“海洋調(diào)查技術(shù)與方法”課堂教學(xué)改革探討

肖軍 朱蓓 姜濤 劉占紅

摘要“海洋調(diào)查技術(shù)與方法”是涉海類高校最重要的專業(yè)主干課之一，是進行海洋科學(xué)研究及其人才培養(yǎng)的必要途徑。文章結(jié)合筆者多年來在一課程授課過程中的切身經(jīng)驗，在明確課程性質(zhì)與教學(xué)目標的基礎(chǔ)上，提倡STS的教學(xué)理念，對課程的教學(xué)內(nèi)容進行適當(dāng)調(diào)整，采用板書、實物演示和多媒體相結(jié)合的多種教學(xué)手段；同時，鼓勵對比式、聯(lián)系式、問題驅(qū)動式等多種教學(xué)方法的相互配合與靈活使用。上述改革措施取得了良好的實效，值得借鑒與進一步探討。

關(guān)鍵詞 海洋科學(xué)；海洋調(diào)查技術(shù)與方法；教學(xué)改革

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.18.042

“海洋調(diào)查技術(shù)與方法”是中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）（以下簡稱“我?！保┟嫦蚝Ｑ罂茖W(xué)本科專業(yè)開設(shè)的一門主干必修課。它是用各種儀器設(shè)備直接或間接地對海洋的物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)及其他海洋狀況進行調(diào)查研究的手段[1]。通過海洋調(diào)查的科學(xué)活動，獲取海洋要素資料，揭示并闡明其時空分布和變化規(guī)律，可為海洋科學(xué)研究、海洋資源開發(fā)、海洋工程建設(shè)、航海安全保證、海洋環(huán)境保護、海洋災(zāi)害預(yù)防提供基礎(chǔ)資料和科學(xué)依據(jù)。隨著世界海洋科技的空前發(fā)展，大量新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，極大豐富了海洋調(diào)查領(lǐng)域的內(nèi)涵和外延[2]。為適應(yīng)現(xiàn)代海洋學(xué)發(fā)展和相應(yīng)人才培養(yǎng)的需要，“海洋調(diào)查技術(shù)與方法”在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進行調(diào)整和改革勢在必行。這一課程主要包括課堂教學(xué)（含實驗）、課外實踐（含出海、調(diào)研等）兩大部分，充分體現(xiàn)了理論與實踐的緊密結(jié)合?？紤]到多數(shù)涉海院?；蜓芯吭核n外實踐部分的差異性較大，本文著重探討課堂教學(xué)的改革。

1課程設(shè)置與教學(xué)目標

我校“海洋調(diào)查技術(shù)與方法”通常安排在北戴河海洋認識實習(xí)之后、本科畢業(yè)生產(chǎn)實習(xí)之前的大學(xué)三年級，具有承上啟下的重要作用。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握海洋調(diào)查系統(tǒng)的組成與特征；重點掌握海洋深度、鹽度、溫度、水色、透明度、海流、海浪、潮汐等海洋要素的調(diào)查原理、調(diào)查儀器、調(diào)查技術(shù)與觀測方法；掌握海洋調(diào)查資料的分析和處理；了解和初步掌握海洋調(diào)查的組織。

