创新教育融入《海洋环境监测与评价》课程的教学改革*

严慕婷 公 晗 杨慧荣

（华南农业大学 海洋学院 广东广州 510642）

创新是推动国家科学发展及提高综合国力的原动力。2015年国务院办公厅印发的《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》中强调“加快培养规模宏大、富有创新精神、勇于投身实践的创新创业人才队伍。”大学生是建设创新型国家的主力军，其创新素质的培养与国家整体创新能力的发展密不可分。培养大学生的创新素质是我国高校的主要教育目标之一，也是教学改革的首要任务。

为了满足海洋强国“一带一路”建设等重大国家需求，近年来自然资源部大力支持高校海洋学院及本科专业建设，加快培养海洋领域创新型、复合型和应用型人才。海洋环境监测与评价课程是海洋科学专业的一门专业核心课程，也是国家针对现阶段海洋经济发展及海洋环境问题所制定的评价环境质量和污染程度的策略及标准。海洋环境监测与评价课程是该专业底层知识体系的主要组成，是学生从事海洋环境保护与建设事业的“敲门砖”。但随着经济的不断发展，海洋环境问题层出不穷，极大地丰富了海洋环境监测与评价的理论和方法。正是这种极快的更新迭代速度、极强的实践性，要求我们对课程的教育理念、教学内容和方法、考核方式等进行深入改革，以提高学生的创新素质为主要目标，为我国海洋事业建设培养适应新时代需求的海洋科学领域创新型人才。

一、海洋环境监测与评价课程教学存在的主要问题

1.教材内容时效性较差

作为知识传播的媒介和载体，教材是学生直观获取系统知识的主要材料。教材内容在很大程度上影响了课程设计，其中教材内容的时效性往往决定了该门课程能否“与时俱进”。为了培养创新型人才，教材应紧贴科技潮流和瞄准当前社会需求。但从目前所使用的教材而言，内容知识点相对陈旧，部分环境监测所采用的方法依然是较早的国标方法，步骤烦琐且检测限较高。此外，对于海洋环境污染物尤其是新型污染物的监测方法涉猎较少。传统的教材内容已难以满足现阶段海洋科学领域发展的需求。

2.理论教育与实践教学分离

学习理论知识是为了解决实际问题。离开了实践，理论就成了无本之木。海洋环境监测与评价是一门实践性、应用性极强的学科，采用传统的理论教学难以让学生理解和掌握大量的监测方法。在学习过程中，学生需抽象理解样品采集过程、想象每个监测方法的步骤，学习难度大。且不同的应用情景及评价目的，需采用对应的监测方法。这要求学生即使掌握了原理，也要与实际联系，才能准确评价海洋环境质量。但目前的课程教学缺乏实践探索环节，易诱发学而无用的想法，难以激发学生学习兴趣，形成怠倦心态。实践创新是理论创新的来源和动力，缺乏实践的理论教学如空洞说教。

二、基于创新素质培养的课程构建

1.设定基于创新素质培养的课程目标

作为海洋科学专业的一门必修课，海洋环境监测与评价课程对学生的创新素质培养起着核心支撑作用。因此，应把创新内化到课程目标中，确保学生创新素质的培养在课程教学过程中得以体现。总体而言，创新素质主要包括创新品质、创新能力和创新知识。创新品质指的是创新意识、创新精神和职业发展素质；创新能力包括创新思维能力、判断能力、自主学习能力和实践能力等；创新知识关键包括专业知识、基础知识和交叉学科知识[1]。创新素质的综合性决定了它的培养过程具有一定的复杂性，因此，我们借助了SIO-IE模型指导海洋环境监测与评价课程目标的设立。SIO-IE即潜移默化（Socialization）、融合化（Integration）、操作化（Operation）、内化（Internalization）和外显化（Explicitness）[2]。课程目标包括三个横向目标和五个纵向目标。横向目标从创新品质、创新能力和创新知识三方面设计，纵向目标则围绕知识创新SIO-IE模型的五个阶段逐层递进来设定。见表1。

表1 基于创新素质培养的分阶段课程目标

2.建设融合创新元素的教学资源

（1）编写与时俱进的适用性教材

为了让学生系统地掌握课程知识，在本科教学过程中教师须立足课本设计教学内容。但由于环境监测与评价领域的教材更新较慢，现阶段主要参考的教材部分内容较为陈旧，比如一些环境质量评价标准、水质指标监测方法等已被多次修订但教材仍采用最早期的版本，且有些新型污染物的检测方法未被列入。除此之外，教材的部分内容章节设置不尽合理，知识点分散且缺少逻辑关系。笔者及其教学团队正根据这些存在的问题，着手编写与海洋科学领域发展现状相适应的课程讲义和教材，以便把最前沿的海洋环境监测与评价的相关知识讲授给学生。

（2）设计专创融合的教学模块

“模块化教学”是一种传统且效果较理想的教学方式。基于该教学方式，根据海洋环境监测与评价课程内容设置了不同模块，构成课程知识体系（表2）。模块分为海水监测与评价、海洋沉积物监测与评价、海洋生物监测与评价、海洋生态调查与评价、专题案例教学、PPT演讲及分组讨论等六大专题内容，以“通识维度”的课程基础知识为平台，叠加专业创新设计与应用的“提升维度”，将创新教育贯穿课程教学全过程，形成专创融合的教学模块。在系统化学习课程专业知识后，教师采用专题案例教学、PPT演讲及分组讨论等教学方式，可充分调动学生的学习积极性和活跃学生的自主思维，带领学生走进海洋领域学科前沿，深切领悟知识创新对学科发展的重要性。

