“海洋地质学”课程体系构建和教学方式改革尝试

刘绍文，殷 勇

1.南京大学　海岸与海岛开发教育部重点实验室，江苏 南京 210023；2.中国南海研究协同创新中心，江苏 南京 210093

海洋科学是国家战略科学。国际上，美国、加拿大、德国和日本等发达国家均拥有强大的海洋科学教育、研究和人才培养体系。我国正在实施“海洋强国建设”国家战略，党的十八大报告提出要“提高海洋资源开发能力,发展海洋经济,保护海洋生态环境,坚决维护国家海洋权益,建设海洋强国”。2013年7月31日，习近平同志在中共中央政治局第八次就海洋强国建设研究的集体学习时强调要进一步“关心海洋、认识海洋和经略海洋，推动海洋强国建设不断取得新成就”。传播海洋知识、强化海洋意识和培养海洋人才是我国高校义不容辞的责任和使命。结合国内外学科发展态势和学校中长期发展规划纲要，南京大学2006年成立地理与海洋科学学院，设立海洋科学本科专业，次年开始招生。2012年7月，在外交部、海南省和国家海洋局三方支持下，由南京大学牵头，联合中国南海研究院、海军指挥学院等国内相关涉海单位，共同组建成立“中国南海研究协同创新中心”，这也是国家首批认定的14家“2011计划”协同创新中心之一。2013年9月，国家海洋局和教育部为了实施国家中长期教育改革和发展及人才发展规划纲要精神，共同推动我国海洋事业的发展，决定共建包括北京大学、清华大学和南京大学等在内的17所高校。

质量是学校的生命线，教学是学校的中心工作。教育部于2007年发布了《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》（教高〔2007〕 2号），并对专业结构调整、深化教育改革、师资队伍建设、教学质量评估和教学基础建设等方面提出了明确的要求和意见。南京大学积极贯彻和落实相关精神，大力探索提升本科教学质量，并提出了“三三制”本科教学改革方案，着力培养高质量创新型人才。“海洋地质学”是涉海院校海洋科学本科专业的四大核心专业课程。我们自2009年以来，一直从事“海洋地质学”课程的教学工作。期间，也不断思考如何完善课程建设体系、改进教学方式和提升教学效果。通过这几年的教学探索和改革实践，我们有了一点感受和体会，现拟与各位同行交流。

一、课程内容体系建设：立足本土、结合国际

完备的课程内容设计是一门优质课程的前提。课程内容设计既要体现本学科相对完备的基础知识体系，也要突出学校或学院的研究特色。我们在制定教学大纲和设计课程内容时，调研了国内外主要的涉及海洋科学的院校，包括美国华盛顿大学、俄勒冈州立大学、WHOI、夏威夷大学、宾州州立大学、达特茅斯学院，英国南安普顿大学和荷兰萨格勒布大学等国外大学和国内的同济大学、厦门大学、中国海洋大学等院校。发现它们虽然都开设了“海洋地质学”课程（Marine Geology），但其内容各不相同，一般都与该校的海洋地质研究基础和特色、授课教师的专业背景和研究方向等有较强的关联。总体而言，国外这门课程建设强调海洋地质学和地球物理学的结合（Marine Geology and Geophysics，如华盛顿大学和WHOI的课程直接以此来命名），突出定量化表达和培养学生解决问题的能力。课程名字或为Marine Geology、Introduction to Marine Geology或者Geological Oceanography等。国内这门课程更多地侧重地质学和海洋学的交叉，地球物理学方面涉及较少，而对海岸带和海水等海洋环境方面则较国外更多[1]。此外，国外要求选课学生一般具有普通地质学、岩石学或者地球化学等相关地质学基础，国内选课学生这方面的基础比较薄弱，大多没有系统学习过地质学课程。

南京大学地理与海洋科学学院的海洋科学本科生在大二上学期选修“海洋地质学”课程，他们虽然接触了普通地质学，但地质学基础相对偏弱。海洋地质学研究中，更多的是通过地球物理调查技术，开展海底地质学方面的研究。因此，地质学基础在海洋地质学中的重要性不言而喻，需要大力夯实。相应地，我们本着“强化地质基础，突出海洋特色”的设计理念来构建本门课程的内容体系，课程主要由四大知识体系构成：板块构造、海洋沉积、古海洋学、海底矿产资源和灾害。此外，结合南京大学60年来在海岸地貌和沉积动力学方面的学科积累和研究基础，课程设计中也加入了这方面的内容。通俗地说，如果把“海洋地质学”的课程内容体系比喻成一个“人”，那么板块构造类似“骨”，海洋沉积类似“肉”，古海洋学类似“血”，而海洋地质资源和灾害则是“效应”。这样，比较完整地从“过程—机理—效应”来解剖海洋地质学，为学生提供一个相对系统的知识链。

