《海洋學基礎(chǔ)》課程實習教學優(yōu)化探索與分析

陳慧 劉秀娟

摘要：涉海實踐是海洋科學培養(yǎng)方案中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，應(yīng)該將海洋系統(tǒng)觀測、海景數(shù)據(jù)采集與處理、過程和機制確定及模型建立相結(jié)合，并重視學生海洋科學綜合素質(zhì)的訓練。文章以《海洋學基礎(chǔ)》課程依托于北戴河實習基地開展的五條涉海實踐路線教學內(nèi)容為研究對象，進行教學優(yōu)化建設(shè)，包括：（1）改進室內(nèi)教學教案和幻燈片;（2）增加具有標準化操作流程的實踐環(huán)節(jié);（3）明確設(shè)立具有嚴格統(tǒng)一標準的實踐操作流程和規(guī)范;（4）增加數(shù)據(jù)處理分析常用軟件和圖解繪制技能的科普教學;（5）嘗試教學方法的改革。通過本次優(yōu)化建設(shè)，使學生能夠認識典型涉海野外現(xiàn)象并初步分析其成因，培養(yǎng)學生基本的海洋學基礎(chǔ)野外工作技能，最終有效提高教學質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：海洋科學實踐;教學優(yōu)化;北戴河

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2020）11-0035-02

一、引言

據(jù)近年來中科院科技戰(zhàn)略咨詢研究院等單位聯(lián)合發(fā)布的《研究前沿》報告，海洋科學相關(guān)研究始終是國內(nèi)外地球科學領(lǐng)域研究的前沿和熱點方向之一[1]，而且黨和國家提出加快建設(shè)海洋強國的宏偉目標[2]。在國內(nèi)外知名涉海高校的海洋科學培養(yǎng)方案中，涉海實踐是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，通常要求將海洋系統(tǒng)觀測、海景數(shù)據(jù)采集與處理、過程和機制確定及模型建立相結(jié)合，重視學生海洋科學綜合素質(zhì)的訓練。

經(jīng)過30年建設(shè)，中國地質(zhì)大學北戴河實習站后勤服務(wù)設(shè)施配套齊全，各條地質(zhì)學（包括海洋地質(zhì)）教學實習路線已發(fā)展成熟[3-5]，但教學內(nèi)容中有關(guān)物理海洋學、海洋生物、海洋化學和海洋工程等學科方向內(nèi)容比較薄弱，不太能滿足學生的實際需要。因此，應(yīng)該充分發(fā)揮北戴河實習基地配套齊全、臨海便捷的優(yōu)勢作用，對《海洋學基礎(chǔ)》的教學路線和教學內(nèi)容進行優(yōu)化，尤其需要加強對海洋觀測、數(shù)據(jù)采集和處理等方面的教學實踐。

本次教學優(yōu)化探索有助于提高教學質(zhì)量，高效訓練學生觀察能力、分析解決問題能力、邏輯思維能力和創(chuàng)新能力，最終致力于培養(yǎng)高素質(zhì)地球科學類學生。具體作用和意義體現(xiàn)在：（1）充實優(yōu)化建設(shè)好的實習教學路線應(yīng)適合綜合性的海洋學基礎(chǔ)實習，能滿足海洋學基礎(chǔ)課程內(nèi)容中涉及物理海洋學、海洋生物學、海洋化學和海洋工程等多學科方向的實習要求;（2）精細規(guī)劃實習路線細節(jié)，培養(yǎng)學生掌握海洋系統(tǒng)觀測、海景數(shù)據(jù)采集與處理的基本技能，提升學生的海洋興趣和科研能力。

二、教學優(yōu)化設(shè)計對象

針對下列五條涉海實習路線[3，5]具體開展教學優(yōu)化建設(shè)。

1.老虎石公園基巖海岸連島沙壩和古今海蝕地貌觀察：觀察基巖海岸地質(zhì)作用過程及產(chǎn)物;觀察基巖海岸生物垂向分帶特征;觀測連島沙壩地形地貌特征并分析其成因，繪制老虎石連島沙壩平面示意圖。

2.新河河口三角洲沉積、富泥砂質(zhì)海岸海洋地質(zhì)過程、產(chǎn)物及海洋生物觀察：觀察新河河口三角洲地形地貌特征并判斷其成因類型;觀察河口砂質(zhì)海岸沉積物特征（顏色、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造）;觀察河口砂質(zhì)海岸海洋生物類型、遺跡特征及其垂向分帶特征。

3.七里海-翡翠灘海洋地質(zhì)現(xiàn)象（潟湖、潮汐水道）及沉積物觀察：觀測小型潟湖地形地貌特征及水體物理性質(zhì);觀測開闊海域的水體物理性質(zhì);觀測大潟湖地形地貌特征、沉積物特征及水體物理特征;對比分析上述不同位置水體物理特征異同。

4.山東堡砂質(zhì)海岸海灘剖面：測量海灘剖面長度和坡度數(shù)據(jù)，換算比例尺，繪制海灘剖面圖;對海灘剖面進行分帶并描述各地貌單元。

5.山東堡砂質(zhì)海岸潮位測量：測量潮位數(shù)據(jù)，要求早8∶00至晚6∶00期間每個整點記錄一次;繪制潮汐曲線;校驗潮汐曲線;判斷潮汐類型;分析測量過程中引起測量結(jié)果誤差的可能原因。

