关于提高海洋化学课程建设的建议

2014-03-01李鸿莉印春生

教育教学论坛 2014年45期

关键词：海水海洋化学

李鸿莉，印春生

（上海海洋大学海洋科学学院，上海 201306）

关于提高海洋化学课程建设的建议

李鸿莉，印春生

（上海海洋大学海洋科学学院，上海 201306）

海洋化学知识是培养海洋类人才必备的基础知识之一，本文通过对课程教学大纲、参考资料和相关实验教学的分析，以及对学生进行问卷调查，结合学生课外阅读，适当增加海洋化学讲座，培养学生运用海洋化学手段，并试着解释一些现在存在的海洋环境化学方面的问题，提高海洋化学课程的教学效果。

海洋化学；课程；建设分析

21世纪是海洋的世纪，海洋事关国家安全和长远发展，增强海洋意识，大力发展海洋经济，依靠科技创新，优化产业结构，海陆联动，协调发展，积极发展岛屿经济，注重海洋生态保护与可持续发展，是今后海洋经济发展的战略重点。而作为海洋经济发展主体的海洋类人才的质量和数量尤为重要。海洋类大学作为输送海洋人才的一个重要教育机构，肩负着培养海洋类人才的重大使命。“海洋化学”是海洋类专业必修的一门专业基础课，主要存在以下几方面的问题：原理多、概念复杂、涉及的知识面广、学科交叉性强等诸多特点，常常出现教师讲授困难、学生学习乏味的现象，因此单纯、呆板的授课方式很难引起学生的兴趣。

一、编制可行的教学大纲

《海洋化学》是海洋类专业的基础课程，它在很多领域存在着广泛的应用，包括海岸带海洋化学、海洋沉积物界面及深层海水的海洋化学，海气界面的海洋微表层化学以及极地海洋化学，海洋生物及有机地球化学，等等，涉及范围广，化学过程复杂。根据上述情况，设置合适教学大纲十分必要。

本课程系统介绍了海洋化学的基本概念、学科进展和在国民经济建设中的地位与作用、海洋的形成和海水的化学组成、海洋中的常量元素、海水中的各种气体组分、海水碳酸盐体系、海洋中的主要营养盐及其生物地球化学、海水中微量元素和海洋重金属污染化学、海洋有机化学和海洋有机污染化学、海洋同位素化学、海洋化学中的重要理论和原理、海水中重要的元素化学形态及海洋化学模型、海洋界面化学、海洋中几种重要的元素地球化学循环、海洋化学资源等。重点向学生传授各种海洋化学物质组成、分布以及化学变化规律，海洋化学研究的经典理论以及各领域方向的最新研究成果，使得学生对海洋化学基本原理、观点和各个层面的知识有较为全面的熟悉和了解。然而这些方方面面的知识涉及内容繁多，要在短短的一学期之内讲授给学生，就要进行适当的增加或者删减。

绪论要求学生熟悉海洋化学基本概念、研究内容，了解海洋化学的发展过程及在国民经济建设中的地位和应用、与人类的关系以及海洋化学学科的发展简史，理解并掌握海洋化学的学习内容及特点，学时为2~3个。海水的化学组成要求学生了解海洋的形成过程、海水来源以及海洋形成的有关理论，掌握海水的化学组成及其自古至今的变化规律，熟悉并掌握海水的基本化学组成及其在空间上的分布情况，熟悉并掌握海水的化学组成、盐度与氯度概念及相关理论，熟悉海水中主要化学元素类型以及海水中元素分布的Marcct-Dittmar恒比定律，了解海洋自形成以来的海水化学成分的变迁及其变迁模型，了解影响海水化学组成的因素和海洋生物地球化学理论。第三部分要求学生熟悉并掌握浅层海水中主要气体的组分类型、它们在海水中的溶解性，特别是海洋中的溶解氧，熟悉海洋中非活性气体和微量活性气体类型以及它们的化学特性，了解中国近海的CO2循环和碳的化学反应特点。海水中二氧化碳—碳酸盐体系（4学时）：熟悉海洋碳酸盐体系的重要性、海水碱度与PH值特点，熟悉海水中碳酸盐体系及其化学作用与化学平衡、碳酸盐体系的沉淀与溶解平衡，掌握海水二氧化碳—碳酸盐体系各个分量的计算方法，了解二氧化碳—碳酸盐体系全球循环对人类的意义。主要生源要素的生物地球化学循环要求学生熟悉并掌握浅层海洋中主要营养盐的组分类型，它们在海水中的化学形态、化学转化作用、时空分布、所参与的海洋生物地球化学循环，熟悉海洋中富营养化特征与评价方法，了解海洋中的赤潮及其发生情况。海洋中的痕量金属要求学生熟悉并掌握海水中微量元素的含量和分布情况，以及它们在海洋微量元素的生物地球化学行为，熟悉海洋中主要重金属污染类型及状况，了解海水中金属的腐蚀作用原理和影响金属腐蚀的因素。海洋有机地球化学要求学生重点熟悉并掌握海水中有机碳的来源、时空分布特点和在海洋中的循环特点，了解海水中的有机磷和有机氮化学，理解并掌握海洋中初级生产力及其影响因素，概要了解中国近海及主要河口的有机物质分布情况。同位素海洋化学要求学生重点熟悉并掌握海洋中稳定同位素类型及其在大洋水圈中的变化情况，以及氢氧同位素在海洋科学中的应用，了解海洋中放射性同位素类型及其在海洋科学中的应用，概要了解海洋新生产力的估算及其方法。

