“雙一流”建設(shè)背景下海洋生物學(xué)教學(xué)改革的實(shí)踐與探究

魏士平 楊娟

摘? 要：“雙一流”建設(shè)對(duì)創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)提出了更高要求，為適應(yīng)時(shí)代的需要，海洋生物學(xué)在教學(xué)與實(shí)踐內(nèi)容上、教學(xué)過程及組織實(shí)施上，經(jīng)過多年經(jīng)驗(yàn)的積累及效果的反饋，經(jīng)過不斷改進(jìn)，取得了良好的教學(xué)效果;課程在建設(shè)過程中充分注重軟件和硬件資源的建設(shè)，并在評(píng)價(jià)方式上做到全面、多元化，目的是提升本科生教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：“雙一流”建設(shè)? 海洋生物學(xué)? 教學(xué)改革? 創(chuàng)新性人才

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）02（b）-0220-04

Practice and Exploration on the Teaching Reform of Marine Biology under the Background of "Double First-class" Construction

WEI Shiping? YANG Juan

（School of Ocean Sciences， China University of Geosciences（Beijing）， Beijing， 100083 China）

Abstract： The "Double First-class" construction strategies raise higher requirements for foster of the innovative talents. To meet the needs of contemporary era， the curriculum of marine biology has been made useful explorations on the teaching and practice contents， the teaching organization and implementation. Through several years of teaching experience and feedback by the students， we achieved a better teaching effects. We also pay attention to the resource utilization and course evaluation， with the aim is to enhance the teaching quality and promote the cultivation of innovative talents.

Key Words： "Double First-class" construction; Marine biology; Teaching reform; Innovative talents

海洋生物學(xué)是中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）海洋學(xué)院為本科生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，通過對(duì)海洋生物學(xué)的學(xué)習(xí)，一方面，使學(xué)生能夠系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)與掌握海洋生物由低等到高等進(jìn)化的順序及其特征，正確理解海洋生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能對(duì)環(huán)境適應(yīng)的重要性，樹立起保護(hù)海洋環(huán)境的意識(shí)，做到可持續(xù)發(fā)展，這也是我國(guó)建設(shè)成為海洋強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)之一;另一方面，由于海洋生物學(xué)是在地質(zhì)大學(xué)背景下開設(shè)的一門課程，我們?cè)诮虒W(xué)過程中融入了地質(zhì)特色，把生物的骨骼與化石聯(lián)系起來，把生物對(duì)環(huán)境的改造與建設(shè)作用與遺跡聯(lián)系起來，有助于學(xué)生以將“今”論“古”的方式正確認(rèn)識(shí)與理解海洋生物的演化及其在地質(zhì)中的作用，促進(jìn)不同學(xué)科之間的交叉與融合，對(duì)于跨學(xué)科交叉型人才的培養(yǎng)至關(guān)重要。隨著海洋生物學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，對(duì)海洋生物學(xué)的教學(xué)也提出了更高要求，尤其是在當(dāng)今“雙一流”建設(shè)的背景下，如何培養(yǎng)出拔尖創(chuàng)新性人才成為“雙一流”建設(shè)的重要任務(wù)之一[1-3]。一流創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需要一流的理論基礎(chǔ)知識(shí)和一流的創(chuàng)新培養(yǎng)模式，為順應(yīng)時(shí)代的需要，我們?cè)诙嗄甑慕虒W(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，對(duì)海洋生物學(xué)的教學(xué)進(jìn)行了改革與探索。

1? 課程存在的問題及解決措施

1.1 課程體系的構(gòu)建及教學(xué)重點(diǎn)

