一、课程概况

《自然科学导论》是一门科学类的通识课程，在本校作为公共基础课，面向大一、大二共十二个专业的学生开设，旨在提升大学生的科学素养。

课程覆盖面大，年均学生数近一千人，采用线上线下混合式的教学模式，利用慕课提高课程容量，在课堂中多采用翻转课堂教学。同名慕课面向全国开放，近两年选课人数已超过一万五千人。课程在建设过程中注重思政育人功能，在混合式及线上慕课的教学设计中融入思政元素，潜移默化的影响学生，在提高学生科学素养的同时，也在塑造学生的世界观。

本课程16年作为校级翻转课堂重点建设项目。17年开始制作同名慕课。于年底完成后在智慧树网、浙江省精品在线课程、宁波市慕课联盟等平台上线。18年获得浙江省精品在线开放课程、宁波市慕课的立项。19年携课程参赛获浙江省青年教师教学技能大赛二等奖，同年课程获得省级首批高校互联网+教学优秀案例。课程教材《自然科学概论》获批浙江省“十三五”规划新形态教材。慕课在20年通过了省级精品课程的认定，并在宁波市慕课评比中获得二等奖，同年5月入选了《学习强国》宁波平台，参加了教育援藏计划。

思政目标写入了课程教学大纲，教学准备环节注重思政元素的提炼，在教学设计环节，将课程思政直接或间接纳入教学内容，在教学方法上注重引导方式，深入挖掘典型事例、科学家、历史故事，教育引导学生、追寻科学求真务实的原点、倾听为社会发展贡献力量，砥砺初心使命，坚定家国信念，提高思想境界，汲取奋进力量。

二、课程目标

在我国高等教育普及化的今天，高校对通识类课程的重视的程度在逐步增大，但此类课程在师资强大的重点高校较为普遍，而地方院校的开设基础则较为薄弱。我国的大学生，面临竞争激烈的高考往往选择在文化课上苦心孤诣，从而使得在其刚刚进入高校时处于文化知识的高峰，却在综合素质上表现贫瘠，提高大学生们的科学素养，人文素养，心理能力，均是高校的任务和职责所在，

本课程主要面向地方院校的非理工科类学生开设，此类学生学习动力较弱，有畏难情绪，对自己的兴趣点比较模糊，鲜有关注社会热点、科学前沿的习惯。

混合式教学和线上慕课，均以物质世界结构尺寸为脉络，从基本粒子介绍到星空宇宙，涵盖了物理、化学、生命、环境、宇宙五大模块，使学生全面接触科学，寻找自身兴趣点；课程内容包括了各模块的理论知识讲解，如相对论、量子力学，学生了解基石性的知识；穿插部分实验演示，进行热点问题的研讨，锻炼学生科学思维；深度融合科学与人文，关注前沿话题，引导学生思考社会与自我价值。达到提升科学素养的教学目标。

在思政目标上，通过学习，培养学生科学思维，追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。引导学生感受科学真与美，形成审慎思维的良好习惯，让学生对科学精神与人文精神有一定的认知和了解。同时，在课程内容设计中，加入我国十四五规划，在课程案例选取中，侧重选择我国近年所取得的重大进步与突破有机结合，以此加强学生的爱国精神与民族自豪感。

三、思政元素

分析课程教学内容，设计教学方案，以内容和课堂为主要载体，兼顾作业、调研、汇报等学生活动，合理融入思政元素，达到课程育人的目的。

1、培养学生科学思维，认识问题和解决问题的能力

这是教育部课程思政指导纲要中的要求，也是本课程重点提炼的思政元素，以科学历史、科学家和独立科学课题等内容，重点展示了科学在人类推动社会进步的中的基石作用，因为自然规律始终是不变的，在人类熟悉的领域如此，在未知的领域亦如此，人们正是掌握了自然的客观规律，才能更好的探索未知领域；让学生知晓，思考问题应遵循科学而不是经验，解决问题需要方法而不是靠蛮力。

2、培养当代大学生严谨求实的态度

目前的世界正经历新一轮大发展大变局大调整，各种不确定不稳定因素明显增多，但不变的是科技是发展之本；以微小的普朗克常数，万有引力常数，蝴蝶效应等科学经典案例，让学生感知到严谨和求实对于科学发展的必要性；中华民族的伟大复兴，不是依靠空中楼阁，而是科技进步，产业升级等方式一步一步扎实的前进。

3、希望学生拥有质疑精神

在我国的基础教育中，习惯于顺从教育，听话和循规蹈矩的孩子能受到更多的青睐，学生的质疑精神普遍较为缺乏。课程展示许多学生根深蒂固的结论，如比萨斜塔实验，谦虚的牛顿等这些与事实不符的案例，让学生明白不盲从于结论或者权威，因为科学的进步往往来自于对前人的质疑。同时，指出质疑精神并不是怀疑一切，是依靠科学思维，使用现代化信息手段获得真相。

