宋彥坡，彭小奇，2，陳 卓，張建智，張家元

（1.中南大學 能源科學與工程學院，湖南 長沙410083；2.湖南第一師范學院 信息科學與工程學院，湖南 長沙410205）

高校課堂是知識傳承、思想教育的前沿陣地，關乎國家的人才培養(yǎng)和發(fā)展前景。近年來，習近平總書記非常關心高校課堂教學，對課程思政提出了明確要求。課堂氛圍是影響教學效果的重要因素，就高校的課堂氣氛而言，文科課堂較為活躍，而理工科課堂則相對安靜甚至沉悶[1-2]。顯然，提高課堂教學的趣味性，調動和激發(fā)學生的學習興趣，是提高理工科課堂教學質量的重要途徑。為此，很多學者和一線教師都在積極探索，嘗試將一些先進的教學理念和方法，如對分課堂[3]、導入教學法[4]、翻轉課堂[5]、成果導向理念[6]等，引入理工科課堂，以期活躍課堂氣氛，增強教學效果。在實際應用中，這些嘗試和探索取得了一定的效果。但由于高校理工科課程具有的知識面廣、重點多、難度大等特點，課堂教學效果仍不盡如人意，課堂教學改革仍然任重而道遠。

故事教學法源遠流長。遠在兩千多年前，孔子、柏拉圖等古代的教育家們都曾用這種方法教育弟子。由于故事教學法在提高學生興趣、活躍課堂氛圍方面較之其他教學法更具優(yōu)勢，因而深受現(xiàn)代教育家和教師們喜愛，被廣泛應用于中小學課堂[7-8]，但在高校課堂，尤其是高校理工科課堂上的應用尚未見報道。事實上，愛聽故事是人類共同的天性，而非少年兒童獨有的特性，因此，故事教學法理論上也能激發(fā)大學生的學習興趣。若能針對高校課堂自身的特點合理應用，則有望改善高校理工科課堂氣氛和教學質量。

一、高校理工科課堂氣氛沉悶原因探析

張源等[2]曾經分析過高校理工科與文科課程課堂氣氛差異現(xiàn)象，認為這種差異源于兩類課程在知識的趣味性、知識點深度、學生思維模式以及性別比例等方面存在的差別。本文認同張源、徐榮進的研究結論，認為知識點的趣味性等因素與課堂氣氛確有因果關系。不過，本文認為文理科課程知識點本身特征的不同是導致兩類課堂氣氛存在整體差異的最主要原因。

理工科課程知識與文科課程知識最大的差異在于與人的相關程度。文科課程，如歷史、文學等，所承載的知識多與人有密切關聯(lián)，而理工科課程，如熱力學、控制論等，則與無生命的“物”關聯(lián)更大。與人有關的知識往往更容易引起人們的同理心。例如，當教師在課堂上分析某些歷史事件或社會現(xiàn)象時，學生可能會不自覺地對這些事件、現(xiàn)象涉及到的人物產生代入感，有身處其中的感覺，學習、探究的興趣甚至表達欲也就自然而然地產生了，所以文科課堂相對活躍。而理工科知識與“人”的關系相對較遠，從人類的心理行為模式看，人類不太可能對于無生命的“物”產生同理心。因此，即便是學習態(tài)度端正的學生，在理工科課堂往往也會有身處“局外”的感覺，這種感覺決定了理工科課堂難以像文科課堂那么活躍。

學生思維模式、性別比例以及教師教學水平等因素雖然對課堂氣氛也有極大影響，但這種影響主要體現(xiàn)在特定的、具體的課堂上，而不是理工科、文科兩類課堂的整體現(xiàn)象。目前，尚沒有任何研究資料能夠證明理工科與文科兩類專業(yè)大學生的思維模式或者兩類課程授課教師的教學水平存在顯著差異。而且，在現(xiàn)有的教育體制下，理工科專業(yè)的課程體系也包含了不少文科類課程。事實表明，即使對于同樣的理工專業(yè)學生，文科類課程的課堂氛圍往往也比理工科課程的課堂更為活躍。無論是文科還是理工科學生，無論是男生還是女生，一般都能津津有味地聽央視“百家講壇”里諸位老師對歷史、文學的品讀，并且所聽內容越是不為自己熟知，聽的興趣越大。但面對眾多的概念、定義、定理，面對繁瑣、艱深的數(shù)學公式的推導，一般都會感到枯燥和無趣，并且聽課內容越是不為自己熟知，枯燥感就越強烈。

