“航海氣象與海洋學(xué)”研究型教學(xué)方法改革與實(shí)踐

張進(jìn)峰，翁建軍，文元橋

(武漢理工大學(xué) 航運(yùn)學(xué)院，武漢 430063)

“航海氣象與海洋學(xué)”研究型教學(xué)方法改革與實(shí)踐

張進(jìn)峰，翁建軍，文元橋

(武漢理工大學(xué) 航運(yùn)學(xué)院，武漢 430063)

為提高“航海氣象與海洋學(xué)”課程教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式，引入研究型教學(xué)理念，提出探究式、案例式、研討式和基于最新科研成果的研究型教學(xué)方法，并設(shè)計(jì)與之相適應(yīng)的考核模式。

航海氣象與海洋學(xué)；創(chuàng)新能力；研究型教學(xué)

一、引言

我國高等航海教育承擔(dān)著培養(yǎng)國際競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的航海類人才的重要使命，而其中航海類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系到航海類高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)質(zhì)量[1]，因此，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力并能引領(lǐng)未來航運(yùn)業(yè)發(fā)展的高素質(zhì)航海技術(shù)人才，成為高等航海教育的關(guān)鍵任務(wù)。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》提出，“著力培養(yǎng)信念執(zhí)著、品德優(yōu)良、知識(shí)豐富、本領(lǐng)過硬的高素質(zhì)專門人才和拔尖創(chuàng)新人才”，培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才是國家發(fā)展的戰(zhàn)略之本，是我國高等教育的重要任務(wù)[2]。教育的根本目的在于培養(yǎng)人才，人才的價(jià)值核心在于創(chuàng)新能力，因此，全面提高航海技術(shù)專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的高級(jí)管理和工程技術(shù)人才，已經(jīng)成為當(dāng)前高等學(xué)校航海技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)與教學(xué)改革的首要任務(wù)。

多年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，大學(xué)生普遍缺乏提出問題和發(fā)現(xiàn)問題的探究意識(shí)，高等航海教育創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)存在較大不足。筆者2015年在美國密歇根大學(xué)安娜堡分校訪學(xué)期間進(jìn)行隨堂聽課，發(fā)現(xiàn)中美大學(xué)課堂的典型差異之一即美國學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的意識(shí)與能力更強(qiáng)。美國學(xué)生善于在課堂學(xué)習(xí)過程中提出問題，積極探索所在領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)，努力發(fā)現(xiàn)問題和探索未知領(lǐng)域；而中國學(xué)生善于接受知識(shí)和復(fù)制知識(shí)，但在課堂上不會(huì)提出問題，缺乏主動(dòng)探究的意識(shí)[3]。探究意識(shí)的培養(yǎng)差異是中美大學(xué)課堂教學(xué)的主要區(qū)別之一，因此開展旨在培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力的研究型教學(xué)方法改革，對(duì)提高學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)具有重要意義。

“航海氣象與海洋學(xué)”是高等學(xué)校航海技術(shù)專業(yè)的主干專業(yè)課程之一，課程內(nèi)容涉及的氣象學(xué)和海洋學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)較為抽象，理論性強(qiáng)，要求學(xué)生具有較強(qiáng)的空間思維能力、嚴(yán)密的邏輯推理能力和一定的數(shù)理功底。由于“航海氣象與海洋學(xué)”是海船船員適任證書考試的課程之一，教師多采用“灌輸式”教學(xué)方法以強(qiáng)化學(xué)生通過適任考試的能力，此種教學(xué)方法不利于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用氣象學(xué)和海洋學(xué)知識(shí)解決海上實(shí)際天氣問題的能力，忽略了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。本文提出基于創(chuàng)新意識(shí)與能力培養(yǎng)的“航海氣象與海洋學(xué)”課程研究型教學(xué)方法。

二、研究型教學(xué)方法的具體實(shí)施

傳統(tǒng)的 “灌輸式”教學(xué)法已不能滿足創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要。若單純以氣象學(xué)和海洋學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)為內(nèi)容開展“灌輸式”教學(xué)，易使學(xué)生覺得教學(xué)內(nèi)容枯燥無味，從而失去學(xué)習(xí)興趣，達(dá)不到該課程的教學(xué)目標(biāo)。而研究型教學(xué)是一種以問題和研究為基礎(chǔ)，把教學(xué)、科研和實(shí)踐在教學(xué)活動(dòng)中融為一體的教學(xué)模式。[4]結(jié)合“航海氣象與海洋學(xué)”課程教學(xué)特點(diǎn)，本文提出探究式、案例式、研討式和基于最新科研成果的研究型教學(xué)方法和與之相適應(yīng)的考核模式。

