“雙一流”建設背景下海洋生物學教學改革的實踐與探究

魏士平 楊娟

摘? 要：“雙一流”建設對創新性人才的培養提出了更高要求，為適應時代的需要，海洋生物學在教學與實踐內容上、教學過程及組織實施上，經過多年經驗的積累及效果的反饋，經過不斷改進，取得了良好的教學效果;課程在建設過程中充分注重軟件和硬件資源的建設，并在評價方式上做到全面、多元化，目的是提升本科生教學質量，促進創新性人才的培養。

關鍵詞：“雙一流”建設? 海洋生物學? 教學改革? 創新性人才

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）02（b）-0220-04

Practice and Exploration on the Teaching Reform of Marine Biology under the Background of "Double First-class" Construction

WEI Shiping? YANG Juan

（School of Ocean Sciences， China University of Geosciences（Beijing）， Beijing， 100083 China）

Abstract： The "Double First-class" construction strategies raise higher requirements for foster of the innovative talents. To meet the needs of contemporary era， the curriculum of marine biology has been made useful explorations on the teaching and practice contents， the teaching organization and implementation. Through several years of teaching experience and feedback by the students， we achieved a better teaching effects. We also pay attention to the resource utilization and course evaluation， with the aim is to enhance the teaching quality and promote the cultivation of innovative talents.

Key Words： "Double First-class" construction; Marine biology; Teaching reform; Innovative talents

海洋生物學是中國地質大學（北京）海洋學院為本科生開設的一門專業基礎課，通過對海洋生物學的學習，一方面，使學生能夠系統地認識與掌握海洋生物由低等到高等進化的順序及其特征，正確理解海洋生物的形態、結構與功能對環境適應的重要性，樹立起保護海洋環境的意識，做到可持續發展，這也是我國建設成為海洋強國的目標之一;另一方面，由于海洋生物學是在地質大學背景下開設的一門課程，我們在教學過程中融入了地質特色，把生物的骨骼與化石聯系起來，把生物對環境的改造與建設作用與遺跡聯系起來，有助于學生以將“今”論“古”的方式正確認識與理解海洋生物的演化及其在地質中的作用，促進不同學科之間的交叉與融合，對于跨學科交叉型人才的培養至關重要。隨著海洋生物學培養目標和教學內容的調整，對海洋生物學的教學也提出了更高要求，尤其是在當今“雙一流”建設的背景下，如何培養出拔尖創新性人才成為“雙一流”建設的重要任務之一[1-3]。一流創新人才的培養需要一流的理論基礎知識和一流的創新培養模式，為順應時代的需要，我們在多年的教學實踐的基礎上，對海洋生物學的教學進行了改革與探索。

1? 課程存在的問題及解決措施

1.1 課程體系的構建及教學重點

自海洋學院成立起，海洋生物學即成為海洋科學專業中重要的一門專業基礎課程。十幾年來，其教學內容主要參考了普通動物學和無脊椎動物學的內容，沒有形成具有自己特色的教材，學生也對此怨聲載道。經過近幾年的努力，在學校和學院的支持下，我們狠抓教材建設，已形成了一本具有地質大學特色的海洋生物學教材，已在校內出版并施行，其內容不但包括了海洋生物形態、結構、海洋生物分類及生態，此部分內容便于學生對現代海洋生物學的理解與認識。為了突出教材的特色，我們在教材內容上添加了動物骨骼的形態與結構以及海洋生物生活所造成的居住遺跡以及爬行覓食遺跡，加深了學生對于地質歷史時期出現的生物化石及遺跡化石的理解與認識;比如我們所看到的生物化石由于發生了巖化，我們無法看到其內部的結構，再比如化石中的縫合線內部結構是怎樣的，我們可以通過觀察現代生物的骨骼結構與內部隔壁的結構，很容易理解海洋生物化石的內部結構，加深了學生對化石結構的全面理解與認識。

隨著海洋生物學新教材內容的實施，但隨之而來出現的另一個問題是理論教學與實踐教學的脫節。海洋學院是全國為數不多的建立在內陸的涉海的學院之一，由于遠離海洋，使我們喪失了隨時可以觀察海洋生物習性及其與環境之間關系的機會，單憑理論知識的學習，再好的教材也猶如“紙上談兵”，因此必須更加注重實驗和實習的教學內容[4]。為此，海洋生物課程建設當前主要解決實驗內容的重新設置、實驗標本的整理、實驗教學過程以及實驗考核機制的改革，強調學以致用。逐步形成以課堂教學為基礎、以實驗教學為檢驗、以野外實習為綜合和提高的三位一體的教學與實踐課程體系。在課堂教學中，我們著重突出海洋生物形態結構及功能，打好理論基礎;實驗教學則是讓學生帶著課堂所學的內容進行實體標本的形態結構、內部構造的觀察，對于有外部骨骼的生物重點觀察海洋生物的骨骼及其結構，對于沒有骨骼的生物重點觀察其居住及覓食遺跡，比如環節動物由于其沒有堅硬的外骨骼的保護，往往生活在底質比較柔軟的沉積物內，其居住跡有“U”行穴道狀，有的生物可分泌粘液膠結外來物形成管狀;野外實習則是去北戴河海濱進行海洋生物的觀察，把整個生物置于大的自然生態環境下，重點觀察海洋生物的形態結構與功能對環境適應的重要性。

