李清扬,李 智

(河北师范大学 生命科学学院,河北 石家庄 050024)

理学学科是指以数学、物理、化学、生物等为代表的自然科学学科,是人类认识自然规律和探索科学真理的基础[1]。针对理学学科的本质特点,教育部在《高等学校课程思政建设指导纲要》(以下简称《纲要》)中明确提出[2],“理学类专业课程,要注重科学思维方法的训练和科学伦理的教育,培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感”。2023年4月召开的高校课程思政建设系列专题研讨会进一步提出,“在课程思政3.0阶段,要明晰当前课程思政的重点、难点,探索寻找攻关、突破之道,更深、更实、更加可持续地开展课程思政建设”(具体内容见中国教育新闻网)。目前全国各高校已围绕理学课程思政建设进行了深入的理论和实践研究,打造了一批示范类课程。但相关研究仍存在“就课论课”、理论探究欠缺深度、理论与实践脱节等短板,理学课程思政建设的指导性和示范性不高,不同专业和课程之间难以交流借鉴等现实问题。

本研究将系统分析理学专业课程思政建设的重大意义和存在的共性问题,以兼具生物学、数学、统计学、信息与计算科学等众多理学专业的“生物统计与建模”课程理论和实验教学作为案例进行分析,在此基础上总结提炼思政建设融入理学专业课程的应对策略,为破解专业教育与思政教育“两张皮”的困境,实现课程思政3.0的美好愿景[3]提供参考。

一、理学专业课程思政建设的价值意蕴

(一)理学专业课程思政的底层逻辑

理学作为基础学科可以有效辐射带动农学、工学、医学等相关学科的发展,为突破“卡脖子”技术,实现由制造大国向制造强国的跨越式发展提供战略保障。我国近年来制定的“十四五”规划、“一带一路”倡议、《中国制造2025》等涉及科学技术和装备制造的国家级长期战略规划的实施都离不开理学相关专业的人才[4]。在宏观发展导向上,国家自然科学基金委员会已制定《加强“从0到1”基础研究工作方案》等计划,制定四大类科学问题属性,大力强化对理学相关的基础科研的扶持力度,凸显国家层面发展理学大类的战略决心。围绕理学及其相关领域的竞争日趋白热化,哪一方能够实现突破,哪一方就能在“世界百年未有之大变局”占得先机。专业的发展离不开富有情怀的专业的人才队伍,理学生“为谁所用”的问题愈加凸显,在大学专业教育阶段开展深入、系统的思政教育,能够强化理学人才的家国情怀,明确科学家的国家属性。

(二)理学学生亟需“思专融合”的高维度指导

基于理学在国家战略中的重要地位,我国长期以来高度重视理学人才的培养,目前普通高校理学相关专业的在校生人数已突破127万(1)数据来源:中华人民共和国教育部普通本科分学科门类学生数 http://www.moe.gov.cn/jyb_sjzl/moe_560/2021/quanguo/202301/t20230103_1037969.html。他们是我国科技人才的储备力量,长期影响我国科技的发展走向和速度。对127万理学专业在校生进行思想政治教育和引导,不仅有助于培养他们成为兼具社会责任感和应对挑战能力的优秀人才,解答“为谁培养人”这一根本性问题,在更深层面上也有助于理学学生建立适合于科学研究的逻辑体系与理论框架。

马克思主义哲学是一个内涵丰富、高度结晶的人类智慧宝库,钱学森在其研究中特别善于从马克思主义哲学中汲取科研灵感。他深知科研工作不仅仅是对自然现象的观察和记录,更需要运用马克思主义哲学原理,从事对自然规律的深入分析和探讨。在这一观点的启发下,他撰写完成了具有划时代意义的著作《工程控制论》并得到党和国家领导人的高度重视。在理学课程中融入马克思主义哲学基本原理,能够在引导学生掌握科学知识的同时,学会运用唯物辩证法等思政原理,全面地、深入地理解和探讨自然现象,从而做出更有价值的科研成果。