自海洋學(xué)院成立起，海洋生物學(xué)即成為海洋科學(xué)專業(yè)中重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。十幾年來，其教學(xué)內(nèi)容主要參考了普通動(dòng)物學(xué)和無脊椎動(dòng)物學(xué)的內(nèi)容，沒有形成具有自己特色的教材，學(xué)生也對(duì)此怨聲載道。經(jīng)過近幾年的努力，在學(xué)校和學(xué)院的支持下，我們狠抓教材建設(shè)，已形成了一本具有地質(zhì)大學(xué)特色的海洋生物學(xué)教材，已在校內(nèi)出版并施行，其內(nèi)容不但包括了海洋生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)、海洋生物分類及生態(tài)，此部分內(nèi)容便于學(xué)生對(duì)現(xiàn)代海洋生物學(xué)的理解與認(rèn)識(shí)。為了突出教材的特色，我們?cè)诮滩膬?nèi)容上添加了動(dòng)物骨骼的形態(tài)與結(jié)構(gòu)以及海洋生物生活所造成的居住遺跡以及爬行覓食遺跡，加深了學(xué)生對(duì)于地質(zhì)歷史時(shí)期出現(xiàn)的生物化石及遺跡化石的理解與認(rèn)識(shí);比如我們所看到的生物化石由于發(fā)生了巖化，我們無法看到其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，再比如化石中的縫合線內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的，我們可以通過觀察現(xiàn)代生物的骨骼結(jié)構(gòu)與內(nèi)部隔壁的結(jié)構(gòu)，很容易理解海洋生物化石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，加深了學(xué)生對(duì)化石結(jié)構(gòu)的全面理解與認(rèn)識(shí)。

隨著海洋生物學(xué)新教材內(nèi)容的實(shí)施，但隨之而來出現(xiàn)的另一個(gè)問題是理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的脫節(jié)。海洋學(xué)院是全國(guó)為數(shù)不多的建立在內(nèi)陸的涉海的學(xué)院之一，由于遠(yuǎn)離海洋，使我們喪失了隨時(shí)可以觀察海洋生物習(xí)性及其與環(huán)境之間關(guān)系的機(jī)會(huì)，單憑理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，再好的教材也猶如“紙上談兵”，因此必須更加注重實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容[4]。為此，海洋生物課程建設(shè)當(dāng)前主要解決實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重新設(shè)置、實(shí)驗(yàn)標(biāo)本的整理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程以及實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制的改革，強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用。逐步形成以課堂教學(xué)為基礎(chǔ)、以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為檢驗(yàn)、以野外實(shí)習(xí)為綜合和提高的三位一體的教學(xué)與實(shí)踐課程體系。在課堂教學(xué)中，我們著重突出海洋生物形態(tài)結(jié)構(gòu)及功能，打好理論基礎(chǔ);實(shí)驗(yàn)教學(xué)則是讓學(xué)生帶著課堂所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)體標(biāo)本的形態(tài)結(jié)構(gòu)、內(nèi)部構(gòu)造的觀察，對(duì)于有外部骨骼的生物重點(diǎn)觀察海洋生物的骨骼及其結(jié)構(gòu)，對(duì)于沒有骨骼的生物重點(diǎn)觀察其居住及覓食遺跡，比如環(huán)節(jié)動(dòng)物由于其沒有堅(jiān)硬的外骨骼的保護(hù)，往往生活在底質(zhì)比較柔軟的沉積物內(nèi)，其居住跡有“U”行穴道狀，有的生物可分泌粘液膠結(jié)外來物形成管狀;野外實(shí)習(xí)則是去北戴河海濱進(jìn)行海洋生物的觀察，把整個(gè)生物置于大的自然生態(tài)環(huán)境下，重點(diǎn)觀察海洋生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能對(duì)環(huán)境適應(yīng)的重要性。

