摘 要:目前,美國的地質學本科教育遇到如何滿足學生需求等問題,而國內海洋科學教育也出現相似問題,表現為學生數量減少、課程體系陳舊、無法適應國家和社會重大需求等現象,對相關課程教學進行創新改革勢在必行。在《海洋地質學》課程講授中,以“需求牽引”為中心,提出“專業知識應用引導課程講授,讓學生明確學有何用”的教學理念,分別通過教材與應用在課件內容的融合、地方地質特色與理論知識點結合以及課程思政創新引領,在提升學生學習興趣和專業方向的堅定性,鞏固學生從事海洋科學事業的決心等方面取得顯著效果。
關鍵詞:海洋地質學;“需求牽引”;教學改革
中圖分類號:D523.34" " "文獻標識碼:A" " 文章編號:1001-4225(2022)12-0085-05
2021年1月22日,國際著名學術期刊《科學》刊發了一篇短文《我們系停辦了》[1],論述了美國某高校地質系被停辦及其引發的思考。這篇文章迅速在全球高等院校尤其是開設了地球科學專業的學校爆發了“思想地震”,學術共同體陷入了“未來何去何從”的生存擔憂。很自然,中國高校同行也很難獨善其身。
地質系為什么被停辦,主要原因是近年學生入學人數減少了,這個系存在的必要性自然也就成了問題。質言之,其核心要害在于,多年不變的教學方式和思維,陳舊的教材和課程設置已無法滿足當前的社會需求和學生需求。反觀我國,國內經濟多年保持高位增長,又有“海洋強國”的國策加持,海洋地質人才需求一直旺盛,和美國的情況雖有所不同,但就讀海洋地質專業的高校本科生人數一直不理想,中途轉專業的比例也居高不下。因此,針對海洋地質專業現狀及出現的問題,因應國家和社會重大需求,通過對學情與教學目標的分析,結合課程思政發展的最新動態,從創新教學理念、改革教學思路、轉變教學內容和教學方法等幾個方面探討教學創新與改革,已然迫在眉睫。
一、新形勢下的《海洋地質學》
教學現狀
(一)《海洋地質學》教學面臨的問題與挑戰
海洋地質學是研究被海水覆蓋的地球巖石圈與地球其他圈層相互作用的科學,包括海底構造地質學、海洋沉積學、海底巖石學、海洋礦產資源學、古海洋學、海岸動力地貌學、海洋地球化學、海洋工程地質學等內容[2],是海洋科學專業的基礎課程之一。該課程涉及方向眾多,各部分內容雖互相關聯,但又有方向分殊,導致大多數學生學習起來會感覺內容繁雜,障礙多多,無從下手。
黨的十八大報告提出,要致力于提高海洋資源開發能力,發展海洋經濟,保護海洋生態環境,堅決維護國家海洋權益,建設海洋強國[3]。為貫徹廣東省“海洋強省”策略,滿足地方和國家對海洋科學人才的需求,汕頭大學于2018年設置海洋科學本科專業并同步招生。作為學校的新設學科,開設之初只有海洋生物學方向,從2021級始增設海洋生物學和物理海洋學兩個方向。《海洋地質學》是海洋科學本科生的專業必修課,因而授課學生不僅包括海洋地質方向,也有物理海洋、海洋生物和海洋化學方向。在進行海洋地質學課程授課時既要考慮到地質與非地質專業學生的接受能力與適用性,也要兼顧海洋地質學與其他方向學科的互補性和吸引性[4]。與此同時,海洋科學本科生還開設海洋生物學、物理海洋學、海洋化學等專業必修課。
目前,汕頭大學海洋科學專業歷年本科生都存在因學生對專業了解不夠而導致部分學生流失現象。因此,如何通過課程教學的創新和改革來提升學生對專業的認可迫在眉睫,這不是僅僅提升教學質量的問題,而是解決一個專業如何生存的問題。當然,海洋科學學科面臨的問題,在國內各高校普遍存在,海洋科學專業本科生逐年減少的情況[5]不能再漠視下去。
