基于海洋生態學實驗課程建設及探索范文

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摘要:海洋生態學實驗課程建設是海洋生態學學科建設的重要環節，是培養學生專業能力的重要手段，其內容涵蓋理論知識并超越理論知識，更多地向實踐性延伸。在課程建設上，應當明確課程建設目的，結合專業需求，從基礎技能出發，立足于自身教學條件，盡可能確保實驗課程的先進性。

關鍵詞:海洋生態學;實驗課程;學科建設

海洋生態學作為人類生產生活及海洋健康發展的重要理論指導，承載著構建人與自然的和諧共存模式、實現全球生物圈可持續發展的重要使命。海洋生態學實驗教學通過培養學生的理論實際聯系能力、分析解決問題能力、專業實驗能力以及科研創新能力［1］，推動著海洋生態人才向應用第一線邁進，實驗課程的建設是海洋生態學學科建設的重要環節，科學合理的實驗課程，是培養學生專業能力的有力手段。海洋生態學實驗教學并非理論教學的簡單延伸，其教學內容涵蓋了大量理論課上未涉及的實踐性知識，本文從課程建設目的的明確、基本任務和核心內容的明確、課程建設中遇到的問題及對策，分步提出對海洋生態學實驗課程建設的意見，以期能為相關涉海高校該實驗課程的建設提供參考。

1明確課程建設目的

課程目的是課程建設的方向指導，是課程建設首先應當明確的內容。在高等教育過程中，所有課程的目的指向都應以高校的辦學定位為參照，與專業人才培養定位相一致;高校的辦學定位應當結合社會需要，與國家發展、社會進步相適應。《全國海洋人才發展中長期規劃綱要》(2010－2020年)指出我國海洋人才隊伍建設應“以海洋事業發展需求為導向，圍繞海洋經濟又快又好發展、海洋可持續發展能力的不斷增強和海洋科技創新能力的逐步提高”進行。以廣西民族大學海洋與生物技術學院為例，學院以培養具有產學研綜合能力的應用型人才作為學院專業人才培養定位，該定位是符合當前一帶一路經濟發展社會需求的人才建設方針，是響應《規劃綱要》的“不斷增強海洋可持續發展能力”“逐步提高海洋科技創新能力”的建設方針，這一建設方針充分體現在實驗課程建設中，明確了學院專業課程的建設目的，即“培養產學研綜合應用型人才”。

2明確課程建設的基本任務和核心內容

根據課程目的，明確課程建設需要完成的基本任務以及任務的核心內容，基本任務是實現課程目的所必須的工具，核心內容是這是實現課程目的的方法和手段。

2．1基本任務建設作為海洋生態學專業人才，首先必須具備對海洋生態的認知技能，即海洋生態調查研究方法(或稱之為“專業實驗技能”)。只有學會認知海洋生態，才能從其現象中找出問題并思考對策。因此，使學生掌握專業實驗技能是海洋生態學實驗課程的基本任務。專業實驗技能培養應當貫穿于整個實驗過程中，直觀地說，就像文字輸入始終貫穿于文學創作中一樣，專業實驗技能是一切應用活動的基礎，是專業學生必須掌握應用技能。專業實驗技能培養包含兩個方面:對經典實驗技能的學習和掌握、對新研究方法的認識和了解。海洋生態學經典實驗技能是指采樣方法(各層水樣、土樣采集，浮游生物采集、水樣濃縮、水樣固定、土樣篩選等)、測定方法(化學法測定營養鹽、葉綠素熒光法測定初級生產力、溫克勒法測定溶解氧、鏡檢法測定浮游生物種類及數量等)、調查方法(物種多樣性調查、種群密度統計、群落生產力估算、浮游生物量調查、限制性因子調查、優勢種調查等)、常用模型及計算方法(種群數量增長估算、生命表、邏輯斯蒂模型、集合種群模型、動態庫模型等)四大類基礎研究方法及常規儀器使用(鹽度計、電導率儀、pH計、照度計、流速儀、風速儀、GPS定位儀、水質測量儀等)，這些技能應當在實驗項目中得到充分運用。除經典實驗技能外，海洋生態學的研究手段隨著科技的發展得到了迅速的豐富和提高———分子生物學、計算機輔助分析、虛擬仿真等先進手段已被廣泛應用于海洋生態相關研究中。例如多參數水質監測儀在海洋生態現場調查中代替溫度計、鹽度計、pH計、溶氧儀等，直接對海水進行多參數測量，提高了調查效率［2］;流式細胞儀是現代海洋生態動力學的研究基礎———海洋微食物網的研究手段之一，應用于微型浮游植物發現和測量［3］;同位素示蹤應用于海洋初級生產力、海洋顆粒物循環與輸出等研究［4，5］;實時熒光定量PCR應用于海洋生物的環境響應機制研究［6］;高通量測序技術(High－throughputsequencing)應用于海洋物種多樣性等研究［7］;衛星遙感技術應用于海洋監測等［8］。課程設計時，首先要確保本實驗的必修內容即經典實驗技能應用得到安排，在此基礎上，跟進科技前沿，關注本學科及交叉學科發展動態，立足于自身教學條件，盡可能豐富先進實驗手段以確保人才的先進性。