1.2 教學(xué)過程改革措施

當(dāng)前海洋生物教學(xué)受到教學(xué)條件等諸多因素的限制，還存在不少問題。

同學(xué)獲取海洋生物知識(shí)的主要渠道是通過課本和教師的講解，這種“死”的海洋生物很難激發(fā)學(xué)生的興趣，甚至有的同學(xué)連大海都沒有見過，如何能理解海洋生物的生存與環(huán)境？為此，在教學(xué)手段上，精心收集與課程有關(guān)的海洋生物視頻并剪輯，作為“線上”補(bǔ)充教學(xué)資料，將“死的”線下教學(xué)內(nèi)容與“活的”線上視頻內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來。比如在講到刺胞動(dòng)物時(shí)，把它放在動(dòng)物進(jìn)化史上進(jìn)行審視，刺胞動(dòng)物的生活行為發(fā)生了轉(zhuǎn)折點(diǎn)，是動(dòng)物界生物第一次主動(dòng)向外伸出觸角的生物，其多數(shù)種類是固著生活的，身體也出現(xiàn)了輻射對(duì)稱，為適應(yīng)固著的環(huán)境，通過觸手的運(yùn)動(dòng)以及刺細(xì)胞射出毒絲可從周圍捕獲食物，學(xué)生通過觀看視頻，不但可以深刻理解生命適應(yīng)環(huán)境的重要形態(tài)與功能特征，而且也重點(diǎn)凸顯生命在于運(yùn)動(dòng)。再比如在講到軟體動(dòng)物時(shí)，尤其是巖相海岸的生物時(shí)，動(dòng)物往往在潮汐退去后要忍受失水或高溫灼傷帶來的威脅，所以動(dòng)物要么緊緊關(guān)閉厴板防止失水，要么躲到潮濕的巖石縫中，動(dòng)物往往采取這種“閉不開口”和“逃避”的策略，從而適應(yīng)這種嚴(yán)酷環(huán)境，通過觀看視頻，使學(xué)生感覺到在課堂上所學(xué)的生物的“死”的形態(tài)與結(jié)構(gòu)的知識(shí)，一下子變“活”了，也能使這種枯燥無味的課堂純理論知識(shí)變得更加有趣。在講到每一個(gè)動(dòng)物門時(shí)，我們都配有視頻輔助教學(xué)，大大激發(fā)了學(xué)生的興趣。

以前生物實(shí)驗(yàn)課著重生物畫圖，甚至有的學(xué)生“比葫蘆畫瓢”，對(duì)于知識(shí)則是一知半解，今后實(shí)驗(yàn)教學(xué)要解決理論知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用，擴(kuò)充實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，把從“畫”中節(jié)省的時(shí)間，投入到學(xué)生辨別、識(shí)別及思考方面去，全面提高學(xué)生的實(shí)踐能力。為此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)過程做了全新改版。

海洋生物諸多實(shí)驗(yàn)，目前還停留在認(rèn)知實(shí)驗(yàn)階段，如何提高學(xué)生的思維能力、解決問題的能力，將是今后海洋生物學(xué)解決的重要問題。在認(rèn)知的基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)將向縱深發(fā)展，突出多學(xué)科之間的交叉。比如海綿的骨針、軟體動(dòng)物的貝殼、海膽的棘刺等等，我們知道這些是海洋動(dòng)物的骨骼，甚至在地質(zhì)上也有重要的意義，但我們有人很少知道它也是生物所形成的一種礦物、生物所形成的一種材料，可以借助現(xiàn)代儀器對(duì)其進(jìn)行形貌和礦物分析，將會(huì)激發(fā)學(xué)生的興趣、擴(kuò)寬學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域。比如在講到軟體動(dòng)物的背殼時(shí)，它是由動(dòng)物的外套膜分泌的，其結(jié)構(gòu)包括了角質(zhì)層、棱柱層和珍珠層，棱柱層和珍珠層雖然在化學(xué)組成上都是由碳酸鈣組成的，但其礦物組成明顯不同，棱柱層往往是方解石組成的，而珍珠層是由文石組成的，造成這種差別，是由于動(dòng)物所分泌的一些酸性氨基酸明顯參與了文石的形成，這也是生物礦化的一個(gè)比較典型的例子，這種穿插式教學(xué)凸顯了學(xué)科的交叉性，也同時(shí)大大拓寬了學(xué)生的視野。