2課堂教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

提倡STS（Science Technology & Society，科學(xué)—技術(shù)—社會）的教育理念，強調(diào)技術(shù)在科學(xué)與社會中的橋梁作用，讓學(xué)生認識到“海洋調(diào)查是海洋科學(xué)和社會發(fā)展的必由之路”[3-5]。在“海洋調(diào)查技術(shù)與方法”課堂教學(xué)活動中，首先需要對課本上的固有知識做精心準備，根據(jù)地域、季節(jié)、課時等實際情況有所側(cè)重、動態(tài)優(yōu)化，精講重點內(nèi)容（如海流、海浪、潮位觀測等），略述次要章節(jié)（如海發(fā)光、內(nèi)波調(diào)查等）。同時，以課本為基礎(chǔ)，以專題講座的形式適時補充海洋調(diào)查領(lǐng)域的最新研究成果（含相應(yīng)國際合作調(diào)查項目），主要包括：①天然氣水合物（GasHydrate）的發(fā)現(xiàn)與調(diào)查[6]（重點介紹其形成原因、時空展布、勘探技術(shù)、開采方案、最新進展等）；②海底熱液硫化物（SubmarineHydrothermal Sulfide）的發(fā)現(xiàn)與調(diào)查[7]（重點介紹其成因機制、分布位置、礦物資源、生物環(huán)境、觀測手段與方法、勘探現(xiàn)狀等）；③綜合大洋鉆探計劃（Integrated/International Ocean Drilling/ DiscoveryProgram，IODP）的實施與進展（重點介紹其組織方式、實施方法、觀測實驗室與儀器設(shè)備、已取得的顯著成果、最新航次信息與人才需求等）；④國際大洋中脊（第三個十年）研究計劃（InterRidge Project）的組織與實施[8]（含組織方式、實施技術(shù)和手段、研究焦點、已有成果、航次信息、人員培訓(xùn)和人才需求等）；⑤海底觀測系統(tǒng)（Underwater Observation System）的設(shè)計與實施[9-10]（如美國海洋觀測計劃OOI及蒙特協(xié)加速研究系統(tǒng)海底觀測網(wǎng)MARS、加拿大海底觀測網(wǎng)ONC、歐洲海底觀測網(wǎng)EMSO、日本地震和海嘯海底觀測密集網(wǎng)絡(luò)DONET&DONET2及日本海溝海底地震海嘯觀測網(wǎng)S-net、澳大利亞集成海洋觀測系統(tǒng)IMOS、塞浦路斯海嘯預(yù)警及響應(yīng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)TWERC，也含中國在建的東海和南海海底觀測網(wǎng)等）；⑥國際海洋生物普查計劃（CensusofMarineLife，CoML）的實施與進展（含背景、目的任務(wù)、觀測內(nèi)容與技術(shù)、進展與成果、發(fā)展規(guī)劃等）；⑦“大洋一號”綜合遠洋科學(xué)考察船、“雪龍?zhí)?2號”極地考察船、“海洋”系列（一號、二號、三號）衛(wèi)星、“蛟龍?zhí)?深海勇士號/奮斗者”深海載人潛水器、“海燕”系列水下滑翔機、“海翼”系列無人深潛器等中國海洋調(diào)查主流載體的使用與成果（含功能說明、所攜儀器設(shè)備、實驗室分區(qū)以及成果描述等）。此外，有關(guān)海洋主動觀測、全球氣候與海洋變化、俯沖帶與裂谷動力過程、深海生命等方面的研究亦是當(dāng)前及今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)海洋科學(xué)關(guān)注的熱點，均可作為課本內(nèi)容的有效拓展。通過上述理論知識與實際案例的結(jié)合分析，學(xué)生們深刻理解了海洋科學(xué)是一門明顯依賴于直接觀測的學(xué)科，而海洋調(diào)查技術(shù)與方法正是其不可或缺的途徑。事實上，這些在自然條件下使用先進的研究船、衛(wèi)星、潛水器以及其他調(diào)查儀器設(shè)備所進行的長期的、連續(xù)的、系統(tǒng)而多層次的、大面積實時的或有區(qū)域代表性的直接觀測資料的確促進了海洋科學(xué)和人類社會的發(fā)展。特別是20世紀中葉以來，幾乎所有的重大進展都與此密切相關(guān)。

3多種課堂教學(xué)手段的結(jié)合

“海洋調(diào)查技術(shù)與方法”課堂教學(xué)采用板書、實物演示和多媒體相結(jié)合的教學(xué)手段。板書的重要性毋庸置疑，這里主要強調(diào)在教學(xué)過程中板書要精心構(gòu)思、整體設(shè)計，要合理布局、虛實相生，要配合講解、出現(xiàn)適時，要寫字作畫、技巧嫻熟，提倡內(nèi)容要點式（或提綱式）、（關(guān)鍵）詞語式、表圖示意式等三種板書類型的靈活搭配，從而提高教學(xué)板書的實效[11]。同時，“海洋調(diào)查技術(shù)與方法”的實踐性很強，這意味著在課堂上，尤其是實驗課，必然會出現(xiàn)較多的儀器設(shè)備等實物演示。實物演示強調(diào)重點突出，原理方法要講透，現(xiàn)場操作要規(guī)范，注意事項要明確，學(xué)生動手要保證。此外，信息量大、內(nèi)容豐富、形式靈活的多媒體教學(xué)方式對“海洋調(diào)查技術(shù)與方法”尤為重要。由于我校地處中部的限制，部分海洋調(diào)查的內(nèi)容注定無法親自觀測，必須利用前人資料加以補足，多媒體教學(xué)使這種要求成為可能。通過相應(yīng)視頻（主要為海洋調(diào)查專題紀錄片或其他公開影像，如BBC出品的《地球的力量之海洋篇》、國家地理出品的《超級搬運機之深海鉆探》、動畫（公開的以及課題組制作的，如《顛倒溫度計的使用》的播放以及豐富多彩專業(yè)圖片（如各種采樣工具）的展示，使抽象問題形象化、理論知識簡單化，既滿足了學(xué)生學(xué)習(xí)的目的，又提高了學(xué)習(xí)的效果。

4課堂教學(xué)方法的改革

“海洋調(diào)查技術(shù)與方法”教學(xué)方法的改革主要體現(xiàn)在其綜合性和靈活性，需要根據(jù)所授課程內(nèi)容用到不同的教學(xué)方法。

