“双一流”建设背景下海洋生物学教学改革的实践与探究

魏士平 杨娟

摘  要：“双一流”建设对创新性人才的培养提出了更高要求，为适应时代的需要，海洋生物学在教学与实践内容上、教学过程及组织实施上，经过多年经验的积累及效果的反馈，经过不断改进，取得了良好的教学效果;课程在建设过程中充分注重软件和硬件资源的建设，并在评价方式上做到全面、多元化，目的是提升本科生教学质量，促进创新性人才的培养。

关键词：“双一流”建设  海洋生物学  教学改革  创新性人才

中图分类号：G642.0                           文献标识码：A                    文章编号：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

海洋生物學是中国地质大学（北京）海洋学院为本科生开设的一门专业基础课，通过对海洋生物学的学习，一方面，使学生能够系统地认识与掌握海洋生物由低等到高等进化的顺序及其特征，正确理解海洋生物的形态、结构与功能对环境适应的重要性，树立起保护海洋环境的意识，做到可持续发展，这也是我国建设成为海洋强国的目标之一;另一方面，由于海洋生物学是在地质大学背景下开设的一门课程，我们在教学过程中融入了地质特色，把生物的骨骼与化石联系起来，把生物对环境的改造与建设作用与遗迹联系起来，有助于学生以将“今”论“古”的方式正确认识与理解海洋生物的演化及其在地质中的作用，促进不同学科之间的交叉与融合，对于跨学科交叉型人才的培养至关重要。随着海洋生物学培养目标和教学内容的调整，对海洋生物学的教学也提出了更高要求，尤其是在当今“双一流”建设的背景下，如何培养出拔尖创新性人才成为“双一流”建设的重要任务之一[1-3]。一流创新人才的培养需要一流的理论基础知识和一流的创新培养模式，为顺应时代的需要，我们在多年的教学实践的基础上，对海洋生物学的教学进行了改革与探索。

1  课程存在的问题及解决措施

1.1 课程体系的构建及教学重点

自海洋学院成立起，海洋生物学即成为海洋科学专业中重要的一门专业基础课程。十几年来，其教学内容主要参考了普通动物学和无脊椎动物学的内容，没有形成具有自己特色的教材，学生也对此怨声载道。经过近几年的努力，在学校和学院的支持下，我们狠抓教材建设，已形成了一本具有地质大学特色的海洋生物学教材，已在校内出版并施行，其内容不但包括了海洋生物形态、结构、海洋生物分类及生态，此部分内容便于学生对现代海洋生物学的理解与认识。为了突出教材的特色，我们在教材内容上添加了动物骨骼的形态与结构以及海洋生物生活所造成的居住遗迹以及爬行觅食遗迹，加深了学生对于地质历史时期出现的生物化石及遗迹化石的理解与认识;比如我们所看到的生物化石由于发生了岩化，我们无法看到其内部的结构，再比如化石中的缝合线内部结构是怎样的，我们可以通过观察现代生物的骨骼结构与内部隔壁的结构，很容易理解海洋生物化石的内部结构，加深了学生对化石结构的全面理解与认识。

随着海洋生物学新教材内容的实施，但随之而来出现的另一个问题是理论教学与实践教学的脱节。海洋学院是全国为数不多的建立在内陆的涉海的学院之一，由于远离海洋，使我们丧失了随时可以观察海洋生物习性及其与环境之间关系的机会，单凭理论知识的学习，再好的教材也犹如“纸上谈兵”，因此必须更加注重实验和实习的教学内容[4]。为此，海洋生物课程建设当前主要解决实验内容的重新设置、实验标本的整理、实验教学过程以及实验考核机制的改革，强调学以致用。逐步形成以课堂教学为基础、以实验教学为检验、以野外实习为综合和提高的三位一体的教学与实践课程体系。在课堂教学中，我们着重突出海洋生物形态结构及功能，打好理论基础;实验教学则是让学生带着课堂所学的内容进行实体标本的形态结构、内部构造的观察，对于有外部骨骼的生物重点观察海洋生物的骨骼及其结构，对于没有骨骼的生物重点观察其居住及觅食遗迹，比如环节动物由于其没有坚硬的外骨骼的保护，往往生活在底质比较柔软的沉积物内，其居住迹有“U”行穴道状，有的生物可分泌粘液胶结外来物形成管状;野外实习则是去北戴河海滨进行海洋生物的观察，把整个生物置于大的自然生态环境下，重点观察海洋生物的形态结构与功能对环境适应的重要性。

