“五有”理念下《海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗》課程探索

黃藍慧，符 浩，黃智華，韋映梅，黃達華，王麗偉,3

(1 廣西大學(xué)海洋學(xué)院，廣西 南寧 530004；2 廣西南海珊瑚礁研究重點實驗室，廣西 南寧 530004；3 廣西有色金屬及特色材料加工重點實驗室，廣西 南寧 530004；4 廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，廣西 南寧 530004)

21世紀(jì)，海洋將成為決定我國經(jīng)濟實力和政治地位的重要因素，海洋科學(xué)教育對培育我國新時代海洋人才，加快建設(shè)海洋強國具有重大意義[1]?！逗Ｑ蠡瘜W(xué)基礎(chǔ)實驗》是涉海類高等院校的基礎(chǔ)核心課程，屬于海洋化學(xué)和海洋科學(xué)知識的相互結(jié)合的一門課程[2]。該課程主要教授海洋科學(xué)專業(yè)類學(xué)生必須掌握的海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗知識和技能，以豐富的理論知識授課及實驗教學(xué)，培育具有良好海洋科學(xué)素養(yǎng)的人才。因此，如何充分有效地利用有限的實驗課程培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神，從而進一步提升學(xué)生整體的綜合素質(zhì)，從專業(yè)課程體系構(gòu)建和改革的角度出發(fā)，加快培育具有社會責(zé)任、法制意識、創(chuàng)新精神、實踐能力、國際視野的“五有”領(lǐng)軍型海洋人才顯得尤為重要。

廣西大學(xué)海洋學(xué)院是以研究南海珊瑚礁為特色的高等科研院所，目前研究方向主要包括海洋環(huán)境、海洋地質(zhì)、海洋生態(tài)，三個方向在基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)階段都會涉及到海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗課程。但由于海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗課程存在缺少貼合的教材、課程體系陳舊、授課模式單一、教學(xué)內(nèi)容設(shè)置老套、學(xué)生缺少接觸大型儀器的機會、缺乏創(chuàng)新等問題[2]，不利于培育國家需要的新時代海洋人才，因此對海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗課程進行改革十分必要。

本文基于廣西大學(xué)“五有”領(lǐng)軍型人才培養(yǎng)理念，結(jié)合海洋學(xué)院專業(yè)課程教學(xué)特點，探索“五有”領(lǐng)軍型人才培養(yǎng)理念在涉海類專業(yè)人才培養(yǎng)中的應(yīng)用, 優(yōu)化海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗課程改革，為海洋科學(xué)專業(yè)類高等院校人才培養(yǎng)體系建設(shè)、促進海洋科學(xué)教育教學(xué)改革提供一定的理論指導(dǎo)，對提升大學(xué)生創(chuàng)新教育發(fā)展水平具有重要的現(xiàn)實意義[3]。

1 高校開設(shè)《海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗》課程的目的與意義

1.1 課程目的

海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗課程教學(xué)目標(biāo)是通過課堂學(xué)習(xí)理論知識、實驗室操作及到海上作業(yè)實習(xí)等手段，使學(xué)生掌握海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗所涉及的基本概念和知識要點[4]，讓學(xué)生在實驗室及海上作業(yè)實習(xí)階段將理論知識學(xué)以致用，在親自動手操作的同時培養(yǎng)其提出、分析并進一步解決問題的能力，從而鍛煉學(xué)生的動手操作能力，開闊學(xué)生的國際視野，為其學(xué)習(xí)其他海洋專業(yè)課和將來從事海洋方向的工作打下堅實的基礎(chǔ)。

1.2 課程意義

海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗是海洋科學(xué)專業(yè)課程教學(xué)的必要環(huán)節(jié)之一，該課程圍繞綜合性基礎(chǔ)實驗與創(chuàng)新性設(shè)計實驗，培養(yǎng)學(xué)生自主閱讀海洋化學(xué)方面相關(guān)文獻的能力；通過設(shè)置合理的實驗內(nèi)容和教學(xué)大綱，培養(yǎng)學(xué)生運用海洋科學(xué)的專業(yè)知識解決海洋化學(xué)方面實際問題的能力，進而為涉海類高等院校本科專業(yè)建設(shè)提供可參考的課程體系，對促進我國海洋科學(xué)人才的培養(yǎng)，加快“五有”領(lǐng)軍型海洋人才成長步伐，實施“海洋強國”戰(zhàn)略等具有重要的意義[5]。

2 《海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗》課程存在問題

2.1 教學(xué)管理部門對該課程重視程度需要加強

海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗作為一門海洋科學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程，其重要性和必要性是不容忽視的。目前海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗課程在如何更好地服務(wù)海洋科學(xué)類專業(yè)的發(fā)展上仍存在一些問題[6]。雖然其是海洋化學(xué)教學(xué)過程中的基礎(chǔ)性實驗，但常常呈現(xiàn)資源配置不足和重視度不夠的問題。相較于其他核心課程，海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗在教學(xué)中的地位被弱化，在教育教學(xué)改革中得不到重視?；诖耍處煂嶒灲虒W(xué)模式改革創(chuàng)新的積極性也由此降低，甚至在實際教學(xué)過程中應(yīng)付教課任務(wù)，不顧學(xué)生實際掌握情況。長此以往，不僅會影響海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗的教學(xué)質(zhì)量，更不利于新時代海洋人才的培養(yǎng)[7]。

