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海洋科學的特點范文1
關鍵詞：海洋科學專業；培養方案；課程體系；地學
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）39-0201-03
海洋科學專業是中國地質大學（北京）新設專業之一，在北京市70所高校中獨樹一幟為培養海洋學院專業特色人才提供堅實的平臺。在近9年的教學實踐過程中，我們不斷積累著專業教學和人才培養的經驗，也不斷對2004年制訂的培養方案做了盡可能的局部的調整。目前，學院已經形成了相對穩定的兩個本科教學方向：海洋地質與環境專業方向和海洋油氣資源專業方向，在近5年的實踐中取得了教學成果，學生就業率也達到了95%以上。隨著經驗的積累和利于海洋科學研究的深入，我們也越來越感覺修改和重新制訂海洋科學專業人才培養方案的重要性和迫切性。海洋科學專業人才的培養既要注重學生對海洋科學領域基礎理論知識的掌握，又要依托中國地質大學在地球科學領域的傳統優勢和雄厚基礎，在海洋地質、海洋資源、海洋環境等方面彰顯我校人才培養的特點，同時更要加強培養動手能力與實踐能力，將理論研究與海洋科技領域先進技術的應用相結合。培養方案的修改和重新制訂，對我校海洋科學本科專業的人才培養方向和將來的發展具有重要意義。
一、存在主要問題
1.課程設置。中國地質大學（北京）海洋學院成立于2004年12月，迄今為止9年了。這9年中海洋學院的本科教學在摸索中前進，不斷進行調整和改善，先后經歷了3次大的改革。但是課程設置主要問題表現為：（1）2004—2006年，課程設置與學分存在矛盾，學院開設的部分課程由于師資力量的限制導致無法正常開設；有些選修課與本專業相關性太差。（2）2007年，我院培養方案做了較大的調整。隨著2003級，即第一屆從地質學院海洋中心分離出來的本科生的畢業，又暴露出專業課程設置中的弊端，即海洋生物方向專業沒有跟地質大學的地質特色密切結合，課程設置零散而無重點。學生專業優勢不突出，用人單位產生很多疑惑而不利于學生順利就業。（3）2008年，增加能結合生物與地質環境，突出地質特色的專業課，如第四紀地質與環境、礦物與巖石、海底構造地質學、海洋生態學、海洋微體古生物課程。這次調整是海洋學院一次比較重要的調整，深得教師和學生的認可。但是在實施過程中，經過多次學生座談、教學研討及用人單位信息反饋，現行的培養方案有待進一步完善。
2.課程銜接?，F行的培養方案在實施過程中，課程內容重復及課程銜接的問題有所顯現。內容重復主要表現同一方向，專業主干課的課程與院定選修課的課程有部分內容重復，選修課中兩門課程會有部分重復，同一位教師上的同一類課程會有部分講課內容重復。如，在專業主干課程中開設了某一門課程，在院定選修課中又有一門類似的。以海洋油氣方向為例，專業主干課程中有海洋油氣地質學，院定選修課中又有油氣田地下地質學；同一位老師既講全球海上油氣區地質，又講中國海上油氣地質，會有部分內容重復。同時由于海洋科學專業包含方向較多，多年來學院根據國內所需并結合學院實際師資力量一直在對學科方向進行調整，導致課程設置、結構、內容等方面隨意性較強。具體表現為課程內容含括面廣、深度不夠、專業課程主線不清、課程體系較散、不能較好地反映學科方向等。
3.實踐教學的問題。由于經費不足、學院底子薄、海洋科學專業特殊性等方面的原因，實踐教學中最突出問題是缺乏固定的實習基地和實習的連續性，具有“游擊”式的實習方式。2005—2007年，我院實行一年級北戴河生產實習、二年級本科日照海洋科學綜合教學實習，實習經費嚴重不足，每年東拼西湊。之后日照實習基地與我校的合作關系結束，我院的綜合教學實習基地成了新問題。2008—2010年，考慮到海洋科學專業必須涉海，同時經費嚴重不足等原因，將一、二年級實習合二為一在北戴河進行，并將實習時間延長至5周。即便如此，由于北戴河實習基底每年承擔的實習任務較重，5周的實習時間也不可能完全保障，從實習效果上看也不明顯，三年級生產實習也存在一些問題。生產實習關系著學生的畢業論文，是學生將所學的知識運用到科研或其他工作中的第一步，但是原方案執行過程中有些不盡如人意。或是與教師的科研項目連接不夠緊密，或是實驗條件有限，學生的實習效果為此大打折扣。
二、新教學培養方案調整情況及形成
1.根據學校新的總課時安排，調整專業基礎課門數和教學內容。根據學校新的培養方案制訂要求，課程分為“通識基礎課、學科基礎課、專業基礎課、專業主干課、實踐必修課和校內公選課”的分段組合方式，并進行了課程整合與優化，所選的課程互相銜接、循序漸進；分清主次，強化專業基礎課、明確專業主干課，擴大校內公選課程的選擇范圍；明確各門課程和各環節的內容、范圍，注意相互間的聯系和銜接，避免重疊和斷層。專業基礎課的課程設置，以海洋地質學、海洋化學、海洋地球物理探測為基本，新培養方案的專業基礎課增加了《地球科學概論B》，并且把三門原來分給一個方向上的課程提前到專業基礎課里，即《海洋生物學》、《古生物學與地史學》、《礦物與巖石》。以突出我們的專業特色，強調以地球科學為堅實基礎，通過對海洋的結構構造、物質組成、包容水-巖、海-氣和海-陸交互作用等方面的系統學習，認識海洋的構造演化、海洋物質的分布及交換規律和海水的運動過程，服務于海洋資源和環境保護。按照加強基礎、拓寬專業、增強適應性、強調素質和能力培養的思路，在打好基礎的前提下，遵循循序漸進、相互銜接的原則，為學生提供較多的選擇機會和發展方向。
2.調整兩個專業方向的課程設置，并確定主干課程負責人。新的培養方案中，海洋科學專業的兩個方向確定不變，保持海洋油氣與海洋地質與環境兩個方向，專業主干課程進行了部分調整。學時由各320增加各480；原方案中海洋油氣方向的主干課《沉積巖與沉積相》打通到兩個方向共同上。在增加專業基礎課環節中地學和巖石學課程的基礎上，使學生的地學專業基礎更厚實。每一門主干課程，落實了課程負責人和主講合講教師，保證每一門課程都有兩三位教師共同負責，逐漸建立每一門課程的教學小團體，以保證本門課程的內容、教學效果以及保證在按照培養方案的時間內可以順利開出。
3.調整實踐教學體系、課時安排和教學內容和目標。新培養方案制訂過程中，我們堅持理論聯系實踐，在重視基礎理論課教學的同時，加強實踐性教學環節。日常教學中注意合理安排實驗課程在傳授知識的同時，重視和加強素質和能力的培養，把學生獲取知識和發現問題、解決問題能力的培養貫穿在整個教學過程中。暑期實習我們保留了大一的北戴河生產實習，同時增加涉海內容的比例；大二的地質實習，我們首次加入了周口店地質教學實習，并將實習放在了《地球科學概論B》和《礦物與巖石》課程結束之后。理論知識結合周口店大跨度的地質年代和豐富的地質地貌必將使我院本科生的專業基礎知識更加扎實。大三的生產實習也做了相應要求，要求必須與知道教師的科研項目，及相關生產或科研單位密切聯系，注意教學與科研、生產的結合，使學生有盡可能多的機會參與科技活動，接受初步的科研方法訓練。
三、新教學體系及教學內容特色
