“海洋地質(zhì)學(xué)”課堂教學(xué)方法與實(shí)踐探討

王 瑞 余克服 劉春彤 范天來(lái) 樂(lè)遠(yuǎn)福

1.廣西大學(xué)海洋學(xué)院 廣西南寧 530004；2.廣西南海珊瑚礁研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣西南寧 530004

新世紀(jì)人類面臨資源、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展等諸多問(wèn)題，占地球表面積近71%的海洋是解決人類諸多問(wèn)題的巨大資源和能源寶庫(kù)[1]。由于勘探技術(shù)和科學(xué)知識(shí)的局限，尚且無(wú)法對(duì)海洋資源的儲(chǔ)備量進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，而發(fā)展海洋地質(zhì)學(xué)的研究，對(duì)于資源的合理開(kāi)發(fā)和利用是極其重要的。在我國(guó)“堅(jiān)持陸海統(tǒng)籌，加快建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)”和“21世紀(jì)海上絲綢之路”的背景下，培養(yǎng)海洋人才、傳播海洋意識(shí)、保護(hù)海洋環(huán)境、開(kāi)發(fā)海洋資源是我國(guó)高等教育的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)之所在[2]。

“海洋地質(zhì)學(xué)”(MarineGeology)是以地球物理學(xué)、地球化學(xué)、沉積學(xué)和古生物學(xué)方法研究被海水所覆蓋部分的地球在時(shí)間上的發(fā)生與發(fā)展、在空間上的分布和規(guī)律的學(xué)科，是海洋科學(xué)專業(yè)學(xué)生的重要基礎(chǔ)學(xué)科之一[3]。其課程教學(xué)內(nèi)容廣泛，涉及海水的性質(zhì)、海洋地貌學(xué)、海洋地質(zhì)作用、海洋構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、海洋地球化學(xué)、全球變化與海平面變化等各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域[4]。這要求授課教師具有淵博的知識(shí)儲(chǔ)備，能將相關(guān)交叉學(xué)科的專業(yè)背景知識(shí)融會(huì)貫通，運(yùn)用先進(jìn)的教學(xué)理念與方法，通過(guò)深入淺出的講解，生動(dòng)形象地將海洋地質(zhì)學(xué)的知識(shí)帶進(jìn)課堂中。同時(shí)，實(shí)踐教學(xué)對(duì)該課程具有極高的重要性，其教學(xué)效果將直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，因此授課教師對(duì)于實(shí)踐教學(xué)應(yīng)當(dāng)有成熟的理解，并能良好地運(yùn)用于課堂之中。為了更好地實(shí)現(xiàn)“海洋地質(zhì)學(xué)”的教學(xué)，本文依據(jù)廣西大學(xué)海洋科學(xué)專業(yè)“海洋地質(zhì)學(xué)”的實(shí)際課程經(jīng)驗(yàn)，就課堂教學(xué)方法和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行探討，以期對(duì)培養(yǎng)海洋地質(zhì)人才有所裨益。

一、課程改革及教學(xué)方法

(一)課程教學(xué)背景

廣西大學(xué)海洋科學(xué)專業(yè)于2016年開(kāi)始招生第一屆本科生(90人/年)，“海洋地質(zhì)學(xué)”作為其基礎(chǔ)課程每年對(duì)大二學(xué)生授課，共計(jì)48學(xué)時(shí)。在近六年的課堂教學(xué)過(guò)程中，部分大學(xué)生在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題表現(xiàn)比較突出。

(1)學(xué)習(xí)興趣不足，對(duì)專業(yè)課程不感興趣。部分大學(xué)生缺乏積極進(jìn)取的斗志和學(xué)習(xí)的動(dòng)力，奮斗目標(biāo)缺失，對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)不感興趣；在課堂學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出學(xué)習(xí)不感興趣、注意力分散。

(2)自我約束能力較差，多種課堂問(wèn)題出現(xiàn)。部分學(xué)生缺乏自我約束、自我管理能力會(huì)進(jìn)行與學(xué)習(xí)無(wú)關(guān)的行為，或者看其他科目資料、準(zhǔn)備考試、背英語(yǔ)單詞等。

(3)缺乏團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。在課堂提問(wèn)或互動(dòng)環(huán)節(jié)，選擇“沉默是金”，缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作共同完成的內(nèi)容，往往是組長(zhǎng)或團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)個(gè)人單獨(dú)完成，缺乏共同研討、相互成就的團(tuán)隊(duì)合作精神。

