应用型海洋科学专业的课程改革尝试

［摘要］针对海洋科学应用型人才培养的难点、痛点，以物理海洋学课程为试点，通过调整教学方法加强了教学与科研、教学与就业之间的联系；通过改革教学内容保证学生具备全面海洋视野的同时也具备一定的创新能力，实现了共性与个性的兼顾；通过营造课堂氛围改善了学生与教师之间的关系，有效提升了学生主动学习的积极性；通过建设开放实验室为学生创新、创业提供了时间、空间的支撑；通过建设课程群保障了学习内容的完整性和系统性。

［关键词］物理海洋学；海洋科学；应用型人才

［中图分类号］ G642 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2096-0603（2023）07-0061-04

一、引言

随着海洋科学相关研究的深入，海洋资源开发、海洋能源获取、海洋环境保护、海洋灾害防治、海洋军事应用等领域愈发受到各国重视，我国对海洋科学研究的重视程度也与日俱增。海洋科学从一门侧重基础研究的学科逐步演变成基础研究与应用研究同等重要的学科，在经济发展、国家安全、社会稳定等方面发挥了更显著的作用。以往我国的海洋科学专业，尤其是物理海洋学方向以培养高级研究型人才为主，对口工作以国家涉海企事业单位、高校科研院所和政府部门为主。自党的十八大作出建设海洋强国的重大部署以来，我国海洋经济保持中高速增长，对海洋人才的数量和质量提出了较高要求，海洋科学专业也一跃成为“热门专业”，更多高校增设了海洋科学专业或转型成为海洋大学，海洋科学毕业生人数的增长超过了对口的政府部门、高校科研院所岗位需求的增长，这使得本科生对口就业逐渐艰难[1]。因此，探索一条有别于以往，转而加强面向企业就业的应用型人才培养的有效道路近年来越来越受到各海洋高校的重视[2-5]。

海南热带海洋学院立足海南，面向南海，是海南省唯一一所海洋类高校，承担着培养本土海洋人才、推进海南省海洋科研和产学研结合的重大责任。学校的总体办学定位是建设特色鲜明的高水平应用型海洋大学，服务海南自贸港、海洋强国、“一带一路”等国家重大战略倡议布局，服务海南省区域经济和社会发展。海洋科学专业在学校办学定位的基础上，进一步提出了要培养符合社会需要的应用型、复合型、创新型海洋人才。海洋科学专业作为学校海洋教学和科研事业发展的排头兵，必须服务学校整体目标和规划，探索出海洋科学应用型人才的特色培养道路。

物理海洋学课程是本校海洋科学类专业的必修课。该课程主要介绍了物理海洋学的基本概念、海洋中动力过程的发生发展机制、海洋中物质输运与动力过程的联系等内容。该课程的学习为海洋相关专业学生深入学习和理解化学海洋学、海洋生物学、海洋地质学和大气科学等相关课程奠定了基础。因此，本门课程的学习效果对培养高水平应用型人才培养目标的实现有重要意义。如何更好地开展课程教学，提高教学质量，使学生更好地接受本门课程的知识内容，是个非常值得探究的问题。

二、物理海洋学课程现状及存在的问题

笔者于2019年开始承担物理海洋学课程负责人的工作，每学年上、下学期分别为海洋科学和海洋技术专业开设一次该课程。在教学过程中发现本课程主要存在以下问题。

（一）课程信息量大，授课课时不足

物理海洋学课程的主要内容包括海水的物理性质、水平衡和热收支、海洋波动、海洋环流等，学生在学完本课程后能从物理的角度和思维来理解和研究海洋中发生的现象[6-7]。要清晰、全面地讲解该课程内容需要花费大量学时，以最早开设该课程的中国海洋大学为例，其物理海洋学课程学时达到64学时，且另设48学时的物理海洋学实验课程。而我校物理海洋学课程仅设32学时的理论课程和18学时的实验课程，完全照搬中国海洋大学的讲授模式并不可取。如何在较短的教学时间内帮助学生构建相对完整的理论知识体系，是本课程需要解决的重要问题之一。