1.探究式教學(xué)方法

探究式教學(xué)方法改革是為了充分挖掘?qū)W生課堂學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，使學(xué)生掌握科學(xué)的思維模式以及歸納、演繹和分析的方法，著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力，特別是加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力。[2]參與課堂教學(xué)的主體是學(xué)生，教師要?jiǎng)?chuàng)造條件激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考，并引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析和解決問題。

根據(jù)“航海氣象與海洋學(xué)”教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情景，在整個(gè)課堂教學(xué)過程中貫穿探究式教學(xué)的理念，將課程內(nèi)容凝練為若干擬解決的專業(yè)問題，圍繞問題主線深入進(jìn)行探究，使學(xué)生聽課的過程成為探索知識(shí)和發(fā)現(xiàn)知識(shí)的過程，具體通過提出問題—探求解決方法—課內(nèi)討論—解決問題思路—形成知識(shí)架構(gòu)等步驟獲取知識(shí)。提出問題的目的不僅是為了吸引學(xué)生，更是通過這種形式去引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律、探求方法、揭示現(xiàn)象。因此，設(shè)計(jì)的問題應(yīng)富有啟發(fā)性，能夠吸引學(xué)生，并留給學(xué)生一定的探索空間，使他們的創(chuàng)造力得到發(fā)揮。通過課內(nèi)討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與積極性，將探究式思維融入課堂教學(xué)全過程，啟發(fā)并引導(dǎo)學(xué)生去探索和發(fā)現(xiàn)，通過主動(dòng)的思考而不是被動(dòng)的接受來獲得相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)。

2.案例式教學(xué)方法

案例式教學(xué)方法改革主要是以案例為切入點(diǎn)，通過案例引出本課程要學(xué)習(xí)的專業(yè)問題，引導(dǎo)學(xué)生開展深入討論，結(jié)合探究式教學(xué)法，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并提出自己的見解。引入關(guān)注度高、學(xué)生感興趣的案例，以多元化的影像資料激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和參與意識(shí)，以培養(yǎng)建立在學(xué)生獨(dú)立思考基礎(chǔ)上的創(chuàng)新思維[1]，最后由教師歸納、分析、總結(jié)并引出新課知識(shí)點(diǎn)。通過案例分析和新課知識(shí)講解，使學(xué)生能夠?qū)?shí)際問題進(jìn)行深入思考，從而培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。

例如，在講授冷高壓知識(shí)的過程中，可首先引入“大舜號(hào)”事故案例，結(jié)合影像、圖片、事故調(diào)查報(bào)告等資料，以講故事的形式將學(xué)生帶回“大舜號(hào)”現(xiàn)場(chǎng)，讓學(xué)生思考寒潮天氣的主要特征、寒潮天氣對(duì)船舶航行的影響、寒潮天氣對(duì)海上搜救的影響等實(shí)際問題，從氣象學(xué)角度思考事故帶來的啟示，使學(xué)生意識(shí)到掌握冷高壓的知識(shí)對(duì)船舶航行值班、海事管理、海上搜救等工作的重要性，由此引出冷高壓的形成、發(fā)展、結(jié)構(gòu)和天氣模式等主要知識(shí)點(diǎn)。

3.研討式教學(xué)方法

研討式教學(xué)是一種引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)，自主提出問題、分析問題和解決問題，通過參與研討來培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的新型教學(xué)模式。[5]研討課主題以氣象學(xué)和海洋學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)積累為基礎(chǔ)，由教師課前布置，其內(nèi)容圍繞課內(nèi)知識(shí)點(diǎn)、教材上某些問題的延伸、聯(lián)系行業(yè)實(shí)際或科研前沿等方面，鼓勵(lì)學(xué)生將學(xué)習(xí)中遇到的問題提出并進(jìn)行討論。研討課前，學(xué)生根據(jù)任務(wù)查閱文獻(xiàn)、開展小組討論并形成小論文或PPT，然后在課堂上介紹自己的成果，鼓勵(lì)其他同學(xué)提出問題并進(jìn)行討論。研討式教學(xué)成果是對(duì)教材基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)的有益補(bǔ)充，通過聯(lián)系實(shí)際使學(xué)生更為深入地理解基礎(chǔ)理論知識(shí)，在解決行業(yè)實(shí)際問題或科研問題方面做出有益的思考。研討式教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力、提升演講水平也有良好的促進(jìn)作用。