(4)過(guò)于依賴書本，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足。學(xué)生往往喜歡通過(guò)背課本、記知識(shí)點(diǎn)來(lái)應(yīng)對(duì)考試，而對(duì)課程內(nèi)容與具體實(shí)踐知識(shí)的結(jié)合應(yīng)用關(guān)注極少。

針對(duì)大學(xué)生的課題問(wèn)題，可能有社會(huì)環(huán)境、學(xué)校、家庭和教師授課水平等多方面的因素。本文就課程教學(xué)問(wèn)題的教學(xué)方法問(wèn)題進(jìn)行探討，以期調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，做好課堂育人的工作。

(二)課程教學(xué)和實(shí)踐探索

(1)引入實(shí)例教學(xué)?！昂Ｑ蟮刭|(zhì)學(xué)”是一門教學(xué)實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，因此在課程的日常教學(xué)中可以引入大量的實(shí)例教學(xué)，將地質(zhì)標(biāo)本、海水、簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置等帶入課堂，讓學(xué)生們接觸典型的地質(zhì)標(biāo)本，在講述知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)結(jié)合模型，身臨其境地感受豐富多彩的地質(zhì)現(xiàn)象。

如“地球巖石的組成”的講解課堂，可引入大量的巖石標(biāo)本，輔助基本理論和鑒別技術(shù)的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)內(nèi)容主要包括：認(rèn)識(shí)常見(jiàn)造巖礦物的形態(tài)、顏色、條痕、透明度、光澤、硬度和解理等特征。經(jīng)學(xué)習(xí)后，由授課老師分別挑選巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖的代表標(biāo)本作為范圍，學(xué)生們自行對(duì)于三種巖石各挑選一份標(biāo)本對(duì)其觀察和描述。在講解“海岸帶波浪對(duì)泥沙搬運(yùn)過(guò)程”時(shí)，帶上自制水槽，放入部分泥沙，在水體振蕩、運(yùn)動(dòng)和渦流等運(yùn)動(dòng)情況下，觀察泥沙的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和沉積過(guò)程。在講解“板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)”的內(nèi)容時(shí)，可利用自制地球表面板塊模型，講解板塊的組成、運(yùn)動(dòng)和板塊邊界類型的內(nèi)容。

(2)分小組討論、互動(dòng)式教學(xué)?！昂Ｑ蟮刭|(zhì)學(xué)”的知識(shí)點(diǎn)多，內(nèi)容抽象，記憶和理解較困難，需要及時(shí)復(fù)習(xí)、總結(jié)和凝練。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，采用互動(dòng)式討論，對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行討論梳理，能激發(fā)學(xué)生自主探究知識(shí)的興趣，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。小組討論的方式：①用90分鐘時(shí)間對(duì)章節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行討論；②按照教學(xué)班人數(shù)，以5～6人為一個(gè)小組，設(shè)組長(zhǎng)1名；③提前給每個(gè)小組設(shè)置一個(gè)討論主題，如三角洲的類型和沉積特點(diǎn)、板塊構(gòu)造的內(nèi)容和驅(qū)動(dòng)機(jī)制；④設(shè)置討論程序，保證組員在發(fā)言權(quán)利上的平等，保證時(shí)間的利用效率；⑤小組自由發(fā)言，每位同學(xué)都需要發(fā)言，在發(fā)言過(guò)程中，其他同學(xué)可以補(bǔ)充和完善；⑥展開(kāi)充分討論后，形成小組一致意見(jiàn)，由組長(zhǎng)闡述；⑦教師點(diǎn)評(píng)，并給小組打分作為平時(shí)成績(jī)。分組討論的內(nèi)容主要針對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容開(kāi)展，如大陸漂移、海底擴(kuò)張與板塊構(gòu)造、海洋地質(zhì)作用、海岸帶的現(xiàn)代過(guò)程、河口與三角洲、大陸邊緣及其地質(zhì)構(gòu)造、深海沉積物。

(3)翻轉(zhuǎn)課堂。作為一種常見(jiàn)的教學(xué)形式，翻轉(zhuǎn)課堂可以讓同學(xué)們身臨其境地深入課程中，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，以更為主動(dòng)的方式掌握所學(xué)的知識(shí)。對(duì)于大二的學(xué)生而言，地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)較薄弱，因此，“海洋地質(zhì)學(xué)”的翻轉(zhuǎn)課堂內(nèi)容以學(xué)生便于網(wǎng)絡(luò)查找的內(nèi)容為主。如地球的結(jié)構(gòu)和表面特征、海水的性質(zhì)、海洋中的生物、地殼中的元素、海水的運(yùn)動(dòng)方式、海岸帶的類型、河口的類型、三角洲的類型、深海沉積物、海底礦產(chǎn)資源等。

