“海洋地質學”課程體系構建和教學方式改革嘗試

劉紹文，殷 勇

1.南京大學　海岸與海島開發(fā)教育部重點實驗室，江蘇 南京 210023；2.中國南海研究協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210093

海洋科學是國家戰(zhàn)略科學。國際上，美國、加拿大、德國和日本等發(fā)達國家均擁有強大的海洋科學教育、研究和人才培養(yǎng)體系。我國正在實施“海洋強國建設”國家戰(zhàn)略，黨的十八大報告提出要“提高海洋資源開發(fā)能力,發(fā)展海洋經(jīng)濟,保護海洋生態(tài)環(huán)境,堅決維護國家海洋權益,建設海洋強國”。2013年7月31日，習近平同志在中共中央政治局第八次就海洋強國建設研究的集體學習時強調(diào)要進一步“關心海洋、認識海洋和經(jīng)略海洋，推動海洋強國建設不斷取得新成就”。傳播海洋知識、強化海洋意識和培養(yǎng)海洋人才是我國高校義不容辭的責任和使命。結合國內(nèi)外學科發(fā)展態(tài)勢和學校中長期發(fā)展規(guī)劃綱要，南京大學2006年成立地理與海洋科學學院，設立海洋科學本科專業(yè)，次年開始招生。2012年7月，在外交部、海南省和國家海洋局三方支持下，由南京大學牽頭，聯(lián)合中國南海研究院、海軍指揮學院等國內(nèi)相關涉海單位，共同組建成立“中國南海研究協(xié)同創(chuàng)新中心”，這也是國家首批認定的14家“2011計劃”協(xié)同創(chuàng)新中心之一。2013年9月，國家海洋局和教育部為了實施國家中長期教育改革和發(fā)展及人才發(fā)展規(guī)劃綱要精神，共同推動我國海洋事業(yè)的發(fā)展，決定共建包括北京大學、清華大學和南京大學等在內(nèi)的17所高校。

質量是學校的生命線，教學是學校的中心工作。教育部于2007年發(fā)布了《關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》（教高〔2007〕 2號），并對專業(yè)結構調(diào)整、深化教育改革、師資隊伍建設、教學質量評估和教學基礎建設等方面提出了明確的要求和意見。南京大學積極貫徹和落實相關精神，大力探索提升本科教學質量，并提出了“三三制”本科教學改革方案，著力培養(yǎng)高質量創(chuàng)新型人才?！昂Ｑ蟮刭|學”是涉海院校海洋科學本科專業(yè)的四大核心專業(yè)課程。我們自2009年以來，一直從事“海洋地質學”課程的教學工作。期間，也不斷思考如何完善課程建設體系、改進教學方式和提升教學效果。通過這幾年的教學探索和改革實踐，我們有了一點感受和體會，現(xiàn)擬與各位同行交流。

一、課程內(nèi)容體系建設：立足本土、結合國際

完備的課程內(nèi)容設計是一門優(yōu)質課程的前提。課程內(nèi)容設計既要體現(xiàn)本學科相對完備的基礎知識體系，也要突出學?；驅W院的研究特色。我們在制定教學大綱和設計課程內(nèi)容時，調(diào)研了國內(nèi)外主要的涉及海洋科學的院校，包括美國華盛頓大學、俄勒岡州立大學、WHOI、夏威夷大學、賓州州立大學、達特茅斯學院，英國南安普頓大學和荷蘭薩格勒布大學等國外大學和國內(nèi)的同濟大學、廈門大學、中國海洋大學等院校。發(fā)現(xiàn)它們雖然都開設了“海洋地質學”課程（Marine Geology），但其內(nèi)容各不相同，一般都與該校的海洋地質研究基礎和特色、授課教師的專業(yè)背景和研究方向等有較強的關聯(lián)。總體而言，國外這門課程建設強調(diào)海洋地質學和地球物理學的結合（Marine Geology and Geophysics，如華盛頓大學和WHOI的課程直接以此來命名），突出定量化表達和培養(yǎng)學生解決問題的能力。課程名字或為Marine Geology、Introduction to Marine Geology或者Geological Oceanography等。國內(nèi)這門課程更多地側重地質學和海洋學的交叉，地球物理學方面涉及較少，而對海岸帶和海水等海洋環(huán)境方面則較國外更多[1]。此外，國外要求選課學生一般具有普通地質學、巖石學或者地球化學等相關地質學基礎，國內(nèi)選課學生這方面的基礎比較薄弱，大多沒有系統(tǒng)學習過地質學課程。