2.2 師生比例較低，教學(xué)模式對學(xué)生吸引力不大

海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗課作為海洋科學(xué)基礎(chǔ)核心實驗課程[7]，師生比例通常在1：(35～40)左右。在師生比較低的情況下，教師疲于應(yīng)付課程的準(zhǔn)備和理論知識講解，在實際實驗教學(xué)過程中難以與學(xué)生進行全覆蓋和較充分的互動及講解答疑，這樣的教學(xué)弊端很容易影響到老師在實驗教學(xué)過程中失去創(chuàng)新性。除此之外，學(xué)生也會對理論知識理解的不夠透徹導(dǎo)致在實際實驗過程當(dāng)中操作不當(dāng)而失去科研創(chuàng)新興趣，部分學(xué)生在課程和實驗后期抱著得過且過，以完成任務(wù)的心態(tài)去學(xué)習(xí)。

3 課程改革與創(chuàng)新

3.1 緊密結(jié)合專業(yè)特色，編寫貼合海洋發(fā)展方向的教材

根據(jù)廣西大學(xué)海洋學(xué)院《海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗》教學(xué)大綱，并緊密結(jié)合當(dāng)前化學(xué)海洋學(xué)、海洋環(huán)境化學(xué)等學(xué)科發(fā)展方向，實際編寫而成海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書。

全書內(nèi)容按照學(xué)科和專業(yè)知識要求劃分為8大模塊，分別為：水中溶解氧的快速測定、海水化學(xué)需氧量的測定(滴定法)、海水化學(xué)需氧量的測定(快速檢測法)、海水pH和堿度的測定、海水中可溶性磷酸鹽的測定、海洋傳感器的原理及使用，和實驗報告撰寫與實驗結(jié)果評估。編寫遵循內(nèi)容扼要、敘述簡明、使用方便，為了增強學(xué)生對專業(yè)知識的理解，8部分實驗分散在不同的理論課程之后，理論知識與實驗內(nèi)容相結(jié)合，真正達到幫助學(xué)生鞏固課堂所學(xué)知識，提高實踐動手能力的目的。教師用適量時間講解實驗?zāi)康摹?nèi)容、實驗方法和步驟，之后學(xué)生進行獨立操作，完成實驗報告，教師對此全程指導(dǎo)。這將有利于學(xué)生系統(tǒng)地了解海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗所應(yīng)掌握的理論知識要點，在學(xué)習(xí)過程中有專業(yè)且針對性較強的書籍進行指導(dǎo)。

3.2 更新課程體系，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)教學(xué)大綱和課程體系的要求，海洋科學(xué)的教學(xué)離不開化學(xué)基礎(chǔ)實驗的實踐，兩者屬于相輔相成、不可或缺的關(guān)系[7]。從海洋科學(xué)課程的設(shè)置出發(fā)，海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗內(nèi)容設(shè)置上不僅需要綜合性基礎(chǔ)實驗，更需要具有創(chuàng)新性的設(shè)計性實驗。結(jié)合廣西大學(xué)海洋學(xué)院實際情況，合理劃分海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗的內(nèi)容，按照實驗的層次分為：綜合性基礎(chǔ)實驗與創(chuàng)新性設(shè)計實驗兩個層次。

綜合性基礎(chǔ)實驗貫穿于實驗課程的6個部分，其目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)并熟練操作實驗室中的儀器設(shè)備，從而掌握海洋基礎(chǔ)化學(xué)實驗原理、實驗室內(nèi)系統(tǒng)海水成分分析方法等知識，培養(yǎng)學(xué)生動手操作的能力，讓學(xué)生養(yǎng)成獨立思考問題的習(xí)慣。在綜合性基礎(chǔ)實驗中，學(xué)生需要將理論知識融會貫通，再與實驗操作相結(jié)合，真正做到將理論知識學(xué)以致用。

在綜合性基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上，選取VOC快速測試儀器——艾立特氣敏分析儀作為創(chuàng)新的設(shè)計性實驗，讓學(xué)生設(shè)計室外氣體的采集與快速檢測，并學(xué)習(xí)如何正確地撰寫實驗報告。通過設(shè)計性實驗的實踐，鍛煉學(xué)生自主查閱海洋科學(xué)專業(yè)文獻的能力，進而掌握海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗原理、方案設(shè)計等方面技巧；讓學(xué)生獨立思考設(shè)計實驗，有利于拓展學(xué)生的思維方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，逐步提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