在保證教學(xué)進(jìn)度不受影響的情況下，在講授相關(guān)內(nèi)容之前，安排開(kāi)展翻轉(zhuǎn)課堂。①將學(xué)生按班級(jí)實(shí)際人數(shù)分成數(shù)小組，每組5～6人；②每組學(xué)生自行根據(jù)學(xué)習(xí)的課程重要概念選擇具體的知識(shí)點(diǎn)，可以通過(guò)視頻講座、閱讀電子書、網(wǎng)絡(luò)討論、閱讀文獻(xiàn)等方式查閱材料，歸納形成講授資料；③每組選1名同學(xué)圍繞該知識(shí)點(diǎn)展開(kāi)講解，同時(shí)要求學(xué)生提出實(shí)際例子進(jìn)行講解分析和知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用；④在講解過(guò)程中，所有同學(xué)都可以進(jìn)行質(zhì)疑和討論；⑤教師點(diǎn)評(píng)和打分。

(4)使用視頻、動(dòng)畫等資料，豐富課程內(nèi)容。對(duì)于同學(xué)們來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)過(guò)程中涉及的動(dòng)態(tài)地質(zhì)過(guò)程內(nèi)容抽象，不易理解，包括板塊的運(yùn)動(dòng)、地殼的結(jié)構(gòu)、海水的運(yùn)動(dòng)、深海沉積物、礦產(chǎn)資源等。這時(shí)可以通過(guò)視頻資料播放授課，更多元化地講解知識(shí)。例如，在認(rèn)識(shí)海洋地質(zhì)探測(cè)技術(shù)時(shí)，可以用“解碼科技史——探索深海秘境”的視頻；海洋地質(zhì)作用是由海水的運(yùn)動(dòng)和海水的物理性質(zhì)決定的，其包括侵蝕作用、搬運(yùn)作用和沉積作用，可以使用“國(guó)家地理百年紀(jì)念典藏第二集——浴火重生”的視頻；而對(duì)于板塊的運(yùn)動(dòng)內(nèi)容，可利用央視科教頻道“原來(lái)如此——解讀地球”的視頻，從地球構(gòu)造的角度來(lái)剖析板塊運(yùn)動(dòng)的成因和原理；還可以結(jié)合央視視頻深海勇士號(hào)探測(cè)的紀(jì)錄片“《深潛》第三集——龍旂海底藏在黑煙下的神秘真相”講解深海沉積物和大洋中脊。因此，授課老師需提前下載好經(jīng)典視頻，并做好講解準(zhǔn)備，及時(shí)地利用視頻教學(xué)。

(5)室外實(shí)踐教學(xué)。實(shí)踐教學(xué)是大學(xué)生獲得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵，也是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用書本知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的有效途徑，它直接關(guān)系到高校的教學(xué)質(zhì)量與人才綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[5]。因此，本課程引入了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，就地取材，在教學(xué)場(chǎng)所附近環(huán)境中就出露的地層、巖石、構(gòu)造或是建筑材料對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用。

校園內(nèi)許多建筑的建造材料均來(lái)自于天然巖石，如廣西大學(xué)匯學(xué)堂外的支柱、綜合樓的墻體外層、地磚等，可能采用了大理巖、片麻巖和輝長(zhǎng)巖等常用裝飾石材，這些石材還可以被用作扶欄或石凳的飾面材料，這些石材表面通?？梢?jiàn)晶形十分漂亮的黃鐵礦、石英、長(zhǎng)石、角閃石、輝石、方解石等礦物晶體，巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造也十分清晰。廣西大學(xué)海洋學(xué)院有近50平方米的珊瑚養(yǎng)殖室，可以用于了解珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)、海洋魚類、海水性質(zhì)等現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。置身于天然的巖石和珊瑚養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，可以讓學(xué)生感受課堂知識(shí)在實(shí)際生活中的運(yùn)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、教學(xué)過(guò)程中的能力培養(yǎng)和成效