理工科知識和文科知識在趣味性上的先天差異從當前流行的教育類電視、廣播節(jié)目中也能窺得端倪。央視的“百家講壇”是群眾接受度較高的教育欄目，這檔欄目與學校課堂極為相似?！鞍偌抑v壇”已播出上千期，很多專家、學者因在這個欄目中的優(yōu)秀表現(xiàn)而成為“明星”，但截止目前，這些“明星”中沒有一位是解讀理工科知識的。這種現(xiàn)象一定程度上可以說明，理工科知識在趣味性上存在“先天不足”。幸運的是，這種“先天不足”后天可補，電視節(jié)目不乏傳播理工科知識的優(yōu)秀欄目，如中國央視的“走進科學”、美國探索通信公司的“探索頻道”（Discovery Channel）等。只不過這些節(jié)目傳播知識的方式與傳統(tǒng)課堂教學有很大區(qū)別。值得注意的是，這些節(jié)目在傳播理工科知識時普遍采用了講故事的方式，以引人入勝的故事將觀眾代入所要傳播的知識空間。這啟示我們，若以講故事的方式傳授理工科知識，可能有效彌補理工科知識在趣味性上的“先天不足”。

二、高校理工科課堂教學故事的發(fā)掘與構建

課堂教學中呈現(xiàn)的故事（通常稱為教學故事）不僅要生動，能夠吸引甚至感動聽眾（學生），更要具有承載和傳遞知識的功能。因而，教學故事的構建較之普通日常故事需要考慮更多的問題。對于高校理工科課堂而言，課堂時間有限，所授知識通常與無生命的“物”關聯(lián)更大，且聽課學生多已成年，認知能力已相當成熟，這些都增加了教學故事的構建難度。從某種意義上講，這也是故事教學法長期未被高校理工科課堂廣泛采用的重要原因。盡管如此，大多數(shù)一線教師都有在課堂上講故事的經歷和經驗。本文作者的調研和教學實踐表明，高校理工科課堂上的教學故事可以從科學史（相關知識點的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明歷史）、應用實例及擬人化表示三個方面進行發(fā)掘和構建。

科學史上不乏有趣或感人的故事，因而科學史是教師構建教學故事時最容易想到和利用的素材庫。若素材選取和組織不當，極有可能消耗大量的課堂時間，在提高課堂趣味性的同時降低課堂的知識性和教學的知識量，造成事與愿違的結果。因此，在構建課堂教學故事時，應該精選那些能夠體現(xiàn)擬授知識的素材。很多定理、公式在被科學界普遍接受之前，都遭受過同時代學者的質疑和反對，被質疑和反對之處往往也正是理解這些定理、公式的關鍵。在教學故事構建中，這些定理、公式被質疑和反對的歷史故事更應該被重點考慮，從而培養(yǎng)學生的批判性思維能力。科學家的人生際遇往往能激發(fā)學生的共情，因此，課堂教學故事中少量、適量融入相關科學家的人生際遇是必要的，但不應該為提高課堂的趣味性而將其變成教學故事的主體。

例如，熱力學第一定律就曾被19 世紀的科學界普遍質疑和批判，其嚴厲程度甚至讓早期發(fā)現(xiàn)者之一麥耶一度精神失常，試圖自殺。若直接把這段令人動容的歷史完全搬進課堂，顯然會占用大量課堂時間，而且也難以凸顯教師希望傳授的知識。因此，在構建教學故事時，應該保留少量最能打動人心的情節(jié)（如麥耶試圖自殺），并從當時科學家們之間的爭執(zhí)與交鋒中精選一二，重點復述他們之間的一些具體對話（例如，物理學家若利曾向麥耶怒吼“難道把瓶子搖晃幾下，就能加熱里面的水？”，麥耶沉默后大聲回應“情況就是這樣！”），從而說明當時學者們爭論的焦點主要在于“功—熱”轉換（事實上，這也正是理解熱力學第二定律的關鍵）。這樣的故事耗時不長（5 分鐘以內），卻能有效激發(fā)學生的學習興趣，“悄悄地”將知識傳遞給學生，達成課堂教學目標。

應用實例教學法在理工科課堂教學中被廣泛使用，但理工科知識的應用實例仍然多與“物”關聯(lián)密切，而與“人”的切身體驗存在較大距離，平鋪直敘這些實例缺乏共情效應，很難引起學生太多的興趣。為了改變這一狀況，應該以應用實例為素材構建教學故事，而非在課堂上單純介紹應用實例本身，故事的構建思路可以借鑒前文提及的那些優(yōu)秀的科學類電視節(jié)目。不難發(fā)現(xiàn)，廣受歡迎的優(yōu)秀的科學類電視節(jié)目的主角通常都是“人”而不是“物”，即使節(jié)目是要揭示某種科學現(xiàn)象，節(jié)目設計人員也會“安排”人作為“主角”去探索和體驗所要揭示的科學現(xiàn)象。電視節(jié)目設計人員知道，人們對同類更能產生同理心，而同理心是人類興趣的主要來源之一。教師在構建教學故事時也應該充分考慮到這一因素，并盡量為應用實例“安排”一個或多個“故事主角”，這些“主角”可以是設計者、操作者甚至參觀者。