(二)專業交叉背景下的教學目標
基于汕頭大學海洋科學專業的特殊背景,《海洋地質學》的教學目標是:培養學生對海洋地質學的學習興趣,了解并掌握海洋地質學的基本內容、相關原理、研究方法,為海洋地質學、海洋生物學、物理海洋學的進一步學習奠定理論基礎,從而培養學生的科學綜合思維,激發學生家國情懷和積極投身海洋事業的熱情與決心,確立從事海洋科學工作和研究的志向,滿足國家和社會對海洋復合型人才的需求。
由于我國海洋事業發展起步較晚,很多學生缺乏對于海洋地質歷史的了解,而傳統的海洋地質學課程側重理論知識的傳授,導致學生很難將所學知識與未來專業發展相聯系,因而常常陷入就業方向的迷茫之中[2]。同時,基于海洋地質學注重野外實踐的專業特點,要求教師在開展專業理論知識教學的同時應注重與實踐相結合,提高學生的社會實踐與服務社會的能力和素質,并通過定向分組合作的方式提高學生的團隊協作能力,在拓展海洋地質學教學的有效性和實用性的同時,讓學生真正體會到學有所用、學有所長。
二、以“需求牽引”為中心的
《海洋地質學》教學創新與探索
(一)聚焦前沿,讓專業知識應用引導課程講授
基于目前學科現狀,《海洋地質學》的教學創新理念是:專業知識應用引導課程講授,讓學生明確學有何用;吸引學生的學習興趣,由被動學習向主動學習轉變,全面提升教與學的效果;實現教師從傳統的主體地位向主導地位轉向,真正落實以學生為主體,全面扭轉學生流失的問題,進而堅定學生以海洋科學為學習和工作的目標。
在《海洋地質學》課程介紹中,通過講述地球與火星研究程度的差異,說明目前海洋的研究程度甚至不如火星。地球表面約71%的面積被海水所覆蓋,而浩瀚的海洋中所埋藏的石油、天然氣、金屬礦產等資源還有很大部分未被人類發掘。同時,海洋在全球氣候變化過程中一直發揮著重要作用,厄爾尼諾-拉尼娜現象、海平面上升、海洋酸化等問題一直都是科學界研究的重點,由此闡明海洋研究難度大,但有充足的研究空間,且專業需求度高。除此之外,通過目前“碳中和”和“碳達標”的熱點,講授“海洋碳源—匯轉換”在地球/海洋演化中作用和機制,引入國際社會對于減少碳排放、實現“碳中和”所做出的努力,讓學生深刻體會到人類活動在全球碳循環過程中所起到的重要作用,從而樹立“人與自然和諧發展”的價值觀和新時代新發展理念。
在涉及國家戰略安全、海洋安全、海岸線保護等問題時,通過中國南海的大國博弈,說明海洋地形-地貌研究的重要性,以及海洋沉積在海域劃界中的重要應用,激發學生維護我國海洋權益的重大責任感、使命感。此外,緊密聯系生活實際,通過海南人工島“日島和月島”迥然不同的命運,說明海岸動力地質學在國家海洋生態保護“紅線”和“底線”政策制定中的關鍵作用等等。上述舉措都在課堂實際講授中都起到引領學習興趣和堅定專業方向的作用,且效果明顯。
(二)實踐引領興趣,讓學生明確學有何用
目前,各種教學手段和方法層出不窮,但究其根本,應該就是如何提升教學/學習效果。在“專業知識應用引導課程講授,讓學生明確學有何用”的理念下,本課程堅持“引領學生學習興趣,從簡單到重點,有所側重”的教學思路,即圍繞目前海洋地質學專業滿足國家和社會需求及其應用的重點領域和方向,針對性地開展《海洋地質學》教學,激發學生學習興趣,進而引導其對基礎知識進行了解和掌握。
為了讓學生更好地了解三角洲地貌景觀分布、演化及其現狀,厘清地貌演變與人類歷史文化的發展關系,探索地貌遺跡的保護,汕頭大學一改傳統教學模式,結合當地特色,開設了服務性勞動課程“韓江三角洲地貌景觀資源調查與保護行動”,將理論學習與社會實踐緊密結合。
