省屬地方高校海洋技術(shù)本科專業(yè)海洋地質(zhì)學課程的教學探索

海洋技術(shù)是高等學校普通本科專業(yè)，在2000年左右開始招生。2002年，招收海洋技術(shù)本科專業(yè)的院校只有中國海洋大學、廈門大學、河海大學、河北工業(yè)大學、浙江海洋大學、鹽城工學院和江蘇海洋大學。隨著國家“海洋強國”戰(zhàn)略的實施，社會對于該專業(yè)人才的需求日益迫切[1]。截至目前，全國共有30所院校開設該專業(yè)。按照2018年教育部發(fā)布的《普通高等學校本科專業(yè)類教學質(zhì)量國家標準》，海洋技術(shù)專業(yè)的教學內(nèi)容涉及海洋學、數(shù)學、物理學、化學、生物學、地質(zhì)學等多個學科，旨在培養(yǎng)海洋探測和海洋開發(fā)領(lǐng)域能夠勝任海洋聲、光、遙感和生物資源開發(fā)等高新技術(shù)研發(fā)工作的人才[2-3]。近年來，隨著海洋時空大數(shù)據(jù)的快速增加，從空間感知和空間認知角度認識和了解海洋成為新時代發(fā)展的需求[3]，因此，2021年，哈爾濱工程大學在國內(nèi)首次設立了智慧海洋技術(shù)專業(yè)。山東交通學院海洋技術(shù)專業(yè)是在新工科建設背景下，結(jié)合船舶與海洋工程、航海技術(shù)等學科背景而設立。該專業(yè)在設立之初以海洋信息技術(shù)為主要培養(yǎng)方向，之后經(jīng)過專業(yè)整合，在海洋信息技術(shù)的基礎(chǔ)上增設了海洋資源開發(fā)技術(shù)，專業(yè)定位為“針對我國船舶工程、海洋工程領(lǐng)域、海洋資源開發(fā)領(lǐng)域?qū)π畔⒒?、智能化技術(shù)的迫切需求，以智能感知、大數(shù)據(jù)和智能系統(tǒng)為目標，將海洋科學、船舶工程、海洋工程和航海技術(shù)與人工智能深度交叉融合，培養(yǎng)可促進智慧海洋科技發(fā)展的高級人才，可授予理學或工學學士學位”。海洋地質(zhì)學為海洋技術(shù)專業(yè)的一門學科基礎(chǔ)課程，山東交通學院在第三學期開設海洋地質(zhì)學課程，開設之前以海洋技術(shù)導論作為先導課程。本文結(jié)合山東交通學院實際教學過程，總結(jié)了一些經(jīng)驗，希望為該課程的教學提供參考。1課程特點海洋地質(zhì)學，又稱地質(zhì)海洋學。1891年，英國的默里和比利時的勒納爾編制第一幅世界大洋沉積分布圖，并出版《海洋沉積》一書，標志著近代海洋地質(zhì)研究的開始。海洋地質(zhì)學是在地球系統(tǒng)科學理論指導下，以地球物理學、地球化學、沉積學和古生物學方法對海床和海岸進行系統(tǒng)研究的學科[4]。從學科領(lǐng)域來講，海洋地質(zhì)學從屬于地球科學領(lǐng)域，其研究成果為人類認識海洋、開發(fā)海底資源、保護海洋環(huán)境和維護海洋權(quán)益提供科學依據(jù)。海洋地質(zhì)學課程是海洋科學、海洋技術(shù)等本科專業(yè)學科的基礎(chǔ)課，可作為航運、石油、地質(zhì)等其他涉海相關(guān)專業(yè)的必修課程。從課程內(nèi)容來看，海洋地質(zhì)學是地質(zhì)學的一部分，又與海洋學密切相關(guān)，是地質(zhì)學與海洋學的交叉科學，課程體系龐雜，課程內(nèi)容涉及領(lǐng)域廣泛，分支學科眾多，具有理論性與實踐性強的特點[5]。2教學過程中存在的主要問題2.1教學方式單一，有效的教學設計較少，知識點呈現(xiàn)方式較零散海洋地質(zhì)學課程知識點零散，地質(zhì)術(shù)語眾多，要求學生具有一定的地質(zhì)學基礎(chǔ)。