發布時間：2021-05-17所屬分類：教育論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：科教融合是本科教育改革的重要推動力，是激發學生專業學習興趣的有效途徑之一。傳統的地球物理學專業課教學一般由一位教師或一個教研團隊所承擔，然而，海洋地球物理課程涉及地球物理學的多個物理場，傳統教學模式無法完成多專業跨度知識體系的講授，
摘 要：科教融合是本科教育改革的重要推動力，是激發學生專業學習興趣的有效途徑之一。傳統的地球物理學專業課教學一般由一位教師或一個教研團隊所承擔，然而，“海洋地球物理”課程涉及地球物理學的多個物理場，傳統教學模式無法完成多專業跨度知識體系的講授，由此造成學生對課程學習興趣的不足。針對該問題，我們以“海洋地球物理”為命題，在教學實踐中嘗試科教融合的授課模式。首先，邀請具有海洋地球物理研究背景且不同專業方向的專家組成教學團隊，由此搭建科教融合的師資基礎;其次，以“七個統一原則”為要求統籌不同專業研究團隊的授課內容、作業及考試題庫。兩年的教學實踐結果表明：在命題式科教融合的授課模式下，學生考評成績的優良比例明顯高于傳統授課情況，證實了命題式科教融合授課在“海洋地球物理”課程教學中的有效性。
關鍵詞：海洋地球物理;命題式;科教融合
一、引言
2015年《國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》提出要推進教學、科研、實踐緊密結合，推動教師把國際前沿學術發展、最新研究成果和實踐經驗融入課堂教學，將學生參與課題研究、項目實驗等活動認定為課堂學習[1]。科教融合成為國家培養創新型、拔尖型、卓越型人才的重要渠道[2]。2016年教育部發布《高等學校“十三五”科學和技術發展規劃》中明確指出科教融合是現代高等教育的核心理念，支撐人才培養是高�？萍脊ぷ鞯膬仍谝骩3]�？平倘诤系哪康脑谟谂囵B學生在未來競爭中所需要的發現問題、創造性解決問題的能力與科學素養[4]。2019年教育部發布的《關于深化本科教育教學改革全面提升人才培養質量的意見》中指出要強化科研育人功能，推動高校及時把最新科研成果轉化為教學內容，激發學生專業學習興趣，加強對學生科研活動的指導，支持學生早進課題、早進實驗室、早進團隊，以高水平科學研究提高學生創新和實踐能力[5]。高等教育發展的歷史經驗表明，科教融合是高校提升科技創新和社會服務能力、提供高質量教育的有效途徑，是當代高等教育發展理念的重要內容，是對現代大學人才培養模式的深層次改革創新[6]。科教融合將科學研究與教學相互協同滲透，是培養創新人才的新途徑。資源共享及協同育人的理念使學生的創新思維、創新意識及創新能力得到有效提升，有利于推動人才培養質量體系的構建[7]。
海洋地球物理是地球物理學應用于海洋領域所產生的一個分支科學[8]。我國的海洋地球物理尚處于起步發展階段，大多數的理論方法技術與裝備以引進國外為主。在“海洋地球物理”課程教學中存在以下問題：(1)課程專業跨度大且課時少。“海洋地球物理”課程內容涉及地球物理學的多種物理場、多個專業方向，內容繁雜。地球物理專業授課已細化為重力、磁法、電法、地震、放射性、地溫、測井等不同的專業課程，由不同的教研團隊承擔授課，合計可達數百個學時。在32個學時的“海洋地球物理”課程教學中完成多專業跨度的知識體系的講授對任何一個教師或教研團隊來說都勉為其難。(2)參考教科書稀缺且開課的同類院校可參考課件少。至今國內只有一本英文的《MarineGeophysics》[9]和中文譯本[10]可供參考。同時，由于統一教材或參考書的缺乏以及專業研究方向的不同，不同高校教師講解這門課的側重點千差萬別。例如：中國海洋大學以海洋主動源地震為主;中國科學院大學和同濟大學以海洋重磁為主(包括小部分的深海天然地震觀測)。(3)缺乏實驗條件。由于海洋的可進入性難度大、成本高的特點，“海洋地球物理”課程所涉及的實驗儀器、裝備、技術等可供教學配套和輔助的條件有限，難以保障學生獲得直觀感性的深刻認識，造成學習興趣的缺失。
對于“海洋地球物理”課程教學中存在的問題，我們發揮科教融合可以有效激發學生專業學習興趣的優勢，以命題方式圍繞“海洋地球物理”構建教學團隊，從多個角度嘗試給出解決的方案。總的核心思想是通過聘請不同專業方向的專家組建教學團隊，在統籌課程設計和教案的基礎上，給出具體的講授要求，通過命題式、與各位專家科研活動密切結合的方式[11-12]進行“海洋地球物理”課程的接續講授。
二、命題式科教融合方法的設計和實踐
1.課程設計環節
由于海洋地球物理涉及多種地球物理場，有必要在搭建不同專業方向關聯性的基礎上，統籌不同專業的研究團隊分別授課，發揮各自的專業特長。圖1給出了命題式科教融合模式下“海洋地球物理”的主要授課內容，圍繞“海洋地球物理”這一命題，我們設計了不同地球物理方向內容的介紹和海洋相關裝備的參觀。根據設計課程需求，邀請了本單位和外聘專家為負責人的多個教研團隊進行不同方向授課內容的準備。組成教學團隊的教師或專業研究組都從事過具體的海洋地球物理工作，可以站在一定高度上凝練各專業方向的基本特征，更形象地準備科普式課件，使得科教融合的授課模式成為可能。
