提升海洋科學(xué)學(xué)科興趣教學(xué)實(shí)踐探索

陳慧 孟崢 劉亞婷 卓海騰 唐麗麗

[摘 要] 海洋地質(zhì)學(xué)是海洋科學(xué)的重要分支學(xué)科，對(duì)于提升學(xué)生對(duì)涉海學(xué)科的興趣和開(kāi)展海洋強(qiáng)國(guó)愛(ài)國(guó)主義教育，具有得天獨(dú)厚的學(xué)科生態(tài)條件。傳統(tǒng)授課遵循專業(yè)核心課程的教學(xué)模式，難以有效激發(fā)非涉海專業(yè)學(xué)生對(duì)于海洋科學(xué)的興趣。以教育信息化為契機(jī)，以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代為背景，授課團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了“銀幕里的海洋地質(zhì)”公選課程教學(xué)實(shí)踐，建設(shè)優(yōu)質(zhì)師資隊(duì)伍，合理簡(jiǎn)化教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)素材，科學(xué)建設(shè)智慧大課堂，旨在提升多學(xué)科背景學(xué)生對(duì)海洋科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，廣泛吸引優(yōu)秀人才加入新時(shí)代海洋事業(yè)，促進(jìn)我國(guó)海洋地質(zhì)研究的科教發(fā)展。

[關(guān)鍵詞] 海洋地質(zhì)公選課程；教學(xué)優(yōu)化；銀幕素材；智慧課堂

[基金項(xiàng)目] 2020年度廣東省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“深化課程思政改革，創(chuàng)新推進(jìn)課程育人——中山大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院課程思政教學(xué)改革探索”（粵教高函〔2020〕20號(hào)）

[作者簡(jiǎn)介] 陳 慧（1985—） ，女，湖北武漢人，海洋地質(zhì)學(xué)博士，中山大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院助理教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事深水沉積研究。

[中圖分類號(hào)] G420 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-9324（2022）06-0089-04 [收稿日期] 2021-09-28

引言

黨的十八大報(bào)告明確提出“提高海洋資源開(kāi)發(fā)能力，發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，堅(jiān)決維護(hù)國(guó)家海洋權(quán)益，建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)”[1]的戰(zhàn)略部署，標(biāo)志著建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)已上升為國(guó)家戰(zhàn)略。扎實(shí)開(kāi)展品質(zhì)教育，廣泛吸引優(yōu)秀人才加入新時(shí)代海洋事業(yè)，培養(yǎng)未來(lái)海洋類專業(yè)人才，對(duì)于推動(dòng)海洋學(xué)科發(fā)展和建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)具有重要意義。

海洋地質(zhì)學(xué)是海洋科學(xué)的重要分支學(xué)科，也是當(dāng)代地學(xué)發(fā)展的三大前沿學(xué)科（深海、深空、深地）之一[2]。其研究?jī)?nèi)容涉及海岸與海底地形、海洋沉積物、洋底巖石、海底構(gòu)造、大洋地質(zhì)歷史和海底礦產(chǎn)資源等，具有極大的綜合性和趣味性。該學(xué)科課程對(duì)于拓寬學(xué)生海洋科學(xué)視野，提升學(xué)生涉海學(xué)科興趣，開(kāi)展海洋強(qiáng)國(guó)愛(ài)國(guó)主義教育，具有得天獨(dú)厚的學(xué)科生態(tài)條件。傳統(tǒng)海洋地質(zhì)學(xué)授課遵循專業(yè)核心課程的教學(xué)模式，授課對(duì)象為有一定地球科學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)的學(xué)生，普遍已學(xué)習(xí)過(guò)“普通地質(zhì)學(xué)”和“海洋科學(xué)導(dǎo)論”等專業(yè)基礎(chǔ)課程。但對(duì)于地學(xué)基礎(chǔ)薄弱甚至為零的其他專業(yè)（如數(shù)理、計(jì)算機(jī)、語(yǔ)言、文史、經(jīng)濟(jì)、醫(yī)學(xué)等）學(xué)生，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，很容易因?qū)W科領(lǐng)域背景差異而產(chǎn)生諸多理解難點(diǎn)，使他們潛在的對(duì)于海洋科學(xué)的強(qiáng)烈興趣和巨大投身熱情難以被有效激發(fā)。新時(shí)代海洋科學(xué)發(fā)展迫切需要具備多學(xué)科背景的生力軍，例如具有扎實(shí)數(shù)理或文史基礎(chǔ)的優(yōu)秀人才。對(duì)此，需要通過(guò)積極推進(jìn)學(xué)科交叉融合，進(jìn)而有效提升涉海學(xué)科整體創(chuàng)新能力[3]。如何改進(jìn)教學(xué)模式以縮小海洋地質(zhì)學(xué)與非地學(xué)相關(guān)學(xué)科之間的專業(yè)鴻溝，值得深刻思考和精心琢磨。