首先,通過三角洲、地貌和自然景觀的理論講授,引出地貌景觀保護的意義,結合韓江三角洲地貌景觀特征以及與潮汕文化歷史的關聯,進行野外地質調查方法的講解,介紹常用自然景觀調查設備及使用方法,以及野外景觀調查需要注意的事項及相關實例;次之,根據學生不同的專業背景,進行課程的內容策劃和服務勞動分組;最后,在完成三角洲地貌景觀的沉積特征、沉積過程和機制的課堂理論學習后,帶領學生開展粵東地區韓江三角洲對應的地貌單元的現場分析,引導學生將理論學習的知識有效應用于實際需求分析,并鼓勵學生以科普短文或圖片或Vlog、調查訪談、科普宣講等形式展示出來,滿足理論知識應用和社會實踐要求,允許并鼓勵同學自由發揮。
此外,定期邀請校外專家開展海洋地質專題講座、積極聯合相關涉海科研單位開展實地考察調研、舉辦海洋地質地貌宣講活動等,讓學生深入了解課本以外的專業知識,拓展學習的深度和廣度,并將理論與野外實踐聯系起來,體驗沉浸式學習的樂趣,感悟大自然的鬼斧神工,深刻理解“人與自然和諧共生”的發展理念。
(三)需求牽引下的“多元化”教學內容與方法創新
1. “源于教材而高于教材”的理論學習
不同的課程需求,需要選擇內容各有側重的教材。本課程選擇的《海洋地質學》教材版本,與其他《海洋地質學》教材不同的是,將“地質年代與地質作用”和“全球海平面變化”單獨各列為一章,滿足了當前海洋地質應用的需求。而在本課程“專業應用引導課程講授”的教學理念下,由于不同年度國內和國際上出現的海洋地質學應用的進展或需求各不相同,因此在實際課程安排上,不是完全按照教材內容,而實時進行動態調整,進而使課程基礎知識點的講授能夠關聯上目前海洋地質學的最新進展[6]。
然而與期刊文獻相比,教材更新周期長、內容相對滯后,因此在教學過程中應以教材為綱,文獻資料為輔[7]。通過介紹該領域最新研究成果,豐富教學內容、拓寬教學的深度與廣度,體現海洋地質學課程的科學性、前沿性和實用性,并在更大程度上激發學生的學習熱情、培養科學素養。例如,課堂上通過引入2021年“長榮號”輪船擱淺導致蘇伊士運河癱瘓,全球航運受到嚴重影響,從而引發開辟全球變暖背景下“北極航線”討論,引出課程“全球海平面變化”相關知識點,并引用相關文獻資料作為補充。同時,由蘇伊士運河聯通紅海和地中海,而紅海為陸間裂谷形成的初始大洋,地中海為洋殼俯沖后的殘留洋盆,引出課程“板塊構造學”知識點,即“威爾遜旋回”與“被動大陸邊緣和主動大陸邊緣”,并結合近年來科學界關于“海平面上升與板塊構造之間的關系”所開展的研究作為補充。通過教材不同章節知識點與文獻資料的交叉引入,引導學生進行討論,讓學生對專業知識有更直觀形象的認識,體現出以課本為綱、以文獻資料為輔的教學方法,使教學全過程充滿時代感。
2. “源于地方而高于地方”的地質實踐
海岸帶是陸地和海洋間相互作用的交會地帶,動力機制復雜,全球60%的人口匯集于海岸帶,其沉積過程和環境演變對人類活動的影響極為深刻,因此,“海岸帶地貌學”是《海洋地質學》講授的重點內容之一。粵東韓江三角洲海岸帶是我國典型的河口海岸分布區之一,因此,對海洋地質學課程進行地區特色的教學改革,即緊密結合韓江三角洲進行三角洲地貌景觀演化教學,該部分課程相關知識點以粵東韓江河口海岸作為實例進行講授。汕頭大學具有獨特的地理優勢,身邊的地質現象及機制學習讓學生更容易接受。