3.3 利用學(xué)院優(yōu)勢，調(diào)整授課模式

大型儀器實體無法搬進課堂，過于抽象的理論知識常常給學(xué)生帶來認知困惑。為此，可以改變原來的單一理論教學(xué)或純實驗的課程設(shè)置模式，將儀器理論課程與海洋化學(xué)實驗進行結(jié)合。具體措施表現(xiàn)為利用廣西大學(xué)海洋學(xué)院本科生實驗室豐富的儀器設(shè)備資源，將大型儀器理論課程與實驗相結(jié)合，集中引導(dǎo)學(xué)生進入實驗室參觀所學(xué)儀器，或?qū)⒗碚撜n程的授課地點轉(zhuǎn)移至儀器所在實驗室進行，在講述理論知識的同時讓學(xué)生對學(xué)院相關(guān)大型儀器有更具象的認知，從而使學(xué)生對海洋類儀器的基本構(gòu)造以及簡單操作有更加深刻的掌握，達到加強對海洋化學(xué)類知識及相關(guān)儀器操作的實際運用。

合理安排教輔人員協(xié)助教師完成日常教學(xué)工作，在實驗教學(xué)過程協(xié)助教師對學(xué)生進行5～ 8人一組的分組教學(xué)模式，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和加強團隊合作精神，同時幫助學(xué)生解答部分儀器操作問題，減輕教師教學(xué)壓力，促進課堂實驗的互動氛圍。

3.4 海上作業(yè)實習(xí)，拓寬學(xué)生視野

目前，海洋環(huán)境問題越來越受到社會各界的廣泛關(guān)注。從國家對海洋人才的需求出發(fā)，把握新時代精神和現(xiàn)實社會的發(fā)展需要，適時進行理念、內(nèi)容和方法的更新與完善。在海洋科學(xué)課程教學(xué)中，基礎(chǔ)實驗是海洋化學(xué)教學(xué)的重中之重，其出海實習(xí)訓(xùn)練在“五有”領(lǐng)軍型人才培養(yǎng)體系平臺中起著不可替代的作用。

因此， 基于“五有”領(lǐng)軍型人才的培養(yǎng)理念，廣西大學(xué)海洋學(xué)院為大三年級本科生設(shè)置為期一周的出海實習(xí)，帶領(lǐng)學(xué)生前往廣西北海潿洲島進行實際作業(yè)。出海實習(xí)包括水文項目(溫度測定，水色測定，透明度測定)、化學(xué)項目(水樣采集，pH、溶解氧、ORP、營養(yǎng)鹽、重金屬)、生物項目(浮游植物取樣并分析)、地質(zhì)項目(剖面路線地質(zhì)調(diào)查，海上海洋地質(zhì)調(diào)查，參觀海洋地質(zhì)勘探單位)等相關(guān)專業(yè)知識內(nèi)容，使學(xué)生了解和熟悉海上工作環(huán)境和工作條件，學(xué)習(xí)并掌握海洋化學(xué)的調(diào)查方法，鞏固和加深理解海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗的理論知識。

這不僅有利于加強他們對海洋科學(xué)專業(yè)的理解與熱愛，也能夠開闊其視野，增強其應(yīng)對困難與挑戰(zhàn)的能力，培養(yǎng)吃苦耐勞的精神，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)新能力，為更高層次的研究生學(xué)習(xí)和就業(yè)打好理論知識和實踐操作的基礎(chǔ)，同時更為其今后適應(yīng)社會奠定良好基礎(chǔ)。

圖1 (a)-(b) 海洋學(xué)院2016級本科生到北海潿洲島 進行海上作業(yè)實習(xí)Fig.1 (a)-(b) The 2016 undergraduate students of the School of Marine Sciences went to Weizhou Island in Beihai for offshore operation practice

4 結(jié) 語

海洋科學(xué)是開放性的、融合性、交叉性的學(xué)科，不少理論知識和觀點會隨著實驗探索研究而不斷更新。對于海洋化學(xué)實驗課程，我們不僅要鞏固好已學(xué)的理論基礎(chǔ)知識，還要不斷進行實驗教學(xué)的改革和創(chuàng)新。淘汰不實用、過時的理論知識，融入新型的、時代前沿的海洋科學(xué)知識，并通過自我的努力創(chuàng)新和探索，為祖國培養(yǎng)與時俱進，具備理論豐富的知識與實踐能力的綜合性海洋素質(zhì)人才，為祖國的海洋事業(yè)的進步與發(fā)展貢獻力量。

新時代到來，學(xué)生可以利用多樣化的互聯(lián)網(wǎng)手段和途徑獲取知識和信息，這同樣可以借鑒到海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗課程教學(xué)中來，例如利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，通過簡化的動畫解析大型實驗儀器的工作原理和其基本構(gòu)造，可以帶給學(xué)生身臨其境的儀器使用感受，使學(xué)生在學(xué)習(xí)抽象的儀器工作原理和構(gòu)造時，能迅速建立形象化的理解，大大降低學(xué)習(xí)難度。同時隨著仿真、虛擬技術(shù)越來越成熟，將其引進課堂，輔助講解海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗使用的儀器基本構(gòu)造和原理，是海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗課程未來的發(fā)展方向之一，這將極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提高其對海洋化學(xué)基礎(chǔ)實驗課程的積極性和主動性，為促進 “五有”領(lǐng)軍型海洋人才培養(yǎng)、推進大學(xué)生創(chuàng)新教育的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。