海洋科學(xué)專業(yè)三峽秭歸地質(zhì)實踐教學(xué)改革與探索

劉恩濤 姜 濤 陳 思 劉占紅

1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)海洋學(xué)院 湖北武漢 430074;2.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院 湖北武漢 430074

海洋科學(xué)是研究海洋的自然現(xiàn)象、性質(zhì)及其變化規(guī)律,以及開發(fā)利用海洋的一門學(xué)科,屬于地球?qū)W科的分支學(xué)科[1]。該學(xué)科具有理論知識復(fù)雜抽象、實踐性強等特點,要求學(xué)生在掌握海洋科學(xué)基本理論與知識要點基礎(chǔ)上,結(jié)合野外現(xiàn)象和實踐活動完成實踐教學(xué),從而達到融會貫通的教學(xué)效果。因此,系統(tǒng)的野外實踐教學(xué)體系是海洋科學(xué)類專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),是提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量和提升學(xué)生動手實踐能力的重要手段[2-3]。此外,大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神與能力培養(yǎng)是高等教育目前亟待解決的問題,而實踐訓(xùn)練在地質(zhì)類專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育過程中尤為重要,是提升學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)水平的重要抓手[3-4]。因此,如何尋找合適的實踐教學(xué)資源,設(shè)計具有海洋特色的實習(xí)路線,提升學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和解決實際問題的能力,已成為海洋科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)中的重要問題。

近些年隨著國家“海洋強國”戰(zhàn)略的實施,開設(shè)海洋科學(xué)的院校從最初的幾所發(fā)展到現(xiàn)今的近百所,然而大多數(shù)學(xué)校設(shè)立海洋科學(xué)專業(yè)較晚,野外實踐資源普遍缺乏,穩(wěn)定完善的實習(xí)基地更是屈指可數(shù)[4-5]。中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)三峽秭歸實習(xí)基地成立于2006年,坐落在宜昌秭歸縣,是水利樞紐三峽大壩所在區(qū)域。基地所在區(qū)域是中國南方從新元古界拉伸系到古生代地層發(fā)育最連續(xù)、最完整的地區(qū),保存了古海洋形成、演化直至消亡的地層和沉積記錄[6]。中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)海洋科學(xué)專業(yè)創(chuàng)建于2003年,是“211工程”重點建設(shè)學(xué)科和湖北省重點學(xué)科,在全國學(xué)科評估中獲評B+學(xué)科。本文結(jié)合中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)近10年來海洋科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)實習(xí)探索成效和海洋科學(xué)專業(yè)特點,介紹本專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容和改革措施,探索具有海洋科學(xué)專業(yè)特色的三峽秭歸地質(zhì)實踐教學(xué)模式,以期對海洋科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)和實踐訓(xùn)練體系構(gòu)建有所啟發(fā)。

一、海洋科學(xué)專業(yè)地質(zhì)實踐教學(xué)現(xiàn)狀與不足

(一)對實踐環(huán)節(jié)重視不夠,實習(xí)資源普遍缺乏

雖然野外實踐環(huán)節(jié)對海洋科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)至關(guān)重要,但是受實習(xí)資源缺乏、海上實習(xí)費用高等客觀因素影響,目前國內(nèi)大部分涉海高校海洋科學(xué)專業(yè)實踐環(huán)節(jié)偏少。相較于其他專業(yè),海洋科學(xué)專業(yè)實習(xí)對實習(xí)設(shè)施要求較高,需要專業(yè)調(diào)查船只或完善的基地環(huán)境等,總體實習(xí)資源偏少[5]。加上近幾年很多出海實習(xí)不能開展,野外實踐教學(xué)被虛擬仿真教學(xué)、視頻教學(xué)所替代,實習(xí)效果必定會受到影響。

(二)缺乏穩(wěn)定的實踐教學(xué)基地,實習(xí)周期短導(dǎo)致效果有限

穩(wěn)定的實踐教學(xué)基地對保證實踐效果至關(guān)重要,只有配備有穩(wěn)定的實踐基地,才能充分地挖掘?qū)嵙?xí)資源,開發(fā)出完善的實習(xí)路線[2-3]。目前國內(nèi)高校都在努力建設(shè)海洋科學(xué)專業(yè)實踐基地,例如中國地質(zhì)大學(xué)(北京)在山東日照建立實習(xí)基地,浙江大學(xué)在舟山建立實習(xí)基地,中山大學(xué)在西沙建立實習(xí)基地。但總體而言,海洋科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)基地很少,不能滿足學(xué)生實習(xí)的需要[5]。