一、實(shí)踐背景

中山大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院秉承“博學(xué)、審問(wèn)、慎思、明辨、篤行”的科教精神，在以“德才兼?zhèn)?、領(lǐng)袖氣質(zhì)、家國(guó)情懷”為人才培養(yǎng)目標(biāo)的引領(lǐng)下，本著“博學(xué)專長(zhǎng)”理念，建立了以“學(xué)科大類—專業(yè)方向—綜合提升”為格架的海洋科學(xué)專業(yè)課程體系。自2021年春季，面向中山大學(xué)所有專業(yè)、所有年級(jí)本科學(xué)生，開(kāi)設(shè)“銀幕里的海洋地質(zhì)”通識(shí)課，選課人數(shù)上限為200人，記2學(xué)分，共36學(xué)時(shí)。授課團(tuán)隊(duì)成員具有多年從事海洋科學(xué)研究的科研基礎(chǔ)，獲批過(guò)多個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目；均熟練掌握海洋沉積學(xué)和普通地質(zhì)學(xué)的基本理論，具有講授多門(mén)相關(guān)專業(yè)課程的豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。“銀幕里的海洋地質(zhì)”旨在借助大眾化、接地氣的素材，結(jié)合電影和紀(jì)錄片等銀幕片段，縮小專業(yè)鴻溝，向?qū)W生（尤其是非涉海專業(yè)）通俗易懂地介紹現(xiàn)代海洋的各種地質(zhì)現(xiàn)象，以及它們的形成機(jī)理和演變規(guī)律，使學(xué)生了解和掌握海洋地質(zhì)學(xué)科的基本理論，有效激發(fā)他們對(duì)于海洋科學(xué)的興趣，非常適合作為提升學(xué)生海洋學(xué)科興趣的實(shí)踐探索研究實(shí)例。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的授課，發(fā)現(xiàn)突出問(wèn)題主要表現(xiàn)在高質(zhì)量地管理數(shù)百人大班化課堂和高效率地激發(fā)多學(xué)科（尤其是非涉海學(xué)科）專業(yè)背景學(xué)生的興趣投入兩個(gè)方面。因此，要求教師在教與學(xué)的過(guò)程中不斷積累、深刻思考和積極探索，有效改善教學(xué)大綱、授課模式、考核方式、師生互動(dòng)、師資隊(duì)伍等方面存在的問(wèn)題和痛點(diǎn)，從而優(yōu)質(zhì)建設(shè)和完善課程。

因此，授課團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了“銀幕里的海洋地質(zhì)”公選課程教學(xué)實(shí)踐，以教育信息化為契機(jī)，以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代為背景，依托數(shù)字教學(xué)平臺(tái)，建設(shè)師資隊(duì)伍，提升教師專業(yè)方向教學(xué)科研能力，提升教師的信息化教學(xué)能力；合理簡(jiǎn)化教學(xué)內(nèi)容，凝練課程思政元素，設(shè)計(jì)更為科學(xué)完善的教學(xué)大綱和更為貼合實(shí)際需求的教學(xué)內(nèi)容，打造多學(xué)科背景學(xué)生感興趣、易理解、互推廣的通識(shí)大課堂；豐富教學(xué)素材，采用現(xiàn)代化科技手段，廣泛、系統(tǒng)地收集符合課程構(gòu)架設(shè)計(jì)的教學(xué)素材生活實(shí)例、影視片段等并建設(shè)教學(xué)資源庫(kù)；建設(shè)智慧大課堂，依托于智慧課堂軟件，優(yōu)化授課模式，豐富師生互動(dòng)形式，完善考核方式，強(qiáng)調(diào)教學(xué)效果回顧，有效管理上百人大型課堂。通過(guò)課程設(shè)計(jì)、課程資源升級(jí)、智慧課堂教學(xué)應(yīng)用等的共同建設(shè)，旨在提升多學(xué)科背景學(xué)生對(duì)海洋科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，廣泛吸引優(yōu)秀人才加入新時(shí)代海洋事業(yè)，促進(jìn)我國(guó)海洋地質(zhì)研究的科教發(fā)展。

