教 学 简 报
第2期(总第312期)2003年2月18日 中国科学技术大学教务处编
感悟教学艺术
——把课讲活的探索与实践
艺术,一般是指音乐、舞蹈、戏剧、绘画之类。教育界有许多人认为“教学也是一门艺术”。那么,怎样才算是艺术呢?
“技达于道者,艺也”。
“道”乃本源,是规律,反映真善美。这就是说,技巧要能表达事物的本源和规律,达到真善美的境界,方可算得上艺术。因此,艺术是无止境的,只有更好,没有最好。艺术是一种境界,一种追求。
一、授业要有“学术功底 + 语言艺术”
就讲课而言,学术功底主要表现在对以下几点的理解和把握上。
(1)课程定位 要得当(指一门课在教学计划和课程结构中的作用和地位)
(2)教材 需作整体把握,备课时才好进行“设计”,剪裁取舍,出彩加花。
(3)概念 乃描述事物的本质属性,贵在清楚、准确。
(4)规律 是概念与概念间的必然联系。科学的核心是规律,定理定律阐明规律,这方面教学内容最能展示和演练思想方法、思维技巧。
(5)重点、难点 要抓住,重在启发引导,需要精耕细作。
以上几点也是展现教学艺术的根基,本文不一一展开,将与下面的启发式教学结合起来略作说明。
关于语言艺术,包括口头表达和板书,需按教学内容和教学情境巧妙灵活运用,对概念的表达要严谨准确,简约练达;重点难点需循循善诱,深入浅出。该启迪时要引人入胜,豁然开朗;需激励时可绘声绘色而又要合情合理。等等。
二、启发式教学中展现教学艺术
启发式教学是教育界一直提倡的教学方法。就方法论而言属于“技”,如能高水平发挥达于“道”,当能产生艺术效果。下面从教育心理学角度,谈几点把课讲活的具体做法和感悟。
1.建立教学默契
形成师生共识
默契:心领神会,无需多话。
教学默契:教学过程中,对本课程教学目标、教学要求的理解和教学方法的运用,师生间形成共识,呼应配合,紧要处要能传神。
为什么要强调教学默契?
乃基于对教育理念的认识,教学活动是师生双方的互动,老师是主导,主体是学生。归根到底得学生学到手,学得好才算数。通过建立教学默契,把学生引导上本课程的教学轨道。
这里仅以各高校广泛开设的《普通化学》课为例,如何就课程定位形成师生共识建立教学默契。从学科角度来看,《普化》是化学的导论性课;从学生建立知识结构角度来看,乃非化学类专业学生的通识课。
有鉴于此,通过这门课要让学生了解最基本的2条:
① 什么是化学?
② 非化学类专业的学生为什么要学化学?
这2条要贯彻始终地讲,入理入情地讲,生动有趣地讲,学以致用地讲。多少年以后,听过此课的学生也许把各章节的具体内容忘掉了,希望这2条仍然留作长久记忆。他在工作中要能分清哪个属于化学问题?需要找什么样的文献资料,找谁合作?在需要学科交叉时,他不必自己动手做化学,但要与化学领域的人谈得来,大体上听得懂路数,各显其能。如能这样就算没有白学。
为此,绪论课开门见山就“讨论”这2个问题,以后各章相关处再作强化,引导学生就以下2点形成共识。
① 化学乃分子科学,是物质科学的基础学科之一,是“一门中心的,实用的创造性的科学。”
这方面的例子不胜枚举,人们都说21世纪是生命科学和信息科学的世纪,就以此为例:
2002年诺贝尔化学奖是奖励三位科学家“发明了确认生物大分子的结构分析方法,可以迅速、可靠地确认蛋白质,更好地了解蛋白质在细胞中的作用。”给新药的开发带来革命性的变化,也为更好地诊断出癌症带来了希望。显然,得奖的研究对象和重大意义在生命科学领域,应用于医学,造福于人类。然而得的是诺贝尔化学奖,这是因为要确认的是分子,发明的是结构分析方法,实际上是在质谱分析法、核磁共振法上的创新,而这些恰属于化学的核心内容。由此可清楚地看出化学融合到生命科学领域表现出的基础性和创造性。
超大规模集成电路乃信息科学领域的核心技术,但可能令人吃惊的是其制造工艺中60%以上其实是化学。具体如4Mb的动态随机存取存储器芯片制造工艺,有164个工艺步骤,118个依据化学,包括化学合成、化学加工、化学处理等。①