4.基于最新科研成果的教學(xué)方法

科研對(duì)教學(xué)有著重要的促進(jìn)作用，為大學(xué)的教學(xué)提供了新的思想和啟示。教學(xué)內(nèi)容中融入科研成果是提高教學(xué)水平的有效途徑，既促進(jìn)了課程內(nèi)容的更新，提升了課程內(nèi)容的質(zhì)量和水平，也有利于激發(fā)學(xué)生的科研興趣，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，并體現(xiàn)了科研成果的實(shí)用價(jià)值，激勵(lì)教師創(chuàng)造更多優(yōu)異的科研成果[6]。

在氣象學(xué)和海洋學(xué)等基本教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外最新科研成果和行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)“航海氣象與海洋學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了更新和探索，將與本課程相關(guān)的行業(yè)和科研熱點(diǎn)問題融入課堂教學(xué)中，如涉及氣候變化和大氣污染的船舶廢氣排放問題、涉及船舶航行安全和營運(yùn)效益的船舶氣象航線優(yōu)化問題、涉及船舶航行環(huán)境的風(fēng)浪流數(shù)值模擬等。在多年的教學(xué)實(shí)踐中，行業(yè)和科研熱點(diǎn)問題受到學(xué)生的廣泛關(guān)注，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)起到良好的促進(jìn)作用。近年來，有多位創(chuàng)新意識(shí)較強(qiáng)的同學(xué)以此為基礎(chǔ)積極申報(bào)國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃等項(xiàng)目。通過課外創(chuàng)新活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高了查閱文獻(xiàn)獲取知識(shí)的能力、自主學(xué)習(xí)能力、分析和解決問題的能力，同時(shí)也加深了對(duì)課程知識(shí)的理解。

5.與研究型教學(xué)方法相適應(yīng)的考核模式

本課程基礎(chǔ)理論和實(shí)際應(yīng)用兩部分的邏輯關(guān)系緊密，必須系統(tǒng)、全面地掌握有關(guān)理論，才能對(duì)航線天氣做出正確的分析。目前，二、三副適任證書考試中“航海氣象與海洋學(xué)”內(nèi)容采用單選題考核模式，致使部分學(xué)生以做題庫作為學(xué)習(xí)和備考的主要方法，以選擇題為主的客觀題形式不能考查學(xué)生系統(tǒng)、全面掌握氣象學(xué)和海洋學(xué)知識(shí)和能力。

以提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)的研究型教學(xué)方法改革需要與之相適應(yīng)的考核模式，如果不改革傳統(tǒng)的考核模式，教學(xué)方法改革就很難深入。通過實(shí)行與研究型教學(xué)方法相適應(yīng)的考核模式改革，全面、科學(xué)地考查學(xué)生在探究式、案例式、研討式和基于最新科研成果的研究型教學(xué)方法改革過程中所反映出的能力和水平，激勵(lì)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)進(jìn)行考試形式、考試試題的多樣化改革，改變學(xué)生“死記硬背”的學(xué)習(xí)方式，增加以理解為基礎(chǔ)的案例式、傳真圖分析等試題形式，引導(dǎo)學(xué)生在平時(shí)的課程學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行系統(tǒng)、全面的學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)生系統(tǒng)運(yùn)用氣象學(xué)和海洋學(xué)知識(shí)的能力。