1.2 教學過程改革措施

當前海洋生物教學受到教學條件等諸多因素的限制，還存在不少問題。

同學獲取海洋生物知識的主要渠道是通過課本和教師的講解，這種“死”的海洋生物很難激發學生的興趣，甚至有的同學連大海都沒有見過，如何能理解海洋生物的生存與環境？為此，在教學手段上，精心收集與課程有關的海洋生物視頻并剪輯，作為“線上”補充教學資料，將“死的”線下教學內容與“活的”線上視頻內容有機地結合起來。比如在講到刺胞動物時，把它放在動物進化史上進行審視，刺胞動物的生活行為發生了轉折點，是動物界生物第一次主動向外伸出觸角的生物，其多數種類是固著生活的，身體也出現了輻射對稱，為適應固著的環境，通過觸手的運動以及刺細胞射出毒絲可從周圍捕獲食物，學生通過觀看視頻，不但可以深刻理解生命適應環境的重要形態與功能特征，而且也重點凸顯生命在于運動。再比如在講到軟體動物時，尤其是巖相海岸的生物時，動物往往在潮汐退去后要忍受失水或高溫灼傷帶來的威脅，所以動物要么緊緊關閉厴板防止失水，要么躲到潮濕的巖石縫中，動物往往采取這種“閉不開口”和“逃避”的策略，從而適應這種嚴酷環境，通過觀看視頻，使學生感覺到在課堂上所學的生物的“死”的形態與結構的知識，一下子變“活”了，也能使這種枯燥無味的課堂純理論知識變得更加有趣。在講到每一個動物門時，我們都配有視頻輔助教學，大大激發了學生的興趣。

以前生物實驗課著重生物畫圖，甚至有的學生“比葫蘆畫瓢”，對于知識則是一知半解，今后實驗教學要解決理論知識在實踐中的應用，擴充實驗的內容，把從“畫”中節省的時間，投入到學生辨別、識別及思考方面去，全面提高學生的實踐能力。為此，實驗教學內容及教學過程做了全新改版。

海洋生物諸多實驗，目前還停留在認知實驗階段，如何提高學生的思維能力、解決問題的能力，將是今后海洋生物學解決的重要問題。在認知的基礎上，實驗將向縱深發展，突出多學科之間的交叉。比如海綿的骨針、軟體動物的貝殼、海膽的棘刺等等，我們知道這些是海洋動物的骨骼，甚至在地質上也有重要的意義，但我們有人很少知道它也是生物所形成的一種礦物、生物所形成的一種材料，可以借助現代儀器對其進行形貌和礦物分析，將會激發學生的興趣、擴寬學生的知識領域。比如在講到軟體動物的背殼時，它是由動物的外套膜分泌的，其結構包括了角質層、棱柱層和珍珠層，棱柱層和珍珠層雖然在化學組成上都是由碳酸鈣組成的，但其礦物組成明顯不同，棱柱層往往是方解石組成的，而珍珠層是由文石組成的，造成這種差別，是由于動物所分泌的一些酸性氨基酸明顯參與了文石的形成，這也是生物礦化的一個比較典型的例子，這種穿插式教學凸顯了學科的交叉性，也同時大大拓寬了學生的視野。

2? 課程內容與資源建設及應用

2.1 課程內容建設及應用

課程內容是基于在調查了諸多國內海洋生物學教材和國外教材的基礎上，已形成了自己特色的教學內容。內容分上、下兩篇，上篇著重講述生物學的基本知識，之所以這樣設置，是因為此課程沒有先修課程作為基礎;下篇將分三個板塊海洋微生物、海洋動物和海洋植物三個板塊，重點講述海洋動物，海洋動物的門類可以說在整個動物界中都占據了絕大多數，從低等的單細胞動物到高等的脊椎動物，從單細胞動物到多細胞動物，多細胞動物中從無胚層動物到有胚層動物，有胚層動物中從兩胚層動物到三胚層動物，繼而發展為無體腔動物、假體腔動物到真體腔動物，動物結構從簡單到復雜，內容層層遞進，便于系統地認識海洋生命的演化。教材和教學內容也都隨著新教材做了相應的改變，初步應用，得到學生較好的反響。

