海洋科學概論課程的建設與探索

［摘 要］海洋科學概論是一門多學科融合的綜合學科，作為通識教育選修課面向蘭州大學所有本科生開設。文章面對不同專業背景的授課對象，從課程內容設置、前沿知識滲透、不同學科切入點的探尋和教學模式四個方面對該課程的建設進行了實踐與探索，重點在于對教學內容的梳理和課程深刻性的挖掘，摸索出了“通識教育”與“課程思政”相結合的途徑，在自然科學與人文科學二者相融合以及豐富教學外延方面進行了有益嘗試。

［關鍵詞］通識教育； 海洋科學； 內容設置； 學科前沿； 教學模式

［中圖分類號］ G640 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2022）12-0040-03

海洋作為地球系統的重要分支，對認識全球氣候變化有著非常重要的作用。海洋科學涉及的學科門類較多，包括理學類（海洋科學、海洋氣象、海洋環境等）、工科類（海洋工程、鹽化工等）、農學類（海水養殖等）、醫學類（海洋醫學、海洋藥物等）、社會科學類（海洋經濟學、海洋管理學、海洋法學等）以及軍事科學類（海洋戰略計劃、深潛技術等），是一種多門類、跨學科的綜合學科。其中，海洋物理、海洋化學、海洋生物和海洋地質是海洋科學的四大基礎學科。

為適應“打破學科壁壘、突出大類培養、強化學科交叉、加強通識教育的本科人才培養目標”，基于海洋科學的學科特點和時代背景，海洋科學概論課程在眾多的理科專業課程中脫穎而出，于2020年秋季學期首次在蘭州大學面向全校本科生開課。

為了深入了解選課人員構成及學生對課程內容的需求，筆者在首次開課后做了一個問卷調查，參與調查的總人數為46人，分布在15個學院，其中理科院系9個、文科院系4個、藝術院1個、醫學院1個。圖1是各院系選課人數的比例分布圖，管理學院和歷史學院的選課人數占比高于某些理科院系，說明不同學科的學生對本專業以外的知識抱有很強的求知欲，尤其是一些文科類學生，期待通過相關課程的學習，可以對生活中出現的自然現象給出合理的科學解釋。這些來自學生的訴求，充分證明科學合理的專業內容滲入不僅能給學生以寬闊的專業層面知識，還能幫助學生培養多學科思維能力，提升與專業相關的學科素養，有助于其養成不懈探索的學術精神，鍛煉其深入思考和解決問題的能力 [1]。

隨著通識教育越來越受到重視，如何打破學科壁壘，在專業知識中融入通識教育，或者在通識教育中滲入專業知識，尤其是理科知識，是目前通識教育改革急需解決的關鍵問題[2]。通過一學期的教學實踐，筆者在如何把理科專業基礎課建設成通識教育課程方面進行了初步探索，在教學的各個環節均有不同程度的認知和收獲。

一、科學設置課程內容，突出課程“普適性”

我們的授課對象是非專業的大學本科生，甚至包括部分文科生和藝術生。通識教育課程的原則是 “基本性”和“普適性”，要求所講授的內容可以幫助學生了解人類文明中最基本的知識和方法，前提是不必預先修習系統性專業知識[3]。然而，現有的涉及海洋科學的教材，課程內容存在知識化傾向，這種知識體系的選擇，無法建立起使學生終身受益的通識教育課程體系。結合學生的問卷調查結果，教師首先要做的是梳理教學內容，出發點是避免過度專業化，減少公式，在對學生進行合理的、必要的數理知識補充的基礎上，將教學重點放在對海洋現象的描述上，側重于海洋現象與重大問題的融合（海—氣相互作用、碳中和等問題），尤其是海洋在氣候系統中的作用、海洋環境污染及其應對、海洋資源開發利用對經濟的影響以及海上軍事活動等，以此培養學生的環境保護意識和可持續發展觀，幫助學生樹立“人類命運共同體”的觀念。

