“海洋地質學”課堂教學方法與實踐探討

王 瑞 余克服 劉春彤 范天來 樂遠福

1.廣西大學海洋學院 廣西南寧 530004；2.廣西南海珊瑚礁研究重點實驗室 廣西南寧 530004

新世紀人類面臨資源、環境和可持續發展等諸多問題，占地球表面積近71%的海洋是解決人類諸多問題的巨大資源和能源寶庫[1]。由于勘探技術和科學知識的局限，尚且無法對海洋資源的儲備量進行準確判斷，而發展海洋地質學的研究，對于資源的合理開發和利用是極其重要的。在我國“堅持陸海統籌，加快建設海洋強國”和“21世紀海上絲綢之路”的背景下，培養海洋人才、傳播海洋意識、保護海洋環境、開發海洋資源是我國高等教育的責任和擔當之所在[2]。

“海洋地質學”(MarineGeology)是以地球物理學、地球化學、沉積學和古生物學方法研究被海水所覆蓋部分的地球在時間上的發生與發展、在空間上的分布和規律的學科，是海洋科學專業學生的重要基礎學科之一[3]。其課程教學內容廣泛，涉及海水的性質、海洋地貌學、海洋地質作用、海洋構造地質學、海洋地球化學、全球變化與海平面變化等各個學科領域[4]。這要求授課教師具有淵博的知識儲備，能將相關交叉學科的專業背景知識融會貫通，運用先進的教學理念與方法，通過深入淺出的講解，生動形象地將海洋地質學的知識帶進課堂中。同時，實踐教學對該課程具有極高的重要性，其教學效果將直接影響學生的學習效果，因此授課教師對于實踐教學應當有成熟的理解，并能良好地運用于課堂之中。為了更好地實現“海洋地質學”的教學，本文依據廣西大學海洋科學專業“海洋地質學”的實際課程經驗，就課堂教學方法和實踐教學內容進行探討，以期對培養海洋地質人才有所裨益。

一、課程改革及教學方法

(一)課程教學背景

廣西大學海洋科學專業于2016年開始招生第一屆本科生(90人/年)，“海洋地質學”作為其基礎課程每年對大二學生授課，共計48學時。在近六年的課堂教學過程中，部分大學生在以下幾個方面的問題表現比較突出。

(1)學習興趣不足，對專業課程不感興趣。部分大學生缺乏積極進取的斗志和學習的動力，奮斗目標缺失，對所學專業知識不感興趣；在課堂學習中表現出學習不感興趣、注意力分散。

(2)自我約束能力較差，多種課堂問題出現。部分學生缺乏自我約束、自我管理能力會進行與學習無關的行為，或者看其他科目資料、準備考試、背英語單詞等。

(3)缺乏團隊協作意識和學習主動性。在課堂提問或互動環節，選擇“沉默是金”，缺乏學習主動性和積極性。需要團隊協作共同完成的內容，往往是組長或團隊長個人單獨完成，缺乏共同研討、相互成就的團隊合作精神。

(4)過于依賴書本，實踐經驗不足。學生往往喜歡通過背課本、記知識點來應對考試，而對課程內容與具體實踐知識的結合應用關注極少。

針對大學生的課題問題，可能有社會環境、學校、家庭和教師授課水平等多方面的因素。本文就課程教學問題的教學方法問題進行探討，以期調動學生的學習積極性，做好課堂育人的工作。

(二)課程教學和實踐探索

(1)引入實例教學。“海洋地質學”是一門教學實踐性極強的課程，因此在課程的日常教學中可以引入大量的實例教學，將地質標本、海水、簡易實驗模擬裝置等帶入課堂，讓學生們接觸典型的地質標本，在講述知識點的同時結合模型，身臨其境地感受豐富多彩的地質現象。

如“地球巖石的組成”的講解課堂，可引入大量的巖石標本，輔助基本理論和鑒別技術的學習。學習內容主要包括：認識常見造巖礦物的形態、顏色、條痕、透明度、光澤、硬度和解理等特征。經學習后，由授課老師分別挑選巖漿巖、沉積巖和變質巖的代表標本作為范圍，學生們自行對于三種巖石各挑選一份標本對其觀察和描述。在講解“海岸帶波浪對泥沙搬運過程”時，帶上自制水槽，放入部分泥沙，在水體振蕩、運動和渦流等運動情況下，觀察泥沙的運動狀態和沉積過程。在講解“板塊構造運動”的內容時，可利用自制地球表面板塊模型，講解板塊的組成、運動和板塊邊界類型的內容。

(2)分小組討論、互動式教學。“海洋地質學”的知識點多，內容抽象，記憶和理解較困難，需要及時復習、總結和凝練。創設問題情境，采用互動式討論，對重要知識點進行討論梳理，能激發學生自主探究知識的興趣，增強團隊協作意識。小組討論的方式：①用90分鐘時間對章節重點內容進行討論；②按照教學班人數，以5～6人為一個小組，設組長1名；③提前給每個小組設置一個討論主題，如三角洲的類型和沉積特點、板塊構造的內容和驅動機制；④設置討論程序，保證組員在發言權利上的平等，保證時間的利用效率；⑤小組自由發言，每位同學都需要發言，在發言過程中，其他同學可以補充和完善；⑥展開充分討論后，形成小組一致意見，由組長闡述；⑦教師點評，并給小組打分作為平時成績。分組討論的內容主要針對重點和難點內容開展，如大陸漂移、海底擴張與板塊構造、海洋地質作用、海岸帶的現代過程、河口與三角洲、大陸邊緣及其地質構造、深海沉積物。