（二）应用特色不彰，教学与市场脱节

物理海洋学中涉及的很多现象并不直观，传统的课程内容强调数学推导，这可以让学生从数学的角度深刻理解物理过程，适合以培养高级研究人员为目标的研究型高校，但不符合以本校应用型人才培养为主的办学定位，占用较长课堂时间的同时也使得大部分学生出现畏难情绪，打击了学生的学习积极性。此外，过于强调理论推导会使得本课程与研究型高校同类课程同质化严重，缩短的教学时间又将进一步减少课程含金量，这会导致本校学生丧失差异化竞争优势。强调课程内容与工作实践之间的对接，通过课程学习使学生掌握在实际工作环境中面对和解决问题的能力，培养学生应用理论的能力是使本校学生获得差异化竞争优势的重要途径，而这种应用特色在最初的教学过程中并没有体现。

我校海洋科学专业教学团队走访了三亚市崖州湾科技城管理局、三亚珊瑚礁生态研究所、海域海岛研究院、海南南海热带海洋研究所等多家涉海企事业单位了解区域发展对海洋科学类人才的需求现状，调查发现本地相关企业提供的岗位主要包括三种：一是海洋调查工作岗位；二是海洋数值模拟岗位；三是海洋科学科普工作岗位。这些岗位对于学生利用所学知识进行创新的要求相对较低，但对学生能熟练运用所学知识有较高要求。物理海洋学课程若要与本地市场接轨，必须从课程内容上进行多方面、多层次的调整，加强课程的厚基础、宽口径、强应用、高素质特征[2]。

（三）课堂氛围沉闷，学生缺乏主动性

笔者发现课堂上氛围沉闷，学生较少发言的主要原因有三个：一是随着智能手机的普及，学生逐渐对手机有了依赖心理，很多学生即使到了课堂上也不愿放下手机，人到心不到。而一旦玩手机没有跟上课堂进度，学生很容易因为一个知识点没听懂就放弃后续内容的学习。二是部分学生与教师存在较大隔阂，对任课教师的“怕”多于“敬”，害怕与任课教师接触和交流。还有部分学生害怕被同学笑话，羞于在课堂上提出问题。三是大部分学生仅以通过考试为目标，对于课堂知识被动接受，对知识背后的原理以及知识拓展的方向没有太多兴趣，这导致课堂上学生对所授内容提不出有价值、有意义的问题，严重影响了学生对知识的吸收和举一反三的创新、创造能力。

（四）实验开展方式死板，创新空间不足

课程改革前，实验课程的上课方式是以“预习实验教材—实验室现场操作—提交实验报告”的形式开展，实验过程往往比较乏味，学生往往只能被动地从实验过程中理解理论知识[8]。这种方式虽然能够让学生学到课堂上涉及的几个实验的操作方法，但是学生对于为什么要这么操作以及如何利用实验器材设计新的实验体会不足，结果导致学生对实验的认识非常片面，且不能将实验操作技能有效发展成探索自然、解决工作问题的工具。而实验室运作方式仍然以课程实验为主，验证性、演示性实验占据了绝大多数实验时间，设计性、综合性、探究性实验时数严重不足，阻碍了学生深入实验室进行高水平的实验操作。

（五）上下游课程缺乏整合，课程内容过于独立

课程改革前，为确保学生宽口径就业目标，我专业并未将物理海洋学、海洋化学、海洋地质、海洋生物等二级学科方向分开培养，这一方面拓宽了学生的专业视野，涉猎了更多学科方向，但另一方面也让学生在单个学科方向上缺乏足够系统的训练，体现在课程设置上就是各方向课程门数更少，教学时间都较短。就物理海洋学课程而言，在课程改革前，其专业方向前置课程包括海洋科学导论（51课时）、流体力学（51课时），后续课程包括海洋调查方法（51课时），这些课程一方面未进行有效整合，另一方面课时量和课程门数确实难以保证物理海洋学方向内容的系统性和完整性。这使得学生在学习了物理海洋学后无法形成对物理海洋学方向的清晰认识，限制了学生对海洋科学整体内容的理解。

三、物理海洋学课程改革举措

为实现与研究型高校差异化发展，满足学校的办学定位与现状，契合专业的培养要求，笔者在阅读和分析了大量相关教改实践并咨询了多位经验丰富的海洋学专家、教授后，对物理海洋学应用型课程改革进行了初步探索，在教学方法和教学内容上进行了特色改革。

