摘 要：科教融合是本科教育改革的重要推动力，是激发学生专业学习兴趣的有效途径之一。传统的地球物理学专业课教学一般由一位教师或一个教研团队所承担，然而，“海洋地球物理”课程涉及地球物理学的多个物理场，传统教学模式无法完成多专业跨度知识体系的讲授，由此造成学生对课程学习兴趣的不足。针对该问题，我们以“海洋地球物理”为命题，在教学实践中尝试科教融合的授课模式。首先，邀请具有海洋地球物理研究背景且不同专业方向的专家组成教学团队，由此搭建科教融合的师资基础;其次，以“七个统一原则”为要求统筹不同专业研究团队的授课内容、作业及考试题库。两年的教学实践结果表明：在命题式科教融合的授课模式下，学生考评成绩的优良比例明显高于传统授课情况，证实了命题式科教融合授课在“海洋地球物理”课程教学中的有效性。
关键词：海洋地球物理;命题式;科教融合
一、引言
2015年《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》提出要推进教学、科研、实践紧密结合，推动教师把国际前沿学术发展、最新研究成果和实践经验融入课堂教学，将学生参与课题研究、项目实验等活动认定为课堂学习[1]。科教融合成为国家培养创新型、拔尖型、卓越型人才的重要渠道[2]。2016年教育部发布《高等学校“十三五”科学和技术发展规划》中明确指出科教融合是现代高等教育的核心理念，支撑人才培养是高校科技工作的内在要求[3]。科教融合的目的在于培养学生在未来竞争中所需要的发现问题、创造性解决问题的能力与科学素养[4]。2019年教育部发布的《关于深化本科教育教学改革全面提升人才培养质量的意见》中指出要强化科研育人功能，推动高校及时把最新科研成果转化为教学内容，激发学生专业学习兴趣，加强对学生科研活动的指导，支持学生早进课题、早进实验室、早进团队，以高水平科学研究提高学生创新和实践能力[5]。高等教育发展的历史经验表明，科教融合是高校提升科技创新和社会服务能力、提供高质量教育的有效途径，是当代高等教育发展理念的重要内容，是对现代大学人才培养模式的深层次改革创新[6]。科教融合将科学研究与教学相互协同渗透，是培养创新人才的新途径。资源共享及协同育人的理念使学生的创新思维、创新意识及创新能力得到有效提升，有利于推动人才培养质量体系的构建[7]。
海洋地球物理是地球物理学应用于海洋领域所产生的一个分支科学[8]。我国的海洋地球物理尚处于起步发展阶段，大多数的理论方法技术与装备以引进国外为主。在“海洋地球物理”课程教学中存在以下问题：(1)课程专业跨度大且课时少。“海洋地球物理”课程内容涉及地球物理学的多种物理场、多个专业方向，内容繁杂。地球物理专业授课已细化为重力、磁法、电法、地震、放射性、地温、测井等不同的专业课程，由不同的教研团队承担授课，合计可达数百个学时。在32个学时的“海洋地球物理”课程教学中完成多专业跨度的知识体系的讲授对任何一个教师或教研团队来说都勉为其难。(2)参考教科书稀缺且开课的同类院校可参考课件少。至今国内只有一本英文的《MarineGeophysics》[9]和中文译本[10]可供参考。同时，由于统一教材或参考书的缺乏以及专业研究方向的不同，不同高校教师讲解这门课的侧重点千差万别。例如：中国海洋大学以海洋主动源地震为主;中国科学院大学和同济大学以海洋重磁为主(包括小部分的深海天然地震观测)。(3)缺乏实验条件。由于海洋的可进入性难度大、成本高的特点，“海洋地球物理”课程所涉及的实验仪器、装备、技术等可供教学配套和辅助的条件有限，难以保障学生获得直观感性的深刻认识，造成学习兴趣的缺失。
对于“海洋地球物理”课程教学中存在的问题，我们发挥科教融合可以有效激发学生专业学习兴趣的优势，以命题方式围绕“海洋地球物理”构建教学团队，从多个角度尝试给出解决的方案。总的核心思想是通过聘请不同专业方向的专家组建教学团队，在统筹课程设计和教案的基础上，给出具体的讲授要求，通过命题式、与各位专家科研活动密切结合的方式[11-12]进行“海洋地球物理”课程的接续讲授。
二、命题式科教融合方法的设计和实践
1.课程设计环节
由于海洋地球物理涉及多种地球物理场，有必要在搭建不同专业方向关联性的基础上，统筹不同专业的研究团队分别授课，发挥各自的专业特长。图1给出了命题式科教融合模式下“海洋地球物理”的主要授课内容，围绕“海洋地球物理”这一命题，我们设计了不同地球物理方向内容的介绍和海洋相关装备的参观。根据设计课程需求，邀请了本单位和外聘专家为负责人的多个教研团队进行不同方向授课内容的准备。组成教学团队的教师或专业研究组都从事过具体的海洋地球物理工作，可以站在一定高度上凝练各专业方向的基本特征，更形象地准备科普式课件，使得科教融合的授课模式成为可能。
