1. 引言
高等学校专业导论类课程是所有专业课的先导课程,在专业课程体系中具有承前启后的重要作用,不仅有利于学生了解专业全貌、掌握学习方法、提升学生学习兴趣,而且对于构建学生专业知识框架体系均具有重要作用 [1] [2] [3]。海洋是一个开放、庞大且多样的复杂系统,具有各种不同的时空尺度及不同层次的存在与运动形式,这就决定了海洋科学的多学科综合与交叉性质。我国的海洋科学专业承担着培养海洋科技人才的历史重任。无论哪个领域的海洋科技人才,都必须对海洋科学有系统、理性的基本认识 [4]。《海洋科学导论》旨在系统介绍海洋科学各分支学科(海洋地质学、物理海洋学、化学海洋学和海洋生物学等)知识概况,开设《海洋科学导论》课是帮助学生构建整个海洋科学知识体系、提升专业学习兴趣、掌握专业学习方法的重要课程,对引领学生顺利进入后续专业课程的学习阶段乃至未来规划自身职业发展方向起到关键作用 [2]。
海洋科学导论课程面对本科低年级学生,在有限的课时内要完成海洋科学多个分支的背景介绍及核心知识讲授并达到顺利衔接后续专论课程学习的要求(图1)。
该课程的特点突出体现在教学内容知识面广,多学科交融强,各种海洋过程复杂关联等,难以采用传统单学科架构的教学方法。与此同时,本科低年级先修知识不足,教学效果难以保证。因此,必须对各章节授课内容进行科学重构,尽量降低先修课程知识门槛,使得学生形成完整的海洋科学整体知识框架,提升学习兴趣。
针对上述课程要求,在本课程的设计与教学的改革与创新当中需要解决的突出问题是:如何凝练教学目标并培养学生树立正确的海洋观?如何在多学科交融的知识背景下实现各分支领域课程内容的系统重构?如何将纷繁复杂的海洋过程科学有序地呈现、有效提升学生认知效率?海南大学海洋学院在向海洋科学专业本科一年级学生讲授《海洋科学导论》的过程中形成了一套较好的教学方法,主要包括以下几个方面。
Figure 1. Orientation of introduction to marine science in marine science curriculum system
图1. 海洋科学导论在海洋科学专业课程体系中的定位
2. 目标与主线
本课程以“维系和谐的人海关系”为教学目标,并将“探索海洋–认知海洋–可持续利用海洋”作为教学主线,贯穿整个授课过程。
习近平总书记关于“人与自然是生命共同体”思想融入授课组织中,该思想不仅强调人与自然密不可分,而且蕴含着人与自然是有机整体、人与自然和谐共生等内容。基于此,作为自然科学领域的基础课程,本课程将“维系和谐的人海关系”设定为教学目标,指导学生树立科学的海洋观。
基于上述教学目标,课程凝练出“探索海洋–认知海洋–可持续利用海洋”的教学主线,其中“探索海洋”突出人类探索过程的艰辛和矢志不渝的恒心;“认知海洋”突出在宏观尺度上展示海洋与天体、大气、生物、人类相互联系又相互影响的特点,从多学科交融的角度介绍海洋基本规律;“可持续利用海洋”则强调人类应基于自然规律顺势而为,科学、有限度地获取所需资源。课程整体围绕上述主线进行教学内容组织,知识架构可有效服务于主线和教学目标的达成。
3. 教学资源
本课程知识面广,知识呈现要实现深入浅出,通俗易懂,且符合学生的认知规律,因此,教材的选择尤为重要。为了保证教学内容与国际海洋研究最新进展的接轨以及兼顾我国海洋科学研究特色,本课程教学采用国外和国内教材结合的方式:主教材选用全球畅销经典教材《Essentials of Oceanography》(第13版)的中文译本《海洋学与生活》 [5],该教材内容涵盖了海洋科学各分支学科,紧跟国际海洋学研究的最新动态,教材设计编排符合学生学习逻辑,全本穿插“常见问题、科学过程、深入学习、思考讨论”等特色内容,且对专业知识背景要求较低,课堂讲授和自学均可。国内参考教材选用中国海洋大学主编的《海洋科学概论》 [4],该教材较为全面展示了我国的海洋特色以及最新的研究进展,与主教材相辅相成。
同时,教学团队广泛搜集国内外海洋学相关素材,构建了大容量的教学素材库,包括全彩模式图集、过程模拟动画、典型海洋现象实例视频等,为多元教学手段的实施奠定基础。教学资源库同时收纳中国海洋大学《海洋学》国家级精品课程网课资源,作为学生课外自学的有益补充。
4. 教学方法
4.1. 模块化内容设计
课程教学中的模块化内容设计是围绕某一特定主题,通过整合不同类型教学内容知识点、案例和学习方法而设计的学习单元,该方法已在国内《海洋科学概论》等概论性课程教学中进行了有效应用 [6] [7]。本课程基于构建的教学资源库,按照“探索海洋–认知海洋–可持续利用海洋”的主线对各学科分支的章节知识点进行精心梳理,确定了“现象描述、理论发展、资源利用”3个渐进层次的教学主模块以及“拓展学习”子模块,对各章节知识点进行归纳整理,提升学生对知识把握的条理性。与此同时,在教学方法的应用上,将不同知识点归类于“概念、过程、原理”3个难度逐级提升的层面,并确定相匹配的教学方法,如关键词记忆法、空间想象法、归纳推理法等,可有效提升学生知识掌握的牢固程度。
4.2. 特色引领式教学法