海洋地質(zhì)學課程的教學以課堂講授方式為主，學生主動思考的時間較少，缺少對問題的探討，教師與學生、學生與學生之間沒有建立有效的交流平臺，討論機會較少，導致鍛煉學生科學思維的目標難以實現(xiàn)。2.2未深入挖掘與后續(xù)課程的關(guān)聯(lián)性山東交通學院的學生未學習海洋地質(zhì)學課程之前，已經(jīng)學習過海洋科學導論課程，后續(xù)還有海洋調(diào)查方法、海洋與環(huán)境等課程與海洋地質(zhì)學課程密切相關(guān)。但在教學過程中，一些教師未深入挖掘海洋地質(zhì)學與海洋調(diào)查方法、海洋與環(huán)境等課程相關(guān)聯(lián)的知識點。學生對相關(guān)知識點的掌握也停留在記憶基本概念的層面，未能充分鍛煉發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。2.3缺乏相關(guān)歷史背景的講解海洋地質(zhì)學許多重要理論的誕生和發(fā)展都具有重要意義，但是一些教師未講解海洋地質(zhì)學產(chǎn)生的相關(guān)歷史背景，難以激發(fā)學生對海洋地質(zhì)學課程的重視和學習的積極性，因而，難以滿足海洋事業(yè)發(fā)展對高校海洋地質(zhì)學教學及海洋技術(shù)人才培養(yǎng)方案的要求[6]。3教學活動的探索與實踐3.1思政元素充分融入教學內(nèi)容，全方位增強學生學習海洋地質(zhì)學的熱情海洋地質(zhì)學課程涉及海洋安全、海洋資源開發(fā)等較多內(nèi)容，有豐富的思政元素可供挖掘[7]。這些思政案例，故事性強，又與教學內(nèi)容密切相關(guān)，能夠增強學生學習海洋地質(zhì)學課程的熱情和積極性，詳見表1。表1思政元素在不同章節(jié)的融入過程和方法3.2理論學習與現(xiàn)場觀察實踐相融合，教學內(nèi)容形象化、具體化海洋地質(zhì)學注重探究海洋環(huán)境中發(fā)生的地質(zhì)作用，解釋海洋環(huán)境中不同地質(zhì)現(xiàn)象的成因，所以認識海洋地形地貌，觀察海洋地質(zhì)作用的結(jié)果并思考作用過程，對于形成海洋地質(zhì)學思維十分重要。因此，實踐教學是海洋地質(zhì)學課程教學的重要環(huán)節(jié)[8-9]。結(jié)合山東交通學院和其所在地市的實際情況，教師安排了觀察海岸帶環(huán)境、礦物巖石和海蝕作用等實踐教學環(huán)節(jié)。海岸帶沉積環(huán)境觀察主要是觀察威海榮成天鵝湖的沙嘴—沙壩—瀉湖地貌形態(tài)，包括確定沙壩的位置，觀察海岸方向和垂直海岸方向顆粒物粒度的變化，觀察瀉湖沉積物的特征以及瀉湖內(nèi)水體與海水的交換；觀察乳山銀灘海灘剖面前濱、后濱的劃分，縱向和橫向剖面上沉積物粒度的變化和礦物的組成，思考其形成機制[10]；參觀劉公島，觀察海蝕現(xiàn)象，思考不同海洋地質(zhì)作用的結(jié)果；觀察威海市榮成花斑巖，思考花崗斑巖的形成條件，推斷榮成市花崗斑巖可能的形成機制。3.3課堂辯論、專家報告、名人訪談等形式和內(nèi)容融入課堂教學，多維度培養(yǎng)學生的辯證思維能力教師設置的課堂辯論題目包括：（1）你是否同意進行海底礦產(chǎn)資源開發(fā)？（2）如何平衡提高生活質(zhì)量與節(jié)能降耗之間的關(guān)系？（3）該如何對海底文物進行搶救性挖掘和保護？（4）海洋環(huán)境變化真的會危及人類生存環(huán)境嗎？教師將專家報告和名人訪談與教學內(nèi)容相結(jié)合，在海洋與氣候變化章節(jié)中帶領(lǐng)學生觀看關(guān)于海洋地質(zhì)學家汪品先院士的專題報道和丁仲禮院士在《面對面》欄目接受的訪談；在海洋礦產(chǎn)資源章節(jié)加入了中國海洋地質(zhì)之父劉光鼎關(guān)于“中國油氣資源的發(fā)展與創(chuàng)新”的采訪。