三、教學優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容

1.改進室內(nèi)教學的教案和幻燈片：在北戴河實習相關(guān)普通地質(zhì)學知識介紹的傳統(tǒng)課件內(nèi)容基礎(chǔ)上，增加相關(guān)物理海洋學、海洋生物學和海洋工程基礎(chǔ)知識介紹，配合教材、設(shè)計與野外實習細節(jié)直接相關(guān)的思考題和作業(yè)，以供學生做好充分的野外實踐預(yù)習、復(fù)習功課。

2.增加具有標準化操作流程的實踐環(huán)節(jié)：充分結(jié)合我院現(xiàn)有便攜海洋測量設(shè)備，如潮位儀、水準儀、水流計、溫鹽計、溫鹽深測繩測尺等，加大有關(guān)海洋系統(tǒng)觀測、海景數(shù)據(jù)采集與處理、過程的實踐環(huán)節(jié)所占比例，培養(yǎng)學生基礎(chǔ)海洋科學定量型研究技能和實踐動手能力，為隨后的畢業(yè)設(shè)計以及未來的生產(chǎn)和科研工作做準備。

3.明確設(shè)立具有嚴格統(tǒng)一標準的實踐操作流程和規(guī)范：保障野外海景數(shù)據(jù)采集、處理和分析的實踐結(jié)果能夠用作后續(xù)定量型研究，要求學生在采集數(shù)據(jù)過程中嚴格遵守具有統(tǒng)一標準的操作流程，例如在海洋生物采集觀察實踐中明確規(guī)定采樣面積、深度、間隔、先后順序以及統(tǒng)計的各項標準。

4.增加數(shù)據(jù)處理、分析常用軟件和圖解繪制技能的科普教學：如Isoplot、Excel、Grapher、Surfer、CorelDraw等數(shù)據(jù)分析和成圖軟件，這些數(shù)據(jù)處理、分析、成圖成表的基本技能在畢業(yè)設(shè)計和未來生產(chǎn)科研工作中將會經(jīng)常用到，熟練掌握將有助于提高海洋科學專業(yè)及其他相關(guān)專業(yè)本科生畢業(yè)論文質(zhì)量和后期開展相關(guān)科研工作的能力。

5.嘗試教學方法的改革：計劃增加實習討論的比例，如在學生拿到批改的野簿后，組織學生進行實習思路和內(nèi)容復(fù)習、討論和點評，培養(yǎng)學生海洋科學思維和創(chuàng)新性能力，提高學生對海洋科學的關(guān)注以及獨立思考解決具體問題的理論和實踐能力。

四、教學優(yōu)化建設(shè)效果、存在問題分析與建議

基于上述《海洋學基礎(chǔ)》課程實習教學優(yōu)化，學生能夠認識實習路線中的典型涉海野外現(xiàn)象并初步分析其成因，培養(yǎng)了基本的海洋學基礎(chǔ)野外工作技能，因此本次實習取得了較好的效果。

個別路線實習內(nèi)容仍有待進一步完善。以在山東堡海灘進行的潮位觀測為例，由于沒有潮位儀，因此只能采用水尺或類似于水尺的方法[6-7]在該海灘進行潮位觀測。又由于在該海灘沒有可以利用的固定水尺，因此在潮位觀測時采用在固定觀測點處利用卷尺測量水面到海底的垂直距離。這種潮位測量方法是在缺乏潮位儀及固定水尺的情況下而采用的方法，有較大缺陷，如不能保證每次的觀察點就是固定的那一點、潮位數(shù)據(jù)讀數(shù)不準及由于觀察點處的地形變化而造成的假定基面的變化等。

針對所采用潮位測量方法的缺陷問題，實際教學實踐過程中可鼓勵學生積極思考總結(jié)實際測量過程中可能產(chǎn)生的誤差，并專門開展討論，分析總結(jié)改進實際潮位測量方法以及可能存在的缺陷。同時，引導學生參考網(wǎng)上的潮汐預(yù)報數(shù)據(jù)[8]，利用Excel軟件中相關(guān)性分析功能，對實測潮位曲線進行校驗。最終，形成一套較完整的測量數(shù)據(jù)、校驗數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、分析缺陷的實習教學資料，使學生能夠得到必要的訓練。

參考文獻：

[1]中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院，等.研究前沿[Z].2013-2018.

[2]國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020）[Z].國發(fā)[2005]第044號.

[3]王家生，喻建新，江海水，等.北戴河地質(zhì)認識實習指導書[M].武漢：中國地質(zhì)大學出版社，2011.

[4]林建平，趙國春節(jié)，程捷，等.北戴河地質(zhì)認識實習指導書[M].北京：地質(zhì)出版社，2005.

[5]杜學斌，呂萬軍，王龍樟，等.北戴河地區(qū)海洋地質(zhì)認識實習指導書[M].武漢：中國地質(zhì)大學出版社，2019.

[6]國家海洋局.海濱觀測規(guī)范[M].北京：科學出版社，1987.

[7]呂富良，孫青，劉曉飛，等.潮位觀測基準面設(shè)定技術(shù)[J].海洋開發(fā)與管理，2015，32（5）：46-49.

[8]潮汐表[EB/OL].https：//ocean.cnss.com.cn/.