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為使得各專業方向組合而成的教學團隊保持授課內容的獨立性，同時又避免重疊和遺漏，在每個團隊負責一個具體專業方向講授任務的原則下，按如圖2所示的“七個統一”要求模式準備課件。即以學生掌握海洋地球物理不同于陸地地球物理的特征為主要教學目的;以國外理論技術介紹為主、結合各自團隊相關科研內容為統一的教學形式，即科教融合的統一教學形式;以海洋地球物理特殊性所引起的地球物理理論與方法技術的差異，涵蓋數據采集、裝備技術、數據處理和解釋反演等為統一教學內容要求;以代表性英文科技文獻為主，輔以綜述性、有利于學生短時間內掌握基本概念和特征的中文文獻為統一輔助材料;以課程內容中的重要概念、基本理論與定理、各專業的技術特征為統一的知識點;以一定數量的、各種形式的考題來覆蓋本專業方向的重點知識組成統一考試題庫;根據地球物理各專業理論技術復雜程度和應用的范圍，對不同專業方向設置不同的授課課時，授課教師或團隊需在規定的課時內完成本專業的講授。
2.授課環節
(1)專業課程講解。在命題式科教融合課程設計的基礎上，我們以應用為導向[13-14]展開“海洋地球物理”課程的科教融合授課。由于我們的教學團隊由不同領域的專家組成，他們不僅承擔著海洋地球物理的研究課題，在海洋地球物理的各自專業方向也做過大量的基礎性創新工作。因此，在專業課程講解環節，可以發揮不同專業方向的優質師資，在闡述不同專業各自不同的、重要的知識點的基礎上，以工作視頻與自己科研工作相結合的方式，讓學生在短時間內掌握必要的知識，激發他們的學習興趣。
(2)海洋相關裝備參觀。針對缺乏實驗條件的難點，我們用4個學時的海洋地球物理裝備參觀和觀摩學習以提高學生的興趣，增強其感性認識。主要包括：①在學校的實驗室參觀小型的海洋電磁和放射性儀器設備，了解它們不同于陸地儀器的結構與功能特殊性;②在中國石油集團東方地球物理公司大港油田分公司的海洋地震基地參觀大型的地震船裝和相關的地震技術裝備，以提高學生們的感性認識，深刻感受海洋地球物理不同于陸地工作的特殊性。參觀過程中，指導教師結合自身實際的科研經歷，生動具體地向學生們傳授海洋地球物理裝備的應用及相關數據的采集，將科教融合模式引入裝備參觀環節。
3.課后作業及考評
(1)多元化作業。在課時短、內容多的條件下，我們設計了大量的、多種形式的課后作業以輔助教學目標的實現。不僅設置了常規的專業英語文章摘要翻譯和參考書籍自學環節，還充分發揮不同專業教學團隊的優勢，給定各專業方向的代表性英文科技文獻，按獨立和分組兩種模式完成兩次不同的作業，提交分組或各自的讀書報告和答辯多媒體，并專門拿出2個學時對各組的作業情況進行抽查，通過各組的競演，培養學生的自學能力以及分工協作的團隊精神。
(2)考評。為充分調動學生的學習積極性以及開發利用學生的課后時間，我們設計了本課程的最終成績由期末考試卷成績和平時成績各占50%的考評方式(百分制)，平時成績包含課堂出勤、課后作業、上機編程及隨堂提問等。
三、試驗效果評估
在“海洋地球物理”課程的教改試驗中，我們不僅嘗試了專家組合的科教融合模式，共同規劃設計了教學大綱、編寫教案，以體現命題式的課件準備，還嘗試了多元化作業、翻轉課堂、多元化的綜合考評[15-18]等教改新方法。表1為命題式科教融合模式使用前后成績分布百分比。從兩個年度的成績分布對比可知，命題式科教融合授課下學生考評成績的優良比例明顯高于傳統授課情況，說明了命題式科教融合授課在“海洋地球物理”課程教學中的有效性。
四、結論
本次“海洋地球物理”課程教學采取了多個專業教師共同參與、分別負責不同專業方向的方式方法，同時為保證教學目標的一致、教學大綱的落實，我們采用了命題的方式請各位教師準備各自專業的課件。兩年的教學實踐證明，這種命題式的科教融合專家團隊授課模式對于學生在短時間內掌握一門前沿的專業課程是有效的、有益的。由于各位教師的授課內容存在差異，教學風格也各不相同，加之海洋領域對學生是相對陌生的，這種教學模式所展現的課程趣味性、多樣性激發了學生參與學習的積極性，效果較好。
致謝：感謝中國科學院大學的張健、中國海洋大學的何兵壽教授、同濟大學的宋海斌教授、BP公司美國Houston總部的李勝輝高級研究員在本次課程改革中所給予的課件參考和有益指導意見;感謝中國科學院地質與地球物理研究所的郝天珧研究員，吉林大學的殷長春教授，中國地質大學(北京)的孟小紅教授、陳召曦副教授、金勝教授、王南萍教授、鄧明教授、張啟升教授及他們所在專業團隊積極參與“海洋地球物理”的教學;感謝中國石油集團東方地球物理公司大港油田分公司張洪軍高工在海洋船裝和地震技術觀摩、參觀學習中給予的大力支持。——論文作者：王 赟，楊 春
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