（一）教学、科研结合，共性与个性兼顾

由于课堂学时较短，无法保证既讲精又讲全，因此笔者将构建完整的知识体系作为课程的首要任务，在此基础上适当提升课程的深度。本课程对大部分没有升学意愿的学生的要求是能够理解物理海洋学的基本概念，熟知主要的物理过程及其经典的理论解释，能根据情况熟练应用公式简单分析物理海洋学中常见的现象，以保证本科毕业后在从事海洋相关工作时具备基本的物理海洋学常识，并能够利用简单的工具解决实际问题。

但由于海洋科学本身的特点，仅培养应用型人才也不利于学科发展。因此，笔者通过翻转课堂的方式选拔少部分有科研潜力的学生并加以指导，将有志于进一步深造的学生纳入教师建立的课题小组，参与部分简单、基础的科研项目内容，培养其学习习惯，提升其科研素养，为高级科研人才的培养储备高素质生源。这种方式在维持课堂时间不增加的情况下保证了应用型人才的培养质量，同时也为少量科研人才的培养保留了空间。

（二）调整课程内容，打造课程特色

针对本校的现状和目标，笔者大幅度增加本课程的应用特色，简化了课堂上理论部分的深度，强调数学方程的物理学假设以及方程中各项的物理意义，但对公式推导过程则不做过多要求。这保证学生在学习了本门课程以后遇到常见问题时可以正确使用现成的经典理论去分析和解决问题，而省下的时间可以更多地对内容进行延展，拓宽内容的广度以及提高趣味性。同时也更着重讲解方法和技术相关的课堂内容，结合物理海洋现象介绍海洋数据的下载和统计分析方法、常见海洋仪器的使用环境和特点等，以此为主题鼓励学生自行在课下查阅资料并在课堂上展示。

基于海洋科学学科特点，笔者也适当增强了课程的综合性特征。海洋科学是一门综合性较强的学科，包括物理海洋学、海洋化学、海洋生物、海洋地质等多个关联较强的二级学科。打破学科壁垒，加强学科交叉，有利于学生综合思考问题，理解海洋中物理过程和生物、化学、地质过程的有机联系[9]。虽然物理海洋学课堂上主要的内容是海洋中的物理过程及其机制，但物理过程与其他海洋过程的相互作用也是不可缺少的部分。笔者在课堂中更加注重将学科间的联系作为课程重点内容讲述，力争让学生能理解海洋科学各二级学科之间的关系，获得更全面的海洋视野。

除此之外，笔者也通过将物理现象与本地特征相结合让学生对物理现象更有熟悉感，加深学生对所学知识与生活实际联系的体会，提升其对海洋科学研究的兴趣。如结合三亚冬暖夏凉的特点解释埃克曼作用导致的离岸上升流在调节区域气候中的作用，结合最新的研究热点提及五指山在海南西南部海域暖池形成中所起的作用。

（三）设置多元化评价体系，多方法结合调动学生的积极性

为了兼顾应用型人才和科研创新型人才的培养，笔者为学生设计了多元的考核评价体系和多样的学习情境。评价体系上，采用“平时分（40%）+实验（20%）+期末考试（40%）”结合的方式，其中平时分又分为“出勤+课堂问答+课堂小测验+课堂展示”，尽量调动学生的积极性并发挥不同学生的优势。

通过引入雨课堂教学工具，笔者在课堂上采用多种信息化教学手段，如在线点名、在线答题、课件共享等。而学生也可以通过雨课堂随时查看已上过的课程内容，有效减少了因学生遗忘前置内容放弃后续内容学习的现象。课堂展示结合“赛易评”（一种在线评分微信小程序）工具的引入使学生能有效参与到自主学习中来，并能从评委的角度对同学所作的报告进行分析和点评，极大提升了学生的课堂参与度。

（四）把握课堂节奏，吸引学生的注意力

良好的课堂节奏可以集中学生的注意力，笔者在课堂中模仿相声“丢包袱”的形式在一小节内容之后设置几道思考题，在检验了学生对知识的掌握状况的同时也可以让学生紧张的精神有所放松，也锻炼了其应用所学知识举一反三的创新研究能力。课堂上的思考题允许学生讨论，也活跃了课堂氛围。教师也参与到学生的讨论中，对其进行引导，这一定程度上消除了教师和学生之间的隔阂，培养了师生之间的良好关系，让学生更敢与教师展开思想的碰撞。