二、教學(xué)實(shí)踐特色和亮點(diǎn)

（一）創(chuàng)新的教學(xué)理念

秉持積極推動(dòng)海洋地質(zhì)專業(yè)學(xué)科面向通識(shí)教育的教學(xué)理念，針對(duì)多學(xué)科背景學(xué)生調(diào)整培養(yǎng)目標(biāo)，借助電影和紀(jì)錄片等大眾化素材激發(fā)學(xué)生對(duì)海洋科學(xué)的興趣，提升涉海學(xué)科教學(xué)地位。

（二）豐富的教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)大綱框架下，廣泛、系統(tǒng)地收集并播放在電影及紀(jì)錄片中涉及的有關(guān)河口海岸帶、濱淺海和深海環(huán)境下的海洋地質(zhì)現(xiàn)象的經(jīng)典片段，并對(duì)所涉及的海洋地質(zhì)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)加以詳實(shí)地科教講解。融合不同環(huán)境海洋地質(zhì)沉積體系發(fā)育演化，以及我國(guó)深海沉積研究進(jìn)展介紹，為廣大本科生提供理論學(xué)習(xí)和學(xué)術(shù)交流的平臺(tái)，促進(jìn)我國(guó)海洋地質(zhì)研究尤其是深海沉積研究的科教發(fā)展。

（三）有效的教學(xué)方法

一方面，采用案例知識(shí)點(diǎn)教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合的方式，將電影或紀(jì)錄片中涉及的海洋地質(zhì)現(xiàn)象或規(guī)律的內(nèi)容，轉(zhuǎn)化為與教學(xué)相關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)，并融入教學(xué)過(guò)程。另一方面，建設(shè)智慧大教室和在線大課堂[4]，依托移動(dòng)教學(xué)應(yīng)用工具在教學(xué)過(guò)程提供的教學(xué)數(shù)據(jù)收集、AI智能學(xué)情分析對(duì)課程載體創(chuàng)新應(yīng)用、課程教學(xué)模式、學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)及管理等多維度的整體改革，完成以學(xué)生為中心的“銀幕里的海洋地質(zhì)學(xué)”教育課程體系設(shè)計(jì)及移動(dòng)教學(xué)資源開(kāi)發(fā)。

（四）創(chuàng)新的考查內(nèi)容

積極對(duì)考查內(nèi)容進(jìn)行改革，增加以消除專業(yè)壁壘為主的應(yīng)用性內(nèi)容，使學(xué)生在理解掌握海洋地質(zhì)理論知識(shí)的同時(shí)，盡可能將課程與自身專業(yè)背景相結(jié)合，從而進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

三、主要方法和實(shí)踐內(nèi)容

（一）合理簡(jiǎn)化教學(xué)內(nèi)容

設(shè)計(jì)出針對(duì)大眾化通識(shí)教育更為科學(xué)完善的教學(xué)大綱，編寫(xiě)出更貼合實(shí)際需求的教學(xué)內(nèi)容，凝練課程思政元素[5]，以課程思政提升課程內(nèi)涵，以課程內(nèi)涵豐富課程教學(xué)。

改進(jìn)教學(xué)大綱，以介紹海洋地質(zhì)的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容和基本調(diào)查方法為例：授課內(nèi)容應(yīng)以實(shí)例入手，結(jié)合國(guó)際動(dòng)態(tài)，突出國(guó)內(nèi)外海洋地質(zhì)發(fā)展歷史上的重要突破；介紹調(diào)查方法和設(shè)備需結(jié)合實(shí)際工作流程和授課教師的科研經(jīng)驗(yàn)，由授課教師展示曾參與的遠(yuǎn)洋出?；蛞巴饪疾煺掌?，給學(xué)生介紹深海地質(zhì)科學(xué)考察的過(guò)程，以切身經(jīng)驗(yàn)講述海上和野外生活、工作的經(jīng)歷，以及海洋地質(zhì)科考資料的來(lái)之不易，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)海洋地質(zhì)和深海沉積的興趣，調(diào)動(dòng)積極性；突出調(diào)查理念、設(shè)備和方法的更新和進(jìn)步，應(yīng)注意強(qiáng)調(diào)我國(guó)近年來(lái)在海洋地質(zhì)科學(xué)研究和調(diào)查裝備領(lǐng)域取得的進(jìn)展和突破，尤其是從進(jìn)口到國(guó)產(chǎn)化的過(guò)程，提升學(xué)生的民族自豪感，傳遞海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略和海洋科技文化自信的正能量。

