張存勇

（江蘇海洋大學(xué)海洋技術(shù)與測(cè)繪學(xué)院 江蘇 連云港 222005）

1 背景

聯(lián)合國(guó)教科文組織舉辦的第三屆世界高等教育大會(huì)提出把培養(yǎng)探究式、批判性思維和創(chuàng)造力作為高等教育未來(lái)發(fā)展的六大基本原則之一[1]，明確創(chuàng)新是當(dāng)前發(fā)展的鮮明主題。大學(xué)是創(chuàng)新發(fā)展的智力引擎[2]，對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)具有非常重要的作用。課程是大學(xué)人才培養(yǎng)的主渠道[3]，課程教學(xué)改革是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要途徑。探究式教學(xué)是融知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)提高于一體的創(chuàng)新教學(xué)模式[4]，該模式在教學(xué)過(guò)程中針對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)，在教師的主導(dǎo)下，通過(guò)提供一些問(wèn)題和事例，啟發(fā)學(xué)生思考，經(jīng)過(guò)自主學(xué)習(xí)解決相應(yīng)問(wèn)題，發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，改變學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的過(guò)程，從而達(dá)到知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)的融合。

“海洋調(diào)查與觀測(cè)技術(shù)”是海洋技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，課程內(nèi)容多，涉及海洋水文、海洋氣象、海洋化學(xué)、海洋生物、海洋地質(zhì)等，知識(shí)跨度大、實(shí)踐性強(qiáng)，海洋調(diào)查新技術(shù)、新方法不斷出現(xiàn)，教學(xué)時(shí)間有限。由于該課程是專業(yè)必修課程，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性比較高，但專業(yè)自學(xué)能力不強(qiáng)、創(chuàng)新能力不足。針對(duì)存在的問(wèn)題，筆者根據(jù)多年教學(xué)實(shí)踐，嘗試在課程教學(xué)中引入探究式教學(xué)方法，以期提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2 探究式教學(xué)的實(shí)踐應(yīng)用

2.1 創(chuàng)建海洋潮位觀測(cè)教學(xué)情境

首先引入海洋潮位的概念。海洋潮位通常指海洋中的水位，是海洋自由水面距離固定基面的高度，引入此概念使學(xué)生對(duì)海洋潮位變化有清晰的認(rèn)識(shí)，聯(lián)想自己生活中或媒體視頻中海洋水位漲落的過(guò)程場(chǎng)景。然后介紹海洋潮位觀測(cè)的意義，指出潮位觀測(cè)對(duì)確定平均海平面、深度基準(zhǔn)面、潮汐表制作、風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)、海上作戰(zhàn)指揮等具有重要的意義，直接關(guān)系到船舶進(jìn)出港口、海岸工程設(shè)計(jì)、海涂圍墾、潮汐發(fā)電等。最后介紹潮位變化形成的兩個(gè)主要原因：一是天體引潮力引起的水位變化，二是由于風(fēng)、氣壓、大陸徑流等因子引起的水位變化。不同原因引起的水位變化規(guī)律不同，由于天體運(yùn)行的周期性，天體引潮力引起的水位變化具有周期性；風(fēng)、氣壓、大陸徑流等因子所引起的水位變化是不規(guī)則的、非周期性的。實(shí)際海洋潮位觀測(cè)數(shù)據(jù)通常是上述變化的綜合結(jié)果。