教材建设也是课程内容设计中的重要环节。一本好的教材可以使得教学活动和知识传授相得益彰。国内已出版的相关教材中，满足上述知识要素体系的较少，目前，我们结合国外相关教材，正在着手编写具有自身特色的教材。课堂教学中，我们采用如下两本专著：Seibold E & Berger W H 的《The Sea Floor-An introduction to Marine geology》（1996，Springer Verlag, Berlin） 和 James Kennett的《Marine Geology》（1982，Prentice Hall, New Jersey）作为主要的参考教材。此外，《Nature》《Science》《Geology》《Marine Geology》《Journal of Geophysical Research》《Geophysical Research Letters》《Deep-sea Research》等主流地学期刊上的论文也被作为教学材料参考。

二、教学方式转变：小班化研讨和双语教学

教学效果的好坏与教学方式有很大的关联，选择合适而高效的教学方式是一门优质课程的保障。南京大学海洋科学专业的本科生每年招收规模相对偏小（10～15人），这样使得开展小班化研讨教学成为可能。实际上，小班化研讨课也是国外一流大学的典型教学模式，如美国加州理工学院（Caltech）在校本科生约1000人，该校80%以上的本科课程班均不足20人。小班教学可以使学生充分参与讨论，发挥他们的主观能动性，改变了传统的教师在讲台上讲、学生在台下记的单一格局，从而让学生成为课堂的主角。教师引导设立讨论题目，可以就一篇论文的观点或者就一个海洋地质现象，让学生分组，进行讨论和陈述，教师最后点评和总结。鉴于二年级本科生的知识结构和专业水准还不够到位，我们鼓励学生发表自己的任何想法，不单纯地从知识对错的角度来评判发言的水平。

此外，这门课程还尝试开展双语教学。鉴于当前日益频繁的国际学术交流和留学生互派计划，国际化课程将会成为我国高校课程改革的必然选择。南京大学作为国家985重点高校，更是把国际化办学作为当前和今后的发展重点之一。具体到本门课程而言，授课教师有在国外高校研修一年以上的海外留学经历，初步具备英语教学的语言基础。我们采用英语多媒体课件和英语阅读材料（相关教材的章节或论文资料等）。教师尝试用英语授课，鼓励学生用英语回答问题和讨论交流，期末考试则实行全英语答题。这样，一方面使学生的英语水平，特别是专业英语，得到了锻炼和提高，做到平时大学英语学习的学以致用。另外，学生本科毕业出国留学后，也能使他们在国内外专业课上有一个较好的知识对接，避免“硬着陆”。实践表明，学生的潜力很大，他们能用英语进行答题，也能抓住平时阅读材料的要点和关键。当然，口语交流方面还需要锻炼和提高。

三、教学思路改革：科学史教育进课堂

科学史记录了知识的发现和形成过程，也刻画了科学家在科学发现中的行为和特质。传统的认知把科学史研究定义为社会科学的范畴，自然科学只单纯地谈科学的发现和创新，从而把科学和人文割裂开来。实际上，科学史是科学知识教育中不可或缺的环节。1979年诺贝尔物理学奖得主、德克萨斯大学奥斯汀分校物理系Steven Weinberg教授曾在《Nature》（2003）上撰文“如何成为优秀科学家的四个金科玉律”时，就开宗明义地提出科学家要懂一些科学史，特别是本专业领域的科学史[2]。板块构造理论的提出被誉为20世纪最伟大的几个自然科学发现之一，完全可以与DNA双螺旋结构、量子力学、相对论和化学键理论等这些诺贝尔奖成果媲美。板块构造理论的提出、论证和应用更是海洋地质学20世纪最激动人心的学科发展历史。因此，我们引入科学史教育，把这部分的关键内容讲述得更加生动、鲜活。

