文獻對《海洋資源化學》課程教學的輔助作用*

胡耀強，陳法錦

(廣東海洋大學海洋與氣象學院，廣東 湛江 524088)

多種資源在海洋中的儲量遠大于其在陸地的儲量，在人類對資源訴求越來越高的今天，向海洋要資源已成為未來國家發展的重大戰略方向。我國正在加快建設成為海洋強國，要在開發海洋、利用海洋、保護海洋、管控海洋方面擁有強大綜合實力。這需要大批的專業人才為之服務，而海洋化學作為研究海洋物質的基礎學科負有重要歷史使命。海洋資源化學作為海洋化學的重要分支之一，是研究從海洋水體、海洋生物體和海洋沉積層中開發利用化學資源過程中的化學問題的學科，研究范圍高度契合于國家的海洋強國戰略。《海洋資源化學》作為海洋化學專業開設的核心課程之一，主要面向海洋化學專業的高年級本科生開設，目的是讓學生掌握海洋水體、海洋生物體和海洋沉積層中蘊含的資源，理解資源開發的原理與工藝，掌握開發中對海洋環境或地球環境的影響與保護措施。為改變現有教材契合程度低的問題，通過文獻完善課程理論體系和引入最新研究進展，拓寬學生知識面，提升學生對海洋資源開發過程中化學問題的系統性認知，為國家海洋強國戰略培養更多的專業后備人才。

1 課程面臨的問題

本門課程圍繞開發海洋生物資源、海底礦產資源及海水鹽資源過程中的化學問題進行展開。但多種海洋資源開發產業不成熟，未進行商業化開采階段，不同種類海洋資源開發的不同階段面臨不同的科學問題。目前，海藻多糖的開發利用技術成熟，早已進入商業化開發階段，海底石油天然氣也已進入商業化開采，反滲透海水淡化等技術愈發成熟，已形成一定規模且在迅速提升產能中。其中蘊含了豐富的專業信息，提取其中較為系統的化學理論知識編著成籍。目前發行的與海洋資源化學相關的教材主要有許加超《海藻化學與工藝學》、辛仁臣《海洋資源》、阮國嶺《海水資源綜合利用裝備與材料》、侯國祥《海洋資源與環境》及其它海洋資源與環境類專業書籍，從不同方面對海洋資源的開發進行了詳細介紹[1]。從這些專業書籍中摘取所需知識點才能滿足本科課程的系統性和深度。

以可燃冰為例，該資源的開采存在較高難度，也處于迅速發展階段，在此過程中誕生了諸多新的科學問題，面臨著出砂、鉆井平臺穩定性等工程方面的問題，同時存在甲烷泄露、沉積物塌陷等環境方面的問題，我國可燃冰開采進入可行性試采階段，得出了較多系統性的理論成果。這部分內容編著進教材的進度可能會較為滯后，不利于教學質量的進一步提升。新聞、期刊雜志等更新速率快，能夠及時地登載最新研究成果，對課本的知識體系起到很好的補充效果。

因此，為了進一步提升教學效果，需借助綜述性論文和研究性論文跟進最新研究成果，對該領域的最新進展進行總結展示，以拓展學生的知識框架。

2 學術論文在海洋資源化學教學實踐中的應用

學術論文有綜述性論文和研究性論文兩大類，其中綜述性論文通過對某一專題的文獻資料進行梳理篩選，綜合提煉后形成的一種專業性極強的學術論文，具有高度濃縮的特點，可以反映該專題的發展歷程、現狀及最新進展，并有該學者闡述的富有建設性的見解。自身通過詳讀海洋資源化學方面的綜述性論文往往可以及時獲得該領域最新動態、發展趨勢，及時完善課程理論體系[2-4]。引領學生閱讀綜述性論文可以拓展對海洋資源化學領域最新進展的了解，引發其對學科前沿問題的思考，同時可以擴充專業詞匯量，提升自身專業英語水平。而研究性論文是尤為重要的一次性文獻，它提供了精準的實驗數據，對研究結果進行了客觀、全面的分析，總結有嚴謹且富有創新性的論點。通過引入研究性論文可以使學生掌握最新的研究成果，分析其中的科學問題培養學生的創造性思維，建立進行科學研究的思路[5]。相比較而言，綜述性論文為學生提供了一個領域較為系統性的最新成果，而研究性論文可以為學生提供更多的研究細節和解決某一具體科學問題的研究思路。