三、研究型教學(xué)方法改革實(shí)踐

近年來，探究式、案例式、研討式和基于最新科研成果的研究型教學(xué)方法改革實(shí)踐收到了良好的成效。課程各部分的教學(xué)方法改革方案如表1所示。

表1 課程各教學(xué)模塊教學(xué)方法改革方案

探究式和案例式教學(xué)模式將航海實(shí)踐與氣象學(xué)和海洋學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)緊密聯(lián)系起來，如通過“Mol Comfort”號(hào)集裝箱船遇風(fēng)浪斷裂事故案例引入海浪基礎(chǔ)知識(shí)，通過“大舜號(hào)”沉沒事故案例引入冷高壓知識(shí)，通過“卡特里娜”颶風(fēng)引入熱帶氣旋知識(shí)，教學(xué)過程中實(shí)時(shí)接收氣象傳真圖讓學(xué)生模擬開展氣象傳真圖分析。探究式和案例式教學(xué)模式進(jìn)一步提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深了學(xué)生對(duì)氣象學(xué)和海洋學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握。

研討式教學(xué)模式和引入最新科研成果是將行業(yè)和科研關(guān)注的熱點(diǎn)問題引入課堂教學(xué)，如全球氣候變化背景下的船舶廢氣減排問題、船舶避臺(tái)航線優(yōu)化問題等，通過準(zhǔn)備課堂研討和學(xué)習(xí)最新科研成果提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí)，多年來先后有學(xué)生成功申報(bào)了“基于數(shù)值模式的船舶避臺(tái)安全—經(jīng)濟(jì)決策研究”“特定風(fēng)浪影響下的船舶能效航線設(shè)計(jì)”“考慮營運(yùn)成本和船舶排放的航速多目標(biāo)優(yōu)化模型研究”等國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃和本科生自主創(chuàng)新研究項(xiàng)目，并取得了實(shí)質(zhì)性創(chuàng)新成果，通過開展科技創(chuàng)新活動(dòng)為學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)打下了良好的基礎(chǔ)，也提高了學(xué)生的語言表達(dá)能力、人際交流的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等綜合素質(zhì)。

結(jié)合以上教學(xué)方法改革，本文將課程考核分為兩個(gè)部分：

(1)平時(shí)成績——側(cè)重考查研討式教學(xué)和基于最新科研成果的教學(xué)過程中的學(xué)生的發(fā)揮，重點(diǎn)考查學(xué)生做專題報(bào)告和參與課堂討論過程中體現(xiàn)的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)。

(2)期末考試——側(cè)重考查探究式和案例式教學(xué)過程中學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的系統(tǒng)掌握，通過推行以理解為基礎(chǔ)的案例式、傳真圖分析等試題形式為主的命題思路，減少“死記硬背”的試題分量，突出對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和傳真圖分析能力的考核；筆試成績主要反映學(xué)生在系統(tǒng)掌握基本理論基礎(chǔ)上對(duì)氣象學(xué)和海洋學(xué)知識(shí)的理解，以及學(xué)生應(yīng)用氣象學(xué)和海洋學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的意識(shí)和能力。

四、結(jié)語

近年來的教學(xué)方法改革實(shí)踐表明，通過將探究式、案例式、研討式和基于最新科研成果的研究型教學(xué)方法在“航海氣象與海洋學(xué)”教學(xué)過程中逐步推廣，學(xué)生自主學(xué)習(xí)和課堂參與度得到明顯提升，課堂教學(xué)效果得到顯著提高，考核模式改革也進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)風(fēng)和考風(fēng)的真正改善，為學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1] 邢輝.教育信息化背景下的航海類專業(yè)教學(xué)改革[J].航海教育研究,2016(1):37-42．

[2] 蒲和平,黃廷祝,干泰彬,等.高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)中探究式教學(xué)法的研究與實(shí)踐[J].大學(xué)數(shù)學(xué),2013(3):147-150．

[3] 張安富.改革教學(xué)方法探索研究型教學(xué)[J].中國大學(xué)教學(xué),2012(1):65-67．

[4] 段春爭(zhēng),于同敏,姜開宇,等.高等本科院校模具課程研究型教學(xué)方法的探索與實(shí)踐[J].中國大學(xué)教學(xué),2013(6):67-69．

[5] 黃廷祝,高建.大學(xué)數(shù)學(xué)研究型教學(xué)方法和考試方法改革與實(shí)踐[J].中國大學(xué)教學(xué),2012(11):52-55．

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2017-01-11

張進(jìn)峰(1980-)，男，博士，副教授，主要從事航海技術(shù)教學(xué)、水上交通安全與環(huán)境研究。

U676.2

A①

1006-8724(2017)02-0061-04