(三)理学专业课程思政建设对专业教师影响深远

理学专业课程思政建设不仅对理学学生的发展有重要影响,对理学专业教师也会产生深远的影响。理学专业教师在长期的专业教育教学过程中易产生重专业、轻育人的现象,导致部分教师忽略了育人初心和使命。

课程思政建设要求专业教师必须充分发挥主观能动性,关注时事热点,提炼思政元素。在这个过程中,理学专业教师能够有意识强化自身的师德师风建设,引导学生将专业学习与国家需求紧密结合,实现个人追求与国家建设的有机统一。课程思政对教学设计的高标准、严要求也能够倒逼教师刻苦钻研教学技能、创新教学设计,实现教师教学技能和课堂质量的双提升,培养出满足社会需要的理学人才。

二、理学专业课程思政建设的现实困境

(一)专业教师对课程思政的理解片面化和简单化

课程思政是指把“立德树人”作为教育的根本任务,将专业教育与思政教育同向同行,形成协同效应。所有的课程都肩负传授知识、提升素质与培养能力的责任,每门课程都承载着培养学生世界观、人生观、价值观的作用,课程思政就是要挖掘课程内容包含的思想教育元素,通过课堂教学、课外活动和社会实践等途径实现育人的目标。但在课程思政建设过程中,部分教师对课程思政的理解存在片面化、简单化,在教学方式上更多采用说教为主的单向传输,无法引起学生的同频共振,育人效果不理想。因此,有必要结合理学特点对课程思政建设进行深入理解,阐释课程思政的内涵和外延,从理论和实践的层面剖析理学专业课程思政育人效果不佳的问题。

理学的课程思政建设理论应首先明确其与立德树人、铸魂育人之间的紧密关系[6],即教师根据思政理论进行全面系统的教学设计,依托课程平台树立“德”之榜样,再经学生认可,内化成为自己的“魂”。教师只有在充分理解“德”与“魂”的内涵和逻辑关系的基础上,才能够准确把握课程思政的育人任务。

“德”是广义的社会主义道德体系,公民基本道德规范的“德”体现为爱国守法,明礼诚信,团结友善,勤俭自强,敬业奉献。简而言之,“德”不只是爱国主义,还囊括了符合社会发展方向、满足社会进步要求的一切品质。在理学的科学教育、科学研究中,“德”以一种更加显性、更加直接的科学家精神贯穿于各个环节和方面。《纲要》中提到的科学精神、科学思维方法和科学伦理就是理学的“德”。在理学课堂上讲授的“德”,既要有伦理道德的植入,也要有科学精神的渗透,二者相辅相成、缺一不可。

“魂”是世界观、人生观、价值观,对学生的方法论有根本性影响,与教师的“德”教密不可分。三观的养成有明确的方向,那就是与马克思主义和中国特色社会主义相一致,这不仅是我国政治体制方向要求的,同时也是二者本身科学性、先进性的必然结果,更是对我国优良传统文化的继承与发扬。马克思主义的人生观是超脱积极、心怀天下,价值观是以追求人类解放和人的全面自由为主旨,世界观则是辩证唯物主义和历史唯物主义的辩证统一[7]。理学教师对待科研热情饱满,采用严谨的态度和科学的方法分析科学问题,根据分析结果进行全面深入的总结归纳,这在本质上就是培养学生的科学精神和符合社会主流的三观体系。

(二)思政元素与专业知识缺乏有机融合

理学专业以理论推导、数据计算、实验和实习等内容为课堂主体,结果往往有明确的正误,同一学科不同方向乃至同一方向不同研究对象间都有严格的学术壁垒,课堂知识延伸难度极大。加之部分理学任课教师缺少思政育人的经历,对思政元素缺乏敏感性,因此与教师思政能力较强、内容上更易融入思政元素的文科类课程相比,理学专业课程思政的教学内容需要重构,才能实现“红”与“专”的有机统一[8]。当前,思政元素与专业知识缺乏有机融合的具体体现如下。

