基于科教融合人才培養(yǎng)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(yè)的重要基礎(chǔ)課之一，在培養(yǎng)創(chuàng)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(xiàn)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(jié)合多種教學手段將科研融入課堂教學，以及優(yōu)化教師與學生的評價體系。在實踐中，科教融合的人才培養(yǎng)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(yè)課程教學效果、強化科研育人功能提供了有益參考。

關(guān)鍵詞：科教融合；化學海洋學；創(chuàng)新人才

一、概述

化學海洋學是海洋科學領(lǐng)域的一個重要分支，是海洋科學專業(yè)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(zhì)分布和化學過程。在構(gòu)建海洋強國的進程中，化學海洋學發(fā)揮著重要作用，為海洋資源的開發(fā)利用、環(huán)境保護、氣候變化研究、能源開發(fā)以及藥物研發(fā)等提供科學依據(jù)和技術(shù)支持[2]。作為理論與應用并重的基礎(chǔ)課程，化學海洋學旨在培養(yǎng)學生掌握海水的基本性質(zhì)，了解研究熱點和發(fā)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(yǎng)學生具備綜合素質(zhì)和扎實的海洋化學理論基礎(chǔ)，使他們成為從事海洋化學研究與應用的高水平專業(yè)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(yǎng)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(lǐng)域的挑戰(zhàn)和機遇。

科教融合是新時代高等院校落實現(xiàn)代化人才培養(yǎng)、提高一流人才培養(yǎng)質(zhì)量的必然選擇，目的是構(gòu)建教學于科研協(xié)同發(fā)展、相互促進的人才培養(yǎng)體系，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[3]。它將科研與教學深度結(jié)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(yǎng)學生跨學科思維和綜合運用知識的能力發(fā)揮了積極作用?！盎瘜W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(yǎng)實踐能力和環(huán)境保護意識，以解決海洋環(huán)境問題，推動可持續(xù)發(fā)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(chǔ)上，探討了基于科教融合人才培養(yǎng)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(yōu)化評價體系等方式，在課程教學中培養(yǎng)學生的科學思維與科研創(chuàng)新意識，從而促進創(chuàng)新型海洋人才的培養(yǎng)。

二、高?！盎瘜W海洋學”教學中存在的問題

隨著高校對科教融合人才培養(yǎng)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(zhàn)。首先，理論知識與科學研究之間存在脫節(jié)現(xiàn)象。在課程教學中，教師的科研內(nèi)容與教學內(nèi)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(jié)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(shù)，這限制了學生的學習深度和廣度。其次，傳統(tǒng)教學模式偏重理論而輕實踐，無法激發(fā)學生的學習積極性和創(chuàng)新能力。由于海洋化學主要關(guān)注海水和海洋環(huán)境中化學物質(zhì)的分布和運移，具有顯著的地區(qū)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(yè)實習來補充實踐課程[5]，但是海洋科學專業(yè)實習涉及海洋地質(zhì)、海洋物理、海洋化學、海洋生物等各個方向，有限的實習經(jīng)費使得化學海洋學方向?qū)嵙曎|(zhì)量難以達到預期目標。此外，傳統(tǒng)的科教評價體系過于單一，主要側(cè)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(xiàn)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(zhì)量和人才培養(yǎng)造成影響[7]。

三、基于科教融合人才培養(yǎng)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(yǎng)具備創(chuàng)新精神和實踐能力的海洋人才。為解決海洋人才培養(yǎng)中傳統(tǒng)教學模式所面臨的課程內(nèi)容與科學研究脫節(jié)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(chuàng)新能力，進而顯著提升教學質(zhì)量，實現(xiàn)教學相長[8]。

（一）科研融合教學，培養(yǎng)創(chuàng)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(shè)計中，設(shè)置與當前海洋化學研究前沿相關(guān)的內(nèi)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(diào)鍶鈣比在地球氣候反演中的應用，從而引發(fā)學生對于實踐應用的關(guān)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(lián)系，激發(fā)學生對科研及社會責任的深刻思考。以海洋環(huán)境資源與利用為例，教師著重向?qū)W生介紹海洋環(huán)境保護、生態(tài)和平發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展等理念，強調(diào)科學思維的重要性，鼓勵學生從科學角度思考和解決現(xiàn)實世界中的挑戰(zhàn)。此外，結(jié)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(jù)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(fā)學生的主動性，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維，從而有效促進創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)[10]。