(3)翻轉課堂。作為一種常見的教學形式，翻轉課堂可以讓同學們身臨其境地深入課程中，將學習的決定權從教師轉移給學生，以更為主動的方式掌握所學的知識。對于大二的學生而言，地質學的基礎知識較薄弱，因此，“海洋地質學”的翻轉課堂內容以學生便于網絡查找的內容為主。如地球的結構和表面特征、海水的性質、海洋中的生物、地殼中的元素、海水的運動方式、海岸帶的類型、河口的類型、三角洲的類型、深海沉積物、海底礦產資源等。

在保證教學進度不受影響的情況下，在講授相關內容之前，安排開展翻轉課堂。①將學生按班級實際人數分成數小組，每組5～6人；②每組學生自行根據學習的課程重要概念選擇具體的知識點，可以通過視頻講座、閱讀電子書、網絡討論、閱讀文獻等方式查閱材料，歸納形成講授資料；③每組選1名同學圍繞該知識點展開講解，同時要求學生提出實際例子進行講解分析和知識的實際運用；④在講解過程中，所有同學都可以進行質疑和討論；⑤教師點評和打分。

(4)使用視頻、動畫等資料，豐富課程內容。對于同學們來說，學習過程中涉及的動態地質過程內容抽象，不易理解，包括板塊的運動、地殼的結構、海水的運動、深海沉積物、礦產資源等。這時可以通過視頻資料播放授課，更多元化地講解知識。例如，在認識海洋地質探測技術時，可以用“解碼科技史——探索深海秘境”的視頻；海洋地質作用是由海水的運動和海水的物理性質決定的，其包括侵蝕作用、搬運作用和沉積作用，可以使用“國家地理百年紀念典藏第二集——浴火重生”的視頻；而對于板塊的運動內容，可利用央視科教頻道“原來如此——解讀地球”的視頻，從地球構造的角度來剖析板塊運動的成因和原理；還可以結合央視視頻深海勇士號探測的紀錄片“《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典視頻，并做好講解準備，及時地利用視頻教學。

(5)室外實踐教學。實踐教學是大學生獲得實踐經驗的一個重要環節，是培養學生動手能力與創新能力的關鍵，也是培養學生運用書本知識解決實際問題的有效途徑，它直接關系到高校的教學質量與人才綜合素質的培養[5]。因此，本課程引入了現場實踐教學活動，就地取材，在教學場所附近環境中就出露的地層、巖石、構造或是建筑材料對所學知識進行實際運用。

校園內許多建筑的建造材料均來自于天然巖石，如廣西大學匯學堂外的支柱、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，這些石材表面通常可見晶形十分漂亮的黃鐵礦、石英、長石、角閃石、輝石、方解石等礦物晶體，巖石的結構、構造也十分清晰。廣西大學海洋學院有近50平方米的珊瑚養殖室，可以用于了解珊瑚礁生態系統、海洋魚類、海水性質等現場教學。置身于天然的巖石和珊瑚養殖實驗室內，可以讓學生感受課堂知識在實際生活中的運用，激發學生的學習興趣。

二、教學過程中的能力培養和成效

本著可持續發展戰略要求，國家正需要大量的海洋地質學人才，大力開展海洋地質研究迫在眉睫，且學科的科學理論與實際應用意義重大，這就要求學科教學的過程中更注重學生實際運用的能力的培養，注重學生的創新思維培養，在實踐課堂中不限制研究范圍，鼓勵學生跳脫課堂內容，舉一反三。經過近三年的教學方法改革探索，在對學生能力的培養上取得一些成效。

(1)本科生學習興趣和學習效率明顯提高。課堂效果良好，基本上沒有學生再出現上課做無關教學的事情。學生能夠積極參與到課堂學習和討論之中，學習動力和效率明顯提升。近三年本科生“海洋地質學”考試成績，平均分(90人)從2020年的70分、2021年的75分上升至2022年80分。

(2)教學過程對大學生的科研素養和學習興趣的引導取得成效。通過幾年的“海洋地質學”教學，培養了學生的探索和鉆研精神，也激發了學生進一步深造的動力。2022年碩士研究生錄取結果陸續公布。廣西大學海洋學院2018級“海洋科學”本科專業捷報頻傳，該年級79位學生中，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和香港城市大學的錄取通知書，讀研率達46.8%，創學院新高。

(3)學生團隊協作能力得到加強。許多分組的討論學生中，多以小組3～5人為一組，參加了“大學生創新創業訓練計劃”項目。近三年海洋科學專業本科生獲得國家級項目支持9項，自治區級項目24項，成績優異。

(4)課程的學習和引導激發了學生的科研興趣。學生通過翻轉課堂的學習，查閱了大量海洋地質、環境和資源等相關資料，對海洋科學有了更全面的了解，也尋找到自己感興趣的專業內容，并積極參與到學院老師的科研項目中。近三年，海洋科學專業本科生以第一作者身份在國內外期刊上發表學術論文8篇，其中SCI論文2篇。

結語

“海洋地質學”的課程教學對培養海洋科學和技術人才具有重要的理論和實踐意義。針對“海洋地質學”課堂教學中存在的系列突出問題，通過引入實例教學；分小組討論互動式教學；翻轉課堂；使用視頻、動畫等豐富課堂內容和室外實踐教學相結合的方式，可以提高大學生的學習興趣和效率；培養科研素養；增強團隊協作等能力。本著深入學習和體驗知識的理念，本文提出課堂教學方法的實踐效果較好，能夠幫助學生學習理解并感受這門課程的魅力，讓學生們真正地沉浸到“海洋地質學”的世界中。“海洋地質學”的課堂教學方法仍需與時俱進，將信息化、電子化、大數據以及國際上先進的知識和理論融入進去，更好地開展“海洋地質學”課堂教學工作，能夠為國家和社會培養高層次海洋科學人才提供支撐。