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“海洋生物学”线上线下混合式一流本科课程建设研究与实践

分类:教育论文 时间:2021-06-19

  摘要:“海洋生物学”是海洋环境科学方向本科生的一门非常重要的专业基础课。为培养全面发展的海洋环境科学人才,文章在分析国内现有“海洋生物学”教材内容的基础上,构建了以海洋植物和海洋动物为主要教学环节的课程教学内容。在对教材建设和课程内容进行构建分析的基础上,提出了通过制定面向海洋环境科学方向本科生教学大纲和建设专业教材、加强线上线下混合式教学模式探索研究等途径逐步完善“海洋生物学”课程建设的设想。

“海洋生物学”线上线下混合式一流本科课程建设研究与实践

  关键词:海洋生物学;课程内容建设;混合式教学模式

  海洋生物学是研究海洋中的生命现象、过程及其规律的科学,是海洋科学的一个主要学科,也是生命科学的一个重要分支[1]。多年来,“海洋生物学”课程是涉海院校海洋科学、海洋技术和生态学等专业本科生必修的一门重要专业基础课,虽然授课对象不同,但其课程内容均以海洋浮游生物、海洋底栖生物和海洋游泳生物三部分为中心。就国内而言,目前已有几十所高等院校开设了“海洋生物学”课程。河北农业大学是第一所面向海洋环境科学方向本科生讲授“海洋生物学”课程的高等院校,因此构建适宜海洋环境科学方向本科生的“海洋生物学”课程内容是目前的首要任务。自2016年开始,课程组承担了河北农业大学基于“翻转课堂”教学模式的SPOC课程建设项目,对“海洋生物学”课程进行了线上线下混合式的教学探索研究。最终,在对国内开设“海洋生物学”课程的高校进行调研的基础上,经过3年努力,初步完成了河北农业大学海洋环境科学方向本科课程的教学内容构建并开展了三轮“翻转课堂”教学,于2019年获批“河北农业大学线上线下混合式一流本科课程(2019HH27)”。本文仅对其中的课程内容建设进行阐述,以便进一步探索线上线下混合式教学模式。

  一、我国“海洋生物学”教材的建设发展历程

  在国内,正式出版的第一本《海洋生物学》教材(1978年)是湛江水产专科学校主编的适用于海洋捕捞专业的全国高等水产院校试用教材,该教材以经济动物的自然生态为主,重点阐述海洋生物生态的三大类中与渔业有密切关系的种类,并配有常见种类形态图[2]。1992年,山东省水产学校主编了适用于海水养殖专业的全国中等水产学校教材《海洋生物学》,该教材配有常见海洋生物种类形态图,内容与同期的“海洋浮游生物学”“鱼类学”和“贝类养殖学”等课程内容互为补充、配套使用[3]。2000年,苏州大学黄鹤忠副教授主编了江苏省农村自考教材《海洋生物学》,该教材是面向实验区高等教育自学考试海水养殖专业“海洋生物学”的教材,较为系统地介绍了海洋生物(植物和动物)的形态、生态和分类,重点介绍了与海水增养殖有关的常见海洋生物种类,并配有常见海洋生物种类形态图,还介绍了海洋生物生态学的基础知识和海洋生物调查研究方法[4]。2003年,中国科学院海洋研究所的相建海研究员主编了《海洋生物学》专著,系统地描述了海洋生物学各个分支领域的研究概况和最新进展,包括海洋生物学涉及的生物和生物过程、环境以及相关技术,配有少量海洋植物外部形态和生活史等图片[5];2004年,中国科学院海洋研究所的张培军研究员主编了《海洋生物学》专著,从海洋生物生态分类的角度对一些具有经济价值的基本门类的分类、形态特征和生活习性进行了系统、概括的描述,阐述了几种主要经济海水藻、贝、鱼类的生殖、发育和海洋动物生理学研究中与海洋生物资源利用和海洋环境保护相关的内容,配有少量海洋生物生活史和发育过程等图片[6];2013年,宁波大学李太武教授主编了教育部特色专业水产养殖学配套建设教材《海洋生物学》,介绍了海洋生物分类、海洋生物生态、海洋生物调查研究与海洋生物技术以及海洋生物资源利用和保护,教材最后配有近400幅各类海洋生物的彩色图片[1];2017年,中国海洋大学张士璀教授等主编了教育部海洋科学类专业教学指导委员会规划教材、高等学校海洋科学类本科专业基础课程规划教材《海洋生物学》,该教材包括基础篇、海洋生物多样性、海洋生物结构和功能篇、生态篇四大部分,全书结构完整、内容充实、资料新颖、图片丰富[7]。

  综上所述,我国现有的“海洋生物学”教材主要适用于海洋捕捞、海水养殖、海洋生物、海洋药物和生物科学等专业,其中各有海洋环境科学所需内容。因此这些教材可共同作为海洋环境科学方向本科生“海洋生物学”课程教学的参考书目。