科技发展的无数事实证明了化学的实用性、创造性和它作为中心学科的地位。实际上,说“化学是一门中心学科”有哲学基础,因为“世界是物质的”,物质的最小单位是分子,而化学是研究分子的科学。
② 创一流大学,培养一流人才,应有一流的知识结构。首先,学生的知识结构是一个科学体系,科学体系中不能没有作为物质科学基础的化学。其二,“教是为了不教。”学生具备了完整的基础性知识结构,今后才能自主更新知识。第三,学科交叉融合乃科学发展的大趋势,一些重大的研究进展表明,相关学科一旦进入分子层次,就有大的突破。例如分子生物学,分子计算机,宇宙化学等等。学生对未来学科交叉发展的源头之一不应缺少认知。
教学实践证明,非化学类专业的学生对以上这些是欣然接受的。课程定位重要的是在学生心目中定位,学生明确了你这门课的作用和意义,就会觉得这门课值得好好学。有关教学目的、教学要求、教学法运用等便很容易与老师紧密配合,逐渐形成默契。
2.引起学生兴趣,兴趣是最好的老师
“兴趣”是积极探索事物的认识倾向,如果学生对这门课的教学内容不感兴趣,老师讲得再好也白搭。对非化学类专业学生开《普化》课,兴趣问题尤其严重。为此,我们对校内外《普化》课的改革动向作了调研,申报了“普化”课程建设和教学改革立项,有针对性地开展研讨。从课程体系和教学内容上做了改革探索,并在为自动化系、地球与空间科学系开的“普化”课中教学试点。就引起学生兴趣而言,主要从以下三个方面入手。
(1)让学生从整体上了解化学学科
学生在中学时代虽然也学过化学,但那只是一些化学的基础知识,对化学缺乏整体了解,对化学理论体系的基本框架缺少起码的认知。到了大学如果仍缺少这方面知识,今后对与物质科学有关的学科交叉的认识将会受到很大局限。因此,要让学生感受到当代化学已经发展到“从宏观到微观”、“从定性到定量”、“从描述性到理论性” 的学科发展特点。从整体上对化学的研究对象,化学的研究方法,化学的理论体系有所了解,有助于引起学生的兴趣。
(2)增设应用专题,强调学科交叉应用
每个专题比较完整地反映一个方面的研究进展,但都共同地指向化学的核心内容。其实,无论在材料、信息、能源、环境或生命科学领域做什么,凡涉及化学的,基本上都离不开结构与物性、化学合成及化学反应中伴随的能量转换等。试点中已经讲述的应用专题有“人工合成金刚石”,“大规模集成电路制造中的刻蚀工艺”,“燃料电池”,“光催化”等。学生听了很感兴趣。
(3)立足基础 引向前沿 常讲常新
这一点侧重从讲授的方法上着手。
“基础”是事物发展的根本或起点。重视基础乃教育界的共识。作为基础课更加责无旁贷。但在讲授方法上,若一味从概念到概念,仅仅满足于原理的阐述,资料的罗列,学生听起来是很乏味的,重要的是要把基础讲活。
立足基础,引向前沿是把基础讲活的办法之一。基础是相对稳定的,前沿是不断发展的,前沿发展离不开基础,基础寓于前沿之中。因此,可以灵活地,简明扼要地引用学科前沿的研究进展来阐明基本概念的外延,基本原理的应用,基本技术的拓展。只不过由于受学时限制,这种讲法需要引得自然而又深入浅出,只能点到为止。例如:讲能带理论时,引向前沿讲到金刚石之所以能成为半导体是由于掺杂改变了能带结构,从而改变了跃迁机制。再如,氢键可以联系DNA双螺旋结构中双螺旋带间的螺旋梯;“物态”的概念可以从学生熟悉的“物质三态”延伸到“物质第四态”即等离子体,等等。
学生对拓宽知识面,从学术意义上了解学科交叉融合的实质是很感兴趣的,很多学生还改变了原先对化学的印象,愿意更多地走近化学,认识化学。
3.激发学生情感
情感是动力的源泉
情感是一种态度体验,重要的是“态度决定一切”。因此,唤起人们的情感比引起人们的思考更重要。列宁说“没有人的感情就从来没有也不可能有人对于真理的追求”。那么,课堂教学怎样才能激发学生的学习热情,唤起他们对于科学探究的激情呢?
