摘要：海洋调查技术课程是涉海高校重要的专业主干课之一，其课程教学是进行海洋科学研究和人才培养的重要途径。在海洋调查技术实践教学中，根据海洋调查涉及学科领域多、数据来源广的特点，可以增加针对海洋底质调查数据的处理分析相关内容。开展探究式教学，旨在让学生巩固课堂习得的基本理论知识，实现理论知识向综合应用的逐层推进，激发学生的探索和质疑精神，完成课程知识体系的自主构建，有效提高课堂效率和学生学习的积极性，促进学生基础知识、专业能力和综合素质的协调发展，更好地满足海洋科学复合型人才培养的实际需求。

　　关键词：海洋调查技术；能力本位教育；探究式教学；课程改革

　　随着计算机科学、空间信息科学、互联网和物联网等技术的交汇融合，20世纪90年代，美国提出了“数字地球”的概念，致力于将地球上的自然现象和人类活动通过数字化的形式加以呈现，以加深人们对地球的认知和对自身生活环境的了解。作为“数字地球”的重要组成部分，“数字海洋”依托于国家信息基础设施、海洋调查技术、海洋空间信息，致力于将各类海洋现象和过程以数字化、可视化的方式进行场景再现，为人们提供了一种全新的认识海洋的方式，成为人类认识海洋、利用海洋、保护海洋的有效工具。我国于1999年正式提出“数字海洋”的建设构想，2001年启动“数字海洋”项目建设，随后，“中国近海海洋综合调查与评价”专项（“908”专项）确立了建设“中国近海‘数字海洋’信息基础框架”的目标，并于2011年12月全面建设完成。“iOcean中国数字海洋公众版”信息服务系统的顺利启动，使我国成为世界上仅有的几个拥有权威海洋网站的国家之一。

　　培养高规格的海洋信息技术人才，是大数据时代背景下教育转型发展的必然要求。高校应当以社会需求为导向，积极调整专业结构，不断优化课程体系，培养适应当前海洋产业发展需求的专业人才。海洋科学强调看待问题的整体观和全局观，具有鲜明的多学科交叉的特点，例如海洋物质能量循环、跨圈层流固耦合、海洋生命过程、健康海洋、海洋可持续发展及快速变化的极地系统等一系列重大科学问题，很难通过单一学科的研究得以解决，需要跨学科、跨领域的深度交叉。作为一门实践性极强的观测学科，海洋科学的理论创新和认识提升离不开长期的海洋观测和数据积累，基础理论的建立都源自海洋调查的新发现。海洋调查技术的革新在推动学科理论建立的同时，还催生了新的学科领域和研究方向。因此，多样化调查平台、高精化调查设备、系列化技术方法、一体化数据信息的集成融合，是我们未来应对复杂海洋问题、取得探索突破的必备条件。

　　中国地质大学（北京）海洋科学专业主要培养掌握海洋科学的基本理论和基本知识，具有从事海洋调查研究的基本能力，能在海洋科学及相关领域从事科研、教学、管理及海上作业的高素质专门人才，专业特色集中体现为培养学生的知识学习能力、团队交流能力和技术实践能力。能力本位教育（Com⁃puetency Based Education，CBE）在本质上是一种以能力培养为中心的教育模式，强调学生在实践中学习和在学习中实践。基于能力本位教育，以实际岗位所需的综合能力为核心制定培养方案、设计教学内容，能够促使学生将理论应用于海洋科学调查实践，改善理论与实践脱节的现状，促进学生基础知识、专业能力和综合素质的协调发展，更好地满足海洋科学复合型人才培养的实际需求。

