度全国广播电视创新创优节目奖。
　　参考文献：
　　[1]赵江南，等.关于公共选修课宇宙新概念的一些想法[J].高等理科教育，2003，（5）：112-116.
　　[2]陈明.关于高校教学方法改革的几点思考[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2003，（03）：101-102.
　　[3]汤德坤.课堂教学方法改革的几点思考[J].教育科学论坛，2006，（02）：21-22.
　　[4]融燕.关于教学方法改革的思考与尝试[J].北京电子科技学院学报，2000，（02）：39-42.
　　[5]罗三桂.现代教学理念下的教学方法改革[J].中国高等教育，2009，（06）：11-13
　　[6]董书光.数学教学方法改革之实践与理论思考[J].数学学习与研究，2015，（05）：31-31.
　　[7]何池宏.数学教学方法创新探[J].昆明师范高等专科学校学报，2003，（04）：99-101.
　　[8]白丽.改变教学方法提高学生综合能力[J].齐齐哈尔医学院学报，2007，（01）：90-91.
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