思政元素流于表面,没有贯穿课程全过程。一门课程能够由浅入深反映一个领域的发展历程,在这个发展的过程中会涌现一批具有模范作用和人格魅力的科学家。随着我国科学事业的不断推进,我国科学家的名字出现的频率也逐渐提高,这为讲好中国故事,传播好中国声音提供了绝佳的故事素材,因此理学专业课程教师常以此为主进行思政教育。但是在课堂教学中,这些内容一般以课堂引言或补充知识的形式展现,所占比例极低。在课程的主体部分仍沿用传统的教学方法,没有全程导入思政元素。

思政元素缺乏深度,学生参与度和参与热情不高。理学专业课程的核心要素是逻辑推导、理性分析和实验验证,只有将这三者与思政元素紧密结合起来,才能够真正提升思政元素的渗透深度。在教学实践中,仅给出一个满足思政要素的结论或口号,但缺乏对意义、方法、结果和结论的系统性分析,无法在学理上说服学生,也就极难获得他们真心的认同。学生难免看着激动、听着感动、回去不动。

思政元素缺乏广度。当今时代科学的国际性愈加明显,任何一项有实用前景的科学成果都会以最快的速度在世界范围内扩散传播,所以专业学习和科学研究要有国际视野,不能闭门造车。国际竞争以人才竞争的方式体现,大学生只有树立为祖国和民族成才的远大志向,才能克服一切困难创新成长。在课上通过科学思想和科学家情怀两方面的宣传,有助于青年学生承担历史使命,接受社会主义核心价值体系的洗礼,进而发掘个人价值与社会价值的结合点,更好地投身到造福于国家和社会的工作中去。

(三)缺乏对青年学生生活方式和心理状态的把握

高校教师在课程讲授过程中,一方面要把握课程内容的科学性和严谨性,另一方面要紧贴青年学生的生活方式、思想方式,这就要求了解学生的心理状态和需求,用青年学生喜闻乐见的形式进行教育。历史证明,肯定时代的进步就不能轻易否定当代青年的生活习惯、思考方式和思想特征。内容老旧、以说教为主的思政教育,不可能让学生产生共鸣,自然无法取得良好的育人效果,甚至引起学生的反感和抵触。因此,实施课程思政应该以客观事实和真理为依托,通过“90后”“00后”大学生喜闻乐见的方式讲述科学的、符合思政要求的论点和论据,将思想教育隐含在对问题的认识和分析过程中,行远自迩地引导学生建立科学的认知结构,润物无声地做好学生的思想教育和引导。这些都离不开对青年学生情感诉求和生活方式的不带偏见的深度分析,总体来看,当代青年学生主要有以下3个方面的特点。

第一,青年学生具有旺盛的求知欲,乐于从网络媒体捕捉信息。作为在校大学生主力,20～29岁网民在我国10亿网民中占比高达17.4%,在使用方式上,主要用于检索信息的搜索引擎、网络新闻的用户规模分别高达7.7亿和7.4亿,略低于网络购物而高于网络音乐、直播和游戏,可以想见在校大学生将网络用于获取知识和新闻的主要渠道的比例应更高[9]。作为大学生深度学习的主要方式,各类面向大学生群体的网络教育和线下培训也在如火如荼地开展。

第二,青年学生具有强大的分享欲,需要更大的参与度。得益于网络的发展和普及,信息传播趋于扁平化,自媒体成为资讯时代的主流。例如,以理性问答为特色的知乎平台在青年学生中广受好评,在每月近亿活动用户中,具有高学历的用户比例高达80.1%[10]。很多青年学生首选在知乎平台查阅相关知识、分享对热点问题的看法和科学认识。在青年学生的分享和参与下,一些问题呈现出理性讨论、思想碰撞的良好势头。

第三,青年学生推崇人格的平等性和思想的独立性。随着我国教育水平的不断提高和现代化治理体系的健全,“90后”“00后”群体的公民主体意识凸出,人格平等、思想独立的观念深入其心。他们崇尚以理服人,先天性反感以力服人,渴望贡献自己的力量并借此得到社会和师长的认可。教师不将其看作具有思想的独立个体,不在“是什么”的基础上,讲清楚“为什么”和“怎么办”,没有调动学生的主观能动性,就无法得到青年学生的衷心拥护。