南京大學地理與海洋科學學院的海洋科學本科生在大二上學期選修“海洋地質學”課程，他們雖然接觸了普通地質學，但地質學基礎相對偏弱。海洋地質學研究中，更多的是通過地球物理調(diào)查技術，開展海底地質學方面的研究。因此，地質學基礎在海洋地質學中的重要性不言而喻，需要大力夯實。相應地，我們本著“強化地質基礎，突出海洋特色”的設計理念來構建本門課程的內(nèi)容體系，課程主要由四大知識體系構成：板塊構造、海洋沉積、古海洋學、海底礦產(chǎn)資源和災害。此外，結合南京大學60年來在海岸地貌和沉積動力學方面的學科積累和研究基礎，課程設計中也加入了這方面的內(nèi)容。通俗地說，如果把“海洋地質學”的課程內(nèi)容體系比喻成一個“人”，那么板塊構造類似“骨”，海洋沉積類似“肉”，古海洋學類似“血”，而海洋地質資源和災害則是“效應”。這樣，比較完整地從“過程—機理—效應”來解剖海洋地質學，為學生提供一個相對系統(tǒng)的知識鏈。

教材建設也是課程內(nèi)容設計中的重要環(huán)節(jié)。一本好的教材可以使得教學活動和知識傳授相得益彰。國內(nèi)已出版的相關教材中，滿足上述知識要素體系的較少，目前，我們結合國外相關教材，正在著手編寫具有自身特色的教材。課堂教學中，我們采用如下兩本專著：Seibold E & Berger W H 的《The Sea Floor-An introduction to Marine geology》（1996，Springer Verlag, Berlin） 和 James Kennett的《Marine Geology》（1982，Prentice Hall, New Jersey）作為主要的參考教材。此外，《Nature》《Science》《Geology》《Marine Geology》《Journal of Geophysical Research》《Geophysical Research Letters》《Deep-sea Research》等主流地學期刊上的論文也被作為教學材料參考。

二、教學方式轉變：小班化研討和雙語教學

教學效果的好壞與教學方式有很大的關聯(lián)，選擇合適而高效的教學方式是一門優(yōu)質課程的保障。南京大學海洋科學專業(yè)的本科生每年招收規(guī)模相對偏?。?0～15人），這樣使得開展小班化研討教學成為可能。實際上，小班化研討課也是國外一流大學的典型教學模式，如美國加州理工學院（Caltech）在校本科生約1000人，該校80%以上的本科課程班均不足20人。小班教學可以使學生充分參與討論，發(fā)揮他們的主觀能動性，改變了傳統(tǒng)的教師在講臺上講、學生在臺下記的單一格局，從而讓學生成為課堂的主角。教師引導設立討論題目，可以就一篇論文的觀點或者就一個海洋地質現(xiàn)象，讓學生分組，進行討論和陳述，教師最后點評和總結。鑒于二年級本科生的知識結構和專業(yè)水準還不夠到位，我們鼓勵學生發(fā)表自己的任何想法，不單純地從知識對錯的角度來評判發(fā)言的水平。

此外，這門課程還嘗試開展雙語教學。鑒于當前日益頻繁的國際學術交流和留學生互派計劃，國際化課程將會成為我國高校課程改革的必然選擇。南京大學作為國家985重點高校，更是把國際化辦學作為當前和今后的發(fā)展重點之一。具體到本門課程而言，授課教師有在國外高校研修一年以上的海外留學經(jīng)歷，初步具備英語教學的語言基礎。我們采用英語多媒體課件和英語閱讀材料（相關教材的章節(jié)或論文資料等）。教師嘗試用英語授課，鼓勵學生用英語回答問題和討論交流，期末考試則實行全英語答題。這樣，一方面使學生的英語水平，特別是專業(yè)英語，得到了鍛煉和提高，做到平時大學英語學習的學以致用。另外，學生本科畢業(yè)出國留學后，也能使他們在國內(nèi)外專業(yè)課上有一個較好的知識對接，避免“硬著陸”。實踐表明，學生的潛力很大，他們能用英語進行答題，也能抓住平時閱讀材料的要點和關鍵。當然，口語交流方面還需要鍛煉和提高。

三、教學思路改革：科學史教育進課堂

科學史記錄了知識的發(fā)現(xiàn)和形成過程，也刻畫了科學家在科學發(fā)現(xiàn)中的行為和特質。傳統(tǒng)的認知把科學史研究定義為社會科學的范疇，自然科學只單純地談科學的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新，從而把科學和人文割裂開來。實際上，科學史是科學知識教育中不可或缺的環(huán)節(jié)。1979年諾貝爾物理學獎得主、德克薩斯大學奧斯汀分校物理系Steven Weinberg教授曾在《Nature》（2003）上撰文“如何成為優(yōu)秀科學家的四個金科玉律”時，就開宗明義地提出科學家要懂一些科學史，特別是本專業(yè)領域的科學史[2]。板塊構造理論的提出被譽為20世紀最偉大的幾個自然科學發(fā)現(xiàn)之一，完全可以與DNA雙螺旋結構、量子力學、相對論和化學鍵理論等這些諾貝爾獎成果媲美。板塊構造理論的提出、論證和應用更是海洋地質學20世紀最激動人心的學科發(fā)展歷史。因此，我們引入科學史教育，把這部分的關鍵內(nèi)容講述得更加生動、鮮活。