仍以“工程熱力學”課程為例，在講授熱力循環(huán)理論時，往往以汽車發(fā)動機系統(tǒng)、火電廠發(fā)電機組等作為這些理論知識的具體應用實例。顯然，這些應用實例并不比它們對應的理論知識更有趣味，僅僅介紹這些實例通常不能引起學生太大興趣。但是，若任課教師基于親身參與過或有過較深入了解的相關科研項目構造課堂故事，將科研人員在開展這些項目研究時遇到的一些技術難題、親身經歷的一些趣事融入教學過程，往往能有效激發(fā)學生學習理論、探索未知的興趣。

擬人化教學法在以兒童為受眾的童話故事構建中廣為使用，但對于心智成熟的大學生，“會說話的桌子”不僅不會引發(fā)他們的共情，反而可能被他們“嫌棄”。但若應用得當，擬人化方法仍可作為發(fā)掘和構建高校課堂教學故事的重要手段，只是要盡量避免過于機械的、牽強的擬人化。很多理工科的一線教師都有過將一些知識擬人化的成功經驗和經歷。恰當?shù)臄M人化不僅會讓知識聽起來更為有趣，教師還可以借此將正確的世界觀、人生觀、價值觀融入其中，潛移默化、潤物無聲地傳授給學生，這也是實踐“課程思政”教育理念的重要途徑之一。

在以擬人化教學法實踐“課程思政”理念方面，作者進行了一些有益的嘗試，獲得了一些成功的經驗。例如，在講授《過程控制》中的PID（比例積分微分）控制律時，教師們常把P（比例）、I（積分）、D（微分）三種控制律比擬為人在決策時對于當下、過去及未來的考慮，這個“擬人化”容易想到但也略顯“機械”，學生們聽課興趣通常不會因此有很大提升。但是，當把這種“擬人”進一步深化，與學生們探討“活在當下”的人生哲學和“P 可以單獨使用，而I 和D 不可以”這一知識之間的關聯(lián)時，我們明顯感受到學生們迅速高漲的學習和思考興趣。

三、高校理工科故事型課堂的實施框架

為方便表述，本文將運用了故事教學法的課堂簡稱為“故事型課堂”，此類課堂的實施過程可分為備課、授課及效果分析三個階段，如圖1 所示。

圖1 故事型課堂實施框架

在故事型課堂實施過程中，備課階段最為重要。較之其他類型課堂，故事型課堂在備課階段需要耗費更多的時間進行素材選擇、故事構建和課堂設計。任課教師應在平時通過文獻閱讀及同行交流，有意識地盡可能多搜集能用于課堂教學的故事素材，如科技史料、應用案例等，日積月累，形成教學故事素材庫。備課時，應精心梳理、分析需要講解的知識點，從教學故事素材庫中選取恰當?shù)乃夭?；然后，可根?jù)本文第二節(jié)的思路構建教學故事；最后，進行具體的課堂教學規(guī)劃設計，根據(jù)授課內容、課堂時長及聽課學生狀態(tài)等多方面因素，制定具體的教學計劃（包括授課方式、時間分配、與學生的互動方式等）。故事型課堂在具體的教學規(guī)劃階段與傳統(tǒng)課堂并無本質不同，不過需要注意的是教學故事時間的控制，一般而言，教學故事時間不宜超過課堂時長的20%。

為反思提高故事型課堂的授課效果，任課教師在課后應基于對授課過程的回憶，必要時附以問卷調查等方式，對課堂效果（尤其是課堂氣氛）進行分析和評價，并根據(jù)分析和評價的結果適當調整后續(xù)的備課及授課方法。

需要說明的是，將故事教學法引入高校理工科課堂的目的是為了激發(fā)聽課學生的興趣，營造激發(fā)學生活躍思考的課堂氛圍，而不是為講故事而講故事。考慮到理工科知識本身的特點，并不是所有的知識點都能夠采用故事教學法。因此，任課教師沒有必要，事實上也沒有可能為每一個知識點構建教學故事。另一方面，故事教學法與翻轉課堂等教學方法并不矛盾，在課堂教學中可與這些先進的教學方法融合使用，使教學效果更加突出。

結語

本文分析和討論了高校理工科課堂氣氛相對安靜甚至沉悶的現(xiàn)象及其原因，認為理工科知識本身趣味性的不足是導致該問題的主要原因，從而提出將故事教學法引入高校理工科課堂教學以活躍課堂氛圍的課堂教學改革思路。結合作者自身的課堂教學經歷和故事教學法實踐，總結提煉了基于理工科知識點發(fā)掘和構建教學故事的科學史、應用實例及擬人化表示三類具體方法，在此基礎上，提出了可用于指導教學實踐的高校理工科故事型課堂的實施框架。