通過開設“韓江三角洲地貌景觀資源調查與保護行動”野外實踐課,對潮州青嵐地質公園、龍湖古碼頭-梅林湖海蝕地貌遺址、蓮陽河河口-海山島海灘巖以及南澳島等地開展實地考察,了解花崗巖島丘地貌,河道/古河道、分流河道、河間地、溢流扇、天然堤等三角洲平原地貌,海灘、障壁、潟湖、沙嘴、攔砂壩等砂質河口—海岸地貌,以及基巖海岸地貌等,并與南澳海防史博物館合作開展韓江三角洲地貌資源保護宣傳。通過理論與實踐的結合,幫助學生了解在自然和人類活動雙重驅動下,典型海岸地區的沉積和生態環境變化,自然海岸侵蝕,地形地貌受到顯著影響,河道淤塞等各種地質作用,如何制約海岸空間和環境資源的有效利用,從而獲得全面的基礎的地質規律認識,培養學生運用地質原理和方法進行地質現象的識別和成因解釋的能力,形成科學、系統的綜合思維。
3. 課程思政教學導向引領專業知識學習
2016年,習近平總書記在全國高校思想政治工作會議中提出,“要堅持把立德樹人作為中心環節,把思想政治工作貫穿教育教學全過程,實現全程育人、全方位育人”。海洋地質學中蘊含著豐富的思政元素,海岸帶合理開發、三角洲的形成與演化、海底資源的開發與保護等章節都是開展思政教學的良好載體。
眾所周知,海洋科學的特點是多學科交叉、投入大、風險高和周期長,沒有一定的經費投入、技術積累和人才培養,是很難獲得進展的,海洋地質學研究更為突出。近年來,中國在海洋地質學研究方面獲得令世人矚目的進步,包括天然氣水合物的成功試采、載人深潛器深潛深度屢創世界紀錄、南海大計劃全面實施、中國海域1∶100萬海洋區域地質調查全覆蓋等等,無不建立在國家的綜合國力提升和科技的進步基礎之上,是一代代海洋地質科研人員的無私奉獻和心血汗水的結晶,通過相關人物、事跡及成果的介紹和學習,堅定學生從事海洋科學事業的決心和信心。
比如,講解海洋地質學的發展歷程時,通過介紹汪品先院士為推動海洋地質學發展所做出的一系列努力與成就,引導學生樹立個人發展與國家發展相結合的意識、激發學生投身海洋事業的決心[8]。課后再安排學生收看汪品先教授的《科學與文化》講座,并以作業形式撰寫觀后感。在課程“海洋沉積物”部分講授利用中國自主研發的“深海勇士號”和“奮斗者號”等深潛器獲取海底沉積物及相關樣品過程及研究進展,促進學生在積累相關理論知識的同時樹立文化自覺和文化自信。
此外,汕頭大學充分結合當地地理優勢,利用韓江三角洲開展地貌景觀資源調查、潮汕文化傳承與保護行動。韓江三角洲主要分布在粵東地區,其地貌演變不僅造就不同的地質景觀,而且也記錄著悠久的潮汕“海濱鄒魯”歷史文化變遷。
通過三角洲的演變與潮汕文化發展相結合,鼓勵學生分組開展社區調研,了解三角洲地貌演化與潮汕歷史文化發展之間的關系,一方面有利于積累相關地質知識,學會野外地貌調查的基本方法,形成合理的“人和自然關系”價值觀;另一方面也讓學生了解到中華文化的多樣性與傳承性,激發愛國情懷和社會責任感,以及對地方文化傳承與保護的主人翁意識,推動地方文化發展與中國式現代化發展的完美融合,從而潛移默化、潤物無聲的引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀,真正實現“立德樹人”這一根本任務,進而促進海洋地質學專業的長遠發展。
三、《海洋地質學》專業特色的
“多維”評價標準與實際效應
對于海洋科學專業學生的學習效果評價不能僅僅依靠期末成績這一單一指標,而應該基于促進學生全面發展的理念,從多個方面、多維度進行綜合性評價。
