集体备课 |《自然科学经典导引》课程组以学生反馈促进课堂教学

2022年9月9日，《自然科学经典导引》（以下简称《自然导引》）课程组在文理学部六教306教室开启了新学期备课会，彭华教授首先明确了本次讨论的目标和任务，接着，来自物理学院的石瑛老师主讲了《自然导引》课程中的第二讲，激烈的讨论由此展开。如何引起学生的学习兴趣？怎样激发学生的读书热情？小班研讨应该怎样进行才会更有成效？等等，老师们根据自己的上课经验，纷纷提出建议，并分享了自己的教学体会。

以学生为中心，不断持续改进是《自然导引》课程建设的一个永恒的话题。本次集体备课一开始，课程组就抛出了一个话题：怎样才能做到“重视学生反馈，以反馈促进教学”呢？

为了掌握更丰富、更真实的学生反馈信息，以便对课程效果做出更准确的评估，老师们就调查问卷的设计各抒己见。既要提取有效信息，又不能因太繁琐给学生无形中增加过多的负担。本次调查问卷主要针对小班研讨的效果展开，包括小班研讨的形式是会议式、演讲式、PPT展示、辩论式还是戏剧式等等；小班老师在讨论中是否起到了引领和启发学生思考的作用？《自然导引》课程所倡导的“大班上课以教师为主体，小班讨论以学生为主体”是否真正得到落实？学生之间的分享情况和学生的收获是否达到了预期的效果？等等。课程组统计分析调查问卷信息的结果，将作为课程持续改进的依据。

石老师用了两节课的时间为我们呈现了一堂精彩的示范课，石老师从柏拉图和亚里士多德对科学的贡献着手，把我们带入了人类探索自然的世界，提出科学发展的动力是人类的好奇心。石老师强调，我们要探讨科学本性、学会科学思考、理解科学知识、崇尚科学精神。科学发展经历了漫长的历程，林德伯格的《西方科学的起源》涵盖了从古希腊时期一直到中世纪近两千年的科学发展，而牛顿的《自然哲学之数学原理》是中世纪后期科学发展的顶峰。石老师强调了牛顿这部经典的重要意义在于牛顿第一次建立起了完整的公理化力学体系，这本元典被誉为“人类文明第一书”。

石老师还表示课本中选用的《西方科学的起源》部分章节不能完整的讲述中世纪科学的发展，因此，在课堂上有必要简要概述科学史，以激发学生的兴趣，引导学生阅读原著。

在分享了石老师的示范课之后，课程组的老师们就此展开了激烈的讨论，重点讨论了课程内容、讲课方法、讨论模式、课程改进等，通过讨论，老师们相互启发，对经典有了更深的理解，对如何更好地诠释经典又有了新的思考。

最后，《自然导引》课程团队首席专家桑建平教授对本讲内容的选择以及本次课程所要达到的目标做了进一步的阐述。

首先，他讲述了学习牛顿《自然哲学之数学原理》的重要性，牛顿第一次如此全面、系统地把数学引入哲学，让自然哲学从哲学中脱颖而出，并成为自然科学的母体。这一理念影响了后来众多的学科。事实上，在一个学科中引入数学，几乎是使该学科成为科学的标志。牛顿把数学引入哲学，这也是《自然哲学之数学原理》被称为人类文明第一书的主要原因之一。

其次，牛顿把一些非常抽象的概念很清晰地表达出来的技巧，也是我们要学习的重点内容。比如，质量用密度和体积来定义，而我们都知道密度又是单位体积中的质量，这样定义质量当然是值得商榷的，因为他并没有给出质量的本质。事实上，在牛顿那个时代，是不可能知道质量的本质的，牛顿并未纠结于此，而是用举例的方式让读者感觉自己对质量有了一个认识，否则，他的整个力学体系又该如何构建呢？！

最后，桑老师补充道：过去同学们所学的都是一些冷冰冰的知识，是一些科学研究的结论，很少会知晓科学思维和科学研究的过程，当然也就体会不到知识从“0”到“1”的艰苦创建历程。

牛顿说“自然哲学的目的在于发现自然界的结构和作用，并且尽可能的把它们归结为普遍的法则和一般的规律，用观察和实验来建立这一法则，从而找出事物发展的原因和结果”。这样的理论实际上是对古代西方科学的继承，是亚里士多德所说的从实践到理论的过程，是从可见世界上升到可知世界的过程。桑老师说，我们为什么要做实验呢？观察到现象、记录到数据，有什么用呢？透过现象看本质，找到背后的普遍规律才是我们的根本目的。

桑老师说，什么是科学精神？简单地说就是人们对好奇心的不断满足、对求得问题答案的不懈追求、对世界本源的无止境探索。人总想知道事物背后的原因到底是什么，而从来不去问这些到底有什么用。亚里士多德说：“求知是人类的天性。”是啊！科学是永无止境的，同样，对于《自然导引》这门课程来说，老师携学生也一道行走在持续改进的探索之路上。可以说，“永远在路上”也正是这门课程的魅力所在。