文献对《海洋资源化学》课程教学的辅助作用*

胡耀强，陈法锦

(广东海洋大学海洋与气象学院，广东 湛江 524088)

多种资源在海洋中的储量远大于其在陆地的储量，在人类对资源诉求越来越高的今天，向海洋要资源已成为未来国家发展的重大战略方向。我国正在加快建设成为海洋强国，要在开发海洋、利用海洋、保护海洋、管控海洋方面拥有强大综合实力。这需要大批的专业人才为之服务，而海洋化学作为研究海洋物质的基础学科负有重要历史使命。海洋资源化学作为海洋化学的重要分支之一，是研究从海洋水体、海洋生物体和海洋沉积层中开发利用化学资源过程中的化学问题的学科，研究范围高度契合于国家的海洋强国战略。《海洋资源化学》作为海洋化学专业开设的核心课程之一，主要面向海洋化学专业的高年级本科生开设，目的是让学生掌握海洋水体、海洋生物体和海洋沉积层中蕴含的资源，理解资源开发的原理与工艺，掌握开发中对海洋环境或地球环境的影响与保护措施。为改变现有教材契合程度低的问题，通过文献完善课程理论体系和引入最新研究进展，拓宽学生知识面，提升学生对海洋资源开发过程中化学问题的系统性认知，为国家海洋强国战略培养更多的专业后备人才。

1 课程面临的问题

本门课程围绕开发海洋生物资源、海底矿产资源及海水盐资源过程中的化学问题进行展开。但多种海洋资源开发产业不成熟，未进行商业化开采阶段，不同种类海洋资源开发的不同阶段面临不同的科学问题。目前，海藻多糖的开发利用技术成熟，早已进入商业化开发阶段，海底石油天然气也已进入商业化开采，反渗透海水淡化等技术愈发成熟，已形成一定规模且在迅速提升产能中。其中蕴含了丰富的专业信息，提取其中较为系统的化学理论知识编著成籍。目前发行的与海洋资源化学相关的教材主要有许加超《海藻化学与工艺学》、辛仁臣《海洋资源》、阮国岭《海水资源综合利用装备与材料》、侯国祥《海洋资源与环境》及其它海洋资源与环境类专业书籍，从不同方面对海洋资源的开发进行了详细介绍[1]。从这些专业书籍中摘取所需知识点才能满足本科课程的系统性和深度。

以可燃冰为例，该资源的开采存在较高难度，也处于迅速发展阶段，在此过程中诞生了诸多新的科学问题，面临着出砂、钻井平台稳定性等工程方面的问题，同时存在甲烷泄露、沉积物塌陷等环境方面的问题，我国可燃冰开采进入可行性试采阶段，得出了较多系统性的理论成果。这部分内容编著进教材的进度可能会较为滞后，不利于教学质量的进一步提升。新闻、期刊杂志等更新速率快，能够及时地登载最新研究成果，对课本的知识体系起到很好的补充效果。

因此，为了进一步提升教学效果，需借助综述性论文和研究性论文跟进最新研究成果，对该领域的最新进展进行总结展示，以拓展学生的知识框架。

2 学术论文在海洋资源化学教学实践中的应用

学术论文有综述性论文和研究性论文两大类，其中综述性论文通过对某一专题的文献资料进行梳理筛选，综合提炼后形成的一种专业性极强的学术论文，具有高度浓缩的特点，可以反映该专题的发展历程、现状及最新进展，并有该学者阐述的富有建设性的见解。自身通过详读海洋资源化学方面的综述性论文往往可以及时获得该领域最新动态、发展趋势，及时完善课程理论体系[2-4]。引领学生阅读综述性论文可以拓展对海洋资源化学领域最新进展的了解，引发其对学科前沿问题的思考，同时可以扩充专业词汇量，提升自身专业英语水平。而研究性论文是尤为重要的一次性文献，它提供了精准的实验数据，对研究结果进行了客观、全面的分析，总结有严谨且富有创新性的论点。通过引入研究性论文可以使学生掌握最新的研究成果，分析其中的科学问题培养学生的创造性思维，建立进行科学研究的思路[5]。相比较而言，综述性论文为学生提供了一个领域较为系统性的最新成果，而研究性论文可以为学生提供更多的研究细节和解决某一具体科学问题的研究思路。

