论工科课堂科学创新与人文教育的融合

1、论工科课堂科学创新与人文教育的交融论工科课堂科学创新与人文教育的交融当前世界各国都把进步大学生的综合素质作为高教改革的一个重点，特别是培养具有创新精神、创新意识和创新才能的高素质人才已成为大学教育的首要任务1。但是，在我国的一些工科院校中，专业根底课和专业课教学占有绝对的优势，忽略了综合素质的教育和人文精神的陶冶，导致了素质教育与专业教育的严重别离2。我们所培养大学生既有专业知识缺乏的缺点，又缺乏较高的思想文化素质。因此，人文教育和科学教育应并重开展，实现两者的有效交融。人的创新意识并不是与生俱来的，可以通过教育培养和主观努力锻炼进展开发。工科课堂中蕴藏着丰富的可开发的人文因素，科学与人文可以

2、有机交融，既使学生学好专业知识，又能使学生及时理解人文社会的新进展和科学技术的新成就，使高校成为培养创新人才的摇篮。但是，许多高校在人文教育的内容设计上追求丰富多样而无视协调统一，很难将人文素质教育与理论教学有机地结合3。人文教育处在即兴发挥、随意点缀的状态，缺乏有目的、有方案的充分挖掘4。综上所述，如何在工科课堂中浸透人文教育，值得深化研究。本文以流体力学课堂教学为教学改革理论基地，探究一条将科学创新和人文教育相结合的道路，消除工科理论课堂上弥漫的繁冗气息，将科学的、新颖的教学理念引入课堂，通过深化挖掘创新素质教育中的人文因素，建立科学创新与人文教育协调统一的交融理念，最后根据课程自身的特点

3、，以不同的传授方式改革教学方法，在教学中注意营造一个宽松、自由、活泼、富有吸引力的人文环境，非常有利于学生创新意识的培养。一、科学与人文的交融理念一般来说，现代工程师素质构造的精神层面应表达科学精神与人文精神的统一。科学是一种动态活动，把科学活动的结果知识和探究科学活动的过程研究有机地统一起来，把科学真理和求真过程有机地统一起来，能使学生更深切地认识科学真谛，从更广泛的人类活动背景上把握科学本质，培养科学的品格和社会责任感。随着人才市场对毕业生理论才能以及创新思维才能的要求逐步进步，在校本科学生也渐渐认识到具备上述才能的必要性，越来越多的学生对课外科技创新等理论性活动表现出很高的参与积极性和热

4、情，校方也提供不同形式的时机让学生参与到科技创新活动中来。古人云，授之以鱼，不如授之以渔。很多毕业后的学生认为，除了传授知识外，更重要的是，老师都能通过专业课的教学和训练帮助学生掌握自主学习的方法。持续终身的自主学习才能必须在专业教学中就开场培养，自主学习对于自主确立目的、自主搜寻资料、自主选择方法、自主解决问题都提出了极高的要求。自主学习或曰自主地获取知识，是一种众多要素综合发生作用的才能，而人文要素是其中的重要组成局部。根据上述理念，在流体力学的课堂教学中增加人文因素，以不同的传授视角与传授方式进展人文课堂的教学改革。二、人文课堂的改革措施一古代哲学思想与现代科学的碰撞哲学思想与科学研究实

5、际上是密不可分的，先进的哲学思想可以引领创新思维。在流体力学的课堂上，作者尝试了将古典哲学与现代科学进展比照，引导学生理解哲学思想与经典理论的互相照应和协调统一，使他们通过人文素质的提升积蓄能量将来攀登更高的科学顶峰。例如，在讲授能量方程物理意义时，老师在课堂上通过论证和推导得到流体在流动过程中的机械能守恒的结论之后提问：在中国古代就有人提出了这样论断，请问此人是谁？等待学生讨论之后，老师给出答案?老子?中写道：视之不见，名曰夷；听之不闻，名曰希；搏触摸之不得，名曰微。此三者不可致诘，故混而为一。此时老师给予解释。接着又提问：还有三个中国人在2000年后提出了与之惊人相似的论点，此人是谁？答复

6、：华裔美国物理学家李政道和杨振宁在1957年获诺贝尔物理奖的PT对称原那么。他们的一位同事吴健雄证明了他们的预言是正确的。古本文由论文联盟.Ll.搜集整理今的哲学与科学在此时碰撞了，老师可以继续解释：视之不见相当于空间属性，因此夷就是P；听之不闻与声波有关，也就是与速度有关，是时间属性，因此希就是T；搏之不得说的是本身的特质，因此微就是。这三个参数分别不符合对称的原那么，必须和在一起，也就是混而为一。通过这样的教学安排，将科学创新与经典理论和哲学人文统一起来，不但扩大了本科教学的知识面和学生的视野，同时将专业教育中素质教育的目的与教育总目的相一致化了。二课堂设疑和讨论通过课堂设疑引导学生形成质

