本课程与科学素质培养的关系

1.3　本课程与科学素质培养的关系

1.3.1　科学素质与思维能力

在科学技术推动人类进入全球化的今天，我们生活的时代已经是一个国家间激烈竞争的时代，这种国家竞争归根到底是国民素质的竞争，其中，科学素质是现代公民最重要的素质之一。作为公民现代素质的重要内容，科学素质的普遍提高已被提升到各国国家目标的层次，近几年来，我们国家和政府以空前的高度重视提高全民的科学素质。2006年3月20日，国务院印发的《全民科学素质行动计划纲要（2006—2010—2020年）》（以下简称《科学素质纲要》）中明确提出了我国在“十一五”期间的主要目标、任务与措施和到2020年的阶段性目标：到2010年，中国公民的科学素质要达到发达国家20世纪80年代末的水平，到2020年要达到世界主要发达国家2l世纪初的水平。《科学素质纲要》的推出显示了21世纪中华民族的宏大视野和前瞻能力，而《科学素质纲要》目标的实现，也将使中国从一个以人文传承为主要特征的传统社会，转向建设创新型国家，进入中华民族前所未有的人文与科学交相辉映的新时代。

大学生在我国的国民结构中属于高文化水平阶层，大学生科学素质水平标志着未来民族科学素质的水平，代表着整个民族的未来和希望。大学生自身科学素质的提高不但能增强他们自身的社会竞争力，在科技应用、科技创新中将发挥其重要作用，还能够引领社会全体成员科学素质的提高。因此，通过科学教育培养和提高在校学生的科学素质对实现《科学素质纲要》的奋斗目标，其意义的深远将不言而喻。

国内外专家、学者对科学素质内涵的研究认为，科学素质的培养是一个德育和智育相互兼顾、知识和能力协同培养、智力因素和非智力因素综合考虑的系统工程。科学素质主要指一个人具有科学观点认识和描述客观世界的能力，具有在科学方法的启示下进行科学思维的习惯，具有从公民角度处理与科技问题有关事物的能力。科学素质主要由图1-1所示的五大要素构成。

图1-1　科学素质的构成要素

科学素质的五个构成要素之间的关系并不孤立，而是彼此相互作用和影响：科学知识是基础，科学思维是核心，科学方法是源泉，科学能力是动力，科学研究是成果。对接受高等教育的大学生来说，科学素质是其综合素质中一项重要的素质，它表现为大学生在高等教育阶段的学习和实践中所掌握的科学知识、技能和方法，以及在此基础上形成的科学能力、科学思维以及科学品质等方面，这些都是知识内化和升华的结果。而其综合效应又表现为认识和改造主客观世界的知识和能力等综合素质，其中突出反映在思维能力、实践技能、科学计算等方面能力的强弱。在这些综合能力中，科学素质的核心部分——科学思维能极大地影响其他能力的提高和发展。早在20世纪初，一些著名的科学家就提出有关思维的观点，如“重要的不是获得知识，而是发展思维能力”(劳厄)，“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格地说，想象力是科学研究中的实在因素”(爱因斯坦)等。

思维是人类大脑进行的一种复杂的心理过程，它是借助感知、表象、符号、字词等中介，通过分析、综合、比较分类、抽象、概括及系统化和具体化等基本过程进行的。概念、判断和推理是思维的基本形式。思维使人们间接和概括地认识事物，反映事物的一般属性和事物间的规律性的联系。而思维能力(包括创造性思维)被解释为一个人运用各种符号或信息(驾驭知识、技能)进行思维，从而进行决策、解决问题、顺利完成思维任务的技能或可能性。进行决策和解决问题是思维的基本活动。

创造活动中的思维过程是非常复杂的过程，它表现为思维在不同的方式间不断变换的多次循环，而不同的思维方式在创造过程中的不同阶段起着不同的作用：如发散、直觉思维在“大胆假设”过程中起着重要作用，而收敛、逻辑思维在“小心求证”时起着决定作用。因此，思维能力既需要收敛、逻辑思维作为基础，也需要发散、直觉思维推动思维的深入和创新，不可忽视或偏重某一种思维方式。若忽视思维能力的培养和发展，那么科学素质的培养不但收效甚微，而且成为导致当前毕业生创新能力不够的直接且主要的原因之一。

思维能力方面的各种差异受多方面、复杂因素相互交错的影响。若在掌握专业知识、技能的过程中学会各种思维方法，对优化思维品质、培养和发展思维能力将有着重要的意义。

1.3.2　本课程的智力价值及与科学素质的关系

本课程在传授图学知识的同时，注重学生思维能力和实践技能的培养，这是一门对提高思维品质、发展思维能力、培养科学素质有直接关系且非常有效的课程，具有较高的智力价值^[1]。

一门课程所具有智力价值，可以根据该课程在培养学习者思维能力方面所起作用的大小来衡量。在大学教育中培养思维能力的课程很多，就不同学科来讲，它们各有自己的研究方法和思维方式，这些都是蕴涵在教材内容中的重要智力因素，具有知识及知识以外的智力价值。工程制图课程则是非常独特的集基础性知识与应用性知识、理论性知识与实践性知识于一体的一门基础课，众所周知，它具有培养和发展学生的空间想象能力和空间构思能力以及一名工程师应具备的绘制和阅读工程图样能力的特点，而这只是其显在的智力价值，潜在的智力价值却蕴涵在工程图学的基础性知识、理论性知识中，在这些枯燥、乏味、难学的图学知识中，具有培养或形成学生的多种思维方法的功能，而这些思维方法，如降维法、升维法、逆向思维法、连环思维法、收敛思维法、发散思维法、猜想法、倒逆式思维法、迁移思维法、想象法、立体交合思维法、假想构成法、原型联想法、图形思维法、联想法等的运用对优化思维品质、改善学生的思维素质有意想不到的效果^①。

每一种方法都有其独特的作用与功效。如联想法是通过事物之间的关联、比较，来扩展人脑的思维活动，从而获得更多创造摄像的思维方法。一个人如果不学会联想，学一点就只知道一点，那他的知识不仅是零碎的、孤立的，而且是很有限的；如果善于运用联想，便会由一点扩展开去，使这点活化起来，举一反三，闻一知十，触类旁通，产生认识的飞跃，出现创造的灵感。例如：牛顿由苹果的下落联想到万有引力；法拉第从奥斯特“电生磁”逆向思维提出问题，联想到“磁能否生电”，最终发现了电磁感应现象，导致发电机的发明；阿基米德从“洗澡溢水”的现象中得出浸在液体中的物体所受到的浮力与被它排开的液体重量之间的关系；等等。又如，迁移思维法是将已学得的知识、技能或态度等，对学习新知识技能施加影响的方法。我们常说的“举一反三”、“触类旁通”、“由此以知彼”，都是在学习过程中运用迁移法的生动体现。由于在学习本课程的全过程中具有思维方式多元化、思维在不同方式间转换频繁化的特点，故可将工程制图课程比喻为“思维的体操”。若在本课程的学习中掌握科学思维方法，增强思维能力，不仅可充分挖掘自身潜能、有效地开发自身的智力资源，而且在走上社会后，不管从事什么工作，高思维品质所产生的效果将不可限量。

正因为在学习本课程时要求多元思维，而且思维在不同方式间转换频繁，学习者如不能同步跟上，将会觉得难度非常大，这就是本课程为公认难学课程的原因。反之，如能正确地将不同的思维方法运用到对图学理论的理解上，则会有化难为易的功效。