4.1對比式教學(xué)法

對比，就是運用對照的手段確定事物之間異同關(guān)系的一種思維過程。對比式教學(xué)法就是教師在教學(xué)過程中，有意識地引導(dǎo)學(xué)生將相近或相似的教學(xué)內(nèi)容進行歸納和比較，使學(xué)生更好地理解和掌握二者或多者之間共性和個性的一種教學(xué)方法[12]。例如水溫觀測中普通表面溫度計與顛倒溫度計的對比（二者同屬玻璃液體溫度計，測溫原理相同，但具有不同的使用范圍、儀器結(jié)構(gòu)以及準確度等），再如海流測量中各類機械旋漿式海流計的對比（原理基本一致，但記錄方式、適用范圍、結(jié)果準確度等方面存在明顯差異）。

4.2聯(lián)系教學(xué)法

聯(lián)系教學(xué)法是指教師在授課過程中，有意識地將學(xué)生學(xué)習(xí)或接觸過的知識和現(xiàn)象與即將學(xué)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容進行歸類聯(lián)系的一種教學(xué)方法[13]。它們之間往往為同一類型或互為影響。聯(lián)系教學(xué)法的使用，不僅可以將新舊知識溝通組織起來，使之系統(tǒng)化、條理化，有助于相關(guān)知識的進一步理解與掌握，還可以使學(xué)生有效擺脫學(xué)習(xí)新知識的陌生感，增加其學(xué)習(xí)的主動性，提高最終的學(xué)習(xí)效果。比如水溫和鹽度觀測的聯(lián)系，二者具有相同的觀測時間和觀測層次；又如透明度的測量與大學(xué)二年級“海洋科學(xué)導(dǎo)論”中所學(xué)透明度的聯(lián)系，二者只存在測量細節(jié)說明上的微小差異；再如海洋遙感觀測的聯(lián)系，在“海洋科學(xué)導(dǎo)論”中更注重原理的描述，在“海洋調(diào)查技術(shù)與方法”中則加大了對應(yīng)用實例的分析。

4.3問題驅(qū)動式教學(xué)法

問題驅(qū)動式教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上，以學(xué)生主動學(xué)習(xí)與教師引導(dǎo)相結(jié)合的教學(xué)方法，它要求學(xué)生的學(xué)習(xí)活動必須與具體的問題相結(jié)合，把具體問題作為教學(xué)的出發(fā)點，誘發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機，使學(xué)生很快進入問題解決的思考狀態(tài)，利用問題形成認知沖突，使學(xué)生了解其與特定學(xué)習(xí)目標之間的距離，通過問題促進學(xué)生反思自己的學(xué)習(xí)過程，從而維持“有效學(xué)習(xí)”的積極心態(tài)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)步入良性循環(huán)狀態(tài)[14-15]。與傳統(tǒng)教學(xué)法有所不同，問題驅(qū)動式教學(xué)法使用過程中需要注意兩個原則，一是建構(gòu)性原則，即指在教學(xué)過程中，教師應(yīng)當(dāng)起組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進者的作用，利用問題情境、協(xié)作環(huán)境、對話交流等要素充分激發(fā)學(xué)生的主動性、積極性和質(zhì)疑精神，啟發(fā)學(xué)生自主建構(gòu)認知結(jié)構(gòu)；二是學(xué)生主體性教學(xué)原則，即指教學(xué)中要有效地促使學(xué)生主動參與，主動提出問題解決方法，主動建構(gòu)認知結(jié)構(gòu)[16]。例如如何進行海洋要素圖編繪？有哪些水下探測技術(shù)？調(diào)查船觀測工作如何組織？中國的海洋調(diào)查研究現(xiàn)狀如何？這些問題雖然學(xué)生們都有所了解，但其答案則需要他（她）們進行進一步的自主學(xué)習(xí)、調(diào)研、實際操作、討論、探究，或者團隊合作才能很好地獲取。

5結(jié)論

海洋調(diào)查是一門系統(tǒng)性專業(yè)性很強的課程，每一章節(jié)既相互關(guān)聯(lián)，又有所區(qū)別，根據(jù)實際情況調(diào)整和整合其課堂教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法是新時代背景下教學(xué)改革的必然趨勢。上述舉措是筆者近十年來“海洋調(diào)查技術(shù)與方法”課堂教學(xué)的切身經(jīng)驗，取得了良好的效果，不僅保證了既定教學(xué)目標的完成，而且還極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了教學(xué)效果，是海洋類專業(yè)課程教學(xué)的有益嘗試。

*通訊作者：朱蓓

基金項目2021年度中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）校級本科教學(xué)改革研安立項項目“海洋科學(xué)專業(yè)《海洋調(diào)查技術(shù)與方法》實踐教學(xué)研究與探索”（2021A43）；2021年度中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）海洋學(xué)院院級第四批課程思政教學(xué)改革立項項目；2009年度中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）校級教學(xué)研究立項項目“海洋科學(xué)本科生專業(yè)實踐教學(xué)體系探索”（2009A17）。

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