2．2核心內容建設課程建設的核心內容應當與課程目的指向一致。例如以培養應用型人才為目標的課程應當以“課程的應用性”為核心內容進行課程建設。課程的應用性建設體現在對學生科研主動性的培養、獨立科研能力的訓練及科學思維的啟發上。課程設計時，充分考慮學生在實驗中的主體地位，實驗過程應充分調動其理論向實踐轉化的應用思維，培養其獨立實踐能力。以實驗“廣西合浦海草床生態健康評價”為例，實驗目的為“通過評價合浦海草床生態健康狀況，對可能的成因進行分析并給出指導性改善意見”。該實驗利用虛擬仿真技術，數字化海草床場景包括近5年含健康評價所需全部及以上數據(符合計算結果為亞健康狀態)(部分數據需經模擬樣品采集及測量方可獲得)、沿岸建設(工廠、民居)、人類活動(養殖、捕撈)等。學生通過預習，首先學習海草床生態健康評價方法(《近岸海洋生態健康評價指南》HY/T087－2005)，了解進行評價所需采集的相關數據;第二步，在課堂上進行數據采集(包括選擇合適的樣品采集器、模擬采集、選擇測量儀器、記錄模擬測量結果，登陸系統數據庫獲得所需歷年數據等)及信息收集;第三步，課后完成實驗報告，報告內容包括健康評價、成因分析及提出改善意見三個部分(此二部分需控制字數，避免長篇大論)。另外，該實驗可以設計延伸實驗，學生可以在數字化場景中根據自己確定的改善方案，通過修改場景數據檢驗改善意見的正確性。該實驗的過程為:教師給學生提供了一個生態場景，學生運用理論知識在場景中發現問題、分析問題并提出解決辦法。在整個實驗過程中，教師只作為問題提出者及實驗成績評價者進行參與，其余均由學生自主完成。該實驗充分發揮了學生在調查研究過程中的主動性，訓練了學生的綜合思維能力及獨立實踐能力，鞏固了學生基礎實驗技能，同時為實地調查研究提供了可靠的數據采集經驗。而整個實驗由于借助虛擬仿真技術，僅需4個課時便可完成。此實驗同樣可以采用實地調查辦法，若采用實地調查，課時雖然大幅度增加，但能使學生在獲得實地調查經驗的同時獨立完成一次完整的科學調查及研究報告。“如果你想造一艘船，先不要讓人去收集木頭，也不要給他們分配任何任務，而是教他們去向往海洋的無邊無際。”(安東尼•德•圣－埃克蘇佩)這是對創新思維、科學思維、應用思維能力培養方法的一句總結，亦是建設應用性實驗課程的一個良好指引。