在新的培養方案框架下，對兩個專業方向的專業課程做了深入的討論，細致確定課程的教學內容、相互銜接以及實驗課時的安排，結合主干課程建設、精品課程建設規劃，逐漸形成了海洋科學專業的特色。
1.依托學校傳統優勢，強化“海洋科學”專業地學基礎。海洋科學由于具有涉及面廣、方向多等特點，早期培養方案（包括2004、2007年的培養方案）基于這些特點結合我院實際情況設計了相應課程。但從授課效果和教學體系上看，明顯存在一些不足，如課程內容含括面廣，但深度不夠；課程缺乏體系、不能較好地反映學科方向等。導致這些不足的出現主要在于學院在課程設置之前盡管對海洋科學有一定的認識，但是對學科的方向凝練不夠，或者目標方向一直較為模糊?；谏鲜鲈?，根據國內外海洋科學發展趨勢以及我校的實際情況，決定依托我校在地球科學領域的傳統優勢和雄厚基礎，加強我院“海洋科學”學科中的地學知識的培養，沿襲并深化“海洋地質與環境”和“海洋油氣資源”兩個專業方向的構成。結合專業方向分別對專業課程進行了深入剖析，首先打通一部分課程，如將原來只在海洋油氣資源方向講授的《海洋地球物理探測》放到專業基礎課中，將原來只在海洋地質與環境方向講授的《礦物與巖石》作為兩個方向共同的基礎課程等。其次刪減一部分與其他課程有重合或專業基礎性不強的課程，如《海洋資源》、《綜合地質學》等，同時根據專業需要將《海洋生物學》的課時進行了適當減少，由原來的80學時減為64學時。此外，根據方向需要新設置一部分課程，如《地史與古生物學》、海洋油氣資源方向的《油層物理基礎》等。
2.緊密圍繞學科方向，加強課程銜接，制訂并完善科學的教學體系和內容。隨著經濟的騰飛、社會的進步和產業結構調整，社會對高等教育的人才培養工作提出了新的要求，高校是人才加工的“工廠”，學生是適應市場需求的“產品”，高校的人才培養目標要適應人才市場的需求。我院對本科生培養的基本原則為：人才培養要適應市場經濟發展的要求；人才培養向綜合性發展；學科的發展走向前緣性；注重“實踐性”人才培養。因此在課程設置中，充分做到：（1）注重課程體系的綜合性、前沿性。根據課程體系修訂課程教學大綱，編寫配套教材，要根據海洋科學發展特點、國家關注重點、同類大學及院校專業特色、我院發展方向以及學院自身情況等設置課程和安排教學內容。開設基礎地學綜合性課程，如《海洋科學概論》、《海洋地質學》、《地球科學概論（B）》等，旨在加強學生的基礎地質、海洋地質的綜合培養和素質教育。同時在課程體系中也要設置反映學科發展和交叉邊緣的課程，如《海洋微體古生物學》、《海洋地質微生物學》、《海洋生態學》。使專業課程和部分專業基礎課教學與生產實習結合起來，加強課程的現代科技內容建設，如針對海洋油氣資源研究的前沿熱點，學院提出了深水油氣勘探的學科發展方向，結合深水油氣勘探的特點和難點，學院重點加強了地球物理探測以及相應技術方法課程的設置。（2）注重課程體系的層次性、銜接性。在多種形式的討論中，對早期課程設置中存在的課程銜接、重復等現象予以深入分析，提出了課程必須注重層次性、課程之間相互銜接等關鍵問題。以海洋地質學、海洋化學、海洋生物學等為主干學科，按照加強基礎、拓寬專業、增強適應性、強調素質和能力培養的思路，在打好基礎的前提下，遵循循序漸進、相互銜接的原則，為學生提供較多的選擇機會和發展方向。因此進一步進行課程整合與優化，使得所選課程互相銜接、循序漸進；分清主次，強化專業基礎課、明確專業主干課，擴大校內公選課程的選擇范圍；明確各門課程和各環節的內容、范圍，注意相互間的聯系和銜接，避免重疊和斷層。根據上述要求和原則，首先明確每們專業課程的授課教師，并分別編寫課程的教學大綱；然后及時組織學院內外專家、教研室主任、學科帶頭人、專業主干課教師，對每一門課程教學內容進行認真審核，確定主要的知識點，同時根據整個教學體系的設定，考慮課程之間的承接及銜接關系進行各個專業課程的內容和課時量進行適當調整。對于新開課程我們采取在現有師資力量的基礎上，根據教師的專業特色和學院學科發展的需要，積極組織相關教師進行調研，重點分析該課程在國內外高校授課現狀、課程設置的必要性、與學院學科發展的緊密程度以及與其他課程之間的銜接關系。在此基礎上，組織老師編寫相應的教學大綱，并進行全院范圍內的討論、修改和最終成型。（3）注重課程體系中理論與實踐相結合，加強實踐教學。在課程體系設置中注意到理論聯系實踐，在重視基礎理論課教學的同時，加強實踐性教學環節；注意教學與科研、生產的結合，使學生有盡可能多的機會參與科技活動，接受初步的科研方法訓練；根據專業培養目標和培養規格，確定合理的知識結構，在傳授知識的同時，重視和加強素質和能力的培養，把學生獲取知識和發現問題、解決問題能力的培養貫穿在整個教學過程中。因此必須要求在整個課程體系中做到課堂教學、實驗課教學、生產實踐三段教學環節緊密結合[1]。對課堂教學和實驗型教學要求具有基礎性、綜合性、設計性。同時加強相互之間的銜接，形成學科間知識相互滲透的多層次實踐教學內容體系。強化基礎性實踐教學，逐步減少驗證性實驗，增加綜合性、設計性實踐在實踐教學中的比重，提高學生的基本技能和應用能力及智力的開發。教師將產、學、研合作項目中積累的交叉學科、邊緣學科知識融入教學中，科研實踐中掌握的高新技術知識、科研成果和學科前沿發展動態貫穿在教學中。培養方案的修改和重新制訂是實現我校海洋科學本科專業的人才培養的基礎，但同時也是學院長期發展的第一步。如何鞏固教改成果、提高教學質量，如何有效實施、力爭使得我院本科教學在學校具備一定的競爭力，亟須從以下方面開展工作。
課程建設是教學建設的重要內容，課程教學既是決定我院海洋科學人才培養中教學質量和水平的最基本標志，又是學院科研、師資和管理水平等諸多因素的綜合體現。加強課程建設、突破名師精品是重中之重。把優質課改為內涵更為豐富的精品課程建設，有些課程如《海洋地質學》在師資、教學內容、教學條件、教學手段等方面都具有較高水準，具備沖擊精品教材或名師的條件，同時這些課程又將起到示范和牽動作用，以此推動學院其他課程建設整體水平的全面提高。同時注意教材建設，明確提出建設基本原則是：重在質量，選用編寫并舉，突出特色，重點支持。加強教材質量和實用性的監督，學院每學期利用初期、期中進行教學檢查、領導干部聽課、督導團聽課等方式，進行教材到位、使用的信息反饋，到期末進行評價的措施，確保教材使用效果。提高教學質量重在教育觀念的轉換，改變思維模式，提高人才培養質量，注重實施創新教育。要從片面要求學生學好對口專業的知識轉變到素質教育價值觀；由強調統一、剛性的教學模式轉向更加重視學生差異和個性特點；由奉行“專業中心論”，轉向讓學生自己根據需要自主構建知識結構；從以教師為中心的“注入式”教學，逐步轉向調動學生的積極性去主動學習[2]。因此學院當前教學重點工作將根據現有師資力量情況，提出實施教師培訓的“三項工程”，即：青年教師培訓工程、以老帶新的素質提高工程和名師示范工程等。教師業務能力的提高將對深化教學改革起著至關重要的作用。
參考文獻：
[1]陳宏濤，曹麗穎，吳錫冬.關于農學專業實踐教學改革的思考[J].東北農業大學學報（社會科學版），2010，8（3）：48-50.