诚然,当代青年学生的特点也带来一些隐患,如易受网络误导、欠缺深度思考、三分钟热度、对权威存在抵触和质疑情绪等,但也必须看到这些特点所反映出来的青年学生一以贯之的闪光点。所以,专业课的课程思政教育,应以专业的方式加以疏导,不做低幼化、说教式、结论式教育,充分尊重他们的独立人格与思想,满足他们对新知的渴望,实现他们对参与度的诉求。

三、思政建设融入理学专业课程的实施策略

统计学是理学专业普遍开设的最基础的工具性课程,课程的具体名称与专业有关,例如以生命科学数据为对象即命名为“生物统计学”[11],但是讲授的理论与方法差别不大。随着大数据时代的到来,经典的统计手段已无法满足研究需要,因此在原有经典理论的基础上增加建模分析的版块并增设上机实验课。作为工具性课程,“生物统计与建模”在内容上与理、工、农、医等多学科前沿理论的联系十分紧密,课堂延展度极高。总体来看,“生物统计与建模”课程涉及内容广、逻辑性强,学情复杂,对教师教学能力、科研阅历、科研深度要求极高,具有理学专业课程思政建设的典型问题。因此以该课程为案例,详细阐述理学专业课程思政的理论与方法。

(一)明确课程思政建设思路,扩大思政案例来源范围

从课程思政的内涵来看,理学专业课程内容不仅包括爱国主义,还包括科学的精神、思维方法和伦理的培养等。在方式方法上,专业课程时间跨度较大,不必强求一节课、一个点就覆盖全部的思政元素。应将思政元素合理分散,在整个课程周期完成大思政教育。在此基础上结合课程的特点(理论课、实验课、实践课)发掘更多的思政案例,才能更好地实施课程思政。

理学领域的科学研究本身就是一个丰富的思政案例宝库。从流程上看,科研开始于问题,有价值的科学问题必然来源于生产和生活实践,虽有妙手偶得,但本质上是科学家长期积累和苦心思索的结果,体现出的是对科学真理的求索精神;解决问题需要进行试验验证,试验设计是基于当时社会的条件进行的发展与创新,一方面要肯定其创新精神,一方面也要指出其中反映出来的时代的局限性,坚持历史唯物主义和辩证唯物主义的统一;试验的实施是科研中最为艰苦的阶段,试验失败是常有的事情,没有水滴石穿的精神和锐意进取的智慧是断不能取得最后的胜利的;试验论文的撰写需要有全局意识和统筹协调的能力,在总结现有成果后前瞻性地提出下一步的研究方向。从大的方面来说,理学科研是人类历史螺旋发展的高度浓缩,是“通过实践而发现真理,又通过实践而证实真理和发展理性”唯物观实践论的真实反映[12]。

科学家精神是中国共产党人精神谱系的重要组成部分,科学家精神是理学课程思政案例的一个重要来源。习近平总书记指出:“新时代更需要继承发扬以国家民族命运为己任的爱国主义精神,更需要继续发扬以爱国主义为底色的科学家精神。”选好、讲好、用好理学的科学家故事,充分发挥科学家精神铸魂育人功能,这不仅有助于课程思政的建设,也是课堂知识深入浅出的重要保证。

以往理学课堂上的科学故事往往局限于一两个知识点,渗透性不强、渗透范围不广、与课程内容结合不够紧密。在“生物统计与建模”课程教学过程中,笔者尝试以故事串联多章节课程内容、以故事升华课程主题、用多节课讲好一个大故事。如在现代生物统计学的历史上重点讲述我国统计学家许宝騄的师承关系、突出贡献和他放弃国外优厚条件回国工作的感人经历[13]。这样的叙事模式打破了以往一个故事对应一个知识点的局限,通过整个课程阶段完成大故事的讲述,有助于加深学生的印象、活跃课堂气氛、提高学生对统计学知识的兴趣,还能够帮助学生对科学精神有更加深刻的正、反两方面的认识,明白正确的三观能够促进科学事业的良好发展,再次证明科学的无国界性和科学家的国籍属性,鼓励学生将聪明才智奉献于祖国和人民。