表2 海洋环境监测与评价课程模块设置

3.开展符合创新型海洋领域人才需求的实践教学

实践教学是培养学生创新素质的主战场。海洋环境监测与评价是一门应用性极强的课程，学生在实际的监测实验中会不断地发现问题、研究问题、从理论中寻找解决办法、设计验证实验、评价实验结果等。通过这一系列的实践过程，可让学生进一步内化所学的理论知识，并将其升华成职业技能，最终形成创新素质的培养和积累。为了更好地开展实践教学，海洋环境监测与评价实验课程已被新增至海洋科学专业本科生的培养方案中，教学学时为16个。根据理论课程的知识构架，以完成海洋环境多维度监测为目标，构建实践教学内容，如表3所示。为充分调动学生的学习积极性，锻炼创新性思维，实验项目以“自主设计方案为主，基础实验方法为辅”，以期对培养创新素质的课程目标形成正反馈作用，向创新素质培养的需求靠近。

表3 海洋环境监测与评价实践教学内容

创新精神的建立是第一步“发现问题”的关键，而创新素质的培养则是第三个过程“解决问题”的必要条件。与创新精神的培养相比，创新素质的提升是更持久、更复杂的教育问题[3]，它要求教师把理论教学和实践教学有机融合，把创新素质培养嵌入到课程的每一部分，做到“润物细无声”。创新素质的培养不是在课程中设立专门的章节进行讲授，而是考量该门课程是否符合新时代创新型人才培养的一把严格的标尺。

三、培养学生自主创新能力的分层次教学方式

分层教学最早由美国霍华德·加德纳教授提出，是依据古代孔子“因材施教”观点逐渐发展起来的教学理念[4]。不同学生在知识储备、学习能力、兴趣爱好、发展潜力等方面都存在差异，采用传统的同步式教学难以契合所有学生的学习需求。基于学生个体差异及个人意愿将学生划分不同的组别，在教学中制定不同难度的创新素质培养目标并施以不同的教学方式，不同程度地提高学生的创新能力。

海洋环境监测与评价是一门以不同环境对象展开监测的应用型技术课程，从课程人才培养目标而言可划分为技术研究型和应用型人才培养。对于技术研究型学生，可依据不同的环境监测对象分为水体组、沉积物组和生物组。通过分析学生的专业背景知识和相关基础课程如海洋环境化学、海洋生物学等学习成绩，根据学生的能力和性格，并参考其分组意向，确定学生的最终分组。教师应要求技术研究型学生围绕对应的环境监测对象进行深度探索，鼓励其参与教师的科研项目，在探索研究中提升学生的逻辑思维能力和创新素质。对于应用型学生，应着重培养其对专业知识和技术的应用能力，要求其对典型的监测项目进行深度分析，自主设计监测方案，提高学生的实践能力。此外，在分组过程中鼓励专业知识背景较好的学生与专业知识背景较薄弱的学生组队，提高后者的学习积极性，形成示范带动作用。对于成绩较为突出的团队，鼓励其积极参与“挑战杯创新创业大赛”“大学生创新创业大赛”及各类科技创新比赛，从而提升分析和解决问题的能力、个人科研能力及综合素质。学生的分层次培养是在真正意义上实现了针对性教学，可切实提高学生整体的创新素质水平。

四、构建多元化课程评价体系，促进学生的创新素质培养

课程教学评价是教学工作的重要环节，科学的评价体系应以促进学生的全面发展及提高创新素质为目标[5]。目前，海洋环境监测与评价课程的教学效果评价主要依靠期末考核，单一的评价方式不适合创新型人才培养的需求。在学生的创新素质培养过程中，课程评价不但需反映学生的学习成绩，还需考量学生多方面的发展潜能。为了满足社会与科技发展对人才素质的需求，在课程评价中需紧紧围绕创新素质培养目标，构建多元化的评价体系。首先，评价指标应多元化。除了专业理论知识的掌握程度，课程评价中还应注重创新能力相关的评价指标，包括科研能力、自学能力、探索能力、实践操作能力、评价决策能力等，利用一系列有利于创新素质培养的多元评价指标对学生素质进行合理评价。其次，评价模式应多元化。在标准化考试的基础上增加利于创新素质培养的过程性评价，在日常教学活动中通过专题作业、分组讨论等方式更准确地对学生创新能力的实际水平进行评价；利用理论与实践能力评价相结合的评价方式，通过加强实践环节如社会实践、科技竞赛、创业大赛等全面评价学生在知识应用与实践探索中的创新能力；利用自评为主他评为辅的评价方式，培养学生的独立意识和竞争观念，在不断的自我评价中了解自身的长处与不足，为其持续的创新实践和自我发展奠定基础。构建多元化课程评价体系的根本目的是提高学生的创新素质，通过发挥评价的反馈和指导功能，提高海洋环境监测与评价课程在大学生创新素质培养中的积极促进作用。