2? 課程內(nèi)容與資源建設(shè)及應(yīng)用

2.1 課程內(nèi)容建設(shè)及應(yīng)用

課程內(nèi)容是基于在調(diào)查了諸多國(guó)內(nèi)海洋生物學(xué)教材和國(guó)外教材的基礎(chǔ)上，已形成了自己特色的教學(xué)內(nèi)容。內(nèi)容分上、下兩篇，上篇著重講述生物學(xué)的基本知識(shí)，之所以這樣設(shè)置，是因?yàn)榇苏n程沒有先修課程作為基礎(chǔ);下篇將分三個(gè)板塊海洋微生物、海洋動(dòng)物和海洋植物三個(gè)板塊，重點(diǎn)講述海洋動(dòng)物，海洋動(dòng)物的門類可以說在整個(gè)動(dòng)物界中都占據(jù)了絕大多數(shù)，從低等的單細(xì)胞動(dòng)物到高等的脊椎動(dòng)物，從單細(xì)胞動(dòng)物到多細(xì)胞動(dòng)物，多細(xì)胞動(dòng)物中從無胚層動(dòng)物到有胚層動(dòng)物，有胚層動(dòng)物中從兩胚層動(dòng)物到三胚層動(dòng)物，繼而發(fā)展為無體腔動(dòng)物、假體腔動(dòng)物到真體腔動(dòng)物，動(dòng)物結(jié)構(gòu)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，內(nèi)容層層遞進(jìn)，便于系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)海洋生命的演化。教材和教學(xué)內(nèi)容也都隨著新教材做了相應(yīng)的改變，初步應(yīng)用，得到學(xué)生較好的反響。

2.2 課程資源建設(shè)及應(yīng)用

課程資源建設(shè)包括“軟件資源”和“硬件資源”兩方面的建設(shè)。“軟件資源建設(shè)”主要是收集或者是拍攝海洋生物視頻，作為“線上”視頻資料發(fā)放，將會(huì)是對(duì)課堂教學(xué)有益的補(bǔ)充，學(xué)生將課堂學(xué)的知識(shí)可以置身于海洋生物視頻畫面中，似身臨其境，便于理解與消化。另一方面是努力提高教師本身的教學(xué)水平，不斷地閱讀最新資料，把最新的國(guó)內(nèi)外研究?jī)?nèi)容整合到海洋生物教學(xué)當(dāng)中，拓展學(xué)生的知識(shí)面與視野[5]。“硬件資源建設(shè)”主要是對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)標(biāo)本的整理與分類，其次是彌補(bǔ)缺失的標(biāo)本，做到標(biāo)本齊全，類型豐富，有足夠數(shù)量支撐各個(gè)實(shí)驗(yàn);另一個(gè)是充分利用實(shí)習(xí)基地，每年暑假都會(huì)帶學(xué)生到北戴河海濱進(jìn)行海洋科學(xué)認(rèn)知實(shí)習(xí)，可以說這是一次對(duì)課堂知識(shí)和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)知識(shí)的大檢閱，為了達(dá)到更好的效果，必須進(jìn)行實(shí)習(xí)前的培訓(xùn)，帶著問題去觀察。為此需要建立一個(gè)專門的北戴河海洋生物環(huán)境與資源資料與標(biāo)本的寶庫(kù)。

3? 課程教學(xué)內(nèi)容及組織實(shí)施

課程教學(xué)內(nèi)容及組織實(shí)施緊緊圍繞“教”、“學(xué)”、“做”三個(gè)方面開展。

“教”則是由教師在課堂上做知識(shí)的引導(dǎo)，引導(dǎo)的好與壞將直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，為此在課程設(shè)計(jì)上要做好充足的準(zhǔn)備。比如，在講述每個(gè)動(dòng)物門時(shí)，都把它置于整個(gè)生物進(jìn)化的歷程去審視與對(duì)比它在生物進(jìn)化中所占的地位以及所具有的特征，便于同學(xué)對(duì)于知識(shí)的串聯(lián);比如在講到環(huán)節(jié)動(dòng)物和節(jié)肢動(dòng)物的附肢時(shí)，通過疣足與節(jié)肢的結(jié)構(gòu)的對(duì)比，使學(xué)生能深刻地理解到疣足是動(dòng)物界最原始的附肢，它和動(dòng)物身體之間沒有關(guān)節(jié)相連，其運(yùn)動(dòng)能力還比較弱，但它為節(jié)肢的進(jìn)化奠定了基礎(chǔ)，節(jié)肢動(dòng)物的出現(xiàn)可以說是陸地的征服者，天上飛的、陸上跑的、水里游的到處都能發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡，在講述過程中，再配合觀看部分視頻，使學(xué)生能系統(tǒng)地掌握海洋生物動(dòng)物放在生命演化的歷史長(zhǎng)河中，其形態(tài)與結(jié)構(gòu)的變化。

