省屬地方高校海洋技術本科專業(yè)海洋地質學課程的教學探索

張杰

（1.山東交通學院 研究生工作處，山東濟南 250357；2.山東交通學院 船舶與港口工程學院，山東威海 264200）

海洋技術是高等學校普通本科專業(yè)，在2000 年左右開始招生。2002 年，招收海洋技術本科專業(yè)的院校只有中國海洋大學、廈門大學、河海大學、河北工業(yè)大學、浙江海洋大學、鹽城工學院和江蘇海洋大學。隨著國家“海洋強國”戰(zhàn)略的實施，社會對于該專業(yè)人才的需求日益迫切[1]。截至目前，全國共有30 所院校開設該專業(yè)。按照2018 年教育部發(fā)布的《普通高等學校本科專業(yè)類教學質量國家標準》，海洋技術專業(yè)的教學內容涉及海洋學、數(shù)學、物理學、化學、生物學、地質學等多個學科，旨在培養(yǎng)海洋探測和海洋開發(fā)領域能夠勝任海洋聲、光、遙感和生物資源開發(fā)等高新技術研發(fā)工作的人才[2-3]。近年來，隨著海洋時空大數(shù)據(jù)的快速增加，從空間感知和空間認知角度認識和了解海洋成為新時代發(fā)展的需求[3]，因此，2021年，哈爾濱工程大學在國內首次設立了智慧海洋技術專業(yè)。

山東交通學院海洋技術專業(yè)是在新工科建設背景下，結合船舶與海洋工程、航海技術等學科背景而設立。該專業(yè)在設立之初以海洋信息技術為主要培養(yǎng)方向，之后經過專業(yè)整合，在海洋信息技術的基礎上增設了海洋資源開發(fā)技術，專業(yè)定位為“針對我國船舶工程、海洋工程領域、海洋資源開發(fā)領域對信息化、智能化技術的迫切需求，以智能感知、大數(shù)據(jù)和智能系統(tǒng)為目標，將海洋科學、船舶工程、海洋工程和航海技術與人工智能深度交叉融合，培養(yǎng)可促進智慧海洋科技發(fā)展的高級人才，可授予理學或工學學士學位”。海洋地質學為海洋技術專業(yè)的一門學科基礎課程，山東交通學院在第三學期開設海洋地質學課程，開設之前以海洋技術導論作為先導課程。本文結合山東交通學院實際教學過程，總結了一些經驗，希望為該課程的教學提供參考。

1 課程特點

海洋地質學，又稱地質海洋學。1891 年，英國的默里和比利時的勒納爾編制第一幅世界大洋沉積分布圖，并出版《海洋沉積》一書，標志著近代海洋地質研究的開始。海洋地質學是在地球系統(tǒng)科學理論指導下，以地球物理學、地球化學、沉積學和古生物學方法對海床和海岸進行系統(tǒng)研究的學科[4]。從學科領域來講，海洋地質學從屬于地球科學領域，其研究成果為人類認識海洋、開發(fā)海底資源、保護海洋環(huán)境和維護海洋權益提供科學依據(jù)。

海洋地質學課程是海洋科學、海洋技術等本科專業(yè)學科的基礎課，可作為航運、石油、地質等其他涉海相關專業(yè)的必修課程。從課程內容來看，海洋地質學是地質學的一部分，又與海洋學密切相關，是地質學與海洋學的交叉科學，課程體系龐雜，課程內容涉及領域廣泛，分支學科眾多，具有理論性與實踐性強的特點[5]。

2 教學過程中存在的主要問題

2.1 教學方式單一，有效的教學設計較少，知識點呈現(xiàn)方式較零散

海洋地質學課程知識點零散，地質術語眾多，要求學生具有一定的地質學基礎。海洋地質學課程的教學以課堂講授方式為主，學生主動思考的時間較少，缺少對問題的探討，教師與學生、學生與學生之間沒有建立有效的交流平臺，討論機會較少，導致鍛煉學生科學思維的目標難以實現(xiàn)。