具體的實施方案是，課程內容的編排不再按照章節順序，而是圍繞“氣候系統變暖是毋庸置疑的，海洋作為地球系統的重要分支，對認識全球氣候變化有非常重要的作用”這一核心觀點展開，以專題的形式呈現教學內容。第一，給出“地球系統”的概念，引出海底科學。第二，通過介紹“溫室效應”，指出人類溫室氣體排放所捕獲的熱量有90%以上被海洋吸收，引出世界大洋的熱量平衡和水循環問題，進而展開關于海水物理特性的介紹，其中包含海冰的形成及其影響；繼而展開對氣候系統中很重要的一個分支學科——“海—氣相互作用”的介紹，由此引出El Nino事件和ENSO循環，以及大氣對海洋的影響產生的大洋環流分布等知識。第三，潮汐漲落與人們的生產和生活有密切關系，而我國是世界海洋潮汐類型最為豐富多彩的海區之一，蘊藏著豐富的潮汐能資源。結合“碳中和”概念的提出，“綠色經濟”和“綠色能源”將是未來發展的趨勢，引入潮汐和海浪相關內容的介紹。第四，工業革命以來人類活動使二氧化碳含量激增導致全球變暖，而海洋作為氣候變化的天然“空調”，又是二氧化碳的主要“匯集地”，從這個角度出發，介紹海洋化學相關的基礎知識。同時，要有這樣一個認識：全球變暖不僅僅是大氣變暖了，海洋也在持續變暖。隨著海洋變暖，海洋的含氧量降低，海洋生態環境也發生了變化，引出海洋生物的相關內容。第五，基于“全球變暖導致各種極端災害天氣氣候事件的頻繁發生”這一認識，引出海洋災害的內容。最后，介紹海洋探測的方法和手段。

表1以幾個專題為例，說明我們在課程內容建設方面所做的努力。思路是從具體現象出發，引出相關概念，再加以專業的解釋，同時闡明該專業知識的社會意義。

二、滲透交叉前沿科技知識，突出課程的“時代性”

問卷調查結果顯示，很多學生選擇通識教育課的目的是希望通過相關課程的學習，找到能夠與自己專業結合的地方，在自己的專業方向上有所拓展。他們很想知道學科的發展方向、研究前沿問題及其對我們未來的生活會帶來什么樣的影響。

教學過程中滲透前言科技知識，對學生而言極具吸引力，呈現給學生的是一個活躍的、關聯的科學世界，能夠有效地擴大學生的知識面；是打破學科壁壘、建立知識的聯系、培養核心素養的有益嘗試。文中以下述前沿問題為例。

學科前沿1 “北極放大”現象。這一現象會加劇全球變暖和北極海冰的消融。電影《后天》講述的就是在這樣的氣候背景下，由于海冰面積的急劇減小，讓地球回到冰河世紀那樣的災難。通過電影這一藝術形式，把破壞環境的嚴重后果直觀地呈現在大眾眼前。2020年10月發表在JGR Solid Earth的一項研究發現溫暖海水入侵格陵蘭冰川的潛在通道，有助于更準確地模擬和預測格陵蘭冰川的未來演變及其對全球海平面變化的影響。

學科前沿2 “全球變暖停滯”現象。1998年以來，盡管溫室氣體濃度持續升高，但全球溫度年均值并未升高，這一現象被稱為“停滯”現象。該現象對“人類活動導致氣候變暖”觀點構成挑戰，引起科學界廣泛關注，2009—2015年期間催生了多篇頂級期刊的核心論文，進而在全社會引發了廣大民眾對氣候變暖問題的諸多疑慮和熱議。然而，對海洋熱量的觀測發現其沒有“停滯”現象，因此可以推測全球變暖趨勢將持續下去。

三、尋找不同學科的切入點，突出課程“深刻性”

通識教育的“深刻性”原則是指有利于發展人的完備理性、健康人格、美好情感等。如2016 年 12 月全國高校思想政治工作會議的召開，開啟了中國高校課程思想政治化改革，注重在思政教育和價值傳播中構建知識底蘊，同時在知識傳播中強調價值的導向作用[4]。從“培養和塑造人”的角度出發，“思政教育”和“通識教育”二者的指導思想是相通的，即在進行專業教育的同時，通過有關人類社會和自然世界基本知識的講授，對人類文化遺產進行傳播，達到對學生的教化作用。

通過深挖專業知識中蘊含的“思政元素”，引入“課程思政”和“通識教育”相結合的模式，成為通識教育課程建設中一種有益嘗試。

（一）概念和理論

學科的融合、思政元素的體現，在基本概念和基本理論講解中是最難實現的。以“海冰”概念為例，就概念本身而言，從專業的角度考慮會引起鹽度的改變，而海水的眾多物理屬性及其運動都是與鹽度緊密聯系的，無法和健康人格、美好情感相結合。但是，廣義的海冰指的是海洋上的所有結冰現象。冰山一方面是未開發的淡水資源；另一方面會引發嚴重的海難事件，而這種“天災人禍”往往蘊含著深刻的思想和道德層面的價值。因此，引入史上知名度最高的“泰坦尼克號”海難事件，通過電影藝術手段描述面對災難時不同人群的不同反應，引出“面對死亡時人性的善與惡”這一生命關懷命題；在此基礎上，進一步提出專業問題 “冰山”是否屬于“海冰”，進而引出狹義的海冰概念。通過這種模式，找到人文精神的生命關懷與合理的專業知識相結合的切入點，實現專業課程中的價值教育目的。

