工科通识课程人文及科学精神培养的方法

摘要：文章以通识课程《道路桥梁工程导论》的教学为例，探索工科课程对学生人文及科学精神培养的方法。教学实践表明，学习历史有助于培养学生的民族自信心、时代责任感，勇于创新、学科融合等人文与科学精神。最后，提出一些更好地发挥教学效果的建议。

关键词：《道路桥梁工程导论》；通识课程；人文及科学精神

一、引言

随着我国高等教育事业的发展，高等教育的理念开始从成才教育转变成人教育[1]，通识教育是实现成人教育的重要方式之一[1]。为了适应新的教育理念，武汉大学从2003年开始在全国率先尝试通识教育，经过10多年的发展，目前已经形成较系统的通识教育课程体系。长期以来，不少人认为，工科课程只能培养学生的科研和实际生产技能；在实际教学中，多数工科课程注重对学生的技能培养，忽视对学生人文及科学精神的培养。本文结合工科通识课程《道路桥梁工程导论》的教学实践，探索工科课程中如何培养当代大学生的人文及科学精神。

二、民族自信心和自豪感的培养

近现代以来，由于我国的科技水平和经济落后于西方世界，社会上弥漫着崇洋媚外的风气，导致部分大学生产生民族自卑感，认为西方优于我国。对于这种现象，在《道路桥梁工程导论》课程讲授过程中，教师不要空洞地批驳此类现象，而是用我国古代领先世界的路桥科学技术及辉煌的路桥建设成就进行有力回击，如在课程学习过程中引用4000多年前我国就开始道路工程并用现代机械工程里的齿差原理制造出的古代导航仪———指南车（见图1）[1]、3000多年前我国开始把道路分成公路和城市道路并在2000多年前应用现代力学中的温度应力原理开凿岩石修建栈道（见图2）和隧道（见图3）、1400多年前我国修建的世界上有史料记载的第一座敞胸式石拱桥———赵州桥（见图4，历经多次洪水和地震的考验，至今仍然在使用等）……这些在当时处于世界领先水平的路桥科技史料，让学生真实地感受到我国古代科技水平的先进程度，从而提高学生的民族自信心和自豪感。

三、时代使命感和工作责任心的培养

我们不仅需要培养学生的民族自信心，还需要培养学生的使命感，可以通过比较我国的路桥工程与西方发达国家的差距来说明。比如，截止到2014年，美国道路总里程达到672.1万km，而同时期我国道路总里程达到446.35万km[3]，只有美国公路里程的23，即使到2018年年末，我全国公路总里程也只有484.65万公里，与美国公路里程还有较大差距。还可以对比路桥材料科技和施工质量控制等的差距，让学生感受到实现我国路桥科技赶超世界先进水平的紧迫性，培养学生努力学习、立志献身我国科技事业的时代使命感。现代社会需要每个个体都具有责任心。本课程对大学生责任心的培养方法是，通过失败的工程案例来反衬工作责任心的重要性。例如，课程中以我国湖南某在建桥梁垮塌，造成64人遇难、22人受伤、近4000万元损失的惨痛后果，让学生加强对工作责任心的重视；通过事故后的现场照片（见图5）和根据国家权威部门调查结果还原的事故过程动画（见图6），强化对学生责任心缺失的警示效果。通过失败案例的警示作用，学生认识到工作责任心的重要性和必要性。

四、勇于创新的科学精神的培养

通过剖析路桥工程不断完善的过程，使学生认识到科技发展是不断开拓创新的过程，进而培养开拓创新的科学精神。比如，介绍路面科技的发展，从最初没有路面开始，到由于没有路面，道路容易破坏，创新出现石块或砖块等块料路面；块料路面平整度不好，又创新出现粒料路面；粒料路面容易散落，于是创新出将粒料胶结起来的水泥混凝土路面或沥青路面。再如，讲述桥梁工程发展时，从毫无安全措施和美观效果的独木桥开始介绍，一直到有安全栏杆、夜间照明和美观效果的现代桥梁。在介绍这些科技发展过程时，向学生重点阐述科学规律，即每一次创新解决了旧的问题后又要面对新的问题，让学生在学习过程中体会到探索科学的道路永无止境，逐步建立科学研究需要的开拓创新意识。

五、学科融合意识的培养

虽然路桥工程是一门工程科学，但其综合性非常强，不仅需要其他工程科学如材料科学、机械科学和地质科学等，而且需要基础科学如物理、化学和植物学等，还需要人文科学知识。比如，桥梁的造型设计需要美学的知识，有时还要了解桥梁所处位置的历史、民族、文化和社会习俗等背景。随着社会发展，人们对路桥的要求越来越高，还要解决生态问题、环保问题和节能问题等，所牵涉的学科越来越多。此外，路桥工程中的一些新技术和新理念，也可以被其他学科直接采用或者借鉴。讲述现代路桥科技时，给学生分析路桥工程与各学科的相互关系，通过这方面的学习，学生能意识到各学科相互依存，进而建立学科交叉融合的意识。

六、结语

通过历史学习和分析现状等教学方式，对培养学生的民族自信心、时代使命感、工作责任心、勇于创新和注重学科融合等人文及科学精神起到良好的效果。但为了更好地发挥工科通识教育课程教学效果，教学过程中还要解决以下问题。1.教学方式。工科课程知识相对比较枯燥，学生学习兴趣不够浓厚。目前，采取图片或小视频的方法，一定程度上提高了学生的学习兴趣。如何进一步改进教学方式，提高学生的学习兴趣是教师思考的重要问题。2.课程难度。人文社科专业学生理解工科课程的难度较大，把工科课程科普化不能较深刻体现刻苦钻研的科学精神。如果难度过大，人文社科专业学生可能由于晦涩难解而失去学习兴趣。如何把握好课程的深度，也是教师教学中努力解决的问题。3.课程广度。努力深挖路桥工程与各学科的联系，让各学科的学生都能增强对该课程的学习兴趣。

参考文献：

[1]周叶中.以“成人”教育统领“成才”教育推进通识教育改革[J],中国高等教育,2019,(Z1),24-26.

[2]孙家驷.道路概论[M],北京,人民交通出版社,1997.

[3]周国光.中国与欧美公路网的比较与思考[J]长安大学学报(社会科学版),2016,18(4),26-30.

作者:王书法 单位:武汉大学土木建筑工程学院