（二）優(yōu)質(zhì)改進(jìn)教學(xué)幻燈片

收集和整理大眾化接地氣素材，結(jié)合電影和紀(jì)錄片等銀幕片段，以及生活中常見(jiàn)實(shí)例，向?qū)W生通俗易懂地介紹現(xiàn)代海洋的各種地質(zhì)現(xiàn)象，以及它們的形成機(jī)理和演變規(guī)律[6]，注重有效激發(fā)學(xué)生對(duì)于海洋科學(xué)的強(qiáng)烈興趣。

例如，沉積物重力流的概念和分類是《深水沉積》章節(jié)中的教學(xué)難點(diǎn)之一。重力流，又稱沉積物流、慣性流，是一種沉積物和流體（如水）混合而形成的、高密度、高粘度涌浪式流動(dòng)的非牛頓流體。該定義涉及流體力學(xué)性質(zhì)、流體與顆粒的力學(xué)關(guān)系，須同時(shí)掌握層流、湍流、牽引流、牛頓流體、非牛頓流體等含義及其之間的差別關(guān)系，因此要求豐富教學(xué)素材，利用直觀形象的視頻、圖像和生活實(shí)例，輔助理論介紹，讓學(xué)生更好地理解和記憶。

以介紹非牛頓流體粘度不恒定的性質(zhì)和流動(dòng)特征為例，通過(guò)日常生活中的視頻片段，較直觀地幫助學(xué)生高效理解和深刻記憶（見(jiàn)圖1）；以介紹物體的流體力學(xué)性質(zhì)和行為特點(diǎn)為例，利用生活實(shí)例類比通俗解釋，橡皮泥是塑性固態(tài)，牙膏是塑性流體，使學(xué)生能夠接受“感性化”和“理性化”并存的知識(shí)體系（見(jiàn)圖2）；以介紹深水沉積物重力流的結(jié)構(gòu)特征與力學(xué)性質(zhì)具有時(shí)變性為例，通過(guò)板書(shū)繪制地質(zhì)模式圖，帶動(dòng)學(xué)生一邊畫(huà)圖一邊思考理解，變被動(dòng)接受為主動(dòng)理解。

（三）智能升級(jí)教學(xué)方式

多采用現(xiàn)代化智慧課堂科技手段，針對(duì)每個(gè)教學(xué)章節(jié)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)課堂練習(xí)，階段考查和課下作業(yè)，突出以學(xué)生為主、教師為輔的教學(xué)方式，引領(lǐng)學(xué)生自覺(jué)積極地融入課堂。

依托于智慧課堂軟件在教學(xué)過(guò)程提供的數(shù)據(jù)化、智能化信息支持，利用智慧課堂軟件平臺(tái)，增強(qiáng)互動(dòng)，吸引學(xué)生注意力。在同時(shí)面對(duì)上百名不同學(xué)科背景學(xué)生的前提下，優(yōu)化授課模式，如數(shù)字化課程設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；豐富師生互動(dòng)形式，如課堂練習(xí)和投票、彈幕提問(wèn)、隨機(jī)提問(wèn)、翻轉(zhuǎn)課堂等；完善考核方式，如集體在線點(diǎn)名簽到、階段考查和課下作業(yè)等；強(qiáng)調(diào)教學(xué)效果回顧、分析和預(yù)測(cè)，如分析能夠有效提升課堂答題率、正確率、抬頭率的因素。以開(kāi)展課堂答題為例，及時(shí)統(tǒng)計(jì)答題結(jié)果和講解題目知識(shí)點(diǎn)，有助于學(xué)生加深對(duì)課程內(nèi)容的理解記憶，有助于教師掌握學(xué)生學(xué)習(xí)效果，以保證精準(zhǔn)有效答疑。

四、實(shí)踐效果與分析建議

（一）學(xué)科隊(duì)伍建設(shè)