3.4注重課堂內(nèi)容的引入方式，全面增強理論知識點與實際案例的關(guān)聯(lián)性具體引入方式見表2。這種引入方式能夠增強知識點之間的邏輯性，使學生加強對相關(guān)知識的理解，也顯著提高了學生的學習興趣。表2不同章節(jié)課程內(nèi)容的引入3.5科學研究成果與教學內(nèi)容有機結(jié)合，使學生加強對相關(guān)知識點的理解海洋地質(zhì)學的發(fā)展早期受觀測技術(shù)制約，進展非常緩慢，直到20世紀中葉，聲吶技術(shù)、成像技術(shù)等觀測技術(shù)在海洋調(diào)查研究中的成功應用推動了海洋地質(zhì)學的快速發(fā)展，研究成果較多[11]。海洋地質(zhì)學的本科教學也應該與時俱進。例如講述邊緣海形成和演化時，教師以南海海盆的擴張歷史和擴張機制為例，介紹了南海海洋研究所在南海陸洋轉(zhuǎn)換、擴張時間、擴張動力等邊緣海演化重大科學問題上取得的突破，講解了這些研究成果在服務海域劃界、油氣-水合物資源有序開發(fā)等方面發(fā)揮的重要作用，讓學生真正了解海洋地質(zhì)學研究成果的實踐意義。教師講述大洋盆地演化時，介紹了古生物學家在地中海米諾卡島發(fā)現(xiàn)超級兔王骨頭的研究成果[12]，展示了板塊運動、氣候變化與物種演化之間的有機結(jié)合，呈現(xiàn)了利用海洋地質(zhì)學研究技術(shù)解釋有趣自然現(xiàn)象的過程，以此激發(fā)學生進行自然科學創(chuàng)新的熱情。此外，海洋地質(zhì)學的諸多研究內(nèi)容均通過國際合作計劃完成，如深海鉆探計劃，教師以此為切入點，介紹其誕生背景和主要的研究成果[13]，使學生能夠真正了解相關(guān)知識點的產(chǎn)生過程，加深對知識的理解。3.6構(gòu)建海洋地質(zhì)學課程與后續(xù)課程之間關(guān)聯(lián)的橋梁，發(fā)揮課程紐帶作用教師講述海洋礦產(chǎn)資源時，介紹2017年我國在南海神狐海域完成的天然氣水合物試開采實驗，從地質(zhì)、地球物理、地球化學及生物等方面介紹天然氣水合物存在的海洋地質(zhì)學標志[14-15]，進一步明確海洋地質(zhì)調(diào)查在海洋調(diào)查中的重要地位；講述海底地形地貌時，通過闡述我國科技人員在2020年成功研制出的一種集海底地形地貌與淺地層剖面探測功能于一體的高效精細海底聲學探測裝備，幫助學生理解海底地形地貌在海洋資源調(diào)查、海底環(huán)境監(jiān)測與科學研究等領(lǐng)域的重要作用，以及先進的海洋調(diào)查設備在其中發(fā)揮的決定性作用[16]。4教學效果與思考4.1有所改善之處：教學效果顯著提升從學生第二輪次的成績分布來看，60分以下的學生有3人，占總?cè)藬?shù)的7%；60～70分的學生有7人，占總?cè)藬?shù)的17%；70～80分的學生有12人，占總?cè)藬?shù)的30%；80～90分的學生有15人，占總?cè)藬?shù)的37%；90分以上的學生有3人，占總?cè)藬?shù)的7%。80分以上學生占總?cè)藬?shù)的百分比較第一輪次提高了11%。從提交的平時作業(yè)來看，學生開始有意識地通過查閱資料主動思考海洋地質(zhì)學中的內(nèi)容和觀點，這說明這種探索是有效的，學生掌握了海洋地質(zhì)學的重要知識點，并能夠運用所學知識初步分析解決相關(guān)問題。學生評教結(jié)果相比第一輪次也有明顯改善，課堂評教成績?yōu)?8分，多數(shù)學生反映課程內(nèi)容設計緊湊，緊密結(jié)合了學科發(fā)展動態(tài)，知識點非常形象具體，真切感受到了海洋地質(zhì)學的重要性。海洋地質(zhì)學課程督導聽課成績也有顯著提升，被評為優(yōu)秀等級，獲得了山東交通學院課程教學比賽二等獎的好成績。4.2