　　一、海洋调查技术课程教学面临的困境

　　（一）传统课程目标不能适应“数字海洋”的学科发展趋势

　　传统课程更注重知识目标的实现，包括引导学生掌握各类海洋调查的技术原理和平台设备，熟悉海洋调查标准和各类装备的使用方法，了解海洋调查质量控制的重要性。教师在传授知识的同时，要注重引导学生主动学习，培养他们自主探索和质疑权威的勇气。在当前“数字海洋”背景下，海洋科学的理论探索无不建立在多样化调查平台、高精化调查设备和多元化调查数据的基础上，大数据和物联网的应用极大地改变了传统海洋调查的模式，突破了现有课本知识的局限。这就要求海洋调查技术课程的教学目标从传统的知识目标向数字化转型，培养学生应用“数字海洋”关键技术和核心系统实现海洋的深度感知的能力，落实科教兴国战略，实现教育现代化的重要目标，适应国家大数据时代“数字海洋”的学科发展趋势。

　　（二）传统教学模式不能满足海洋创新型人才培养需求

　　海洋科学专业的学生，不仅要熟悉海洋科学的基本理论，建立完善的知识体系，培养良好的科学素养，还要具备实施现代海洋相关调查、合理使用各类调查仪器的能力，以及开展数据采集处理、信息提取分析和数字化展示的能力。在传统的教学模式中，本科课堂以教师讲授理论知识为主，采用多媒体、板书和实物展示相结合的教学手段。另外，海洋科学专业的学生往往更加注重理论知识的学习，所参与的课堂教学实践以理论验证性实验为主，研究性实验和探究性实践缺失。这不利于海洋专业人才综合能力和创新能力的培养，无法满足国家“海洋强国”战略下“数字海洋”建设对高规格的海洋信息技术人才的需求。

　　（三）传统教学手段不能体现“高实践+强应用”的学科特点

　　海洋调查技术是一门实践性极强的专业基础课，教师在教授课程理论知识及内容要点的同时，还要强调各类仪器设备的操作规范，明确注意事项，保证学生能通过动手操作掌握各类海洋调查数据的处理分析方法。传统课堂教学主要采用现场讲解板书、课堂多媒体和实物演示相结合的手段，通过教师集中讲授完成各类理论知识的传授。在教学过程中，若缺乏各类海洋调查技术的应用场景创新及海量、多源、异构调查数据的处理分析，将导致理论知识和实践教学之间缺乏连贯性和一致性，学生的实践体验感和技术应用感较差，有碍理论知识的深化迁移与运用提高，无法体现海洋调查技术高实践、强应用的学科特点。

　　二、海洋调查技术课程实践教学体系构建

　　（一）明确课程人才培养目标

　　海洋调查技术课程的本科教学，主要是教师通过对海洋的物理学、化学、生物学、地质学等各类海洋要素调查方法和技术手段的讲授，使学生掌握如何通过海洋调查的科学活动获取各类海洋要素资料，在分析和处理海洋调查资料的过程中，探究和揭示各类海洋现象的时空分布和变化规律。探究式教学强调学生自主探究和动手实践，通过实际观测海洋数据对各类探究方案进行实践运用，有目的地同化课堂讲授的原理方法，使学生通过探究式学习完成对已有理论的质疑、验证和反思、重构，切实感受自主探索知识的成效，有效转变学生被动接受知识的学习方式，培养海洋科学专业学生的学科核心素养，提升理论知识的贯通性和应用性，增强学生利用所学知识解决实际问题的能力。

　　（二）课程改革原则

　　第一，遵循CBE理念，以能力培养为中心开展能力本位教育，强调学生的主体性和学习的主动性。教师通过指导、评价和建议等方式，鼓励学生通过独立思考和自我探索掌握相应的理论知识和方法技能，把课程改革和国家“数字海洋”战略紧密结合起来。

　　第二，根据课程“高实践+强应用”的特征，构建层次化、模块化的课程体系，对教学大纲进行修订，将对比教学法、联系教学法、问题驱动式教学法应用到日常的探究式教学实践中，实现理论知识向综合应用的逐层推进，充分激发学生的主动探索和质疑精神，完成课程知识体系的自主构建。

　　第三，立足学科发展的现实性需求，充分利用问题情境、协作环境、小组合作等课堂要素，通过调查项目驱动的方式，引导学生利用所学知识开展海洋调查数据的信息分析与决策，将书本上的理论知识内化为解决实际问题的能力，促进学生的可持续发展，培养信息化创新型人才。