2.2 啟發(fā)思考，提出探究問(wèn)題

引入風(fēng)暴潮概念，指出風(fēng)暴潮是一種常見(jiàn)的海洋自然災(zāi)害現(xiàn)象，通常是由于劇烈的大氣擾動(dòng)，如強(qiáng)風(fēng)和氣壓驟變導(dǎo)致的海水水位異常升降。啟發(fā)學(xué)生思考：風(fēng)暴潮引起的水位變化屬于哪一種原因引起的？如何獲取風(fēng)暴潮引起的增減水變化？然后介紹目前尚沒(méi)有一種觀測(cè)儀器能夠分別測(cè)量由天體引潮力引起的周期性水位變化和由風(fēng)、氣壓、大陸徑流等因子所引起的非周期性水位。進(jìn)而介紹目前觀測(cè)水位常用的三類測(cè)量方法和儀器：直接測(cè)量法、聲學(xué)測(cè)量法、壓力測(cè)量法。根據(jù)不同原因引起的潮位變化實(shí)際問(wèn)題引出探究式問(wèn)題：如何分離混合潮位？促使學(xué)生對(duì)不同原因形成的水位變化規(guī)律進(jìn)行研究，從而引起學(xué)生的深入思考，激發(fā)學(xué)生的求知欲，促使學(xué)生帶著這些問(wèn)題去探索。

2.3 自主探究

教師鼓勵(lì)學(xué)生利用聯(lián)想思維，借鑒自然界其他它混合現(xiàn)象的分離方法，自己去探究，并根據(jù)學(xué)生探究情況適時(shí)給予提示，比如數(shù)值分離方法、非線性科學(xué)方法等，引導(dǎo)學(xué)生從兩個(gè)混合水位成因和變化特征入手，一個(gè)水位變化有周期性規(guī)律，另一個(gè)水位變化為不規(guī)則變化，啟示學(xué)生從不同的變化規(guī)律入手，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、主動(dòng)探索學(xué)習(xí)各種分離方法。此外，鼓勵(lì)學(xué)生自由組合，形成小組合作探究。充分利用網(wǎng)絡(luò)、圖書(shū)館、數(shù)值實(shí)驗(yàn)等學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)的能力，而這些能力遠(yuǎn)不是通過(guò)教材所能獲取的。

2.4 合作交流，自評(píng)互評(píng)

經(jīng)過(guò)思考、自主探究后，學(xué)生對(duì)所要探究問(wèn)題已經(jīng)有了深入理解，提出各自的混合潮位分離方案，形成不同的研究報(bào)告、方案設(shè)計(jì)，然后每個(gè)學(xué)生對(duì)自己的研究方案進(jìn)行交流分享，發(fā)表自己的觀點(diǎn)和意見(jiàn)，通過(guò)相互交流，可以了解到不同的方案和設(shè)計(jì)，有更多的機(jī)會(huì)挑戰(zhàn)和反思自己的觀點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生思維。經(jīng)過(guò)討論交流和頭腦風(fēng)暴碰撞，促使學(xué)生進(jìn)一步完善自己的方案，形成自己的獨(dú)到見(jiàn)解，鍛煉學(xué)生的分析判斷、方案設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、交流發(fā)言能力。

2.5 展示評(píng)價(jià)，總結(jié)提高

每個(gè)學(xué)生在課堂上展示匯報(bào)自己的探究結(jié)果，然后，學(xué)生和教師就匯報(bào)內(nèi)容進(jìn)行自由提問(wèn)。通過(guò)在課堂上學(xué)生互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)等方式對(duì)每個(gè)探究結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。最后，教師分析歸納，對(duì)當(dāng)前知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深化、遷移與提高，并提供實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)各探究方案進(jìn)行實(shí)踐運(yùn)用，使學(xué)生切實(shí)感受到自己的探究成效，激勵(lì)學(xué)生繼續(xù)完善研究方案進(jìn)行深入探究，培養(yǎng)其不斷學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

