基于科教融合人才培養模式的“化學海洋學”教學改革與實踐

摘""要：“化學海洋學”課程作為海洋類專業的重要基礎課之一，在培養創新型海洋人才中扮演著重要角色。本文以科教融合為主題，通過對“化學海洋學”課程教學現狀的深入分析，提出了一系列新的教學改革思路。這些思路包括結合多種教學手段將科研融入課堂教學，以及優化教師與學生的評價體系。在實踐中，科教融合的人才培養模式不僅取得了令人滿意的成果，而且為提升海洋科學專業課程教學效果、強化科研育人功能提供了有益參考。

關鍵詞：科教融合；化學海洋學；創新人才

一、概述

化學海洋學是海洋科學領域的一個重要分支，是海洋科學專業的核心課程之一[1]。它專注于研究海洋各部分的化學成分、物質分布和化學過程。在構建海洋強國的進程中，化學海洋學發揮著重要作用，為海洋資源的開發利用、環境保護、氣候變化研究、能源開發以及藥物研發等提供科學依據和技術支持[2]。作為理論與應用并重的基礎課程，化學海洋學旨在培養學生掌握海水的基本性質，了解研究熱點和發展方向，并提升對海洋化學重要性的認識。同時，它也致力于培養學生具備綜合素質和扎實的海洋化學理論基礎，使他們成為從事海洋化學研究與應用的高水平專業人才。這就要求教師在教學過程中不僅要引導學生學習基本理論知識，還應注重培養學生科學思維和解決問題的能力，運用科教融合的教學模式，鼓勵學生運用所學知識來探索海洋科學領域的挑戰和機遇。

科教融合是新時代高等院校落實現代化人才培養、提高一流人才培養質量的必然選擇，目的是構建教學于科研協同發展、相互促進的人才培養體系，提高人才培養質量[3]。它將科研與教學深度結合，鼓勵學生積極參與科研活動，并將最新科研成果引入教學過程。特別是在交叉學科如海洋化學中，科教融合為提供全面視角和方法，促進學科深度互動，培養學生跨學科思維和綜合運用知識的能力發揮了積極作用。“化學海洋學”課程的科教融合，核心理念是促進學生跨學科思維，培養實踐能力和環境保護意識，以解決海洋環境問題，推動可持續發展[4]。

本文在對“化學海洋學”課程教學存在問題進行分析的基礎上，探討了基于科教融合人才培養模式對該課程的目的與意義，并提出了相應的教學改革舉措。為此，教師可以通過引入科研案例與成果、加強科研實踐、優化評價體系等方式，在課程教學中培養學生的科學思維與科研創新意識，從而促進創新型海洋人才的培養。

二、高校“化學海洋學”教學中存在的問題

隨著高校對科教融合人才培養模式的重視，化學海洋學作為一門重要的學科，在教學中面臨著一系列挑戰。首先，理論知識與科學研究之間存在脫節現象。在課程教學中，教師的科研內容與教學內容相對孤立，未能有效地將理論知識與實際海洋學問題相結合，導致學生難以理解和應用最新科研成果。同時，教材滯后且未能覆蓋新興科研技術，這限制了學生的學習深度和廣度。其次，傳統教學模式偏重理論而輕實踐，無法激發學生的學習積極性和創新能力。由于海洋化學主要關注海水和海洋環境中化學物質的分布和運移，具有顯著的地區性特征，實踐教學的不完善導致學生科研思維受到限制，難以應用所學知識解決實際問題。盡管海洋院校積極通過專業實習來補充實踐課程[5]，但是海洋科學專業實習涉及海洋地質、海洋物理、海洋化學、海洋生物等各個方向，有限的實習經費使得化學海洋學方向實習質量難以達到預期目標。此外，傳統的科教評價體系過于單一，主要側重于對理論知識的考核[6]，而忽視了學生的分析和應用能力，以及教師在科研與教學融合方面所做的貢獻。缺乏對學生平時表現和綜合能力的考核，以及對教師教學效果的全面評估，也會對教學質量和人才培養造成影響[7]。

三、基于科教融合人才培養模式的教學改革實踐

在新時代教育理念的指導下，高等海洋院校專注于培養具備創新精神和實踐能力的海洋人才。為解決海洋人才培養中傳統教學模式所面臨的課程內容與科學研究脫節的問題，我們在“化學海洋學”的教學中引入了“科教融合”的教學模式（圖1）。這一融合模式旨在提升學生的科學思維和實踐創新能力，進而顯著提升教學質量，實現教學相長[8]。

（一）科研融合教學，培養創新思維

在科教融合新模式下，教師通過將科研融入課堂教學，采用多種教學手段來幫助學生深入理解知識點。在課程設計中，設置與當前海洋化學研究前沿相關的內容，引導學生主動探索。同時，通過文獻速遞的方式介紹學科前沿問題，旨在喚起學生對科學研究的濃厚興趣。以海水化學組成的恒定比為例，教師特別強調鍶鈣比在地球氣候反演中的應用，從而引發學生對于實踐應用的關注與思考。在教學過程中，積極引導學生思考科學研究與社會責任之間的緊密聯系，激發學生對科研及社會責任的深刻思考。以海洋環境資源與利用為例，教師著重向學生介紹海洋環境保護、生態和平發展、可持續發展等理念，強調科學思維的重要性，鼓勵學生從科學角度思考和解決現實世界中的挑戰。此外，結合導師制課程，積極引導學生參與教師的科研項目[9]。學生根據興趣選擇科研課題，通過參與科研實踐，不僅可以深化對課本知識的理解，而且能夠運用所學知識解決科學問題。這一過程有助于提高學生的理論水平和科研能力，同時也能夠激發學生的主動性，培養其創新思維，從而有效促進創新型人才的培養[10]。