　　（三）实践教学设计

　　实践课程体系应该做到层次化，逐层推进，从理论知识学习、基本技能训练过渡到综合应用。实践教学是对理论知识的验证和深化，以训练学生的基本技能为主，以能力开发为培养目标，通过调查项目驱动的方式培养学生的创新意识和实践能力，把人才培养和国家创新驱动战略紧密结合起来，培养适应全球数字化转型的创新型高级人才。

　　第一，课前准备阶段。教师设计海洋底质调查场景，在课堂实践环节重构本章节的知识重点和难点，并通过超星教学平台发布本次课程的学习任务，上传与学习任务相关的课程资源。学生可以通过登录超星教学平台进行学习交流，初步获知本次实践课程的主要知识要点和实践环节。学生在课前按照每5人1组进行合理分工，分别承担组长、数据处理、数据分析、图表绘制和成果展示的相关实践任务。

　　第二，课中实施环节。按照学生的实践过程，分为实践前、实践中和实践后3个阶段。

　　实践前的主要任务包括教师通过提出问题引导学生思考何为海洋底质、为何开展海洋底质调查、如何开展相关调查。师生互动讨论完成海洋底质调查内容与目的、技术与手段、要求与方法、样品采集及仪器使用等教学内容。教师采用对比式教学对实践过程中需要用到的理论知识进行充分的讲解，有意识地引导学生思考海洋地质调查和其他海洋要素调查的共性和个性，理解海洋沉积物来源、分布特征、底质定义及分类方案等课堂实践过程中的知识要点，并以小组为单位充分讨论释疑。

　　实践伊始，教师采用联系式教学介绍地质样品的处理、分析测试方法，帮助学生系统了解不同测试方法的要求及与其他海洋地质调查的联系，重点讲解各种地质样品的处理分析方法，包括现场描述预处理、沉积物粒度分析、底质矿物鉴定、物理力学性质测试、沉积物古生物鉴定、沉积物化学测定及放射性检测。随后，各小组成员进行充分的交流讨论，按照所选底质粒度数据设计数据处理分析方案，并着手验证方案的可行性。

　　实践过程中，教师通过探究式教学，讲解标准底质粒度数据的处理流程及专业软件的使用方法，包括数据特点及预处理、粒度分级及换算、沉积物类型判断及底质类型的分布等，引导各小组成员对实践数据开展粒度分级、类型判别和平面展布等相关图表的绘制，完成实践数据的处理分析。学生利用实际调查数据，以小组为单位，完成底质粒度数据处理分析的3个任务：任务一是利用Excel软件完成沉积物的粒径数据向ϕ值的转换，对底质进行粒级分类；任务二是利用Grapher软件绘制不同底质分类的判别三角图，完成沉积物类型的判断；任务三是利用Surfer软件绘制沉积物粒径的平面分布图，分析沉积物平面展布规律。在实践过程中，应重点聚焦学生的思维发展，通过处理实践过程中的各种状况，培养学生分析问题、解决问题的实际能力。

　　成果展示环节要求各实践小组完成地质调查报告撰写、成果图件编制，展示实践区底质类型分布情况及在调查数据上取得的成果认识，分享实践感受和经验教训。通过小组间的成果展示与提问点评，学生能够体会基于实践经验自我习得知识的过程，并进行反思与重构。

　　第三，实践后，主要通过课外阅读和新知速递等方式来保证课堂教学的扩展性和及时性。学生通过线上平台发展聚焦思维，教师通过拓展思维引发学生深度思考。

　　综上所述，以学生为主体的探究式教学模式，通过由“教”向“导”的转变，重点培养学生解决实际问题的能力。在学习任务实施前，由教师提出学习目标，通过任务的逐级分解，使学生有针对性地开展相关知识的学习，并通过课堂实践活动实施海洋调查项目，满足学生自主学习的需求。这符合能力本位的教育理念，能够有效提高课堂效率和学生学习的积极性，促进学生基础知识、专业能力和综合素质的协调发展，更好地满足海洋科学复合型人才培养的实际需求。

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