課堂和準備階段的表現依據學生課堂的參與和表現情況、參與野外地質調查準備過程中的表現情況進行考核,線上課程所在系統成績作為基數,按權重折算;野外調查和服務實踐依據學生在野外地質調查過程中的表現,包括執行情況/調查過程中體現的態度和專業能力、領導才能,以及團隊內部和服務單位的協作、溝通能力、服務效果等方面進行考核,從而改變傳統“以考促學”“唯分數論”的教學與評價模式,讓學生由被動式學習轉變為主動式學習,從而更好地掌握相關知識,助力海洋科學人才建設[9]。
“紙上得來終覺淺,覺知此事要躬行”,《海洋地質學》教學創新探索和韓江三角洲服務性勞動課的開展,得到了學生的積極響應和支持。學生通過親身實踐走近海洋,深入了解各種海岸類型、海岸地貌以及海洋沉積現象,實際感受海洋沉積過程,伸手碰觸這些書上所見的海洋地質教學內容,不僅進一步鞏固和印證了課堂上學習的理論知識,學生課堂上的學習興趣和專注力也得到很大提升,課后參與海洋地質學相關研究的積極性增加。在以老帶新的影響下,海洋科學專業本科生人數呈現出明顯增長的態勢。
對于海洋地質學課程的教學改革不僅改變傳統的教學模式,將理論教學與相關知識點應用相結合,引導學生從死記硬背變為靈活應用,由被動的接受性學習變為主動的探索性學習,通過室內和野外教學的結合,使學生在獲取知識的同時,使學生的綜合能力素質得到提升,而且探索改革后的教學活動的可行性和實效性,并探索推廣到海洋科學專業中其他的課程教學改革中。
結" 語
《海洋地質學》課程作為海洋科學專業基礎課,在推動專業發展和海洋科學人才培養中一直發揮著重要作用。通過創新教學理念、聚焦前沿,讓專業知識應用引導課程講授、實踐引領興趣,讓學生明確學有何用;改革教學思路,堅持“引領學生學習興趣,從簡單到重點,有所側重”;改變教學內容和方法,結合最新文獻資料開展教學,做到源于教材而高于教材;積極開展野外實踐教學,結合地方特色,源于地方而高于地方;充分挖掘“海洋地質”時事中的思政元素,以課程思政引領專業知識學習。
“十年樹木,百年樹人”,任何課程的教學創新改革都不是一蹴而就的,需要一個學科方向的所有教師共同努力。未來,我們將繼續探索“專業知識應用引導課程講授,讓學生明確學有何用”的教學理念,加強教師隊伍建設,形成海洋地質方向教學凝聚力,不斷拓展完善教材和課件的廣度和寬度,提升課程思政內容的影響力,讓該課程能夠惠及更多的學生,不僅使學生留下,而且使學生更優秀,在不遠的將來出現“我們系擴大了”的良好效果,為中國式現代化建設培養更多精通海洋科學的高質量人才。
參考文獻:
[1]Paul Bierman. A department terminated[J]. Science, 2021, 371, 6527.
[2]溫孝勝.海洋地質學的發展現狀與未來展望[J].海洋通報,2000(4):66-73.
[3]劉紹文,殷勇.“海洋地質學”課程體系構建和教學方式改革嘗試[J].中國地質教育,2018,27(1):57-60.
[4]蘇明,劉亞婷,雷亞平,等.“多元化教學考”模式的《海洋地質學》教學探索[J].高教學刊,2020(18):92-95+99.
[5]姜文萍,宋翔洲,馮濤.面向新時代發展需要的海洋科學專業本科生培養模式的初步探索[J].科技風,2022(12):20-22.
[6]張瑞,李玉.《海洋地質學》課程教學改革研究[J].考試周刊,2012(28):12-13.
[7]李鴻莉,李陽東,印春生.海洋地質學教改探索[J].時代教育,2015(23):67+69.
[8]王虎,張學峰,鄧增安,等.海洋地質學“課程思政”教學改革探索與實踐[J].高教學刊,2020(26):118-121.
[9]許中杰,程日輝.“海洋地質學”課程考試模式淺探[J].新課程研究,2020(33):18-19.