具體到課堂教學中，我們把關鍵詞和關鍵人物關聯(lián)起來，通過回顧科學家的工作來展開重大科學發(fā)現(xiàn)的形成過程，同時也展示了學術成果發(fā)表的優(yōu)先權、署名權等學術規(guī)范和倫理。比如，教科書上一般都認為劍橋大學Vine和Matthews于1963年發(fā)表在《Nature》上的文章標志著海底磁條帶異常的發(fā)現(xiàn)和海底擴張假說的證實。實際上，科學史研究發(fā)現(xiàn)，加拿大學者Lawrence Morley同期也獨立地提出了這一觀點，他先是投稿到《Nature》被拒，再投《Journal of Geophysical Research》（JGR）也被拒，最終于1964年在加拿大一個不知名刊物上發(fā)表。這樣，Morley失去了對這一重大發(fā)現(xiàn)的署名權。不過，國際學術界后來認可了他的貢獻，并把海底磁條帶異常統(tǒng)稱為Vine-Matthews-Morley Hypothesis，這是一份遲來的認可！然而，先發(fā)表也不一定被認可。比如，美國海軍研究部的Robert Dietz雖然1961年就在《Nature》上發(fā)表了關于海底擴張的論文，并正式提出Seafloor spreading一詞，但學術界都把海底擴張理論歸功于美國普林斯頓大學地質系Harry Hess教授，雖然他的論文出現(xiàn)在1962年的一部專著之中。這是因為前者是受后者的學術觀點啟發(fā)而率先撰文。此外，劍橋大學Don McKenzie在《Nature》（1967）的論文和普林斯頓大學Jason Morgan在JGR（1968）的論文孰先孰后提出板塊構造運動學理論等也是學術界一段有趣的公案。通過這些案例的科學史剖析，讓學生了解了重要科學發(fā)現(xiàn)過程中的智力競爭、爭搶發(fā)表權和名利場等背后故事，既反映了學術研究中爭分奪秒的“殘酷”一面，也刻畫了學術共同體對科學發(fā)現(xiàn)優(yōu)先權的理解。

科學史教育將科學知識產(chǎn)生的過程與方法同學生的學習過程結合起來，使學生在學習知識時感覺到一種歷史的厚重感。挖掘科學史的教育功能，積極探求有效的途徑和方法，使其走進課堂，發(fā)揮人文教育在科技教育中的作用。

四、教學效果評估

教學效果是檢驗一門優(yōu)質課程的指標?！昂貌缓茫疮熜А?。然而，教學效果評估本身就是一件主觀性強且不容易表征的事情，目前常用的手段是學校教務處組織學生在課程完畢后登陸管理系統(tǒng)，進行在線測評打分。本課程這幾年的測評分為4.87～4.90分（滿分為5分）。由于選課人數(shù)偏低，一兩個學生的打分不同就會造成其結果差異大，因此單純靠測評分數(shù)也難以客觀地衡量教學效果。

我們嘗試從其他角度來自我驗證教學效果，或許可以說明一些問題。地理與海洋科學學院組織學生積極參加全國大學生海洋知識競賽，最近3年連續(xù)獲得團體一等獎，并每年都有學生入選特別獎。這些參賽學生都先后選修過這門課程。此外，海洋科學專業(yè)的學生獲批我校大學生創(chuàng)新訓練項目占全院學生的近一半人數(shù)，比例相當高，而且這些項目選題大部分都是海洋地質學方向，這也說明通過選修這門課程，學生的科研訓練素養(yǎng)有了較好的提高，包括文獻閱讀和歸納能力、提出問題的能力，這也是他們能在全院項目申報中勝出的原因之一。海洋科學專業(yè)本科生畢業(yè)后當年獲得出國留學的人數(shù)每年3～5人，約占全班人數(shù)的1/3。這些學生先后申請到了諸如美國華盛頓大學、WHOI、德國不萊梅大學和邁阿密大學等著名高校，這些學生大多集中在海洋地質學的博士生或碩士生項目。由此可見，“海洋地質學”這門課程在加深他們對海洋科學的理解以及未來科研方向確定方面提供了指導。

誠然，目前我國高校本科教學工作中還面臨諸如內(nèi)容多而課時少、教材建設落伍、如何吸引學生興趣、教學質量保障和學業(yè)評價等諸多現(xiàn)實問題[3-4]。如何建設一門好課、上好一門課和上一門好課等都需要進一步探索和努力。

參考文獻：

[1]顏佳新,王家生.關于地質院校海洋地質學課程內(nèi)容安排［J］.中國地質教育，2000，9(3):30-35.

[2]WEINBERG S. Scientist: four golden lessons［J］.Nature,2003(426):389.doi:10.1038/426389a.

[3]呂海燕.淺談如何處理《海洋地質學》教學中“厚”與“薄”的關系［J］.氣象教育與科技,2006(4):23-25.

[4]梁娟，桂峰.“海洋地質學”課程創(chuàng)新型實踐教學體系構建的探索［J］.科教文匯旬刊,2015(11):66-68.