（二）問題導向?qū)W習，激發(fā)學習興趣

教師引導學生通過研究或?qū)嵺`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(diào)課堂上的討論，取代了傳統(tǒng)的單向知識灌輸，從而激發(fā)學生對學科內(nèi)涵的深入思考。以海水和淡水結(jié)冰現(xiàn)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(yè)，通過資料查閱和實踐，進一步激發(fā)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(jié)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(zhuǎn)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(fā)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(yǎng)其解決問題的能力和批判性思維。

（三）優(yōu)化評價體系，推動人才培養(yǎng)

實現(xiàn)“化學海洋學”的科教融合人才培養(yǎng)模式的進一步優(yōu)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(yōu)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(shè)計和學生指導能力，以實現(xiàn)對教師科教融合表現(xiàn)的全面客觀評價。其次，定期對教師進行評價，并在評價結(jié)果反饋中協(xié)助教師改進實踐。最后，引入學生參與評價，設(shè)立匿名評價專欄，鼓勵學生評價教師的表現(xiàn)，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(yōu)化。除了傳統(tǒng)的考試外，應引入多元評價方式，如項目作業(yè)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(jié)合校內(nèi)外實踐，著重評估學生的創(chuàng)新思維和問題解決能力。通過同時強調(diào)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(yǎng)模式的進一步發(fā)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(wěn)步提升

經(jīng)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(diào)查，結(jié)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(jié)果表明其呈現(xiàn)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(yǎng)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?yún)⑴c，同時也凸顯了科研融合教學模式在激發(fā)學生學習興趣、拓展認知層面方面的顯著作用。

（二）科研創(chuàng)新成果持續(xù)涌現(xiàn)

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(chuàng)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(fā)表了學術(shù)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(chuàng)項目，其中包括1項國家級、6項省級和6項校級大創(chuàng)。此外，在大學生“挑戰(zhàn)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(fā)表了多篇論文（圖3），這一系列數(shù)據(jù)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(yǎng)的積極影響。

結(jié)語

“化學海洋學”課程的設(shè)立旨在培養(yǎng)研究型海洋化學領(lǐng)域的創(chuàng)新人才。經(jīng)過對傳統(tǒng)教學模式的分析，我們發(fā)現(xiàn)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(yōu)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(yǎng)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(zhì)量的提升，助力了課程目標的實現(xiàn)，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(yǎng)模式為海洋科學專業(yè)的教學提供了寶貴的經(jīng)驗和參考，為學院未來的教學改革與發(fā)展提供了指導方向。

參考文獻：

[1]宋金明."奠基海洋化學研究，助推海洋科學發(fā)展：中國科學院海洋研究所海洋化學研究70年[J]."海洋與湖沼，"2020，51（04）："695-704.

[2]宋金明，"王啟棟，"張潤，"等."70年來中國化學海洋學研究的主要進展[J]."海洋學報（中文版），"2019，41（10）："65-80.

[3]胡軍，"于澮，"陳雯，"等."科教融合理念下理工科一流人才培養(yǎng)模式探索[J]."高教學刊，"2022，8（31）："139-142.

[4]李鴻莉，"印春生."關(guān)于提高海洋化學課程建設(shè)的建議[J]."教育教學論壇，"2014（45）："211-213.

[5]寧志銘，"方草，"余克服，"等."“海洋科學綜合實驗”（化學方向）教學的信息化應用探索[J]."科技風，"2023（04）："101-103.

[6]王曉躍."改革課程考試制度，提升應用型本科人才培養(yǎng)質(zhì)量[J]."江蘇工程職業(yè)技術(shù)學院學報，"2018，18（03）："78-82.

[7]譚珠珠，"沈紅."教研相長還是教研相抵：大學教師教學與科研時間分配對科研發(fā)表的影響[J]."中國高?？萍?，"2022（04）："61-66.

[8]陳永磊，"付璐，"付曉."論海洋類人才培養(yǎng)體系中的科教融合問題[J]."大學，"2020（35）："96-97.

[9] 林武輝，"余克服，"莫敏婷."基于科教融合、理工結(jié)合、校企聯(lián)合的人才培養(yǎng)模式探索：以海洋科學專業(yè)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(zhì)”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(qū)科學基金項目“基于非靶代謝組學及分子網(wǎng)絡(luò)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(huán)境中有機紫外吸收劑的常壓質(zhì)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(zhì)譜離子化技術(shù)的開發(fā)及代謝組學分析.