（二）問題導向學習，激發學習興趣

教師引導學生通過研究或實踐等方式對特定問題或知識點進行探究，以增強學生的學習主動性并深化對知識的理解。這一方法強調課堂上的討論，取代了傳統的單向知識灌輸，從而激發學生對學科內涵的深入思考。以海水和淡水結冰現象為例，老師通過實驗、分析和討論引導學生積極探索兩者的差異，旨在加深他們對鹽度、冰點、最大密度等概念的理解和應用。此外，將科學問題融入課后作業，通過資料查閱和實踐，進一步激發學生對特定科學問題的深思。

采用多元化的教學方法有助于促進師生之間的積極互動。例如，結合線上與線下課程，引入“學習通”“雨課堂”等多種信息化教學手段，及時了解學生對知識點的掌握情況。另外，通過課堂分組討論和翻轉課堂的策略，鼓勵學生積極參與問題的解答和提出反向問題，從而提升對知識點的理解水平。這些方法能夠激發學生的主動學習意識，使他們更深入地理解化學海洋學知識，培養其解決問題的能力和批判性思維。

（三）優化評價體系，推動人才培養

實現“化學海洋學”的科教融合人才培養模式的進一步優化，需要加強教師與學生的評價體系。針對教師評價體系的優化，可采取以下措施。首先，建立多維度評價體系，全面考察教師的科研成果、教學設計和學生指導能力，以實現對教師科教融合表現的全面客觀評價。其次，定期對教師進行評價，并在評價結果反饋中協助教師改進實踐。最后，引入學生參與評價，設立匿名評價專欄，鼓勵學生評價教師的表現，以建立更加全面、科學的評價體系。

同時，對學生的學習效果評價體系也應進行優化。除了傳統的考試外，應引入多元評價方式，如項目作業和口頭報告，以全面評估學生在科教融合方面的學習成果。在評價過程中，需要結合校內外實踐，著重評估學生的創新思維和問題解決能力。通過同時強調科研和教學的考核，推動學生評價體系的真正實施，促進“化學海洋學”科教融合人才培養模式的進一步發展。

四、科教融合教學模式的實施成效

（一）學生學習主動性與學習成績穩步提升

經過三年多的“化學海洋學”課程教學改革，通過實施科教融合的教學模式，共有231名學生積極參與了課程學習。教學課堂的氛圍逐年升溫，學生的參與度不斷攀升。為了深入了解學生對科研融合教學模式的接受情況，我們進行了問卷調查，結果顯示，高達80%的學生積極肯定這種教學模式（圖2），認為它不僅拓展了知識面，還深化了對知識點的理解。

對近三年學生的學習成績進行綜合分析，結果表明其呈現逐年增長的趨勢。這一趨勢清晰地證明了科教融合人才培養模式對教學水平的積極影響。這種增長不僅反映了學生對課程的更深入參與，同時也凸顯了科研融合教學模式在激發學生學習興趣、拓展認知層面方面的顯著作用。

（二）科研創新成果持續涌現

在參與“化學海洋學”學習的本科生中，許多同學受到科教融合模式的影響，積極參與導師的科研項目。2021級、2022級和2023級本科生參與大創項目的覆蓋率分別達到100%、100%和95%，并且有35%、40%和42%的同學參與并發表了學術論文。以裴繼影老師和張瑞杰老師指導的本科生為例，他們將科教融合理念貫穿于實際操作中，積極參與導師指導的項目，在科研方面取得了顯著的成績。例如，他們共先后申請到15項大創項目，其中包括1項國家級、6項省級和6項校級大創。此外，在大學生“挑戰杯”比賽中，他們獲得了1項省級二等獎、1項校級一等獎和1項校級二等獎并在科研過程中發表了多篇論文（圖3），這一系列數據清晰地展示了科教融合模式對本科生科研參與和人才培養的積極影響。

結語

“化學海洋學”課程的設立旨在培養研究型海洋化學領域的創新人才。經過對傳統教學模式的分析，我們發現科教融合是突破教學瓶頸的有效途徑。因此，我們通過多種教學手段的實施，強化科學研究在“化學海洋學”課程教學中的滲透，并通過優化教師與學生的評價體系等方式，探索基于科教融合人才培養模式的“化學海洋學”課程教學新模式。這一舉措不僅推動了課程質量的提升，助力了課程目標的實現，還明顯增強了教師的教學和科研能力。同時，這種基于科教融合的人才培養模式為海洋科學專業的教學提供了寶貴的經驗和參考，為學院未來的教學改革與發展提供了指導方向。

參考文獻：

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[9] 林武輝，"余克服，"莫敏婷."基于科教融合、理工結合、校企聯合的人才培養模式探索：以海洋科學專業為例[J]."高教學刊，"2023，9（04）："138-141.

[10]姜彥彬，"王艷芳，"樊文虎."基于科教融合的“工程地質”課程教學改革[J]."新課程研究，"2023（30）："10-12.

基金項目：國家自然科學基金-地區科學基金項目“基于非靶代謝組學及分子網絡探究珊瑚對高溫脅迫的代謝應答機制”（22264003）；廣西自然科學基金面上項目“海洋環境中有機紫外吸收劑的常壓質譜分析方法學研究與應用”（2023GXNSFAA026488）

*通信作者：裴繼影（1989—""），女，漢族，安徽阜陽人，博士，廣西大學海洋學院副教授，主要從事常壓敞開式質譜離子化技術的開發及代謝組學分析.