2.2 課程資源建設及應用

課程資源建設包括“軟件資源”和“硬件資源”兩方面的建設。“軟件資源建設”主要是收集或者是拍攝海洋生物視頻，作為“線上”視頻資料發放，將會是對課堂教學有益的補充，學生將課堂學的知識可以置身于海洋生物視頻畫面中，似身臨其境，便于理解與消化。另一方面是努力提高教師本身的教學水平，不斷地閱讀最新資料，把最新的國內外研究內容整合到海洋生物教學當中，拓展學生的知識面與視野[5]。“硬件資源建設”主要是對現有實驗標本的整理與分類，其次是彌補缺失的標本，做到標本齊全，類型豐富，有足夠數量支撐各個實驗;另一個是充分利用實習基地，每年暑假都會帶學生到北戴河海濱進行海洋科學認知實習，可以說這是一次對課堂知識和實驗室實驗知識的大檢閱，為了達到更好的效果，必須進行實習前的培訓，帶著問題去觀察。為此需要建立一個專門的北戴河海洋生物環境與資源資料與標本的寶庫。

3? 課程教學內容及組織實施

課程教學內容及組織實施緊緊圍繞“教”、“學”、“做”三個方面開展。

“教”則是由教師在課堂上做知識的引導，引導的好與壞將直接影響學生的學習效果，為此在課程設計上要做好充足的準備。比如，在講述每個動物門時，都把它置于整個生物進化的歷程去審視與對比它在生物進化中所占的地位以及所具有的特征，便于同學對于知識的串聯;比如在講到環節動物和節肢動物的附肢時，通過疣足與節肢的結構的對比，使學生能深刻地理解到疣足是動物界最原始的附肢，它和動物身體之間沒有關節相連，其運動能力還比較弱，但它為節肢的進化奠定了基礎，節肢動物的出現可以說是陸地的征服者，天上飛的、陸上跑的、水里游的到處都能發現它們的蹤跡，在講述過程中，再配合觀看部分視頻，使學生能系統地掌握海洋生物動物放在生命演化的歷史長河中，其形態與結構的變化。

“學”則是以學生為主體，包括的課堂學習和課下學習。每次課堂教學留出來10～20min的提問時間，給學生釋疑，甚至與學生展開討論，做到及時對知識的理解與消化。由以前的“滿堂灌”教學方式逐漸轉向“互動式教學”和“討論式教學”過渡。

“做”則是鍛煉學生觀察問題和解決問題的能力，主要是通過實驗教學與實習教學上，讓學生多做。有關做的內容可分為“必做”和“選做”。“必做內容”主要是針對大綱要求，是每個學生所必須達到的要求，主要觀察動物的形態、結構、骨骼以及化石等，鞏固課本所學的基本知識。“選做內容”主要是針對有特殊興趣的同學，做到因材施教，比如在講到紅珊瑚時，讓學生細致觀察紅珊瑚所分泌的骨軸結構，并結合X射線晶體衍射、拉曼光譜等現代化分析手段，輔助學生正確地識別與鑒定紅珊瑚寶石[6]。

4? 課程成績評定方式。

現行考試成績評定主要有期中考試和期末考試兩種方式共同組成。存在過程性評價所占比重太少，考試模式過于單一等問題[7]。為了更全面地評定學生成績，學校充分放權，由教師自主設定各部分所占的比重。課程成績評定方式如下：考勤占5%，作業占15%，實驗占15%，章節測驗占25%，期末占40%。課程成績評定實行多元化，有利于客觀地、公平地評價學生的學習情況，在一定程度上避免了學生平時不學、考前突擊的現象，同時也避免了由于短時突擊記憶所掌握的知識不牢靠、容易忘卻的弊端。

5? 課程評價及改革成效

課程評價采用“評教”和“評學”的方式。采用同行專家進行“評教”，對教師的教學設計、教學手段、教學過程是否合理、教學資源與內容是否系統連貫、課程成績評定是否客觀全面等方面進行綜合評價;另一方面也結合學生評教的結果，以發放問卷的形式，綜合評價教師的教學效果。實踐證明，教師的教學內容及教學方法得到一致肯定，激發了學生的學習興趣。“評學”則時從學生角度出發，評價他們對知識的掌握程度以及所取得的效果，通過多方面多層次評價，學生對于理論知識的掌握更加牢靠，并促進了學生動手與分析能力，對于進一步培養具有創新性思維的人才奠定了基礎。

參考文獻

[1] 王志國. “雙一流”學科建設中的創新型人才培養[J]. 廣東化工， 2017， 44（21）：166-167.

[2] 馬廷奇. 一流學科建設與拔尖創新人才培養[J]. 國家教育行政學院院報， 2019（3）：3-10.

[3] 殷安齊， 王興華. 基于創新能力培養的海洋生物學教學改革初探[J]. 教育教學論壇， 2019（16）：105-106.

[4] 孫聰， 徐林， 侯卓妮，等. 基于應用性人才培養需求的海洋生物學實習教學改革[J]. 教育教學論壇， 2000（45）：155-157.

[5] 李倩， 呂彥. 海洋生物學理論課程教學改革的探索[J]. 山東化工， 2018， 47（12）：173-174.

[6] 劉影影. 三種寶石級紅珊瑚的成分和結構特征研究[D].北京：中國地質大學（北京），2019.

[7] 楊金水， 袁紅莉， 李寶珍. “雙一流” 建設背景下農業微生物學課程教學改革的探索[J]. 微生物學通報， 2020， 47（2）： 641-648.