2.2 未深入挖掘與后續(xù)課程的關聯(lián)性

山東交通學院的學生未學習海洋地質學課程之前，已經學習過海洋科學導論課程，后續(xù)還有海洋調查方法、海洋與環(huán)境等課程與海洋地質學課程密切相關。但在教學過程中，一些教師未深入挖掘海洋地質學與海洋調查方法、海洋與環(huán)境等課程相關聯(lián)的知識點。學生對相關知識點的掌握也停留在記憶基本概念的層面，未能充分鍛煉發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

2.3 缺乏相關歷史背景的講解

海洋地質學許多重要理論的誕生和發(fā)展都具有重要意義，但是一些教師未講解海洋地質學產生的相關歷史背景，難以激發(fā)學生對海洋地質學課程的重視和學習的積極性，因而，難以滿足海洋事業(yè)發(fā)展對高校海洋地質學教學及海洋技術人才培養(yǎng)方案的要求[6]。

3 教學活動的探索與實踐

3.1 思政元素充分融入教學內容，全方位增強學生學習海洋地質學的熱情

海洋地質學課程涉及海洋安全、海洋資源開發(fā)等較多內容，有豐富的思政元素可供挖掘[7]。這些思政案例，故事性強，又與教學內容密切相關，能夠增強學生學習海洋地質學課程的熱情和積極性，詳見表1。

表1 思政元素在不同章節(jié)的融入過程和方法

3.2 理論學習與現(xiàn)場觀察實踐相融合，教學內容形象化、具體化

海洋地質學注重探究海洋環(huán)境中發(fā)生的地質作用，解釋海洋環(huán)境中不同地質現(xiàn)象的成因，所以認識海洋地形地貌，觀察海洋地質作用的結果并思考作用過程，對于形成海洋地質學思維十分重要。因此，實踐教學是海洋地質學課程教學的重要環(huán)節(jié)[8-9]。結合山東交通學院和其所在地市的實際情況，教師安排了觀察海岸帶環(huán)境、礦物巖石和海蝕作用等實踐教學環(huán)節(jié)。海岸帶沉積環(huán)境觀察主要是觀察威海榮成天鵝湖的沙嘴—沙壩—瀉湖地貌形態(tài)，包括確定沙壩的位置，觀察海岸方向和垂直海岸方向顆粒物粒度的變化，觀察瀉湖沉積物的特征以及瀉湖內水體與海水的交換；觀察乳山銀灘海灘剖面前濱、后濱的劃分，縱向和橫向剖面上沉積物粒度的變化和礦物的組成，思考其形成機制[10]；參觀劉公島，觀察海蝕現(xiàn)象，思考不同海洋地質作用的結果；觀察威海市榮成花斑巖，思考花崗斑巖的形成條件，推斷榮成市花崗斑巖可能的形成機制。

3.3 課堂辯論、專家報告、名人訪談等形式和內容融入課堂教學，多維度培養(yǎng)學生的辯證思維能力

教師設置的課堂辯論題目包括：（1）你是否同意進行海底礦產資源開發(fā)？（2）如何平衡提高生活質量與節(jié)能降耗之間的關系？（3）該如何對海底文物進行搶救性挖掘和保護？（4）海洋環(huán)境變化真的會危及人類生存環(huán)境嗎？教師將專家報告和名人訪談與教學內容相結合，在海洋與氣候變化章節(jié)中帶領學生觀看關于海洋地質學家汪品先院士的專題報道和丁仲禮院士在《面對面》欄目接受的訪談；在海洋礦產資源章節(jié)加入了中國海洋地質之父劉光鼎關于“中國油氣資源的發(fā)展與創(chuàng)新”的采訪。