总之，该课程的学习对开展海洋科学、海洋环境保护与污染治理，以及海洋资源的综合利用等领域的基础和应用研究具有重要的指导作用。

二、海洋化学参考资料的选择

在课程教材方面，根据学科的设置选择合适的教材是必不可少的。目前，关于本门课程的教材相对较少，有关授课内容和实验相结合以及有关计算的思考题还是比较欠缺的，在制定教学大纲和授课的过程中，教师根据具体情况设置合适的大纲是十分必要的。本门课程的参考教材主要有张正斌教授编著的《海洋化学》和陈敏教授编著的《化学海洋学》，内容主要包括海洋的组成、海水的组成、海洋中的常量、微量元素、海洋中的营养盐、海洋中的二氧化碳以及海洋中的同位素化学以及界面化学等内容。这两本教科书都是很好的教材，在此基础上适当地补充一些内容，例如最近几年的一些关于海洋化学问题的最近研究成果，让学生在学习理论的基础上对当下的一些情况有一定程度的了解。

三、实验课中实验的选择

海洋化学实验可根据课程进度适当的安排实验，原来的实验主要包括海水中的溶解氧的测定、PH值测定、总碱度的测定、磷酸盐和硝酸盐的测定等，但是还存在一些缺点，例如海水中的微量元素以及同位素这一块的实验基本没有涉及，然而有一些客观条件使测得的存在可能这块比较欠缺。根据教学大纲课程的安排，结合学校的实际情况，适当分组安排学生去参观一些精密仪器，例如电感耦合等离子体质谱仪、同位素质谱仪等，让学生对有关课程有一个实质性的认识。针对学院设置，海洋环境的学生对海洋化学方面的要求比较高，可以将海洋化学课程和海洋化学实验分开来，让学生在掌握海洋化学知识的基础上，能够熟练掌握海洋化学类的实验技巧。

四、学生问卷调查结果

学生是国家海洋发展的未来，也是教学的主体，了解学生对本门课程的兴趣、掌握程度是十分必要的，对此我们进行了一次学生调查，调查结果如下表所示。从调查结果不难发现，学生希望在学习这门课程方面有更自由的空间。作为基础专业课，基础理论知识的讲授必不可少，实例以及专题的讲解可以在一定程度上进行分析讲解。然而，众口难调，加之学生的知识储备不一，在学习时，还要进一步进行课程的革新。例如适当增加海洋化学知识讲座，可以将最新的研究成果以介于科普与专业知识之间的难度介绍给学生。实践证明：学生对这一教学形式兴趣浓厚，如此也得以适应海洋化学学科不断发展的现状。

学生调查表

五、教学方法和形式上的注意事项

能使学生对课程产生浓厚的兴趣，认真学习本门课程是教师授课的初衷，灵活多变的教学方法十分重要。在教学方法上和形式上，根据授课的情况总结为以下几个方面：（1）教师可以充分利用多媒体教学手段，激发学生的学习兴趣。在上课之前可以对本次课要讲的内容先做一个引导，例如一个简短的视频、一些实际生活中的图片，都能激发起学生的兴趣。（2）在课堂开始时，先对上一次课所讲授的知识点进行简单的复习，让学生对上堂课所讲的内容有一个简单回顾和复习，克服“狗熊掰玉米”的学习方式。（3）在上课的过程中，通过互动式教学，鼓励学生积极的回答问题并积极的提出问题，就学生感兴趣的相关内容结合理论知识进行分析。（4）下课前对本次课程的有关内容进行一个简单的小结，在正常的课堂教学之外，部分主要章节讲授完之后，对有关的内容布置适当的作业，巩固学过的知识。有关章节结束的时候，适当的布置一些思考题或者文献阅读，让学生自由讨论，目的是让学生对所学知识有一个全面的理解和掌握，同时把握本门课程的最新进展。（5）培养学生的实际观察和动手能力。可以让学生根据自己所学的理论知识，设计实验方案，并通过某些实验试着来解释某些海洋里的现象。（6）提高学生的主动性，鼓励学生针对某个专题，通过查阅文献、整理资料，在课堂上进行讲解，对一些争议性的问题提出自己的观点。（7）培养学生的创新能力。要积极鼓励学生，通过已有的海洋化学知识，结合实际情况参与一些创新活动，做到学以致用，而不是墨守成规，被动的接受。总之，在灵活教学基础上让学生活学活用，最后能学以致用才是学习这门课的最终目标。