海洋科學的特點范文2
關鍵詞： 《普通生物學實驗》課程 教學改革 創新能力 教學手段 考核方式
實驗教學是人才培養的重要環節，不但有利于學生創造性思維的培養，而且有利于提高學生發現問題、分析問題、解決問題的能力和有利于學生團隊協作精神的培養［1］。生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，生物科學的每一次探索和進步都和科學實驗息息相關，可以說，實驗是生物學的主要特征。因此，實驗教學在生物學教學中尤為重要?！镀胀ㄉ飳W實驗》是以實驗操作為主的技能課程，是淮海工學院海洋學院海洋科學專業學生的獨立開設的一門必修課，在一年級下學期開設，屬于學生進入大學后第一門和本專業最相關的實驗課程。提高本實驗課程教學質量，對提高學生對本專業的具體認識和興趣、盡早地培養創新能力有較大的作用，而且會對以后生物專業的實驗教學產生積極的影響，為后續課程的學習和開展科學研究打下良好的基礎。但是目前的實驗教學還存在諸如方式落后，實驗內容設置不合理，不利于學生興趣培養；實驗教學和評價體系落后，影響學生創新能力的培養和發揮；實驗儀器設備陳舊落后，降低了教學質量等問題［2］。針對這些問題，我們結合幾年來的教學經驗，從教學內容優化、實驗教學方法的改進和考試考評體系改革等方面對本課程的教學改革進行探究，以期達到提高學生創新能力的目的。
1.結合專業特點，調整實驗內容
淮海工學院海洋學院海洋科學專業的培養目標是培養具備堅實的海洋科學基礎理論、基本調查方法和較強的實驗技能，能在海洋科學的基礎理論研究、海洋生物資源調查、海洋資源綜合利用、海洋環境監測、評估、保護與修復，以及海洋生物高新技術產業等領域從事科學研究、技術開發、教學與管理工作的海洋科學高級應用型、復合型專門人才。針對這一專業培養目標，《普通生物學實驗》課程應該體現兩個主要特點。一是結合專業特點，即海洋科學的普通生物學實驗，從實驗動物對象上盡量加入海洋生物?！镀胀ㄉ飳W實驗》在大學一年級開設，通過本實驗的教學，提高同學們對海洋科學的學習興趣對于同學們以后課程的學習非常重要，要比對同學們進行專業教育更具體化，真實化。同學們在進行鯽魚、河蚌、鰲蝦等外形的觀察及內部解剖實驗時，會很自然地提高對本課程的學習興趣，并對海洋科學專業的理解和興趣顯著增加。其次，實驗內容要全面、成體系，即在改變實驗對象的基礎上要保證普通生物學實驗的操作與技能受到系統的鍛煉，掌握普通生物顯微鏡的原理、構造并能正確使用，能利用顯微鏡觀察生物體的細胞、組織、器官等結構；掌握徒手切片、解剖等基本生物學實驗操作方法。
2.誘導學生思考，培養創新能力
創新能力指個人提出新理論、新概念或發明新技術、新產品的能力。隨著科學技術的飛速發展，日益激烈的國際競爭已經不僅僅是物產資源的競爭，更是創新人才的競爭，也就是具有創新能力的人才的競爭。種種研究表明，在知識經濟條件下，經濟和社會的發展，不僅取決于人才的數量和結構，更取決于人才的創造精神和創新能力。因此，培養大學生的創新能力對于國家的發展至關重要。所以，高等學校必須把大學生的創新能力的培養放在首位。哈佛大學前校長陸登庭在北京大學演講時也指出：“好的教育應該有利于人們創新性的培養，使人們更善于觀察、思考和追求完善。”由此可以看出，好的教育應該培養創新型人才。
教師在教學過程中要多采用引導型教學方式，引發和啟發學生思考。如在不同的實驗科目中，在每次上課前讓每一名同學都準備上臺對大家講解本次實驗課程。具體是否讓同學們對課程進行講解和讓哪一名同學上臺進行講解采取隨機抽取的方式，并且要同學們對該講解同學進行提問，并舉一些實際的例子進行說明，抑或老師和同學們提出一些問題，大家討論。這樣有利于培養學生的創新思維能力。
3.改善教學手段，強化教學效果
傳統的教學手段，形式單調，教學效果較差［3］。加之實驗課程是實踐性較強的學科，僅采用傳統的教學手段，容易引起學生對課程的懈怠，降低學習興趣，教學效果較差。采用多媒體、動畫圖片、影音、視頻等教學手段彌補了傳統教學形式單調，枯燥等缺點，使得教學內容直觀、形象，便于學生理解和掌握。另外，每一個學生都可以借助網絡、圖書館的資料，自己制備多媒體課件。我針對本門課程的十個實驗題目，將同學們分成十組，每一組收集與本實驗相關的材料制作課件，并推選學生進行講解，老師和同學們進行點評。這樣學生自己作為實驗課程的主人，增強了主觀能動性。在制作多媒體課件的時候，學生往往可以點燃思想的火花，培養創新意識。
如在河蚌的形態結構和解剖這一實驗題目中，本實驗要求學生掌握河蚌外形及內部結構，學習解剖河蚌的方法，了解貝類常見種類和軟體動物門的一般特征，認識一些重要的經濟種類。學生積極地制作多媒體課件，并且制作這一題目多媒體課件的同學自告奮勇地到水庫、池塘等多個地方采集樣本，并對河蚌的營養價值、分類特征、經濟價值、分布、分類方法有所了解，豐富了知識，培養了動手動腦解決問題的能力，教學效果得到了增強。
4.結合科研基金，開拓動手空間
引入教師科研，將實驗課程的教學和教師的科研聯系起來，開展研究性實驗教學，提高學生的創新能力。通過實驗教學，學生進行生物學實驗和研究的興趣極大提高，積極要求自己設計實驗，對自己感興趣的問題進行實驗研究。但是，大部分教學實驗室只是在教學期間開放，不能給同學們提供研究的空間。教師大多具有研究實驗室，可以較長時間地開放實驗室，并且可以充分利用實驗室的先進設備和較高的師資水平等有利因素，為同學們提供實驗室和實驗材料，并可以指導學生申請大學生創新課題。培養同學們對生物學實驗的興趣，并將這種興趣引導至創新性研究，發覺同學們的研究和創新潛力，使實驗教學真正成為培養學生創新能力的重要環節。
5.調整考核方式，全面真實考核
目前，雖然實驗教學的考試大多分為理論考試和操作考試，但還是以傳統的理論考試方式為主。很多傳統的筆試考試方式難以取得滿意的效果，并會導致學生只會死記硬背，考試前突擊，考試后全忘的現象。操作考試雖然引進考試過程，但是占有的比例較少。平時成績主要以實驗報告為準。通過這種成績評定方式，很難全面真實的考核同學們的真實的實驗掌握水平。改變現有實驗課程的考試方式勢在必行。根據實驗課程和教學方式的特點，除了進行理論考試、操作考試各占20%總成績外，平時成績占60%。平時成績由實驗報告、小組多媒體課件、創新實驗思路、創新研究、創新課題的申請等決定，這樣能對學生對知識的真正掌握情況進行真實的了解，并培養了學生的創新思維和獨自研究的能力。
綜上所述，我們在結合專業特點和普通生物學實驗課程特點的基礎上，從多方面提高教學質量，培養學生創新能力，取得了一定的效果。
參考文獻：
［1］王昭榮，曾衛東，魯興萌.改革實驗教學及管理模式培養創新型本科人才高等理科教育［J］.高等理科教育，2007，1：63-65.