(三)對海洋要素挖掘不夠,缺乏古海洋學(xué)專業(yè)特色的教學(xué)路線

古海洋學(xué)是海洋科學(xué)專業(yè)重要的分支學(xué)科,是研究地質(zhì)時期海洋環(huán)境及其演化過程的學(xué)科[1]。雖然國內(nèi)建設(shè)了不少地質(zhì)類實踐教學(xué)基地,例如北京周口店、安徽巢湖、河北柳江、三峽秭歸等實習(xí)基地,但是其教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)路線都是針對地質(zhì)類專業(yè)設(shè)定的,對古海洋要素挖掘不夠,沒有結(jié)合海洋科學(xué)專業(yè)設(shè)置專門的實踐教學(xué)體系。

二、海洋科學(xué)專業(yè)三峽秭歸地質(zhì)實踐教學(xué)內(nèi)容探索

中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)海洋科學(xué)專業(yè)自2016年開始在三峽秭歸實習(xí)基地開展野外實踐教學(xué),教學(xué)團隊根據(jù)海洋科學(xué)專業(yè)特點,充分挖掘?qū)嵙?xí)內(nèi)容中的海洋要素,形成了海洋科學(xué)專業(yè)三峽秭歸地質(zhì)實踐教學(xué)體系。海洋科學(xué)專業(yè)三峽秭歸地質(zhì)實踐教學(xué)包括路線教學(xué)、科研訓(xùn)練和報告編寫等部分。路線教學(xué)部分覆蓋變質(zhì)巖、巖漿巖、海相地層與海洋沉積、陸相地層與三角洲、海洋構(gòu)造五部分內(nèi)容,設(shè)置了總計9條教學(xué)路線(表1)。

海洋科學(xué)專業(yè)三峽秭歸地質(zhì)實踐內(nèi)容覆蓋了上揚子地區(qū)古海洋形成、演化直至消亡的過程。巖漿巖路線講授了約8.5億年前,黃陵花崗巖侵入,形成黃陵背斜主體,作為古海洋的基底。海相地層與海洋沉積路線則覆蓋了晉寧運動結(jié)束后,海平面上漲,海洋沉積作用開始,上揚子地區(qū)成為淺海環(huán)境。隨后南華大冰期出現(xiàn),冰川堆積于黃陵花崗巖之上,而后南華紀(jì)-三疊紀(jì)中期地殼相對穩(wěn)定,逐步形成碳酸鹽巖-碎屑巖海相沉積[6]。而高家堰三角洲沉積路線則介紹了中三疊世后受控于區(qū)域抬升,海水退去逐漸上升為陸相,形成三角洲、湖泊等沉積序列。

三、海洋科學(xué)專業(yè)三峽秭歸地質(zhì)實踐教學(xué)改革舉措

(一)充分挖掘海洋要素,突出專業(yè)特色和特點

三峽秭歸地質(zhì)實踐教學(xué)內(nèi)容主要是針對地質(zhì)類學(xué)生而設(shè)立,對于海洋科學(xué)專業(yè)的學(xué)生而言,還需要加強海洋地質(zhì)的基礎(chǔ)知識,例如海洋沉積環(huán)境分析、海洋沉積物特征、海洋生物化學(xué)等。在充分調(diào)研、實地考察的基礎(chǔ)上,教學(xué)團隊對教學(xué)內(nèi)容進行了梳理,將原有路線進行了補充和優(yōu)化,充分挖掘了古海洋地層、海洋沉積、海洋礦產(chǎn)等海洋要素。例如,在講解陡山沱組與南沱組地層分界的時候,需要強調(diào)該界線代表“雪球地球”事件的終結(jié),海平面顯著上升,存在顯著的全球性海相碳同位素的負漂移,并發(fā)育帳篷構(gòu)造、穹窿、晶洞等構(gòu)造,可能與甲烷的氣流體逃逸過程有關(guān)[6]。再如,在講解埃迪卡拉紀(jì)地層時,需要與全球成磷事件結(jié)合起來,突出海洋礦產(chǎn)形成條件與沉積背景[6]。