本著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，國(guó)家正需要大量的海洋地質(zhì)學(xué)人才，大力開(kāi)展海洋地質(zhì)研究迫在眉睫，且學(xué)科的科學(xué)理論與實(shí)際應(yīng)用意義重大，這就要求學(xué)科教學(xué)的過(guò)程中更注重學(xué)生實(shí)際運(yùn)用的能力的培養(yǎng)，注重學(xué)生的創(chuàng)新思維培養(yǎng)，在實(shí)踐課堂中不限制研究范圍，鼓勵(lì)學(xué)生跳脫課堂內(nèi)容，舉一反三。經(jīng)過(guò)近三年的教學(xué)方法改革探索，在對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)上取得一些成效。

(1)本科生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率明顯提高。課堂效果良好，基本上沒(méi)有學(xué)生再出現(xiàn)上課做無(wú)關(guān)教學(xué)的事情。學(xué)生能夠積極參與到課堂學(xué)習(xí)和討論之中，學(xué)習(xí)動(dòng)力和效率明顯提升。近三年本科生“海洋地質(zhì)學(xué)”考試成績(jī)，平均分(90人)從2020年的70分、2021年的75分上升至2022年80分。

(2)教學(xué)過(guò)程對(duì)大學(xué)生的科研素養(yǎng)和學(xué)習(xí)興趣的引導(dǎo)取得成效。通過(guò)幾年的“海洋地質(zhì)學(xué)”教學(xué)，培養(yǎng)了學(xué)生的探索和鉆研精神，也激發(fā)了學(xué)生進(jìn)一步深造的動(dòng)力。2022年碩士研究生錄取結(jié)果陸續(xù)公布。廣西大學(xué)海洋學(xué)院2018級(jí)“海洋科學(xué)”本科專業(yè)捷報(bào)頻傳，該年級(jí)79位學(xué)生中，5人獲得免試保研資格，30人考研被錄取，2人分別獲得香港科技大學(xué)和香港城市大學(xué)的錄取通知書，讀研率達(dá)46.8%，創(chuàng)學(xué)院新高。

(3)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力得到加強(qiáng)。許多分組的討論學(xué)生中，多以小組3～5人為一組，參加了“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目。近三年海洋科學(xué)專業(yè)本科生獲得國(guó)家級(jí)項(xiàng)目支持9項(xiàng)，自治區(qū)級(jí)項(xiàng)目24項(xiàng)，成績(jī)優(yōu)異。

(4)課程的學(xué)習(xí)和引導(dǎo)激發(fā)了學(xué)生的科研興趣。學(xué)生通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)習(xí)，查閱了大量海洋地質(zhì)、環(huán)境和資源等相關(guān)資料，對(duì)海洋科學(xué)有了更全面的了解，也尋找到自己感興趣的專業(yè)內(nèi)容，并積極參與到學(xué)院老師的科研項(xiàng)目中。近三年，海洋科學(xué)專業(yè)本科生以第一作者身份在國(guó)內(nèi)外期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文8篇，其中SCI論文2篇。

結(jié)語(yǔ)

“海洋地質(zhì)學(xué)”的課程教學(xué)對(duì)培養(yǎng)海洋科學(xué)和技術(shù)人才具有重要的理論和實(shí)踐意義。針對(duì)“海洋地質(zhì)學(xué)”課堂教學(xué)中存在的系列突出問(wèn)題，通過(guò)引入實(shí)例教學(xué)；分小組討論互動(dòng)式教學(xué)；翻轉(zhuǎn)課堂；使用視頻、動(dòng)畫等豐富課堂內(nèi)容和室外實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的方式，可以提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率；培養(yǎng)科研素養(yǎng)；增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力。本著深入學(xué)習(xí)和體驗(yàn)知識(shí)的理念，本文提出課堂教學(xué)方法的實(shí)踐效果較好，能夠幫助學(xué)生學(xué)習(xí)理解并感受這門課程的魅力，讓學(xué)生們真正地沉浸到“海洋地質(zhì)學(xué)”的世界中?！昂Ｑ蟮刭|(zhì)學(xué)”的課堂教學(xué)方法仍需與時(shí)俱進(jìn)，將信息化、電子化、大數(shù)據(jù)以及國(guó)際上先進(jìn)的知識(shí)和理論融入進(jìn)去，更好地開(kāi)展“海洋地質(zhì)學(xué)”課堂教學(xué)工作，能夠?yàn)閲?guó)家和社會(huì)培養(yǎng)高層次海洋科學(xué)人才提供支撐。