海洋科學的特點范文3
關鍵詞：物理海洋學；學科課程；教學方法
一、 物理海洋學的含義
從廣義上講，物理海洋學指的是海洋科學領域的一個學科方向，它主要是通過數學和物理的方法來研究海洋，尤其關注海洋中的物理過程，以及伴隨各種動力過程的海水的運動形式。無論是在研究方法還是在研究內容上，它都有別于海洋化學、海洋生物學以及海洋地質學等其他海洋分支學科。眾所周知，海洋是一個復雜的綜合體，一方面，海洋中的各種過程都不可能孤立存在，比如沉積物的沖淤、海洋生物的遷徙、營養鹽的分布等，這些發生在海洋中的生物地球化學過程都會受到海流、波浪、潮汐等海洋物理過程的顯著影響。另一方面，地質生物過程也可能改變局地的水動力過程，比如海底地震引發的海嘯，魚群遷移引發水體結構的改變等。但是從時空的總體效果看，海洋物理過程對地球生物化學過程的影響還是最主要的。因此，物理海洋學科也被認為是海洋學領域最基礎的學科。
從狹義上講，物理海洋學又是一門課程。根據現有的教學大綱和課程安排，該課程的教學內容已經基本涵蓋了和物理海洋過程相關的所有知識點，如海水的性質、熱力學性質、海流理論、潮汐現象、海浪特征以及內波理論等，從而構成了物理海洋學這個學科的重要知識基礎。但是受限于學時安排，講師不可能把所涉及的知識點都一一講到，因此在教學安排時，有必要根據授課班級的專業特點對教學內容進行有針對性的取舍，以保證學生學有所得，學能所用。
二、課程的特點
物理海洋學課程一般是在大學三年級開設，在此之前學生已經系統地學習了高等數學、數值分析以及海洋科學導論等先導課程。通過先導課程的學習，學生已經熟悉了微積分公式的基本求解和推導技巧，并對伴隨物理海洋過程的各種現象和特征有了一定的認識。如果說先導課程是幫助學生掌握學習專業知識的方法和手段，那么后續專業課程的學習就是運用這些工具深入領會專業知識的內涵，即運用數學物理的方法了解海水是如何運動的，以及為什么如此運動。本門課程的設計安排就是教會學生如何建立并求解海水運動方程。但是由于原始海水運動方程自身具有非線性的特點，要想求得其解析解是比較困難的。因此學生還要掌握尺度分析的方法，這樣可以簡化原始海水運動方程，使得獲取方程的解析解成為可能。更為重要的是，盡管海水運動方程簡化了，但是獲取的解析解所揭示海水運動的基本規律已經被廣泛地觀測所證實。因此，“構建不同形式下的海水運動方程――求解方程――用方程的解來闡明海水的運動規律”就成為本課程最為核心的知識脈絡。
海洋約占地球表面積的70%，不同海域的陸海分布、地形地貌、動力條件都不相同，這就決定了物理海洋過程具有顯著的地域性特征。因此講師在授課時要把可能影響海區動力過程的環境要素進行充分細致的介紹，這可以幫助學生領會如何抓住關鍵因素建立簡化、便于求解的海水運動方程。海水運動方程的求解和分析是高年級大學生數學物理能力的應用。海水運動方程實際上是海水真實運動的定量化描述，因此建立和求解方程不是單純的數學問題，需要學生對方程中的數學符號所代表的物理意義能夠有比較清晰的認識。本課程的這些特點都決定了學好先導課程對于本門課程學習的重要性。
三、課堂教學可能遇到的問題和解決措施
如前所述，物理海洋學是一門專業性非常強的課程，而且對學生之前的數學物理及海洋學科的知識積累要求也比較高。即便如此，教師在介紹各種物理海洋過程之前還需要花費一定的學時對引起海水運動的各種力進行充分分析，并建立相關數學表達式，幫助學生認清各種力的性質以及由此引起的各種海水運動的形式和特征。
海水運動方程的建立和求解本身是抽象而枯燥的，往往不能喚起學生的學習興趣，因此教師在教學過程中要重視教學方法和形式上的改變，充分利用多媒體教學手段，借助MODIS衛星圖片和其他可視化手段，把特定海域現場調查或模型計算的溫度、鹽度和流場展現出來，通過直觀的圖片和視頻信息，幫助學生學習消化理論知識。課堂提問和答疑是督促學生課堂聽講以及課后復習的有效手段。同時，安排一定學時的討論課，讓學生針對某一專題進行討論，也可提高學生的學習熱情和主動性。多年的教學實踐表明，這些措施對于提高教學質量都是切實有效的。
四、結論
本文主要介紹了物理海洋學的學科含義和課程教學特點， 著重闡述了物理海洋學課程的重要知識點以及在教和學過程中應注意的事項，對該課程在教學中所出現的問題提出有針對性的解決措施，切實提高課程教學質量。
參考文獻：
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海洋科學的特點范文4
關鍵詞： 海洋調查 教學改革 實踐
“海洋調查”是我校海洋管理專業重要的專業基礎課程，在大三上學期為海洋學院的學生開設。該課程主要介紹海洋調查的基本內容、基本方法、調查資料的整理、分析以及如何進行海洋調查等方面知識，使學生理解和掌握海洋調查的基本知識和方法，為今后更好地從事海洋研究、海洋管理、環境保護等打下基礎。因此，學生對該課程內容掌握的好壞將直接影響培養質量。
一、對海洋調查課程內容的改革與實踐
海洋調查是一門古老而又年輕的課程。人們要了解海洋、開發和利用海洋就要對海洋進行調查研究，因此在高校開設該課程較早，但是這門課程又隨著每一種新儀器、新方法的問世不斷地更新?；谶@樣的課程特點，授課老師在講解時既要介紹海洋調查的發展歷程，又要關注海洋科學最新的研究成果。這就要求我們必須具有靈活的教學思想，在明確教學目標的基礎上，加強實用教學，整合課程內容。
本課程教學目標主要有三個方面：一是通過本課程的學習加強學生對海洋管理專業的定位認識。海洋管理專業是淮海工學院新開設專業，專業定位還不是十分的清晰，課程設置還有待完善，因此學生往往對自己所學專業認識不夠。海洋調查課程的開設能夠使學生從低年級的迷茫中走出來，對自己的應該掌握什么樣的專業知識、走上社會后自己的發展定位有了較清晰的認識。二是為學生建立一個系統的出海調查的知識體系。本課程的教學內容主要涉及到海洋調查的內容、方法以及調查船觀測工作的組織和實施，既介紹最先進的測量儀器，又介紹最先進的調查方法。這樣就使學生從不了解海洋調查工作到了解較多再到掌握系統知識。三是培養學生積極進取、追求真理的精神。對于海洋調查，除去教授方法之外，我們還要提倡追求真理的精神。只有對海洋萬千之謎抱有孜孜不倦的探求之心，對海洋開發事業充滿熱愛，才能使海洋科學蓬勃發展、一往直前。