4、追求真理、感受科学之美

我们的基础教育中文理科泾渭分明，认为提高美学修养是文科和艺术课程的目标，事实上科学本身是简约、对称的，课程展示了科学之美——光之炫彩、量子迷踪、分子多元、山河壮阔、星空璀璨、宇宙浩瀚、时空缥缈。使学生了解，自然科学需要依托于人类的思维，其终极目标也是追求真善美。课程深度融合了科学与人文。

5、家国情怀和使命担当

课程始终关注科学前沿与社会热点，在教学中及时体现，邀请行业精英参与教学，侧重介绍我国当代的科技突破；如在介绍量子力学时邀请国家量子调控首席科学家切入课题，用墨子号作为案例解释量子纠缠，重点介绍了我国量子领域的国家发展战略规划。利用榜样的力量，使学生更多关注科学家而不是娱乐明星，让学生具备家国情怀，对我国的发展规划有更好的认知，自己将是未来的参与者，激发学生的使命担当。

6、了解科学对推动社会的意义，思考自我价值

    科学素养的提升包括了科学知识、科学思维以及了解科学推动社会的意义三个阶段。以邻为鉴，日本在上世纪九十年代的经济衰落使得对日本青年的称号从“昭和男儿”变成了“平成废宅”，我国在最近也有青年人“躺平”的言论，是因为自身与社会发展格格不入，而通过课堂对当今科学前沿的介绍或者课程的调研和汇报等作业，学生了解科学对推动社会发展的基石性作用的同时，也会思考融入社会的自我价值，构筑自身的价值理念。

四、设计思路

在教学中，教学设计、案例展示、作业布置、调研任务、汇报展示等活动均是课程思政的实施路径。其中，教学是融入思政的重点。

采用“认知-情感”交互，构筑“情景-融合-思维-激发”教学场景。人的行为大多是有直觉和感性直接推动，学生的课堂行为包括其中，从教学内容中寻找课程思政切入点，在学生认知过程中与情感交互，唤醒学生的学习情绪。

1、情景：情由境生

课程调研了信息化背景下成长起来的00后大学生的特征，教学中刻画了科技领域工作者情感与价值观肖像，从培养具有大国情怀、科技兴国视角出发，明晰育人目标，细化育人主题。在慕课设计上以学习者喜爱的视角进行制作。使用服装、道具，编排情景剧、小实验，使学生有代入感，快速融入课程，提高学生学习积极性，达到兴趣驱动。

2、融合：教学方法

将精选的科学案例贯穿课堂引入、知识点融入及评价思考各环节，通过案例分析、言传身教、小组汇报等形式，增强了思政教育的亲和力和感染力。课前引导，课中影响，课后实践环节均体现了课程思政的育人元素。

3、思维：自我价值

把科技铸就“中国梦”与课堂相结合，就是要坚持理论联系实际，课堂上既讲道理，也摆事实，善于运用同心抗疫、科学脱贫、科技振兴等典型事件，彰显中国特色社会主义制度的显著优势。同时，要让学生放眼看世界，感受中国科技发展的速度，潜移默化的让学生思维，未来融入社会的自我价值：加入实现中华民族伟大复兴的奋斗之中。

4、激发：时代认同

教育引导学生正确认识了解国家新发展阶段的前进方向和奋斗目标，准确把握新阶段、新机遇和新挑战，做到站得高、看得远、想得深，观大势、明大局、担大任。同时，教育引导学生积极响应国家号召，把握发展方向，找准自我定位。

五、育人元素实施案例

科技的发展日新月异，课程也应该具备发展的特征。育人元素的融入教学，主要采用潜移默化的方式，在混合式教学策略中，也使用了一些显性课题，通过案例将思政元素有效融入课堂、课后等教学全过程，达到育人的效果。

1、教学内容实施

在介绍科学发展沿革中，自然科学的诞生离不开伽利略和牛顿的贡献，伽利略通过实验证实了统治千年的亚里士多德理论的错误，而牛顿更进一步，用逻辑推演的方式统一了苹果落地和月球绕地的内在规律；提出科学具有简单性、统一性、因果性和真理性这四大原理。以科学家们为榜样，培养学生严谨求实的态度，质疑的精神，领略科学美感。

教学内容中，学生感兴趣的话题选择了外星人这个案例，充分展示了在了解未知领域过程中，科学方法的强大力量，浩瀚的宇宙有无数天体，智慧生命存在的可能非常之高，通过系统介绍费米悖论，展示了接触外星人必须具备的科学方法，以及人类成为外星人所需要具备的条件，做到了兴趣驱动。