1.2 教学过程改革措施

当前海洋生物教学受到教学条件等诸多因素的限制，还存在不少问题。

同学获取海洋生物知识的主要渠道是通过课本和教师的讲解，这种“死”的海洋生物很难激发学生的兴趣，甚至有的同学连大海都没有见过，如何能理解海洋生物的生存与环境？为此，在教学手段上，精心收集与课程有关的海洋生物视频并剪辑，作为“线上”补充教学资料，将“死的”线下教学内容与“活的”线上视频内容有机地结合起来。比如在讲到刺胞动物时，把它放在动物进化史上进行审视，刺胞动物的生活行为发生了转折点，是动物界生物第一次主动向外伸出触角的生物，其多数种类是固着生活的，身体也出现了辐射对称，为适应固着的环境，通过触手的运动以及刺细胞射出毒丝可从周围捕获食物，学生通过观看视频，不但可以深刻理解生命适应环境的重要形态与功能特征，而且也重点凸显生命在于运动。再比如在讲到软体动物时，尤其是岩相海岸的生物时，动物往往在潮汐退去后要忍受失水或高温灼伤带来的威胁，所以动物要么紧紧关闭厣板防止失水，要么躲到潮湿的岩石缝中，动物往往采取这种“闭不开口”和“逃避”的策略，从而适应这种严酷环境，通过观看视频，使学生感觉到在课堂上所学的生物的“死”的形态与结构的知识，一下子变“活”了，也能使这种枯燥无味的课堂纯理论知识变得更加有趣。在讲到每一个动物门时，我们都配有视频辅助教学，大大激发了学生的兴趣。

以前生物实验课着重生物画图，甚至有的学生“比葫芦画瓢”，对于知识则是一知半解，今后实验教学要解决理论知识在实践中的应用，扩充实验的内容，把从“画”中节省的时间，投入到学生辨别、识别及思考方面去，全面提高学生的实践能力。为此，实验教学内容及教学过程做了全新改版。

海洋生物诸多实验，目前还停留在认知实验阶段，如何提高学生的思维能力、解决问题的能力，将是今后海洋生物学解决的重要问题。在认知的基础上，实验将向纵深发展，突出多学科之间的交叉。比如海绵的骨针、软体动物的贝壳、海胆的棘刺等等，我们知道这些是海洋动物的骨骼，甚至在地质上也有重要的意义，但我们有人很少知道它也是生物所形成的一种矿物、生物所形成的一种材料，可以借助现代仪器对其进行形貌和矿物分析，将会激发学生的兴趣、扩宽学生的知识领域。比如在讲到软体动物的背壳时，它是由动物的外套膜分泌的，其结构包括了角质层、棱柱层和珍珠层，棱柱层和珍珠层虽然在化学组成上都是由碳酸钙组成的，但其矿物组成明显不同，棱柱层往往是方解石组成的，而珍珠层是由文石组成的，造成这种差别，是由于动物所分泌的一些酸性氨基酸明显参与了文石的形成，这也是生物矿化的一个比较典型的例子，这种穿插式教学凸显了学科的交叉性，也同时大大拓宽了学生的视野。

2  课程内容与资源建设及应用

2.1 课程内容建设及应用

课程内容是基于在调查了诸多国内海洋生物学教材和国外教材的基础上，已形成了自己特色的教学内容。内容分上、下两篇，上篇着重讲述生物学的基本知识，之所以这样设置，是因为此课程没有先修课程作为基础;下篇将分三个板块海洋微生物、海洋动物和海洋植物三个板块，重点讲述海洋动物，海洋动物的门类可以说在整个动物界中都占据了绝大多数，从低等的單细胞动物到高等的脊椎动物，从单细胞动物到多细胞动物，多细胞动物中从无胚层动物到有胚层动物，有胚层动物中从两胚层动物到三胚层动物，继而发展为无体腔动物、假体腔动物到真体腔动物，动物结构从简单到复杂，内容层层递进，便于系统地认识海洋生命的演化。教材和教学内容也都随着新教材做了相应的改变，初步应用，得到学生较好的反响。

2.2 课程资源建设及应用

课程资源建设包括“软件资源”和“硬件资源”两方面的建设。“软件资源建设”主要是收集或者是拍摄海洋生物视频，作为“线上”视频资料发放，将会是对课堂教学有益的补充，学生将课堂学的知识可以置身于海洋生物视频画面中，似身临其境，便于理解与消化。另一方面是努力提高教师本身的教学水平，不断地阅读最新资料，把最新的国内外研究内容整合到海洋生物教学当中，拓展学生的知识面与视野[5]。“硬件资源建设”主要是对现有实验标本的整理与分类，其次是弥补缺失的标本，做到标本齐全，类型丰富，有足够数量支撑各个实验;另一个是充分利用实习基地，每年暑假都会带学生到北戴河海滨进行海洋科学认知实习，可以说这是一次对课堂知识和实验室实验知识的大检阅，为了达到更好的效果，必须进行实习前的培训，带着问题去观察。为此需要建立一个专门的北戴河海洋生物环境与资源资料与标本的宝库。