(二)寓教于樂,突出學(xué)生自主性,培養(yǎng)團結(jié)協(xié)作精神

隨著社會的不斷發(fā)展,社會對人才的需求提出了新的要求,除了對其專業(yè)素養(yǎng)有要求,還需要團結(jié)協(xié)作和獨立工作的能力。野外教學(xué)實習(xí)不僅要強調(diào)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì),還需要突出學(xué)生的自主性,培養(yǎng)團結(jié)協(xié)作的精神;不僅要強調(diào)艱苦奮斗的地大精神,還需要強調(diào)“快樂地質(zhì)”的教學(xué)理念。在實習(xí)過程中將學(xué)生分為若干個學(xué)習(xí)小組,在野外調(diào)查、觀察記錄與實踐考核等環(huán)節(jié)均強調(diào)“實習(xí)小組”的概念,只有團隊成員取長補短、緊密協(xié)作,才能圓滿地完成每一階段的實習(xí)任務(wù),并在最后的考核中取得優(yōu)異的成績。

(三)促進科研與實踐融合,引導(dǎo)學(xué)生自主思考

在實習(xí)過程中,除了注重學(xué)生實踐動手能力外,還促進科研與實踐高度融合。在科研訓(xùn)練環(huán)節(jié),列出近30個與海洋相關(guān)的科學(xué)選題,供學(xué)生根據(jù)個人興趣選擇,實行“一人一題”的模式,讓學(xué)生圍繞個人選題開展探索研究[5]。在探索研究過程中,采用啟發(fā)式、探索式的教學(xué)方法,學(xué)生需要結(jié)合選題及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,開展野外剖面和地質(zhì)現(xiàn)象考察,再調(diào)研國內(nèi)外的文獻進行觀點的梳理和總結(jié),最后提出個人的觀點并完成報告的撰寫。這種教學(xué)方式有利于充分調(diào)動學(xué)生的自主性和主觀能動性,提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力,使學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)思維得到鍛煉。

(四)開展翻轉(zhuǎn)課堂,優(yōu)化學(xué)生實踐考核模式

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師講授野外地質(zhì)現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生觀察,做好野外記錄。而以學(xué)生為主體的翻轉(zhuǎn)課堂,使教師和學(xué)生的身份互換,這種倒逼機制使學(xué)生學(xué)會主動去研究和探索,提升學(xué)生實際動手能力。當(dāng)學(xué)生已經(jīng)掌握區(qū)域地層序列特征后,選擇學(xué)生未觀察的野外剖面進行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué),讓學(xué)生觀察地層特征判斷所屬地層單元,并運用所學(xué)的理論知識去解釋觀察到的現(xiàn)象,將該部分的成績納入學(xué)生的考核成績中。學(xué)生的實踐考核體系主要考查學(xué)生的野外動手能力、知識掌握程度和科研素養(yǎng),由平時成績、野簿成績、專題報告、野外剖面考核等多部分構(gòu)成。

結(jié)語

實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新意識的重要教學(xué)過程,而開展實踐教學(xué)資源共享是新形勢下高等教育改革的重要舉措。海洋科學(xué)專業(yè)招生規(guī)模逐年擴大,但穩(wěn)定的實踐教學(xué)基地及資源非常缺乏。中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)三峽秭歸實踐教學(xué)基地所在的地區(qū),海洋要素豐富,具有獨特的地緣優(yōu)勢,發(fā)育古海洋形成、演化直至消亡的地層記錄。中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)海洋科學(xué)專業(yè)自2016年開始在三峽秭歸實踐教學(xué)基地開展教學(xué)實習(xí),不斷拓展實踐教學(xué)資源,挖掘海洋要素,形成了具有海洋科學(xué)學(xué)科特色的實踐教學(xué)體系,覆蓋變質(zhì)巖、巖漿巖、海相地層與海洋沉積、陸相地層與三角洲、海洋構(gòu)造等多部分內(nèi)容,可以加深學(xué)生對古海洋學(xué)、海洋沉積學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)等基礎(chǔ)知識與理論的理解,提升學(xué)生實踐能力和專業(yè)技能。海洋科學(xué)專業(yè)三峽秭歸實踐教學(xué)改革成效顯著,在學(xué)生管理上突出學(xué)生自主性,培養(yǎng)團結(jié)協(xié)作精神;在教學(xué)方式上開展翻轉(zhuǎn)課堂,促進科研與實踐融合;在考核形式上不斷優(yōu)化學(xué)生實踐考核模式,以上改革措施為其他高等院校海洋科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)改革提供參考。