  二、“海洋生物学”课程内容构建构建

  面向海洋环境科学方向本科生的“海洋生物学”课程内容并非易事。其一,没有合适教材,这是制约课程发展的重要瓶颈,需要既有丰富海洋生物学知识又有海洋环境教育背景的专业教师牵头完成课程内容构建;其二,从课程本身考虑,内容丰富、知识点多,与前导课程如植物生物学、动物生物学和微生物学等紧密联系是构建一门完整的“海洋生物学”课程内容的前提;其三,从专业角度考虑,人才培养方案中规定的学时数多寡、前导课程有无、后续课程承接是否适当、其他课程内容是否相容等因素是构建课程内容的关键;其四,从教师团队考虑,专业的教育背景、相符的科研方向、足够的精力投入等因素是构建课程内容的保障。

  从全国高校来看,由于“海洋微生物学”已单独成课,“海洋生物学”课程主要以讲授各类海洋生物的分类为主(即基于海洋植物和海洋动物外部形态构造、内部构造和生物学特征等的分类),辅以海洋生态学和海洋生物资源利用与保护等。基于上述分析以及本课程组“海洋浮游生物学”教学经验[8]和教学与科研结合共赢的实践探索[9],我们针对授课对象将课程内容设为四部分:绪论、海洋生物多样性、人类对海洋生物区系的冲击以及海洋生物调查。

  (一)绪论

  绪论部分讲授海洋生物学的概念、产生与发展、研究内容,海洋生物分区和生态类群,海洋生物的经济意义及其与其他行业的关系。这部分要求学生重点掌握海洋生物分区和海洋生物生态类群,课程组针对相关内容制作了教学微视频并上传至课程网站,但由于学生是初学者,在其完成重点掌握部分线上学习的同时需要我们在线下课堂上解疑释惑和深度研讨,以此来促进其掌握相关知识,为后面内容的学习奠定基础。

  (二)海洋生物多样性

  海洋生物多样性部分是课程中的重中之重,是海洋生物应用的基础,包括种类繁多的海洋植物和海洋动物。海洋植物部分讲授海洋植物概述、海洋低等植物(硅藻、甲藻、蓝藻、绿藻、金藻、裸藻、黄藻、隐藻、红藻和褐藻)和海洋高等植物(海草、红树和盐沼植物),这部分要求学生掌握各类常见海洋植物的形态构造特征、体制类型、繁殖方式和分类。海洋动物部分讲授海洋动物概述、海洋无脊椎——原生动物、海绵动物、腔肠动物(栉水母)、海洋蠕虫类、软体动物、节肢动物、触手冠动物、棘皮动物、毛颚动物、半索动物和海洋脊椎动物(脊索动物),这部分要求学生掌握各类常见海洋动物的形态构造特征、繁殖方式和分类。海洋生物的形态构造和分类部分是课程的重点和难点部分,课程组针对这部分内容制作了教学微视频并上传至课程网站,在学生完成线上学习的同时还需要我们在线下课堂上进行认真讲解和内容整合,以便促进学生掌握相关知识。

  (三)人类对海洋生物区系的冲击

  人类对海洋生物区系的冲击部分简要讲授了人类活动对海洋生物的影响,生物入侵、全球气候变化对海洋生物多样性的潜在威胁等。这部分内容对于海洋环境科学方向的学生而言简单易懂,使其在线上完成学习即可。

  (四)海洋生物调查

  海洋生物调查部分简要讲授海洋浮游生物、海洋底栖生物和海洋游泳生物调查方法。这部分内容首先由学生在线上完成学习,期末则需要其出海实习进行实践操作。

  上述几方面的授课内容是前后紧密衔接的,在分类(形态、构造和生物学)认识海洋生物种类的基础上进行人类对海洋生物区系的冲击和调查研究的讲解才能使课程循序渐进。反过来说,调查采样后,在研究采集生物的形态、构造和生物学特征基础上,对海洋生物进行分类和人类对海洋生物区系冲击的研究是对“海洋生物学”课程进行应用的实践过程。

  “环境海洋学”“海洋生态学”“海洋微生物学”和“海洋环境监测”等是重要的先行课或同行课,是讲授海洋生物分区和生态类群以及海洋生物调查等内容的重要基础或有益补充。“海洋生态修复学”是继“海洋生物学”和“海洋环境化学”后的一门重要的后续课程,涵盖海洋生物对海洋的污染,海洋生物对海洋污染物的吸收、降解、转化和运移,海洋生物对海洋污染的指示作用,海洋生物对海洋环境和生态的调控等内容,这些内容的讲授离不开对“海洋生物学”授课内容的合理规划。因此,“海洋生物学”的内容渗透到各门专业课之中,是海洋环境科学方向本科生的一门非常重要的专业基础课。