3.4 注重課堂內容的引入方式，全面增強理論知識點與實際案例的關聯(lián)性

具體引入方式見表2。這種引入方式能夠增強知識點之間的邏輯性，使學生加強對相關知識的理解，也顯著提高了學生的學習興趣。

表2 不同章節(jié)課程內容的引入

3.5 科學研究成果與教學內容有機結合，使學生加強對相關知識點的理解

海洋地質學的發(fā)展早期受觀測技術制約，進展非常緩慢，直到20 世紀中葉，聲吶技術、成像技術等觀測技術在海洋調查研究中的成功應用推動了海洋地質學的快速發(fā)展，研究成果較多[11]。海洋地質學的本科教學也應該與時俱進。例如講述邊緣海形成和演化時，教師以南海海盆的擴張歷史和擴張機制為例，介紹了南海海洋研究所在南海陸洋轉換、擴張時間、擴張動力等邊緣海演化重大科學問題上取得的突破，講解了這些研究成果在服務海域劃界、油氣-水合物資源有序開發(fā)等方面發(fā)揮的重要作用，讓學生真正了解海洋地質學研究成果的實踐意義。教師講述大洋盆地演化時，介紹了古生物學家在地中海米諾卡島發(fā)現(xiàn)超級兔王骨頭的研究成果[12]，展示了板塊運動、氣候變化與物種演化之間的有機結合，呈現(xiàn)了利用海洋地質學研究技術解釋有趣自然現(xiàn)象的過程，以此激發(fā)學生進行自然科學創(chuàng)新的熱情。此外，海洋地質學的諸多研究內容均通過國際合作計劃完成，如深海鉆探計劃，教師以此為切入點，介紹其誕生背景和主要的研究成果[13]，使學生能夠真正了解相關知識點的產生過程，加深對知識的理解。

3.6 構建海洋地質學課程與后續(xù)課程之間關聯(lián)的橋梁，發(fā)揮課程紐帶作用

教師講述海洋礦產資源時，介紹2017 年我國在南海神狐海域完成的天然氣水合物試開采實驗，從地質、地球物理、地球化學及生物等方面介紹天然氣水合物存在的海洋地質學標志[14-15]，進一步明確海洋地質調查在海洋調查中的重要地位；講述海底地形地貌時，通過闡述我國科技人員在2020 年成功研制出的一種集海底地形地貌與淺地層剖面探測功能于一體的高效精細海底聲學探測裝備，幫助學生理解海底地形地貌在海洋資源調查、海底環(huán)境監(jiān)測與科學研究等領域的重要作用，以及先進的海洋調查設備在其中發(fā)揮的決定性作用[16]。

4 教學效果與思考

4.1 有所改善之處：教學效果顯著提升

從學生第二輪次的成績分布來看，60 分以下的學生有3 人，占總人數(shù)的7%；60～70 分的學生有7 人，占總人數(shù)的17%；70～80 分的學生有12 人，占總人數(shù)的30%；80～90 分的學生有15 人，占總人數(shù)的37%；90 分以上的學生有3 人，占總人數(shù)的7%。80 分以上學生占總人數(shù)的百分比較第一輪次提高了11%。從提交的平時作業(yè)來看，學生開始有意識地通過查閱資料主動思考海洋地質學中的內容和觀點，這說明這種探索是有效的，學生掌握了海洋地質學的重要知識點，并能夠運用所學知識初步分析解決相關問題。學生評教結果相比第一輪次也有明顯改善，課堂評教成績?yōu)?8 分，多數(shù)學生反映課程內容設計緊湊，緊密結合了學科發(fā)展動態(tài)，知識點非常形象具體，真切感受到了海洋地質學的重要性。海洋地質學課程督導聽課成績也有顯著提升，被評為優(yōu)秀等級，獲得了山東交通學院課程教學比賽二等獎的好成績。

4.2 待加強之處：教學隊伍有待優(yōu)化，信息化建設有待加強

需要指出的是，海洋地質學課程知識量大，涵蓋范圍廣而復雜，且目前仍然采用單人主講模式。后續(xù)，山東交通學院需要加強主講教師隊伍建設，吸納不同研究方向的骨干教師加入主講團隊，全面拓展課程的知識體系，全方位提升授課效果。此外，目前山東交通學院針對該課程進行的信息化建設還存在不足，現(xiàn)代化教學技術未有效融入日常教學，今后應該加強這方面的建設。