通過(guò)實(shí)踐訓(xùn)練，授課教師的基礎(chǔ)理論功底、專業(yè)科教能力和智慧課堂建設(shè)能力得到了有效的夯實(shí)和鍛煉，課程建設(shè)隊(duì)伍的綜合素質(zhì)得到了提高，但相比于高水平信息化教學(xué)能力仍存在一定距離。教師需繼續(xù)深度學(xué)習(xí)建設(shè)智慧課堂，如微課或說(shuō)課等課程視頻制作、學(xué)習(xí)指南編制、教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)、課程運(yùn)營(yíng)與維護(hù)及教學(xué)效果分析等，使其信息化教學(xué)能力得到全面綜合的發(fā)展。

（二）智慧大課堂建設(shè)

初步建立了依托現(xiàn)代化科技手段、具有豐富多元化教學(xué)素材、突出以學(xué)生為主的智慧課堂。在符合課程構(gòu)架設(shè)計(jì)的條件下，以涉及影視片段及其對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的案例教學(xué)為主，邏輯化梳理由專業(yè)知識(shí)點(diǎn)構(gòu)架的教學(xué)體系，突出以實(shí)際案例帶動(dòng)海洋地質(zhì)學(xué)的知識(shí)教學(xué)。海洋地質(zhì)方面有很多較為經(jīng)典的地質(zhì)模式，授課過(guò)程中教師需注重運(yùn)用板書(shū)的形式，引導(dǎo)學(xué)生邊畫(huà)模式圖邊思考。未來(lái)應(yīng)注意不斷規(guī)范教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)突出專業(yè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，減少教學(xué)資源重復(fù)和浪費(fèi)，并盡可能增加具有典型性、針對(duì)性和對(duì)學(xué)生有啟發(fā)性的教學(xué)案例豐富教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)科的趣味性。

（三）海洋科學(xué)興趣提升

通過(guò)結(jié)合電影和紀(jì)錄片等銀幕片段，使教學(xué)內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)，引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生將所學(xué)的海洋科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和自身學(xué)科領(lǐng)域并列思考，有效激發(fā)多學(xué)科背景學(xué)生對(duì)涉海學(xué)科的濃厚興趣，廣泛吸引優(yōu)秀人才加入新時(shí)代海洋事業(yè)。期末評(píng)教反饋較好，學(xué)生評(píng)價(jià)包括：課堂教學(xué)內(nèi)容十分新穎；對(duì)海洋知識(shí)產(chǎn)生了濃厚興趣；喜歡在電影中穿插海洋知識(shí)的授課方式，收獲頗多；非常喜歡老師的教學(xué)風(fēng)格等。未來(lái)應(yīng)積極推動(dòng)智慧大課堂從面向中山大學(xué)到面向全國(guó)高校，可為廣大本科生提供一個(gè)理論學(xué)習(xí)和學(xué)術(shù)交流的平臺(tái)，促進(jìn)我國(guó)海洋地質(zhì)研究的科教發(fā)展。

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Exploration on How to Enhance the Interest in Marine Science： Taking the Teaching Practice of the Public Elective Course of Marine Geology as an Example

CHEN Hui1，2，3， MENG Zheng1， LIU Ya-ting1， ZHUO Hai-teng1，2， TANG Li-li1

（1. School of Marine Sciences， Sun Yat-sen University， Zhuhai， Guangdong 519082， China； 2. Guangdong Provincial Key Laboratory of Marine Resources and Coastal Engineering， Zhuhai， Guangdong 519082， China； 3. Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory〔Zhuhai〕， Zhuhai， Guangdong 519082， China）

Abstract： Marine Geology is an important sub-discipline of marine science， which has unique advantages for enhancing students’ interest in sea-related disciplines and carrying out patriotism education as a developing maritime power. Traditional teaching follows the teaching model of professional core courses， and it is difficult for it to effectively stimulate the interest of students who are non-maritime-related majors. Taking the opportunity of education informatization and the mobile Internet era as the background， this paper proposes some measures to improve the teaching practice of a public selective course， Marine Geology in Movies， such as building a highquality teaching team， reasonably simplifying the teaching content， enriching the teaching materials， and building a scientific smart classroom， in order to attract students with multi-disciplinary backgrounds to be more interested in marine sciences， to extensively attract outstanding talents to join the marine industry in the new era， and to promote the development of science and education in marine geological research in our country.

Key words： public elective course of Marine Geology； teaching optimization； movie materials； smart classrooms

3303500589207