7、疑、解惑、去伪、求真的思维，训练学生严谨务实的科学态度。这既是一种科学精神也是一种人文精神。此时，专业教育通过严格的科学训练方式提出问题、大胆假设、反复验证，完成科学知识学习、科学才能训练和科学精神培养的过程，在过程中让学生理解、考虑、理论科学探究，就是最好的人文教育。例如，在讲解能量方程之前，老师进展了课堂演示：两张平行的纸片吹气后是分开还是合拢？请一名同学来做演示，请大家来讨论并提醒原因，然后引出能量方程的推导和意义，同时再重新用该理论解释现象。在讲解静力学的相对平衡方程时，老师在课堂上进展了课堂设疑：在锅里捞面条，开场容易后面难，如何快速捞起最后的几根面条呢？然后让学生讨论，最后总结学生

8、提出的方法：筷子在锅里做圆周运动，面条就会集中在锅底，自然容易快速捞起，并提醒相对平衡状态和运动流体的根本区别是粘滞力，由此引出欧拉方程的推导。对于课堂讨论，老师一定要分别归纳不同的观点，纠正各自的错误观点，而不是给出正确的答案。假如给出的标准答案太过死板教条，一会消除学生的积极性，二会束缚活泼的思维。当然，这个平衡点是很难掌握的，需要老师积累更多的经历，这对老师自身知识程度是一个很大的挑战，也可以促进老师的自我增值意识进步。从上述课堂教学方法的案例来看，将人文精神贯穿于工科理论教学中，通过实证经历和逻辑论证进展科学探究，使得科学专业教育在培养和训练方式上与以前的教学方式大不一样，不但有灵敏的

9、外在形式，还具有人文教育的深化意义。三人文历史讲解一些老师认为工科课堂以理论教学为主，没有必要告知学生相关的历史。但是，经典理论都有其开展的的历史脉络，有很多故事和文化蕴涵在这些看似平淡的定理和公式中，它们不但使烦闷的课堂变得有趣，还可以把伟大科学家的精神意志凝固在经典理论中传递给聆听者。以前，老师在讲授流体动力学的根本概念时总觉得即使借助图片、视频、动画等多媒体手段也无法让大多数学生喜欢和关注，于是对2022级学生的教案中特意增加了有关科学家的一些生平事件和主要代表理论。例如，老师提到拉格朗日法和欧拉法的区别时，会主动提到拉格朗日是法国数学家、物理学家，提出了运用于静力学和动力学的普遍方程，

10、建立了拉格朗日方程，把力学体系的运动方程从以力为根本概念的牛顿形式，改变为以能量为根本概念的分析力学形式，奠定了分析力学的基矗欧拉是瑞士数学家和物理学家，是第一个使用函数一词来描绘包含各种参数表达式的人，也是把微积分应用于物理学的先驱者之一。学生们都主动参与课堂讨论，回忆在高等数学时两位科学家在数学方面的成就。很多学生表示，在听到这样的人文讲解后会消除对科学知识的生疏感和间隔 感，产生对科学研究的浓重兴趣，有局部同学会主动邀请老师带着他们参与各类科学研究活动。三、教学改革理论的效果本次教学改革的理论对象为建筑设备专业2022级的学生，分别比拟了2022级和2022级两次教学过程考试成绩、参与科

11、技竞赛情况作为评价这次教学效果的标准。分别如表1-表2。从表1可以看出，2022级学生的优秀率到达10.3%，比2022级学生高出6.1%，80-89分的比例进步了25%，说明一些学习才能较强的同学已经充分挖掘了其学习潜能，有利于带动整个专业的学习气氛。表1中不及格率下降了13.2%，说明大多数同学可以从这种教学改革方法中受益。从表2中可喜地看到，2022级同学踊跃参加各类科技创新活动的热情高涨，实现了实验创新和科技创造工程零的打破，并且全专业有2/3的同学参与了省级挑战杯科技创新工程，说明2022级建筑设备的学生在老师的积极引导下，已经初步对科学研究产生了宏大的兴趣，有利于开展今后的专业课程学习。四、结论工程教育从来就不是单纯的技术教育，工科教育中的专业教育所培养的应当是具有人文精神且能综合运用专业技术知识为社会效劳的技术人才，专业教育与人文教育互