講「通俗」的量子科學,重在培養大學生的「思維自由」,華東師範大學上新一批本科通識教育課

文匯網 發佈 2021-08-09T21:55:22.617368+00:00

看似最難懂的量子力學、最前沿的人工智慧、最枯燥的《幾何原本》,日前在華東師範大學通識教育課程選課系統中被本科生們「秒光」。「面向非專業學生的量子力學課程不僅要通俗易懂,更要讓學生打破慣性,用新的思維方式認識和改造世界。

看似最難懂的量子力學、最前沿的人工智慧、最枯燥的《幾何原本》,日前在華東師範大學通識教育課程選課系統中被本科生們「秒光」。

「面向非專業學生的量子力學課程不僅要通俗易懂,更要讓學生打破慣性,用新的思維方式認識和改造世界。」《量子史話》課程的主講教師,物理與電子科學學院教授周先榮的話,道出了華東師大今年近400門涉及不同領域的通識課程的目標——培養大學生的「思維自由」。為此,學校大力推進改革,建立少而精、博而通、超越知識點、以思維傳授為特色的通識教育課程體系。

用學生聽得懂、有興趣的內容引導思考

即便在物理學專業,《量子力學》也是最難啃的課程之一。如何給文科、工科、商科的學生講清楚量子?上了十多年專業課的周先榮,選擇了從科學家傳奇的故事開始,用通俗易懂的語言講述量子力學是什麼、理論建立的艱難過程及如何影響世界。

煉鋼爐里的溫度該怎麼控制?20世紀初的科學家正是在探究實際生產問題時,一步步從溫度、輻射、能量等物理學研究中提出了量子理論

周先榮從第一節課開始,就常常「故意」在最精彩最關鍵處「戛然而止」。然後,她會引導學生提問、討論、互動辯論,再通過小組沙龍、觀影討論、社會實踐等形式,幫助學生領悟愛因斯坦、普朗克等科學家打破常規、轉變思維、敢於質疑等創造的過程。「用學生聽得懂、有興趣的內容吸引他們思考,從而轉變思維的方式,並將這種能力遷移到各自的專業領域中。」她說。

在《量子史話》的課堂展示環節,有工商管理專業的學生介紹了「量子領導力」,即基於量子思維中的「動態」「不確定」機率概念應用於企業管理;也有學生聽完我國「九章」量子計算原型機的例子,被激發了投身其中的滿滿幹勁。

周先榮常和學生開玩笑,上完這門課,將來老了也不容易被騙。「因為學生不僅僅記住了一些名詞和概念,更重要的是,通過自己的思考理解了它的由來和背後的原因。讓學生覺得其實量子科學離我們的生活很近,在討論交流中激發他們參與其中的成就感。引導他們享受思考和創新的樂趣,對事物形成自己的判斷,這對年輕人的成長來說尤為重要。」她說。

不僅「量子思維」正在改變大學生的思考方式,在信息學部老師劉艷開設的《人工智慧基礎》課上,同樣能看到令人欣喜的變化。如何智能識別音樂的流派?如何預測明天外匯市場的漲跌?如何成為只贏不輸的股市莊家?學生的「腦洞大開」常常超出劉艷老師的想像。在這門課的期末項目中,美術專業的學生用AI分析畫作的風格、化學專業的學生在用人工智慧輔助新藥研發、心理學系學生主導開發的AI心理諮詢已經成為成熟的創業項目……

打造金字塔型的新版通識課程體系

一位選修《幾何原本》的同學課後留言,「許多年後,我可能會忘了《幾何原本》里的那些定理,但那種思維範式會深深地印在腦海里。」不難發現,華東師大新版通識課程的體系建設都在圍繞「思維培養」做文章。

這也正是華東師大校長,中國工程院院士錢旭紅一直以來倡導的「改變思維,培養卓越人才、建設一流大學」的理念。

華東師大教務處相關負責人介紹,新版的通識教育課程體系是金字塔型。塔頂是首批8門「人類思維和學科史論」課程,涵蓋地理學、化學、計算機科學與技術、歷史學、數學、物理學、哲學和中國文學。學生從人類學科知識發展史上重大、顛覆性的事件里,汲取「思維自由」的養分。

第二層是以《<共產黨宣言>導讀》《幾何原本》《量子史話》課程為引領的42門經典閱讀課程,讓學生從人類思想史中汲取「智慧創穫」的養分。在華東師大哲學系貢華南教授看來:「經典閱讀讓學生直面現代學科的原料,知識、價值、思維觀念、對世界的態度等預設的前提。這對於培養學生的原創思維至關重要。」

作為基座的第三、第四層是98門核心課程及366門分布式課程,讓學生自由自主地選擇從人類文明中汲取「個性全面成長」的養分。

「這一課程體系強調價值觀念的傳遞、科學思維方法的確立、完整人格的塑造,將通識教育與專業教育深度融合,通過實施多元化的過程性評價,引領思維方式向足夠自由多樣轉變,從而達成學生能力和素養提升的目的。」該負責人告訴記者。

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