为了让学生更准确把握海洋的特点,凝练出海洋的6大特征,采用特色引领式教学法,对应相关章节知识版块的讲授,使得学生对海洋形成立体、丰富、生动的认知(表1)。与此同时,针对海南大学海洋科学专业面向南海的区位优势,在特定章节的“拓展学习”模块中纳入特色教学内容,如深海海洋环境、热带海洋生态系统、热带气旋等,设计形成独具热带、深海、生态特色的教学内容,实现了整体教学内容的有机重构。
Table 1. Characteristics of ocean and the corresponding knowledge plates
表1. 海洋的特点与知识版块对应关系
4.3. 科学搭配多种教学手段
采用问题导引式教学法,课前归纳出当堂课需要解答的核心问题,授课全程对标问题,逐层剖析,按照层进式教学设计方案稳步实施。
对于教材、教案、板书、幻灯片四种不同的教学媒介,提出“以教材为本、教案为统领、板书为核心知识点睛、幻灯片为问题导引和多媒体素材展示平台”的运用原则:教案中明确教材、板书和幻灯片与教学内容的搭配方式,指导教学实施;板书围绕重要概念、特征归纳等关键知识点展开,给学生充足时间做笔记;幻灯片制作打破传统呆板的单一版式,大量引入图形和多变的设计元素,合理安排图件、演示动画、现场视频等素材的综合展示,同时适当插入幽默趣图元素增加趣味性,吸引学生注意力,活跃课堂气氛,提升学生听课的专注力(图2)。
特定章节根据需要搭配实体教具(如侧扫声纳、海流计等海洋监测仪器,地质构造模型,演示性流体模型,生物标本等)以及网络平台资源(全球卫星地图、Windy全球海气实时观测平台、EOSDIS Worldview全球遥感观测平台等),多种教学手段合理搭配,调动学生眼、耳、手、脑的配合,提升课堂的活跃性和授课的生动性(图3)。
Figure 2. Examples of interesting problem-guided power point slide
图2. 问题导引式趣味幻灯片制作示例
Figure 3. The use of teaching resources of global remote sensing information platform
图3. 全球遥感信息平台教学资源的使用
4.4. 结合课内外实践与实习
课程授课期间搭配课内/外实践环节,在多种教学场景中传授知识、锻炼技能。课内实践介绍全球卫星地图、实时海气动态与遥感影像、潮汐预测、渔业动态观察等海洋学观测软件和平台的使用方法;课外实践安排滨海湿地和火山地质公园考察,引导学生运用所学知识对看到的海洋与地质现象和生物样品进行分析。课程后续跟进《海洋学认知实习》课程,组织学生上船出海,动手操作海洋气象和水文调查仪器进行基本的观测和样品采集,进一步在实践中强化理论知识的掌握,并锻炼了动手操作技能,最终形成课堂授课–课内/外实践–专题实习有机结合的多场景教学课程体系,强化了学生的海洋学知识基础(图4)。
(a) (b) (c)
Figure 4. Supporting links of extracurricular practice and practice ((a) Coastal investigation, (b) Geological park investigation, (c) Oceanography cognition practice)
图4. 课外实践与实习环节配套((a) 滨海考察,(b) 地质公园考察,(c) 海洋学认知实习)
5. 思政元素
在授课过程中,融入生态文明世界观和“实践检验真知”思政元素,促进学生思维方式的转变和综合素质的提升。
课程授课过程中有机融入思政元素内容。首先是强调“敬畏自然、遵循规律、人海和谐、天人合一”的理念,培养学生形成正确的生态文明世界观和保护海洋的责任感,鼓励学生为国家的海洋战略贡献力量。其次,针对海洋科学知识更新和理论发展速度快的特点,以中华传统“博学之,审问之,慎思之,明辨之,笃行之”(《礼记·中庸》)的思辨思想告诫学生要养成辩证思维、逻辑推理和批判精神,鼓励其勇于探索并质疑现有认知,促进其思维和学习方式的转变。第三,强调海洋科学工作者必须秉承“实践检验真知”的原则,除了要具备扎实的学科知识储备与良好的专业素养,还要着重进行实践实操能力的训练以及综合素质的培养。通过课内实践环节锻炼学生的计算机与专业软件操作能力,通过滨海调研和海上实习让学生体会协作精神、工程机械知识与动手能力的重要性,出海过程面对海洋的波澜壮阔,教导学生要具有强健的体魄和顽强的意志。
6. 结论
本文提出的《海洋科学导论》课程教学实践方法以习近平生态文明思想为指导,确定“维系和谐的人海关系”的教学目标和“探索海洋–认知海洋–可持续利用海洋”的教学主线,通过优秀教学资源库的构建,采用层进式模块化和特色引领式课程设计法对多学科领域知识内容进行科学编排,在多样化的教学场景下综合运用多元教学手段组织教学,同时将生态文明世界观和“实践检验真知”思政元素有机融入教学过程中,可实现教学效果的整体提升。授课过程获得了学生的广泛好评,学生课堂反应积极,课堂笔记记录丰富多彩,很多都写下了自己的学习心得与收获,在课程总结时也表达了对探索海洋的渴望。未来将进一步优化整体方案,在教学实践中打磨细节,促进教学方法的成熟和教学效果的进一步提升。