(二)细化课程思政建设方案,加强思政元素有机渗透

思政元素只有渗透进入理学专业课程,实现二者有机融合,才能够达到育人的终极目标。如何科学、合理地植入思政元素,是理学专业课程思政获得成功的重要保证。鉴于理学专业特点,可从如下2个方面进行渗透。

第一,增强思政元素的渗透深度。理学专业课的思政教育可增加运算、推理和实验的内容。不做先验假设,将话语权归还给理学生最为敏感和关切的客观数据。马克思主义和中国特色社会主义理论体系是在严谨的论证中诞生和发展的科学,本身即具有全面而缜密的推理要素,带有明显的理学专业的属性,在现实中是经得起实践的验证的。“三农问题”专家温铁军教授在对我国建国以来的经济形势和政策进行去意识形态化研究后,通过横向和纵向比较,用坚实的数据证明了我国社会主义制度的优越性与合理性,有力驳斥了一些西方国家和别有用心的人对我国发展道路的质疑言论[14]。不敢推论、不敢讨论、设置条条框框,这不仅有悖实事求是的思想路线,也是缺乏“四个自信”的具体表现。

第二,拓展思政元素的渗透广度。讲好一个科学故事,要预先对故事的真实性进行考证,避免以讹传讹。在真实的基础上,结合时代背景再对涉及到的具体的科学思想、原理和方法进行讲述。在调动学生能动性方面,尽量通过直接感知、情景再现的方式让学生领悟从实践中来到实践中去的科学研究的根本目的,切身体会“科技是第一生产力”。通过自主讨论和探究,让学生发现科学的严谨性和科学家的创新精神。专业教师在选择一个蕴含思政元素的科学问题前要对科学问题进行推算,根据结果进行思政要素的合理升华与补充,在逻辑自洽的支撑下使学生心服口服。

此外,还要约束引导学生做到知行合一。学生的日常行为是德育教育效果的最直接体现。有些学生课堂表现很好、课程考试成绩很高,但平时行为没有表现出课程考试成绩应有的水准。这说明考评机制不够科学,没有把学生德育的真实水平培育出来,教育教学目标没有达成。因此,要完成立德树人的根本任务,就必须建立健全科学的考评机制,不仅在教育上做到思政元素的隐性输出,在考试内容上也要精心设计,做到思政元素的隐性考核,测试学生对于客观世界的分析认识是否符合社会主义核心价值观。

在“生物统计与建模”理论课中,笔者以河北省气候变化情况为切入点,由学生自由结组收集河北地区的气候资料,选取其中的重要数据进行分析并做汇报。在教师点评环节,笔者首先根据统计结果客观评价近年来河北地区气候改善的真实情况,以点带面证明《中长期国家生态环境保护规划纲要(2011—2020年)》实施以来我国持续改善的生态环境状况。在哲学层面,引申出实现“美丽中国”宏伟蓝图既要尊重客观规律又要发挥主观能动性。在社会舆论层面,也有力驳斥了西方部分媒体对我国生态环境建设成果的诋毁[15]。结合学生在数据收集方面的短板,着重介绍并展示目前最强大的人工智能平台ChatGPT。通过与学生花费的成本和最终结果进行对比,阐明人工智能的强大能力,生动展示“科学技术是第一生产力”论断的正确性,指出社会伦理和科学伦理在人工智能时代的重要性[16]。