作為培養海洋科學應用型人才的工科院校，我們講授海洋調查時要做到知識重點突出、內容由淺入深、豐富易懂。以海洋調查的內容和方法為主線，以培養學生的現場操作能力為宗旨，加強實用性教學。對海洋單要素的調點強調，對如何進行海洋綜合調查從思路上積極引導，一方面使授課內容井然有序，突出教學的實用性、系統性；另一方面適時調整教學內容的深度和廣度，對有些章節進行增刪，將講課、作業、實習有機結合，培養具有較強的現場操作能力和創新能力人才。
二、對海洋調查課程教學方法的改革與實踐
（一）以多媒體教學為主，多種手段相結合。
“海洋調查”課重在講述調查方法和調查儀器，實踐性強，儀器設備圖表多，課堂教學難度大，單靠口頭敘述是不夠的，為了能使學生更好地理解掌握教學內容，必須采用多種教學手段相結合的教學方法。多媒體教學是一種現代化的教學手段，進行多媒體教學，可使教學過程感性化，形象化。各種調查儀器的圖片以及現場操作演示不僅使課堂生動活躍，更能使學生在輕松的氣氛中吸取知識。例如講解抓斗式采泥器采集海洋沉積物，光靠授課老師口頭描述是講解不清楚的，因為學生沒有接觸過這種儀器，對于如何使用采泥器采集沉積物樣品更是無從理解。通過FLASH課件，學生不僅認識了儀器，而且對使用方法及注意事項也有了深刻的印象，達到了很好的教學效果。除此以外，我們在課堂上還進行簡單儀器的演示教學，例如顛倒式溫度計的講述。課堂上進行適當的板書也是必需的。只有多種教學手段相結合，課堂氣氛才能更生動，才能更大程度地提高學生的學習興趣。
（二）播放影像，開展相關知識講座。
在海洋調查課程的教學過程中，我們利用一到兩個課時的時間來播放有關影像。第一次安排在海洋水文的調查講解后，此前的教學內容學生比較容易掌握和記憶，由此激發了他們對本課程的探求興趣，而影像的播放更是起到了推波助瀾的作用。影像的內容應該選擇較為單純的。例如潛水器的發展過程等。第二次安排在綜合調查講解后，影像的內容應豐富，涉及到的調查要素較多。例如泰坦尼克號探秘、深海探測等。通過觀看影像，學生的學習興趣大大提高，也使學生感到課程的知識內容和現實應用緊密相關。
除了在課堂的教學外，我們還組織學生成立海洋教育科技活動小組，由專家老師不定期做一些講座，向學生講授海洋調查方面的知識并回答他們的提問，展開討論等。中國科學院海洋研究所的專家們已經為我們作了物理海洋、海洋生物、海底古生物專業的調查研究等講座。講座內容豐富，又通俗易懂，以學生喜聞樂見的形式展現，向學生提供了更多的課外學習機會。
（三）課堂教學與實踐活動相結合。
海洋調查主要講解調查海洋各要素的儀器和方法，學生普遍認為課程的部分內容枯燥無味，理論性太強，用起來有時又不知如何下手。針對這樣的情況，我們把課堂教學與實踐活動緊密結合起來，讓學生把課堂學到的理論知識落到實處。
海洋水文要素的調查較為簡單，學生在實習過程中也能親自操作實踐，因此講述過程中應盡量使課堂氣氛活躍，由理論的講解到儀器的演示再到現場操作的描述，以學生為中心，形成教學互動，引發學生學習的興趣。當講解較為晦澀的海洋物理因子的調查時，老師應該處于核心位置，盡可能講解得通俗易懂。課堂教學過程中學生的難題在實習過程中應該得到解決，通過實踐活動，讓學生熟悉和掌握精密現代測量儀器及各種測量技術，培養學生的動手能力、獨立思考能力和群體合作精神，
三、注重海洋調查課程課堂教學內容和海洋學科最新研究成果相聯系
海洋科學發展迅速，海洋調查儀器不斷更新問世，在授課過程中我們應盡量把前沿的研究現狀與成果穿來，堅持教學內容與海洋學科最新研究成果相結合，讓學生在課程的學習中，也了解到這一學科的前沿研究信息和發展動態。
四、結論
海洋調查是一門系統性專業性很強的課程，每一章節相互關聯，其教學內容、體系、方法及手段等方面的調整和改革，需要隨教改的深入不斷地進行更新完善，例如：進一步明確教學目標，在教學內容和教學手段上有所創新；根據學生的知識背景，了解學生掌握知識的程度、廣度和深度，使教學內容符合學生的要求；教學的內容除了基礎知識外，還應該和實踐活動相聯系，通過多種教學手段，把大量的信息深入淺出、簡單明了和直觀生動地傳授給學生；以學生為主體，調動學生的學習積極性等等。這樣才能始終保持可持續高水平的發展。
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海洋科學的特點范文5
【關鍵詞】澳大利亞國立大學地球科學教育發展
【中圖分類號】G649【文獻標識碼】A【文章編號】1006-9682(2010)3-0028-02
一、澳大利亞國立大學及地球科學學院概況
澳大利亞國立大學(以下簡稱ANU)于1946年由澳大利亞政府創建。該校擁有教職員工3600多人,學生13500多人,學生以研究生為主,本科生較少。ANU是一所在教學和研究方面均卓有成效的世界一流大學。在整個發展過程中,ANU始終以研究為主,同時又不忽視大學的教學工作。教學及研究水平獲得了國際認可,享有很好的聲譽,曾兩度被澳大利亞高等教育品質保證委員會評議為第一等級大學。全校有大小圖書館10個,藏書量超過100萬冊,為本校師生的研究提供了很好的保障。
ANU地球科學學院是前地球科學系和海洋科學學院與2008年1月合并形成,該院主要以培養研究生為主,同時培養少量的本科生。ANU地球科學被評為澳大利亞國內大學同類學科中最優秀的學科,在世界同類學科中排名前十。地學院在物理、化學、材料性能和地球環境研究方面處于世界領先地位。該院地球科學研究主要涉及四個研究領域:地球化學、地球環境、地球材料與工藝和地球物理學。該院在全體教職員工和學生中貫徹學?！鞍l現”的文化,并且滲透到所從事的一切活動中,從而使該院在教學和科研中不斷有新的突破。
二、澳大利亞國立大學地球科學教育發展特點
致力于建立世界地球科學領域中一流頂尖大學,ANU地球科學教育在自身發展過程中體現了以下獨特的特點:
1.廣泛的地學研究視角
ANU地球科學研究的根本問題是解決地球的形成、演化、目前的性質和在太陽系中的地位。強調在全球范圍的視角下進行研究和教學,同時就具有全球意義的問題提供一個獨特的南半球的觀點。另外,地球科學學院還負責從全球的角度來研究澳大利亞大陸及其周邊海洋的歷史、地理和獨特的環境條件。