  三、建议

  目前,国内有几十所高等院校开设“海洋生物学”课程,由于面向专业和学科要求不同,该课程内容设置也不尽一致。“海洋生物学”不仅是海洋环境科学方向本科生的一门十分重要的专业基础课,同时也是海洋生物污染、海洋生物监测、海洋污染生物效应、海洋污染生物调控等研究的重要基础,但国内其他高校还没有面向海洋环境科学方向本科生开设该课程。因此,合理构建面向海洋环境科学方向本科生的“海洋生物学”课程内容具有重要意义。

  (一)制定面向海洋环境科学方向本科生的“海洋生物学”课程教学大纲

  制定教学大纲首先要力求保证教学内容的完整性,然后依据海洋环境科学的知识系统和相关先行课、后续课之间的联系,确定各章节的学时数和教学内容,注意要突出重点和难点,彰显和水产养殖、海洋科学等专业本科课程之间的区别与联系,制定适合海洋环境科学方向本科生的教学大纲。鉴于目前一些涉海院校开设了海洋资源与环境专业,且多以海洋生物资源与海洋环境科学为基础,最终培养学生在海洋生物资源与环境方面的基本理论素养,使其掌握海洋生物资源与环境问题的基本分析方法和海洋生物资源调查与评估方法,因此,制定的面向海洋环境科学方向本科生的“海洋生物学”课程教学大纲应同样适用于海洋资源与环境专业。教学大纲中课程教学的基本要求应该包括:使学生掌握主要海洋生物的形态结构、生殖方式、分类和生态分布等方面的基本知识,培养学生具备鉴别主要海洋生物种类和进行海洋生物资源调查的能力。

  (二)建设面向海洋环境科学方向本科生的“海洋生物学”教材

  国内现有“海洋生物学”教材主要适用于海水养殖和海洋捕捞等专业,教材内容略显粗糙或陈旧,无法适用于海洋环境科学方向本科生。因此,鉴于目前还没有适用于海洋环境科学方向本科生的“海洋生物学”教材,应在遵循教学大纲的基础上,组织在教学和科研一线的海洋生物学教师,在征求海洋环境监测、海洋化学、海洋生态毒理学、海洋生态学、海洋生态修复学等授课教师意见的基础上,编写面向海洋环境科学方向本科生的内容完整、配图合理、理论和实践紧密结合的统编教材,为我国海洋环境科学高等教育和保护海洋环境和生态作出积极贡献。根据课程教学大纲,“海洋生物学”教材主要内容应该包括海洋植物和海洋动物两部分,海洋植物部分包括海洋植物概述、海洋低等植物(海藻)和海洋高等植物(海草、红树和盐沼植物),海洋动物部分包括海洋动物概述、海洋无脊椎(原生动物、海绵动物、腔肠动物、软体动物、节肢动物、触手冠动物、棘皮动物、毛颚动物、半索动物等)和海洋脊椎动物(脊索动物),这两大部分的主要内容是要求学生掌握各类常见海洋生物的形态构造特征、体制类型、繁殖方式、分类和生态分布等知识,为海洋生物种类鉴定、海洋生物资源调查、海洋生物生理生化、海洋生物资源增殖和保护、海洋生态环境监测与评价、海洋生态保护和修复等奠定坚实基础。

  (三)加强线上线下混合式教学模式的探索研究

  线上线下混合式教学要把传统教学方式的优势和以数字化或网络教学为主的线上教学的优势结合起来,既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性[10]。“海洋生物学”课程内容丰富而繁琐,知识点多,信息量大,线上线下混合式教学模式为课程学习带来了诸多便利,同时也给保证教学质量提出了更大挑战。线上教学可以有效增强学生的自主学习能力,能够更加客观地评价学生的学习效果,能够有利于任课教师根据学生的薄弱知识点改进教学内容与进度,但在学生线上自主学习的过程中,教师如何对学生的学习进行把控和管理,需要进行精心设计;课堂面授和线下讨论能够当面解决学生在线上学习过程中遇到的各种问题,有利于教师的知识传递和因材施教,但在课堂面授和线下讨论的学习过程中,教师如何整合学习资源、帮助学生掌握知识和提升能力,需要进行反复尝试和不断提高。经过3年的教学实践,我们发现并不是所有学生都能够自觉积极主动地完成学习任务,没有在课下线上自主学习的学生在课堂面授时就会跟不上教师的授课思路,在课堂讨论时就会一头雾水,有时某个术语的解释不清往往导致其无法往下延伸学习过程,甚至无法参与课堂讨论;课下线上自主学习的学生在课堂面授时不仅能够紧跟教师的授课思路,甚至能够走在教师的思路前面,并且在线下讨论时胸有成竹,提出问题有深度、讨论问题有广度。因此,对学生课下线上自主学习过程需要采取适当形式进行管理。总之,引导学生适应教学模式、制作优质教学微视频和课件等教学资料、精心更新维护课程网站、把握好线上和线下教学内容分配、认真整合线下课堂教学内容等是线上线下混合式教学获得成功的重要保障。——论文作者:安鑫龙1,李雪梅1,崔兴凯2

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