3  课程教学内容及组织实施

课程教学内容及组织实施紧紧围绕“教”、“学”、“做”三个方面开展。

“教”则是由教师在课堂上做知识的引导，引导的好与坏将直接影响学生的学习效果，为此在课程设计上要做好充足的准备。比如，在讲述每个动物门时，都把它置于整个生物进化的历程去审视与对比它在生物进化中所占的地位以及所具有的特征，便于同学对于知识的串联;比如在讲到环节动物和节肢动物的附肢时，通过疣足与节肢的结构的对比，使学生能深刻地理解到疣足是动物界最原始的附肢，它和动物身体之间没有关节相连，其运动能力还比较弱，但它为节肢的进化奠定了基础，节肢动物的出现可以说是陆地的征服者，天上飞的、陆上跑的、水里游的到处都能发现它们的踪迹，在讲述过程中，再配合观看部分视频，使学生能系统地掌握海洋生物动物放在生命演化的历史长河中，其形态与结构的变化。

“学”则是以学生为主体，包括的课堂学习和课下学习。每次课堂教学留出来10～20min的提问时间，给学生释疑，甚至与学生展开讨论，做到及时对知识的理解与消化。由以前的“满堂灌”教学方式逐渐转向“互动式教学”和“讨论式教学”过渡。

“做”则是锻炼学生观察问题和解决问题的能力，主要是通过实验教学与实习教学上，让学生多做。有关做的内容可分为“必做”和“选做”。“必做内容”主要是针对大纲要求，是每个学生所必须达到的要求，主要观察动物的形态、结构、骨骼以及化石等，巩固课本所学的基本知识。“选做内容”主要是针对有特殊兴趣的同学，做到因材施教，比如在讲到红珊瑚时，让学生细致观察红珊瑚所分泌的骨轴结构，并结合X射线晶体衍射、拉曼光谱等现代化分析手段，辅助学生正确地识别与鉴定红珊瑚宝石[6]。

4  课程成绩评定方式。

现行考试成绩评定主要有期中考试和期末考试两种方式共同组成。存在过程性评价所占比重太少，考试模式过于单一等问题[7]。为了更全面地评定学生成绩，学校充分放权，由教师自主设定各部分所占的比重。课程成绩评定方式如下：考勤占5%，作业占15%，实验占15%，章节测验占25%，期末占40%。课程成绩评定实行多元化，有利于客观地、公平地评价学生的学习情况，在一定程度上避免了学生平时不学、考前突击的现象，同时也避免了由于短时突击记忆所掌握的知识不牢靠、容易忘却的弊端。

5  课程评价及改革成效

课程评价采用“评教”和“评学”的方式。采用同行专家进行“评教”，对教师的教学设计、教学手段、教学过程是否合理、教学资源与内容是否系统连贯、课程成绩评定是否客观全面等方面进行综合评价;另一方面也结合学生评教的结果，以发放问卷的形式，综合评价教师的教学效果。实践证明，教师的教学内容及教学方法得到一致肯定，激发了学生的学习兴趣。“评学”则时从学生角度出发，评价他们对知识的掌握程度以及所取得的效果，通过多方面多层次评价，学生对于理论知识的掌握更加牢靠，并促进了学生动手与分析能力，对于进一步培养具有创新性思维的人才奠定了基礎。

参考文献

[1] 王志国. “双一流”学科建设中的创新型人才培养[J]. 广东化工， 2017， 44（21）：166-167.

[2] 马廷奇. 一流学科建设与拔尖创新人才培养[J]. 国家教育行政学院院报， 2019（3）：3-10.

[3] 殷安齐， 王兴华. 基于创新能力培养的海洋生物学教学改革初探[J]. 教育教学论坛， 2019（16）：105-106.

[4] 孙聪， 徐林， 侯卓妮，等. 基于应用性人才培养需求的海洋生物学实习教学改革[J]. 教育教学论坛， 2000（45）：155-157.

[5] 李倩， 吕彦. 海洋生物学理论课程教学改革的探索[J]. 山东化工， 2018， 47（12）：173-174.

[6] 刘影影. 三种宝石级红珊瑚的成分和结构特征研究[D].北京：中国地质大学（北京），2019.

[7] 杨金水， 袁红莉， 李宝珍. “双一流” 建设背景下农业微生物学课程教学改革的探索[J]. 微生物学通报， 2020， 47（2）： 641-648.