2、教学手段实施

线上线下混合式教学，融入了项目调研、课题汇报等学生活动，在项目调研中，以“未来科技”为主题，调研我国十四五乃至未来的科技发展方向，学生通过调研可以直观的了解到我国的发展重点，自身则是这个未来的参与者，从而思考自我价值，实现道路认同。

在项目展示时，使用“厉害了我的国”这个与18年电影的同名主题，较为直观和显性的使学生自己通过介绍近年来我国在科技领域所取得的成就，包括航天、医疗、能源、材料等领域，变被动接受为主动了解，从而使学生具备家国情怀。

3、案例动态更新

目前，新冠病毒依旧肆虐全球，我国不仅用纪律的方式交出满意的抗疫成绩单，在疫苗接种上也做到了全球领先，结合当下全校师生共同接种疫苗，用“我们一起苗苗苗”的案例，使学生具有很强的代入情绪，激发了学生的爱国热情和民族自豪感。

在生命科学的环节中，基因工程部分，更新使用了袁隆平的杂交水稻作为案例，并重点介绍袁老的生平和贡献，不仅培养学生关注社会热点，也用科学家的情怀影响和塑造学生的价值观。

4、结合专业融入

在经济类的专业中，对于我国目前与美国的贸易摩擦，以作业的形式，要求学生对比美国对于他国高科技企业制裁的异同，包括对华为公司的制裁和对阿尔斯通公司制裁等，以本专业经济案例为载体，使学生认识到发展必须务实，科学本身没有国界，但科学家们，始终是有祖国的。

六、特色与创新

1、课程覆盖面广，思政教学设计精心

我国高等教学从精英化向大众化变化的过程中，人才培养也在从专业化向多元化方向发展，本课程开设至今已经面向经济、文科、艺术等方向多达十几个专业，年均学习人数在一千左右，加上由课程团队制作的面向全国的同名慕课，课程覆盖面广，影响力大。思政目标直接进入大纲，思政元素在教学设计中就有所体现。

2、内容有前瞻性，思政元素融入合理

课程团队始终科学前沿发展有调研，重要的科学突破马上得以在课堂呈现，比如17年的C919试飞，19年的黑洞事件视界照片，以及新冠病毒的流行与疫苗等内容，可以达到每年百分之二十的课程内容更新。并且，结合我国十四五发展纲要，引导学生了解目前国家紧缺性人才以及未来科技发展可能需要方向的人才。

3、重量级导师参与，思政育人效果明显

课程内容更新过程中，教学团队向行业精英进行请教并得到专业化的支持，比如，中科院院士，航空发动机的技术人员、吉利研究院院长等均给予了指导，并邀请这些重量级人物参与课堂，学生亲身接触这些业界重量级人物，对提升自己学习兴趣，改变自身关注点，提升爱情情怀，乃至终身学习均有积极的意义。

七、教学效果

课程注重过程性评价，包括了“5个1”：看1本科学书籍；1份课程相关作业；1次小组合作汇报；1次翻转课堂任务（研讨、辩论等）；1份调研报告（经济类专业）；1份综述（文科类专业）；拍摄1部小视频（艺术类专业）。

除了“5个1”之外，慕课学习，课堂表现这些学习过程均纳入评价，占到总评的70%。其余为学校统一安排的期末考试。

本课程的历年学评教均排名前列，且本课程评价样本数量大，偏差值小，应该可以如实反应学生对课程的态度，摘录学生评价：“课程的涉及面广泛，而且十分长知识，老师总是能在不同的切入点，带我们进入课堂，很吸引人。”在课程进行过程中，市督导、校领导、学校督导等听课反馈意见均良好。同时，课程并不是孤立的，以本课程为基础，后续开发了多门课程，包括《时间简史——自然科学初探》、《时间之箭——现代高新科技选讲》等选修课，每年都由课程团队开课，使得科学类课程可以覆盖更多的学生。课程团队还承担了提升学校科学氛围的任务，将科普类讲座常态化，这也是对课程的一种补充。

在教学中，线上任务的完成度和线下翻转课堂参与度均超过了90%，课程通过率100%，在经管类专业，学习课程后，参与创新创业类比赛的学生显著增加，在文科和艺术类专业，参与国创项目，新苗计划的学生也有较多的提升。

面向全国的慕课教学中，在线答疑制度化，设计融入思政元素的问题，引导学生思考；以新突破或学生兴趣点为见面课主题，提高关注度；累计互动超过10万次。基于慕课，在宁波地区进行了跨校联合的线上线下教学探索，课程具备了一定的地方影响力。