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为使得各专业方向组合而成的教学团队保持授课内容的独立性，同时又避免重叠和遗漏，在每个团队负责一个具体专业方向讲授任务的原则下，按如图2所示的“七个统一”要求模式准备课件。即以学生掌握海洋地球物理不同于陆地地球物理的特征为主要教学目的;以国外理论技术介绍为主、结合各自团队相关科研内容为统一的教学形式，即科教融合的统一教学形式;以海洋地球物理特殊性所引起的地球物理理论与方法技术的差异，涵盖数据采集、装备技术、数据处理和解释反演等为统一教学内容要求;以代表性英文科技文献为主，辅以综述性、有利于学生短时间内掌握基本概念和特征的中文文献为统一辅助材料;以课程内容中的重要概念、基本理论与定理、各专业的技术特征为统一的知识点;以一定数量的、各种形式的考题来覆盖本专业方向的重点知识组成统一考试题库;根据地球物理各专业理论技术复杂程度和应用的范围，对不同专业方向设置不同的授课课时，授课教师或团队需在规定的课时内完成本专业的讲授。
2.授课环节
(1)专业课程讲解。在命题式科教融合课程设计的基础上，我们以应用为导向[13-14]展开“海洋地球物理”课程的科教融合授课。由于我们的教学团队由不同领域的专家组成，他们不仅承担着海洋地球物理的研究课题，在海洋地球物理的各自专业方向也做过大量的基础性创新工作。因此，在专业课程讲解环节，可以发挥不同专业方向的优质师资，在阐述不同专业各自不同的、重要的知识点的基础上，以工作视频与自己科研工作相结合的方式，让学生在短时间内掌握必要的知识，激发他们的学习兴趣。
(2)海洋相关装备参观。针对缺乏实验条件的难点，我们用4个学时的海洋地球物理装备参观和观摩学习以提高学生的兴趣，增强其感性认识。主要包括：①在学校的实验室参观小型的海洋电磁和放射性仪器设备，了解它们不同于陆地仪器的结构与功能特殊性;②在中国石油集团东方地球物理公司大港油田分公司的海洋地震基地参观大型的地震船装和相关的地震技术装备，以提高学生们的感性认识，深刻感受海洋地球物理不同于陆地工作的特殊性。参观过程中，指导教师结合自身实际的科研经历，生动具体地向学生们传授海洋地球物理装备的应用及相关数据的采集，将科教融合模式引入装备参观环节。
3.课后作业及考评
(1)多元化作业。在课时短、内容多的条件下，我们设计了大量的、多种形式的课后作业以辅助教学目标的实现。不仅设置了常规的专业英语文章摘要翻译和参考书籍自学环节，还充分发挥不同专业教学团队的优势，给定各专业方向的代表性英文科技文献，按独立和分组两种模式完成两次不同的作业，提交分组或各自的读书报告和答辩多媒体，并专门拿出2个学时对各组的作业情况进行抽查，通过各组的竞演，培养学生的自学能力以及分工协作的团队精神。
(2)考评。为充分调动学生的学习积极性以及开发利用学生的课后时间，我们设计了本课程的最终成绩由期末考试卷成绩和平时成绩各占50%的考评方式(百分制)，平时成绩包含课堂出勤、课后作业、上机编程及随堂提问等。
三、试验效果评估
在“海洋地球物理”课程的教改试验中，我们不仅尝试了专家组合的科教融合模式，共同规划设计了教学大纲、编写教案，以体现命题式的课件准备，还尝试了多元化作业、翻转课堂、多元化的综合考评[15-18]等教改新方法。表1为命题式科教融合模式使用前后成绩分布百分比。从两个年度的成绩分布对比可知，命题式科教融合授课下学生考评成绩的优良比例明显高于传统授课情况，说明了命题式科教融合授课在“海洋地球物理”课程教学中的有效性。
四、结论
本次“海洋地球物理”课程教学采取了多个专业教师共同参与、分别负责不同专业方向的方式方法，同时为保证教学目标的一致、教学大纲的落实，我们采用了命题的方式请各位教师准备各自专业的课件。两年的教学实践证明，这种命题式的科教融合专家团队授课模式对于学生在短时间内掌握一门前沿的专业课程是有效的、有益的。由于各位教师的授课内容存在差异，教学风格也各不相同，加之海洋领域对学生是相对陌生的，这种教学模式所展现的课程趣味性、多样性激发了学生参与学习的积极性，效果较好。
致谢：感谢中国科学院大学的张健、中国海洋大学的何兵寿教授、同济大学的宋海斌教授、BP公司美国Houston总部的李胜辉高级研究员在本次课程改革中所给予的课件参考和有益指导意见;感谢中国科学院地质与地球物理研究所的郝天珧研究员，吉林大学的殷长春教授，中国地质大学(北京)的孟小红教授、陈召曦副教授、金胜教授、王南萍教授、邓明教授、张启升教授及他们所在专业团队积极参与“海洋地球物理”的教学;感谢中国石油集团东方地球物理公司大港油田分公司张洪军高工在海洋船装和地震技术观摩、参观学习中给予的大力支持。——论文作者：王 赟，杨 春