2.獨特而優越的研究條件
學校為研究提供了大量設施,包括核磁共振觀察儀、高清晰度顯微鏡、多功能望遠鏡。同時,它還在堪培拉的Mt Stromlo和新南威士州的Siding Spring設置了觀察中心。學校擁有大量的現代化設施,其中包括設備優良的演講廳和實驗室,全澳洲大學中最先進、容量最大的超級計算機設備。作為主要的地球物理和地球化學研究領域,ANU的天文臺分布范圍從喜馬拉雅山到南極洲,涵蓋了地殼最古老和最干旱的部分,包括三個主要的海洋,從熱帶到極地的氣候體驗。
3.系統性和交叉性的研究課題
ANU地球科學還研究商業和社會的發展對地球的影響,如自然資源的形成、景觀和環境的變化和演變。該領域是國家研究中心的優先項目,主要研究我們居住的地球如何形成、澳大利亞的自然資源、居住在澳大利亞的人類的過去和現在對環境和景觀的影響,關注未來全球變化的可能性。隨著人口和經濟持續增長,人類對自然資源和環境的壓力不斷增加,社會對地球科學人才的需求將日益增加,要求其提供知識豐富、信息靈通的畢業生。
4.各系統平衡性的研究
為了使研究更加全面、系統,2008年1月地球科學系和海洋科學學院合并形成了現在的地球科學學院。過去幾年研究關注的重點是“固體地球”,目前注重“固體地球”和“海洋與環境”之間研究的平衡。研究也關注地表的變化過程,景觀和氣候變化。自從原地球系的地球物理流體動力學和環境地球化學以及原海洋科學學院的古海洋學的引進,通過對現有工作人員、化學海洋學、海洋碳循環等研究課題的不斷整合,研究領域不斷擴大,研究更加具有系統性和平衡性。
5.影響較大的地球科學研究
ANU的地球科學計劃在世界綜合性大學同類計劃中是一致公認的前十名大學之一,它出版刊物的影響在澳大利亞全國大學出版刊物中名列前茅。該院物理、化學和地球材料特性研究以及環境條件和氣候變化研究在澳大利亞首屈一指。由于澳大利亞獨特的地理位置,該國環境氣候變化的脆弱性和土地過度利用,國家對自然資源嚴重依賴,以及澳大利亞作為該地區最發達國家,ANU必須通過在地球科學教學和研究的領先項目為國家做出貢獻。該院將致力于保持其在該領域的世界領先地位,將資源轉移到日益重要的新的地球科學領域并表現出靈活性。
三、澳大利亞國立大學地學院學生培養特點
ANU地學院允許學生同時選修多個學位課程,這形成了ANU與其它學校不同的特色。因為地球科學是一個綜合性領域,需要廣博的學科知識。為了擴大學生的知識面,幫助學生獲得技能,并培養學生作為一個全球公民而應具備的知識和能力,該院要求學生在第一學年至少選修一門選修課程。此外還要求根據個人的實際情況選修一些針對性的課程。該院把基礎知識延伸到專業的職業化教育中,復合學位的選擇和靈活的課程設計使學生的學習能跨越基礎和專業的各領域,讓學生探索出有效的學習方法。強調團隊合作和跨學科研究是該院在地學研究領域能不斷有所發現和創新的關鍵。
1.本科生教育培養特點
(1)強調學科的綜合性和交叉性,培養學生科學意識。本科生除了要學好專業基礎知識課程外,還要廣泛涉獵其它學科知識,此外還要根據個人的實際情況選修一門針對性的課程。該院要求每位本科生在第一學期至少選修一門以上的選修課程。學院從新生入學就對其進行科學知識教育,培養學生的科學意識。
(2)進行鼓勵教育,樹立學生信心。本科學生在其接觸地球科學的最初階段存在許多不確定因素,學院這時會對學生進行鼓勵教育。鼓勵他們提出問題、分析問題、解決問題,給他們信心,發揮他們的分析和解決問題的能力。同時該院還同國際社會的學者合作,探索并解決澳大利亞和世界面臨的最重要的問題,為本科生和研究生營造一個良好的學術環境,鼓勵學生參加國際國內學術會議,在會議上發言提問。由于一直被鼓勵獲取更多的知識,該院的學生培養了信心和能力,這樣在以后的學術和專業生涯中,他們可以對自身所遇到的一切問題進行解答。
(3)強調基礎知識學習和實踐鍛煉相結合。除了基礎課程學習之外,教師會指導學生參加一些簡單的實踐活動,創造野外實習或實驗的機會,促進師生之間建立起團隊意識和互動關系。目前,ANU地球科學學院經常在夏季暑假期間對學生開展短途野外實習、對研究和職業生涯進行指導、外出郊游遠足、進行簡單的野外觀察和樣本采集等豐富的活動。
(4)加強教師指導,注重不同學科之間的交流。本科生在開學之初就有固定的教員帶領,指導學生學習和研究。由于獲得了學校和國家更多的資助,該院還計劃和其它院系合作,引進更多的其它學科的優秀教師和研究人員,一方面減輕了每位教師所承擔的教學任務從而有更多的時間投入到科研中去;另一方面學生可以從來自于與地球科學相關的更多專業或研究方向的老師那里獲得新信息、拓寬知識范圍、啟發新思路。
2.研究生教育培養特點
致力于建設世界一流地球科學研究院,ANU地球科學學院實施以培養研究生為主的教育發展戰略:創建以學生培養為中心的地球科學專業、引進更多優秀的教職人員尤其是那些能夠有效實踐該院發展目標的優秀人才,進一步拓寬和深化研究團隊的研究領域,逐步建立有著良好科研氛圍的機制。
(1)強調以學生為中心個性化培養教育模式。充分圍繞學生,根據學生的實際情況安排個性化的教學是該院教學活動的一個特色。該院發展戰略中很重要的一點就是創造一個最大程度上以學生為中心的地球科學院系。
(2)貫徹“發現”理念,促進學生探索創新。該院秉承學?！鞍l現”的文化和“重要的是發現事物的本質”的校訓,在教學和科研中要求學生不斷去發現新事物,探索事物的本質,并且滲透到一切教育和科研活動中,使“發現”的理念深入人心,培養學生對于他們感興趣的領域進行深入的廣泛的新的理解。
(3)強調不同學科之間的交流,培養學生全面系統的學科知識。該院非常重視培養學生全面的學科知識,因為地球科學研究是一個涉及到各個方面的綜合性研究領域,它要求研究者具備廣博精深的系統知識。為此,該院和其它學院合作,廣泛引進不同學科和專業人才,不斷探索擴大研究領域,師生可以在其專業和職業范圍里研究學習,也可以跨越專業和職業的范圍去工作,因此能使該院在研究和教學領域不斷有所發現和創新。
(4)注重學習與職業生涯規劃相結合。該院強調本院教授、研究人員和專職學生事務管理者要從研究生資金資助、就業指導到未來學術生涯規劃等給學生以全程指導,要考慮如何幫助學生將學習、工作和職業規劃很好地結合起來。