根據被引頻次、期刊分區、文獻類型和內容相關度等條件篩選出對課程有較大幫助的優秀學術論文，主要參考論文列于表1中。課堂上介紹論文主線，完善課程理論知識體系，并引導學生以文字、音頻、視頻等形式翻譯、總結這些文獻，作為課外作業。以下面五個方面的介紹為例：

(1)鈾是一種具有非常高戰略價值的元素，其在海水中的總儲量較大，使得海水提鈾具有極高的戰略意義。但海中鈾酰的濃度很低，使研發高效的提取材料和方法成為長期比較熱門的研究方向。表1中文獻1-4介紹了多種新型材料對海水中鈾酰的高效高選擇性吸附行為及機理，通過閱讀這些文獻，可以讓學生們進一步認識到吸附材料的進步是實現商業化海水提鈾的核心要素。

(3)海水中的鋰濃度約為0.17 mg/L，濃度相對較低，通過檢索閱讀海水提鋰方面的文章可以發現，目前的研究重心主要放在高效高選擇性的分離方法或材料方面。為此，分別提供研究性論文和綜述性論文各一篇(文獻7、8)，以幫助學生加深對目前海水提鋰發展現狀的理解。文獻7綜述了膜分離技術在海水提鋰方面的研究進展，而文獻8則是介紹了一種具體的高選擇性膜在分離海水中鋰離子方面的應用效果。

(4)可燃冰是近些年炙手可熱的清潔能源，其儲量巨大，但仍未實現連續大規模商業化開采。目前，對可燃冰形成所需的熱力學條件的研究相對成熟，需要進一步探究影響可燃冰分布的動力學機制，開發出更加成熟的開采技術。從本專業的角度出發，應引導學生加深對影響可燃冰礦藏分布規律的動力學機制的認識。文獻7非常系統且全面的總結了可燃冰的分布規律、成因、開采方法，可以幫助學生全面深入的了解可燃冰。文獻8總結了我國珠江口盆地可燃冰的分布規律，及造成分布規律的可能的動力學成因，對教材未介紹的內容做了很好的補充。在提供部分英文文獻的同時，也可輔以中文學術性文章，在部分學生英文基礎較差的情況下，可以更容易的理解該部分知識框架，以文獻9為例，較為系統的介紹了可燃冰開采技術類型和研究現狀，并簡要介紹了每種方法所涉及的物理、化學原理和優缺點；文獻10作為一篇研究性論文，從虛擬仿真的角度詳細探究了鉆井液侵入對水合物分解和開采帶來的影響。

(5)富鈷結核、錳結核是解決鈷稀缺的重要海底礦產資源，集中分布于部分大洋沉積層的表層，研發更低成本的開采方法和綠色的提煉工藝屬于海洋工程和冶金專業的任務。探究造成富鈷結核分布規律背后的動力學成因是專業的重要研究任務之一，文獻11系統性的總結了錳結核的分布特征、新的開采技術，可以幫助學生全方位的了解錳結核開發的最近進展。文獻12講述了利用錳結核中的稀土元素的分布差異分析錳結核成巖差異的機制，為學生提供一種探究錳結核成因的具體方法，可以顯著提升學生對錳結核成因的認知深度。

(6)海底熱液中蘊含的硫化物當運移至海底表層是會形成硫化物礦床，含有多種金屬元素，是一種富有前景的海底礦產資源。但目前開采海底硫化物礦床的緊迫性不強等原因影響，關于海底熱液的研究還主要集中在地質過程的探究階段，借助綜述性文章可以系統性的掌握海底熱液最新的研究熱點和進展。文獻13則是較為詳細系統地介紹了不同洋脊、弧后盆地等位置的海底熱液的具體的地質、物理、化學特性，能夠為學生提供更為詳細系統的補充。

針對本課程的其他章節內容，也可選取相應文獻，利用課后作業的形式，引導、監督學生完成對論文的精讀、翻譯，使學生通過本門課程的學習，能夠更加深入系統的了解海洋資源開發利用過程中面臨的化學問題。

表1 本課程選用的部分學術論文Table 1 Part of academic articles selected for this course

續表1

3 結 語

海洋資源開發行業的發展日新月異，為了能更貼近時代的發展節奏，以期培養出更加符合行業發展需要的專業人才，課程的理論體系也要與時俱進，學術論文對課程的輔助作用必不可少。通過引入文獻，完善了教材中關于海水提鈾、碘的分布特征、可燃冰開發現狀、錳結核部分研究現狀等小節內容，使學生對海洋資源開發的認知體系更為完善。希望總結的這些教學實踐經驗能夠對本課程的教學起到一定的借鑒和參考。