3建設中的問題及對策

3．1課時限制在實驗課程建設中，常常面對有限的課時和巨大知識量矛盾。顯然，一味要求增加課時并不是一個明智的做法。每一所高校的專業培養方案都是在兼顧各科教學實踐、權衡課程平衡的前提下形成的，課時的安排應當符合自身培養需求，修改任何一門課程課時，都須顧全整體培養方案，因此，修改課時不可輕舉。實際工作中，通過綜合考慮實驗課程的交叉性、構建具有專業特色的實驗平臺可以使實驗課程相互消化，避免實驗內容重復，有效提高課時的利用率。就公共基礎實驗而言，應當做到同一門實驗課程根據專業的不同而有所區別，使公共基礎實驗同樣具有專業特色。以分析化學實驗為例，針對中藥制藥專業與海洋專業學習的同一個實驗原理或方法，其實驗目的和內容應當有所區別。如“測定溶液中磷酸鹽含量”一節，中藥制藥專業利用中藥浸提液進行測定，而海洋專業應針對海水或沉積物浸提液進行測定。專業實驗課程如微生物學，以“培養基的配置與滅菌”為例，課程內容將常規牛肉膏蛋白胨培養基配置改為2216E培養基配置，使學生學習了海洋細菌培養基的配置方法，有利于學生今后的海洋微生物調查研究，同時消化了其他專業實驗課程人工海水配置的內容。對實驗內容的設計修改，需要各科教師協同合作———實驗課程教師控制實驗主體構架，專業教師將專業知識穿插到實驗內容中。讓一切實驗課程圍繞專業需求展開，是高等教育實驗教學的新高目標，是緩解專業實驗課程可是壓力的有效辦法。

3．2實驗室軟硬件不足實驗課程改革，硬件(儀器設備缺乏、實驗室建設落后等)和軟件(實驗教師、教材等)的建設不足是一個普遍問題。對于實驗室硬件建設，應當由專業教師共同規劃、從構建有專業特色的實驗室平臺目的出發，遵循儀器資源平臺共享的原則，合理使用實驗室建設經費，使實驗室建設既能滿足實驗教學又能為科研服務。軟件建設是對每一位專業教師自身專業素質提升的要求，作為人才的培養者，我們必須扎根基礎、緊跟前沿、放眼全球、聚焦未來，我們必須時刻提升自己，才能用飽滿的專業知識構建科學的課程體系，才能推動專業向目標邁進。

4結語

21世紀的今天，人類面臨著來自海洋的巨大生存危機———高頻風暴潮、海平面上升、漁獲量持續下降、入侵物種頻繁爆發，究其根本均源于人類淡薄的海洋生態意識和缺乏科學指導的長期過捕、過伐、濫養、濫排等行為。過去的50年，全球海洋通量聯合研究、沿岸帶陸海相互作用研究、全球海洋真光層研究、全球海洋生態系統動力學研究取得的成績為現代海洋生態學帶來了長足的進步，但要切實在全球復雜大環境下實現人類與海洋雙贏的可持續發展，海洋生態學仍然面臨著艱巨的任務，海洋生態學高等教育亦面臨著巨大的挑戰。對于起步不久的高校海洋生態學教育而言，海洋生態學實驗課程建設的道路還很遠，我們甚至還沒有一本正式出版的實驗指導教材能夠參考借鑒，正因如此，尋找適合于自身的實驗課程建設方法是每一位海洋生態教育者都應負有的責任。我們將通過評價此就方法建設的實驗課程教學效果，不斷改進實驗課程建設，使其真正發揮出培養高水平海洋人才的作用。

參考文獻:

［1］韋青燕．專業課程實驗教學研究與探索［J］．實驗科學與技術，2013，11(04):111－114．

［2］郭心順，袁志偉．多參數水質儀在海洋調查中的應用和質量控制［J］．海洋技術，2008(3):115－117．

［3］孫書存，陸健健，張利華．流式細胞儀在微型浮游植物生態學中的應用［J］．生態學雜志，2000(1):72－78．

［4］蔡平河，黃奕普，沈國英，等．南沙海域初級生產力與水柱垂直穩定度的關系［J］．海洋學報，2000，22(5):137－140．

［6］王國善．海月水母響應環境低氧的分子機制研究［D］．青島:中國海洋大學，2014．

［8］路曉慶．我國衛星海洋遙感監測［J］．海洋預報，2008(4):85－89．

作者：龍寒 吳霜 吳家法 禤金彩 單位：廣西民族大學