四、對我國地球科學教育發展的啟示
1.積極吸收優秀人才,加強對外交流。
澳大利亞由于本國人口較少,積極吸收世界各國外來人口,因此留學生比例較大。ANU地球科學學院每年也招收大量的外國留學生,在本國學生和外國學生如何培養上,該院采取了靈活的培養模式。在入學時間、學制、入學申請和課程的學習上都有不同的靈活方式。隨著我國對外開放的范圍越來越大、程度越來越廣,高等教育的對外交流也逐步加深。外國專家、學者、海外學生來我國交流、學習也逐漸增多。因此我國高等地質教育應根據社會發展的需要,在諸如培養模式、學制、入學方式等方面可以借鑒ANU地學院的經驗。
2.以“發現”為理念,建立以學生為中心的培養方式。
ANU在學生的培養過程中不斷向學生貫徹“發現”的理念,使這一理念深入人心,鼓勵學生不斷去探索新事物,發現新問題,這是該院在研究流域能不斷創新的關鍵。該院充分考慮到每位研究生的不同特點,根據本人實際情況制定培養方案,這樣能充分鼓勵學生學習的積極性,充分發揮每個人的特長。我國高等地質教育在學生的培養過程中應避免“一刀切”的現象,充分考慮每一位學生的特點,積極鼓勵,培養學生發現問題、解決問題的能力。
3.加強學科間的交流,建立系統綜合的學科知識體系。
ANU地學院在發展的過程中非常注意和其它領域的專家、學科相結合,不斷探索新的發展領域,用新的視角去研究課題。允許學生跨學科、跨專業、跨學校選修課程,鼓勵不同領域的專家到該院交流、任教,這是其在地學研究領域一直能居于領跑者地位的關鍵。對我國高等地質教育來說,“各領域如地質學、地理學、大氣科學等傳統學科領域因囿于專業面過窄等原因無法適應當代地球科學發展的需要”,有必要借鑒ANU地學院的經驗,加強不同學科、專家學者之間的交流,加強與國內外高校之間的合作,開闊視野,擴大研究領域,提高我國地學教育和科研水平。
4.積極鼓勵參與各種研究活動,提高學生科學研究能力。
ANU地球科學學院要求每位研究生除了專業課學習之外,主要跟從導師從事研究工作和野外實踐活動。同時,該院積極為研究生創造各種國內、國際的學術交流、研討會議,鼓勵學生在會議上發言、提問。校內外各種團體之間也定期開展交流活動。這種活躍的學術培養模式可以為我們所借鑒。我國有關地球科學教育的高校和專業研究機構間應建立更為緊密的學術和教學合作關系,積極鼓勵學生參加國際國內學術交流活動,使學生能不斷接觸到該學科領域的不同觀點,掌握該領域的最新發展動態和新的理論及研究方法,從而提高學生的科研能力,促進我國地學研究發展。
五、結 語
ANU地球科學學院專業的發展規劃是基于澳大利亞本國或者說發達國家地球科學研究近年來的發展和變化趨勢而制定的。該院一直把實現在地球科學領域世界級頂尖一流學科作為其發展的方向,隨著近年來不斷發展,該院地球科學領域研究在世界的影響不斷加強,基本上實現了該院的目標。如何對未來中國高等地質教育做出科學的定位,就要求我們將中國地球科學的未來立足于我國經濟社會發展的需要,在世界政治、經濟、科技和社會發展趨勢的大背景下去思考?！叭绾螐耐獠康膰耶a業和基礎科學發展的制度層面,從高等教育發展的制度層面,從地球科學自身發展的層面等多角度綜合分析、協調一致”,并積極借鑒ANU地學院及西方發達國家高等地質教育的經驗和教訓,促進我國地質教育協調發展。
海洋科學的特點范文6
關鍵詞: 海洋生化工程課程建設教學方法
一、引言
海洋生化工程是以海洋生物學為基礎,利用陸地生化工程體系和工程原理,將海洋生物技術實驗室研究成果推向產業化的一門新興的極富生命力的綜合性學科[1]。其作為高新技術之一,正以巨大的活力改變著傳統的社會生產方式和產業結構,通過對實驗室研究成果大的開發、放大和工程化,進而為人類提供更豐富的商品和社會服務[2,3]。隨著科技水平的不斷提高,人口的不可逆性增長,人類生活水平的不可逆性提高,陸地資源和可耕種面積的不可逆性減少,全球性陸地資源短缺的壓力將日益增加,海洋生化工程將成為人類緩解人口膨脹、資源短缺、環境惡化矛盾的至為重要的關鍵技術。“九五”期間國家在“九五”科技攻關計劃和首次被正式納入國家高科技發展計劃的“海洋863生物技術”研究領域中加大了對與海洋生化工程研究相關課題的支持力度[4,5]。國家“十五”科技攻關計劃和國家“十五―863”計劃也對該學科的發展給予了更多的關注。由此可見,這門課程的開設順應了時展的要求。
很多學者認為,21世紀將是海洋的世紀[6,7]。因此,工科院校學生掌握一定的海洋生化工程基礎知識,對于專業知識的學習,就業能力的提高,適應新世紀、新形勢和新環境對本科學生的要求等都至關重要。海洋生化工程是面對具有理工科基礎的非生物工程專業的學生開設的一門公共選修課程。由于海洋生化工程包含了非常廣泛的研究內容,除了涉及微生物學和生物化學兩門基礎課外,生化反應工程、生化分離工程、生物工藝學、分子生物學和細胞生物學等都是該領域中相互支撐、相互聯系的分支學科,然而對非生物工程專業的學生一一列出這些課程是不可能的,也沒有必要。筆者認為,海洋生化工程既然是公選課程,面對理工科背景的學生,就應該充分考慮選修此門課程的學生的專業特點,從課程內容選擇到教學方法的應用都應該圍繞這個特點來進行。
二、根據專業特點,合理安排課堂教學內容和教學進程
選修本課程的學生專業分別為材料化學、測繪工程、化學工程與工藝、機械電子工程、機械設計制造及其自動化、工商管理和市場營銷。本課程的目的是向非生物工程專業類學生介紹海洋生化工程的基本理論和技術,使他們在學習本課程后對海洋生化工程領域的知識有一個較全面的了解。也就是說,本課程應該以介紹性為主,在知識的廣度方面盡量展開,讓學生盡可能多地接觸到海洋生化工程的方方面面,而在深度方面則不作特別的要求,畢竟他們的專業不是生物工程,而且本課程的總學時數只有32個課時。因此,我們充分考慮到這個原則,在選擇教學內容時以工程應用為背景,以海洋生化工程的基本原理為主線,以非生物工程專業學生學習海洋生化工程基本知識為目的,將海洋生化工程所涉及的相關內容及最新研究進展有機地融合起來,筆者將本課程的內容分成四大部分。
(一)微藻生物技術基礎。