(三)研究课程思政教育对象,紧抓青年学生心理状态

第一,教师的授课过程要充分平衡碎片化和系统化学习方法,引导学生由单纯的兴趣与好奇升华为对学习和科学的热爱。当代青年学生学习专业知识的方式受到数字网络的深远影响,大致可以体现为碎片化和系统化学习的对立统一。一方面,伴随着网络传媒和移动数字化的快速发展,报刊、电视等传统媒体日渐式微,自媒体在信息传播中的地位急速上升,这些内容常以青年学生喜闻乐见的视频、短视频、动漫等形式碎片化展现[17]。一些媒体或为吸引流量,或能力所限,发布的科学内容存在争议甚至错误,极易对学识不精、涉世未深的青年学生产生误导。但是另一方面,制作考究的教学视频和由专业人士打造的微信公众号等日益受到大学生群体的青睐,相当一批大学生不满足于浅尝辄止,自发地利用网络资源进行系统化学习。在理学课堂上应辩证地对待碎片化和系统性学习,鼓励学生在系统性学习的基础上,利用碎片化学习进行查漏补缺。此外,可以通过具有热度的网络案例丰富课堂内容,让学生做到热爱科学、热爱学习、能够运用所学知识分辨真科学与伪科学。要实现与学生的实时互动,专业课教师应积极主动地了解学生群体喜闻乐见的网络媒介,发挥自身优势,对于平台上存在知识性错误的内容进行科学性打假,通过鲜活的反例向学生传递科学的精神。第二,利用青年学生内心固有的追求人格平等、思想独立且活跃、乐于参与社会活动等特点,引导学生参与到教学过程中来,发挥他们在学习中的主体作用。理学专业具有的试验和客观属性本身即迎合了青年学生对人格平等性、思想独立性、事件参与度和社会成就感的追求。在理学领域,一项成果只要能够根据试验数据自圆其说,不论完成者的年龄、性别、身份,都可以较快速地获得同行的认可。从个人角度可以增强满足感,从思政的角度这也是科学家实事求是精神的体现。在理学实验或实践课的课程思政中,应充分发挥这一优势,首先即允许青年学生在自主探究的过程中犯错,但是这些错误事先必须经过教师的预测与估计,将错误的影响保持在可控范围内。青年学生怕出错、不敢做、不敢想,就不可能培养出具有创新精神的科学家,也不可能顺利地开展思政教育。

“生物统计与建模”的上机实验环节以学生自主练习编程建模为主,可用于拓展发散的时间极少,这也是理学实验类课程的一般特点和开展思政教育的难点。因此,只有选材更加精准,内容避免重复,发挥实验课学生亲手操作的优势,才能更好地在实验课程中落实思政教育。在“生物统计与建模”的实验课部分,第一,鼓励学生大胆设想,大胆操作,强调科学的试错精神,尽量打消学生对实验课程的畏难情绪。第二,通过学生在编程建模过程中暴露出来的问题,结合程序语言的特点,让学生亲身感受科学的严谨性和开放性。第三,在选材上,发挥软件包可以共享的优点,在理论课基础上结合新冠肺炎疫情数据进行统计分析,通过数据分析的结果进行思政教育。笔者在课程教学中采用由我国科学家编写的囊括新冠肺炎详细流行病学数据的程序包,以该程序包为基础进行各项统计分析[18]。通过这种方法,一方面锻炼了学生检索、统计建模和分析的能力;另一方面,回溯亲身经历的历史大事件能够增加学生的参与度,提高学生的学习兴趣;在更深层面,能够彰显我国科学家在抗击疫情中做出的重要贡献,激发学生的爱国情怀和民族自豪感。

四、结语

“大思政课”要“善用之”,“要跟现实结合起来”,这是对课程思政更高、更具体的要求。全国高校围绕这一重大任务开展了多角度、多层面的探索,期间暴露出理学类课程思政建设所面临的与专业结合度不强、思政元素没有全程导入、学生接受度和认可度不高等实质性问题。“生物统计与建模”理论与实验课程的思政建设实践表明,在理学专业教学中通过思政元素与专业内容的深度结合、合理布局思政元素在全课程阶段的分配,充分发挥学生的自主性,不仅能够提高学生的学习兴趣和学习效果,还能够助推教学内容的丰富与教学效果的提升,最终实现理学专业课程的思政水平与专业水平的双提升。