“技达于道”,求真至善达美。
① 科学是求真的。科学的核心是规律,规律是概念与概念间的必然联系,概念是描述事物的本质属性。因此课堂讲授的基本概念、定理定律和科学的求真,事物的本质是一脉相承的。每一堂课都要精心准备,重点难点反复推敲,对各种不同描述方式权衡利弊,既要讲得明白易懂,又能引起学生探究未知的兴趣,感受学习的乐趣,激发创新的志趣。学生从中会获得很大的喜悦和满足,从而产生很高的热情。
② 人文是求善的。现在教育界十分重视科学教育与人文教育的交融,周远清同志“在更高水平上推进文化素质教育”一文中指出,“要请一些在文化素质上比较有修养的理工科老师进行探索和研究,如何在业务的教学过程中渗透人文素质教育”②。这一点讲到了点子上,对第一线任课老师有很大的鼓励和促进作用。实际上,长期担任课程主讲的老师都会感受到,“教材在很大程度上隐去了知识产生的过程和应用知识的方法。”而恰恰是在知识产生的过程中,无论是科学的突破、科学的失败、科学的蒙难,都蕴藏着丰富的人文精神。完全可以在有限的学时内,结合教学内容精选一些科学史故事,侧重引导学生感受实事求是的科学精神,勇于探索的理性怀疑精神,奋勇攀登的科学献身精神等。同样地,在知识的应用方法和应用取向上,特别是高科技应用涉及人口、资源、环境等“地球村”的利害关系时,更需要倡导促进文明发展、造福人类的高度责任感。当然,若教学内容能与祖国、母校的成就、贡献联系起来,将会激发起学生的爱国主义情感、自豪感和亲近感。而所有这些归结为一点,乃“大学之道,在明明德,在亲民,在止于至善”。
教学实践表明,课堂教学中这种讲法入情入理,很受学生欢迎。对深化学生的情感体验,促进素质“内化”,能起到潜移默化的作用。
③ 科学求真,真蕴含着美;人文至善,善也蕴含着美。善之美,乃心灵美、人格美、崇高美。对于科学的美,诺贝尔奖获得者杨振宁先生曾精辟地论述过“美与物理学”③,“我钦佩数学的美和力量”
③,生动地揭示了“比自然现象的美更深一层的准确规律之美”和“极深层的理论架构的美”。杨先生洞悉“牛顿的运动方程、麦克斯韦方程、爱因斯坦的相对论方程,狄拉克方程等达到了科学研究的最高境界,可以说它们是造物者的诗篇。”“了解这些像诗一样的方程的意义以后,对它们的美的感受似乎有一种庄严感,一种神圣感,一种初窥宇宙奥秘的畏惧感。”受杨先生深邃睿智的启迪,课堂教学中可以引导学生去体悟和欣赏本学科领域的科学之美,感受“第一推动”的价值,当能获得对科学探索不懈追求的激情。
讲课是一种“视听艺术”,要想感动学生,老师首先得有讲课的激情。调节课堂氛围,设置教学情景,晓之以理,动之以情,声情并茂,亲切诚恳,能产生一定的艺术效果。吸引全班同学全神贯注,上百人的教室里鸦雀无声。关键处能讲得学生欢欣鼓舞,群情激昂;会意时则会发出阵阵笑声或报以热烈掌声。
当然,这样做必须很投入,很费心思,是没法计算工作量的。
4.启迪思维方法 思维开启心智之门
启发式教学关键在于启迪学生思维,训练思维技巧。然而,宇宙是广阔的,比宇宙更广阔的是人的心理,心理的实质是思维。思维方法和思维技巧超越于任一门课程,而又寓于每一门课程之中,内容极其丰富多彩,这里仅简要探讨与提高创新能力有关的启迪思维方法问题。
(1) 改进思维方式,提高思维品质
中学时代许多学生迫于高考压力一门心思应付考试,过分看重分数,习惯于死记硬背循规蹈矩。进入大学后有必要引导他们转变观念改进思维方法。课堂教学中可选择时机,与教学目的、教学要求、教学内容紧密联系“借题”发挥,点到为止,自然地引导学生领悟开放思维、动态思维、整体思维。学会以正常的心态面对刚刚启航的学术人生,视野要开阔,思想要开放,分数不是最重要的,不要去追求外在的表面的东西。未来的关键在于增强综合素质,提高创新能力。从思维角度来看,学问人生是相通的。课堂上,可挑选知识产生过程中的重大突破,讲解的侧重点不在创新本身,而在借以说明创新过程中思维方法和思维品质之重要。不断增强思维的广泛性、思维的深刻性、思维的灵敏性、思维的独立性和思维的批判性等,导向求真唯实。
(2)重演绎法,更重归纳法
演绎法是先有基本定律,然后进行推演,得出新定理、新定律,形成理论体系。是一种常用的创新技法和基本的学习方法。学生从中学到大学已经习惯于演绎,公式一经推导就踏实了。
归纳法则是从现象归纳出定理定律来。相比之下,归纳法更注重从实际出发,源于实践,依据“实践是检验真理的唯一标准。”因此,原始性创新更需要用归纳法。当然,归纳过程需要灵感和直觉。基于这一认识,在越来越紧张的学时中,可以按课程性质作出选择,哪些内容必须板书推导,哪些则可留给学生自已练习。省出的学时用来讲解一些原创性成果的创造者们是怎样在实践基础上归纳提炼,实现突破的。意在学习创新技法,感悟创新艺术。
(3)留有思维空间,鼓励独立思考
有教学经验的老师会有同感,到了大学,所有问题都在课堂上讲清楚的老师不是好老师。要给学生留有思维空间,鼓励独立思考。引导学生多提问题,多思考问题。引而不发,“不悱不发”,对学生的素质“内化”会更起作用。
为贯彻教育部2001年“4号文件”提高教学质量,不仅要改革教学内容,也要改革教学方法。“工欲善其事,必先利其器”。方法体现着知识,体现着思想,事业的成败最终体现在方法实施的过程中。然而,教学是一门综合性艺术,“教无定法”,见仁见智。以上管见属抛砖引玉,诚望教正于方家。
注释:
① K.A.杰克逊主编:《半导体工艺》,科学出版社,1999年。
②《中国大学教学》,2002年第1期。
③《杨振宁文集》,华东师大出版社,1998年。
转自《中国大学教学》杂志
化学院 赵化侨