具体到课堂教学中，我们把关键词和关键人物关联起来，通过回顾科学家的工作来展开重大科学发现的形成过程，同时也展示了学术成果发表的优先权、署名权等学术规范和伦理。比如，教科书上一般都认为剑桥大学Vine和Matthews于1963年发表在《Nature》上的文章标志着海底磁条带异常的发现和海底扩张假说的证实。实际上，科学史研究发现，加拿大学者Lawrence Morley同期也独立地提出了这一观点，他先是投稿到《Nature》被拒，再投《Journal of Geophysical Research》（JGR）也被拒，最终于1964年在加拿大一个不知名刊物上发表。这样，Morley失去了对这一重大发现的署名权。不过，国际学术界后来认可了他的贡献，并把海底磁条带异常统称为Vine-Matthews-Morley Hypothesis，这是一份迟来的认可！然而，先发表也不一定被认可。比如，美国海军研究部的Robert Dietz虽然1961年就在《Nature》上发表了关于海底扩张的论文，并正式提出Seafloor spreading一词，但学术界都把海底扩张理论归功于美国普林斯顿大学地质系Harry Hess教授，虽然他的论文出现在1962年的一部专著之中。这是因为前者是受后者的学术观点启发而率先撰文。此外，剑桥大学Don McKenzie在《Nature》（1967）的论文和普林斯顿大学Jason Morgan在JGR（1968）的论文孰先孰后提出板块构造运动学理论等也是学术界一段有趣的公案。通过这些案例的科学史剖析，让学生了解了重要科学发现过程中的智力竞争、争抢发表权和名利场等背后故事，既反映了学术研究中争分夺秒的“残酷”一面，也刻画了学术共同体对科学发现优先权的理解。

科学史教育将科学知识产生的过程与方法同学生的学习过程结合起来，使学生在学习知识时感觉到一种历史的厚重感。挖掘科学史的教育功能，积极探求有效的途径和方法，使其走进课堂，发挥人文教育在科技教育中的作用。

四、教学效果评估

教学效果是检验一门优质课程的指标。“好不好，看疗效”。然而，教学效果评估本身就是一件主观性强且不容易表征的事情，目前常用的手段是学校教务处组织学生在课程完毕后登陆管理系统，进行在线测评打分。本课程这几年的测评分为4.87～4.90分（满分为5分）。由于选课人数偏低，一两个学生的打分不同就会造成其结果差异大，因此单纯靠测评分数也难以客观地衡量教学效果。

我们尝试从其他角度来自我验证教学效果，或许可以说明一些问题。地理与海洋科学学院组织学生积极参加全国大学生海洋知识竞赛，最近3年连续获得团体一等奖，并每年都有学生入选特别奖。这些参赛学生都先后选修过这门课程。此外，海洋科学专业的学生获批我校大学生创新训练项目占全院学生的近一半人数，比例相当高，而且这些项目选题大部分都是海洋地质学方向，这也说明通过选修这门课程，学生的科研训练素养有了较好的提高，包括文献阅读和归纳能力、提出问题的能力，这也是他们能在全院项目申报中胜出的原因之一。海洋科学专业本科生毕业后当年获得出国留学的人数每年3～5人，约占全班人数的1/3。这些学生先后申请到了诸如美国华盛顿大学、WHOI、德国不莱梅大学和迈阿密大学等著名高校，这些学生大多集中在海洋地质学的博士生或硕士生项目。由此可见，“海洋地质学”这门课程在加深他们对海洋科学的理解以及未来科研方向确定方面提供了指导。

诚然，目前我国高校本科教学工作中还面临诸如内容多而课时少、教材建设落伍、如何吸引学生兴趣、教学质量保障和学业评价等诸多现实问题[3-4]。如何建设一门好课、上好一门课和上一门好课等都需要进一步探索和努力。

参考文献：

[1]颜佳新,王家生.关于地质院校海洋地质学课程内容安排［J］.中国地质教育，2000，9(3):30-35.

[2]WEINBERG S. Scientist: four golden lessons［J］.Nature,2003(426):389.doi:10.1038/426389a.

[3]吕海燕.浅谈如何处理《海洋地质学》教学中“厚”与“薄”的关系［J］.气象教育与科技,2006(4):23-25.

[4]梁娟，桂峰.“海洋地质学”课程创新型实践教学体系构建的探索［J］.科教文汇旬刊,2015(11):66-68.