根据被引频次、期刊分区、文献类型和内容相关度等条件筛选出对课程有较大帮助的优秀学术论文，主要参考论文列于表1中。课堂上介绍论文主线，完善课程理论知识体系，并引导学生以文字、音频、视频等形式翻译、总结这些文献，作为课外作业。以下面五个方面的介绍为例：

(1)铀是一种具有非常高战略价值的元素，其在海水中的总储量较大，使得海水提铀具有极高的战略意义。但海中铀酰的浓度很低，使研发高效的提取材料和方法成为长期比较热门的研究方向。表1中文献1-4介绍了多种新型材料对海水中铀酰的高效高选择性吸附行为及机理，通过阅读这些文献，可以让学生们进一步认识到吸附材料的进步是实现商业化海水提铀的核心要素。

(3)海水中的锂浓度约为0.17 mg/L，浓度相对较低，通过检索阅读海水提锂方面的文章可以发现，目前的研究重心主要放在高效高选择性的分离方法或材料方面。为此，分别提供研究性论文和综述性论文各一篇(文献7、8)，以帮助学生加深对目前海水提锂发展现状的理解。文献7综述了膜分离技术在海水提锂方面的研究进展，而文献8则是介绍了一种具体的高选择性膜在分离海水中锂离子方面的应用效果。

(4)可燃冰是近些年炙手可热的清洁能源，其储量巨大，但仍未实现连续大规模商业化开采。目前，对可燃冰形成所需的热力学条件的研究相对成熟，需要进一步探究影响可燃冰分布的动力学机制，开发出更加成熟的开采技术。从本专业的角度出发，应引导学生加深对影响可燃冰矿藏分布规律的动力学机制的认识。文献7非常系统且全面的总结了可燃冰的分布规律、成因、开采方法，可以帮助学生全面深入的了解可燃冰。文献8总结了我国珠江口盆地可燃冰的分布规律，及造成分布规律的可能的动力学成因，对教材未介绍的内容做了很好的补充。在提供部分英文文献的同时，也可辅以中文学术性文章，在部分学生英文基础较差的情况下，可以更容易的理解该部分知识框架，以文献9为例，较为系统的介绍了可燃冰开采技术类型和研究现状，并简要介绍了每种方法所涉及的物理、化学原理和优缺点；文献10作为一篇研究性论文，从虚拟仿真的角度详细探究了钻井液侵入对水合物分解和开采带来的影响。

(5)富钴结核、锰结核是解决钴稀缺的重要海底矿产资源，集中分布于部分大洋沉积层的表层，研发更低成本的开采方法和绿色的提炼工艺属于海洋工程和冶金专业的任务。探究造成富钴结核分布规律背后的动力学成因是专业的重要研究任务之一，文献11系统性的总结了锰结核的分布特征、新的开采技术，可以帮助学生全方位的了解锰结核开发的最近进展。文献12讲述了利用锰结核中的稀土元素的分布差异分析锰结核成岩差异的机制，为学生提供一种探究锰结核成因的具体方法，可以显著提升学生对锰结核成因的认知深度。

(6)海底热液中蕴含的硫化物当运移至海底表层是会形成硫化物矿床，含有多种金属元素，是一种富有前景的海底矿产资源。但目前开采海底硫化物矿床的紧迫性不强等原因影响，关于海底热液的研究还主要集中在地质过程的探究阶段，借助综述性文章可以系统性的掌握海底热液最新的研究热点和进展。文献13则是较为详细系统地介绍了不同洋脊、弧后盆地等位置的海底热液的具体的地质、物理、化学特性，能够为学生提供更为详细系统的补充。

针对本课程的其他章节内容，也可选取相应文献，利用课后作业的形式，引导、监督学生完成对论文的精读、翻译，使学生通过本门课程的学习，能够更加深入系统的了解海洋资源开发利用过程中面临的化学问题。

表1 本课程选用的部分学术论文Table 1 Part of academic articles selected for this course

续表1

3 结 语

海洋资源开发行业的发展日新月异，为了能更贴近时代的发展节奏，以期培养出更加符合行业发展需要的专业人才，课程的理论体系也要与时俱进，学术论文对课程的辅助作用必不可少。通过引入文献，完善了教材中关于海水提铀、碘的分布特征、可燃冰开发现状、锰结核部分研究现状等小节内容，使学生对海洋资源开发的认知体系更为完善。希望总结的这些教学实践经验能够对本课程的教学起到一定的借鉴和参考。