“學(xué)”則是以學(xué)生為主體，包括的課堂學(xué)習(xí)和課下學(xué)習(xí)。每次課堂教學(xué)留出來10～20min的提問時(shí)間，給學(xué)生釋疑，甚至與學(xué)生展開討論，做到及時(shí)對(duì)知識(shí)的理解與消化。由以前的“滿堂灌”教學(xué)方式逐漸轉(zhuǎn)向“互動(dòng)式教學(xué)”和“討論式教學(xué)”過渡。

“做”則是鍛煉學(xué)生觀察問題和解決問題的能力，主要是通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)習(xí)教學(xué)上，讓學(xué)生多做。有關(guān)做的內(nèi)容可分為“必做”和“選做”?！氨刈鰞?nèi)容”主要是針對(duì)大綱要求，是每個(gè)學(xué)生所必須達(dá)到的要求，主要觀察動(dòng)物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、骨骼以及化石等，鞏固課本所學(xué)的基本知識(shí)?！斑x做內(nèi)容”主要是針對(duì)有特殊興趣的同學(xué)，做到因材施教，比如在講到紅珊瑚時(shí)，讓學(xué)生細(xì)致觀察紅珊瑚所分泌的骨軸結(jié)構(gòu)，并結(jié)合X射線晶體衍射、拉曼光譜等現(xiàn)代化分析手段，輔助學(xué)生正確地識(shí)別與鑒定紅珊瑚寶石[6]。

4? 課程成績(jī)?cè)u(píng)定方式。

現(xiàn)行考試成績(jī)?cè)u(píng)定主要有期中考試和期末考試兩種方式共同組成。存在過程性評(píng)價(jià)所占比重太少，考試模式過于單一等問題[7]。為了更全面地評(píng)定學(xué)生成績(jī)，學(xué)校充分放權(quán)，由教師自主設(shè)定各部分所占的比重。課程成績(jī)?cè)u(píng)定方式如下：考勤占5%，作業(yè)占15%，實(shí)驗(yàn)占15%，章節(jié)測(cè)驗(yàn)占25%，期末占40%。課程成績(jī)?cè)u(píng)定實(shí)行多元化，有利于客觀地、公平地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，在一定程度上避免了學(xué)生平時(shí)不學(xué)、考前突擊的現(xiàn)象，同時(shí)也避免了由于短時(shí)突擊記憶所掌握的知識(shí)不牢靠、容易忘卻的弊端。

5? 課程評(píng)價(jià)及改革成效

課程評(píng)價(jià)采用“評(píng)教”和“評(píng)學(xué)”的方式。采用同行專家進(jìn)行“評(píng)教”，對(duì)教師的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)手段、教學(xué)過程是否合理、教學(xué)資源與內(nèi)容是否系統(tǒng)連貫、課程成績(jī)?cè)u(píng)定是否客觀全面等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià);另一方面也結(jié)合學(xué)生評(píng)教的結(jié)果，以發(fā)放問卷的形式，綜合評(píng)價(jià)教師的教學(xué)效果。實(shí)踐證明，教師的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法得到一致肯定，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！霸u(píng)學(xué)”則時(shí)從學(xué)生角度出發(fā)，評(píng)價(jià)他們對(duì)知識(shí)的掌握程度以及所取得的效果，通過多方面多層次評(píng)價(jià)，學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的掌握更加牢靠，并促進(jìn)了學(xué)生動(dòng)手與分析能力，對(duì)于進(jìn)一步培養(yǎng)具有創(chuàng)新性思維的人才奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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