這一部分的內容主要包括微藻的特點和分類、微藻的大規模培養和生物量采收、微藻的生物量和代謝產物及其應用以及常見的經濟微藻和赤潮微藻。此部分內容對于未接觸過海洋生化工程課程的學生而言比較抽象、難以理解,然而此部分內容對他們學習后續內容起到非常重要的作用,因此,筆者會以大量實圖,包括主要微藻的顯微圖片(中國浮游植物圖譜)、微藻的大規模培養設備、生物量采收的工藝流程和以色列等微藻生物技術發達國家在某些經濟微藻養殖、采收等方面的示范視頻短片,使學生能對微藻有一個較為全面的了解,并激發出他們的學習興趣,從而快速、輕松地進入第二部分內容的學習。
(二)海洋生物活性物質的研究與開發。
本部分內容包括海洋藥用物質、生物信息物質、海洋生物毒素、生物功能材料等各種天然產物的研究與開發。由于海洋生物活性物質一般都是以微量形式存在,因此如何獲得足夠量的活性物質一直是能否進行實際應用的關鍵之一。近年來,大量的生物學及生態學的研究結果表明,海洋生物活性物質的初始來源大部分甚至可能全部來自低等海洋生物如藻類及其共生菌類。因此,筆者認為本部分應圍繞以低等生物為研究對象,應用生物培養、基因工程、DNA重組、生化工程、酶工程和發酵工程等生物技術生產生物活性物質進行講解,并應該大量結合當今海洋生化工程領域的最新成果。此外,由于此部分涉及的海洋生物活性物質主要來源于海洋無脊椎動物、海藻和微藻,因此,筆者講解活性物質種類及功效時配以活性物質來源的海洋生物的相應圖片。在講解過程中,筆者發現此種方法很好地激發了學生的學習興趣,于是,在課時安排上適時調整,對這部分內容進行了相應的拓展,力圖使學生盡可能多地了解海洋生化工程的發展前景和動態。
(三)海洋生物活性物質的制備技術。
海洋生化制備技術是生化制備技術在海洋生物中的具體應用和延伸,原理、方法和技術與生物化學制備基本一致,因此,重點講解內容為海洋生化制備技術與其他經典的生化分離方法不同的特點及海洋生化制備的實例。在此部分,對于傳統的分離技術如過濾、離心、結晶等未進行講解,而對生物產品分離的方法,如鹽析、離子交換、等電點沉淀、親和層析、雙水相萃取和超臨界萃取等進行了相應講授,這能夠充分拓展材料化學和化學工程與工藝等專業學生的視野。并且,在講解過程中,筆者會配以上述基本單元炒作的原理演示動作圖和實驗人員規范操作的視頻短片。令筆者興奮的是,課后不僅材料化學和化學工程與工藝兩個專業的學生反映這些實驗方法對于指導他們的課程實驗和畢業實驗非常有用,其他專業的學生也感覺這部分內容很好地拓展了他們的知識面。
(四)近海灘涂生物資源的開發利用。
隨著世界人口的日益膨脹和資源約束的不斷加劇,淺海灘涂資源開發不僅已成為緩解人類社會生存與發展面臨的人口、資源與環境之間矛盾的有效途徑之一,更是一項世界性的事業。我國淺海灘涂面積大、分布廣、地理條件優越、開發潛力巨大。在這種發展趨勢下,講授近海灘涂生物資源的開發利用具有非常重要的現實意義。這能讓學生充分了解國際發展的新形勢,以適應國際新環境。因此,本部分也是筆者的重點講解內容,包括近海灘涂生物資源的開發利用現狀及主要模式,等等。由于荷蘭、日本、挪威、英國、美國和馬來西亞等國家淺海灘涂開發較為典型,因此,有很多實例可以讓學生直觀地了解(以圖片方式)“圍海造地”、“自然保護區公園”、“海水增養殖業”和“建機場、碼頭和人工島”等淺海灘涂的利用途徑。此外,值得一提的是,目前關于包括灘涂在內的濕地保護工作備受世界自然基金會的重視,揚州大學、浙江大學、集美大學和北京林業大學等11所大學加入此工作,相應的宣傳短片不僅讓學生感同身受,而且讓海洋生化工程達到了預期的教學效果。
三、采取靈活多樣的教學方法,保證教學質量
一套行之有效的教學方法能保證教學的順利實施,并能夠取得良好的教學效果。因此,在教學過程中,筆者采取啟發式和討論式教學,盡可能調動學生的求知欲望,實現教學雙方的良性互動,使教師的“教”與學生的“學”在一個輕松活躍的氣氛中進行。
(一)理論聯系實際,融知識性和趣味性于一體。
在教學過程中,將書本上的理論知識與一些實際問題緊密聯系。一方面使學生掌握海洋生化工程的基本知識,另一方面激發學生的學習興趣,讓他們覺得海洋生化工程知識在解決實際問題中行之有效。例如,在講解海洋生物活性物質的研究與開發中,很多活性物質都已經被開發成為新藥,那么可以講授過程中,側重于這些新藥的療效和應用,讓學生領略到海洋生化工程的強大功能;同時,也要注重趣味性。例如,化妝品廣告中大寶SOD蜜中的“SOD”指的是超氧化物歧化酶(Super Oxide Dismutase);奶粉廣告中的腦黃金“DHA”、“AA”就是指二十二碳六烯酸、花生四烯酸等不飽和脂肪酸。
(二)充分利用網絡資源,豐富教學內容。
將網絡上豐富的信息資源充分利用在教學過程中,不僅大大增加課堂教學信息量,集文字、圖表、聲音、動畫和顏色于一體,使知識傳授和教學藝術高度結合,而且將較難用語言和文字表達的海洋生物及活性物質結構等直觀、動態地顯示在學生的面前,使課堂教學更加生動、形象、直觀,這對學生理解和掌握相關知識有著事半功倍的效果。
四、結語
目前,我國正在積極倡導在高校開展素質教育,改變以往專業人才培養狹隘的“對口”觀念,將學生培養成厚基礎、寬口徑,具有創新精神和較強理論聯系實際能力的科技型人才。而海洋生化工程公選課的開設,正是為這個目的服務的,讓非生物工程專業學生具有相應的生物工程方面的知識,能很好地開闊他們的視野,培養他們跨學科交叉綜合思維的能力。筆者對跨學科公選課海洋生化工程課程建設及教學方法進行了初步嘗試,取得了預期的教學效果,這讓筆者更有信心開展下一年度的跨學科公選課。然而,在教學中也遇到了相應的問題,例如,公選課面向全校學生開課,而學生專業跨度較大,因此,每年開課前授課內容都要相應改動,而且有時候做很大變動,這就給本課程的教學增大了工作量。同時,課程內容涉及面太廣,而現有國內海洋生化工程教材理論程度都較深,很難用于本課程的教學。因此,選編適合的教材對于海洋生化工程公選課的開設具有很重要的影響。當然,跨學科公選課海洋生化工程還有很多需要改進和完善的方面,筆者相信通過教學實踐,跨學科公選課海洋生化工程面臨的困難一定能得到有效的解決。
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