地學相關專業以外的學生，對“科里奧利力”很陌生。但是，受這種力的影響產生的各種現象在日常生活中比比皆是，比如河岸沖刷現象，在地球上的眾多河流中幾乎都能看到河岸沖刷現象。一般而言，地表上的河流的河岸沖刷對河流流向的右岸影響較大，因此，人們常常在河流的右岸修建碼頭以及防洪堤。造成河岸沖刷的一個原因是河流動力影響，由此引出“科里奧利力”的研究。再比如海水層化現象中的“躍層”概念，是北極探險家南森在進行北極探險的途中發現海水具有層化現象，探險結束后和艾克曼一起研究提出來的。上述兩個實例，引導學生意識到“處處留心皆學問”，任何偉大的發現，都是在細致的觀察和不懈的探索中形成的，從而幫助學生培養科學探索精神。

（二）學科知識的社會意義

面對人口膨脹、資源短缺和環境惡化的現狀，溫室效應、清潔能源、可持續發展等名詞越來越為人們所熟知，在這些名詞的背后是各國政府關注的碳排放減緩對經濟發展的影響。因此，全球變暖不單是一個自然現象，更是一個政治問題。而在影響氣候變暖的諸多因子中，海洋相對大氣運動的滯后效應對大氣的調節作用又是不可忽視的。為了限定未來人類能夠使用的化石燃料的量，《巴黎協定》把全球平均氣溫上升幅度控制在2℃以內設為目標，并為控制在1.5℃內而努力。中國提出“碳中和”概念，爭取到2060年實現二氧化碳的凈零排放。這些目標的提出限定了未來人類基于化石燃料的經濟發展方式，從而對社會的諸多行業產生影響。未來社會，誰掌握“綠色能源”，誰優先發展“綠色經濟”，誰就擁有未來。這不僅對國家、對政府來說是挑戰，同時也影響個人未來的就業，使學生深刻認識到“個人命運與祖國命運緊密相連”，加強了家國情懷的教育。

四、改進教學模式，突出課程“多學科性”和“多樣性”

正如前文所述，海洋科學涉及的學科門類較多，單獨由一位教師完成包括海洋地質、海洋化學和海洋生物在內的教學是不現實的。為此，一方面我們向兄弟院系尋求幫助，跨學科整合課程資源，邀請相關院系的教師以報告的形式緊密結合學科前沿完成相關內容的授課；另一方面，借助“超星網絡教學平臺”，通過發布討論話題的形式提高學生各教學環節的參與度。同時，利用教學平臺提供的海量教學資源，讓學生可以從不同的角度對同一個問題有更多的了解，甚至是互相矛盾的觀點，從而鍛煉學生科學判斷和分析問題的能力。

五、結語

在本課程教學實踐結束后，由于是第一次開課，存在的問題也比較集中，學生反映在內容設置方面希望能夠更加通俗易懂，形式方面能夠增加視頻材料和互動環節。筆者印象最深的是一名2019級歷史學院學生的話：“我希望在體驗感上有所收獲，兩節課下來有一個知識點能吸引我，讓我在課后也愿意找資料去探索。”這不正是通識教育最終要達到的目的嗎？

當今社會對人才的綜合素質要求越來越高，通識教育在高校教育中的地位必然越來越凸顯，受到全社會和廣大教育工作者越來越多的關注[5]。通識課程的建設面臨著艱巨挑戰，要避免單純的知識灌輸，緊跟科技前沿，重在開闊學生的學術視野，培養其文化通感和科學精神。經過不斷地探索和實踐，我們將進一步優化課程內容設置，在自然科學與人文科學之間找尋更多切入點，增強通識教育的深刻性。期待海洋科學概論課程可以實現不同專業背景的學生在知識、能力、人格三個方面的培養目標。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ Harvard University Faculty of Arts and Sciences．Report of the Task Force on General Education[R]．Cambridge， M A ：Harvard University，2007：1-21．

[2］ 聶寶平.通識教育面臨的共性問題與現實使命[J].南京社會科學，2020（11）：141-147.

[3] 陳三平，謝鋼，楊奇，等. 如何將一門理科基礎課程建設成通識教育核心課程[J]. 中國大學教育，2010（5）：28-30.

[4] 王海威，王伯承. 論高校課程思政的核心要義與實踐路徑[J]. 學校黨建與思想教育，2018（14）：33-35.

[5] 蘆穎，孫薇薇，洪金中，等. 通識教育思想融入理科教育教學過程的研究[J]. 佳木斯大學社會科學學報，2014（4）：158-160.

［責任編輯：劉鳳華］