3 探究式教學(xué)成效分析

筆者從2023 年2 月至5 月在海洋201 班對(duì)“海洋調(diào)查與觀測(cè)技術(shù)”課程實(shí)施了一個(gè)學(xué)期的探究式教學(xué)，對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)了探究式研究問(wèn)題，每個(gè)學(xué)生從中選取6 個(gè)進(jìn)行探究，從結(jié)果來(lái)看，成果豐富，包括研究報(bào)告、試驗(yàn)報(bào)告、方案設(shè)計(jì)等。由于增加了探究式研究考核，減少了記憶性知識(shí)的比例，學(xué)生的課程綜合考試成績(jī)普遍提高。整個(gè)過(guò)程中，探究式研究基本都是在課外完成，擴(kuò)展了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間，鍛煉了查找文獻(xiàn)和主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，有效解決了課堂學(xué)習(xí)時(shí)間的局限性與知識(shí)增長(zhǎng)的無(wú)限性之間的矛盾。課后多數(shù)學(xué)生反映通過(guò)這樣的學(xué)習(xí)收獲較多。絕大多數(shù)學(xué)生對(duì)探究式教學(xué)非常滿意，課堂氛圍比較活躍，學(xué)習(xí)興趣更加濃厚，部分學(xué)生認(rèn)為通過(guò)探究式學(xué)習(xí)獲得的知識(shí)印象深刻，自身的知識(shí)貫通能力、理解水平大幅提高，比如通過(guò)海洋潮位分離，進(jìn)而引出海洋觀測(cè)中混合現(xiàn)象的分離研究，主要包括分離混合海浪（涌浪和風(fēng)浪）、混合海流（潮流、余流）等海洋觀測(cè)中的混合觀測(cè)數(shù)據(jù)，促使學(xué)生由過(guò)去的被動(dòng)接受向主動(dòng)探索發(fā)展，有目的地同化當(dāng)前學(xué)習(xí)的新知識(shí)，從而形成海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)處理與分析新的知識(shí)點(diǎn)，讓每一位學(xué)生都體會(huì)到知識(shí)帶來(lái)的成就感，達(dá)到知識(shí)的融會(huì)貫通，并能夠?qū)λ鶎W(xué)知識(shí)進(jìn)行深度加工，發(fā)表自己的看法，其運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力顯著增強(qiáng)。

4 探究式教學(xué)的啟示與思考

4.1 教與學(xué)相輔相成

“海洋調(diào)查與觀測(cè)技術(shù)”通常是在學(xué)生學(xué)習(xí)了“海洋學(xué)概論”“物理海洋”“海洋化學(xué)”“海洋地質(zhì)”等課程后開(kāi)設(shè)，學(xué)生已具有一定的基礎(chǔ)理論知識(shí)。從教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，探究式教學(xué)需要教師把探究問(wèn)題相關(guān)的知識(shí)講透，然后設(shè)計(jì)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究。教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用相輔相成[5]，多種教學(xué)方法要靈活運(yùn)用，否則學(xué)生缺少知識(shí)積累，很難理解問(wèn)題，也難以開(kāi)展探究式學(xué)習(xí)。只有先進(jìn)行以教師為主導(dǎo)的課堂講授讓學(xué)生掌握知識(shí)后，學(xué)生才能有探究的基礎(chǔ)，只有在理解問(wèn)題的基礎(chǔ)上，學(xué)生才能主動(dòng)尋求解決方案，觸類旁通，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。因此，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師要注意把握探究式教學(xué)的度，探究式問(wèn)題不宜設(shè)計(jì)得太多，以免學(xué)生的探究欲被過(guò)多的問(wèn)題分散，降低教學(xué)效果，而應(yīng)側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中結(jié)合所學(xué)知識(shí)和興趣發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，達(dá)到提高創(chuàng)新能力的目的。

4.2 融入新的教學(xué)理念

“海洋調(diào)查與觀測(cè)技術(shù)”探究式問(wèn)題分為理論和技術(shù)兩個(gè)方面，其中理論方面的探究相對(duì)困難，但海洋調(diào)查與觀測(cè)不斷涌現(xiàn)出一些新方法、新技術(shù)。為此，教師在探究式教學(xué)實(shí)踐中可融入OBE 理念與工程教育認(rèn)證思想，貫穿成果導(dǎo)向，針對(duì)不同的問(wèn)題設(shè)計(jì)不同的探究模式，突出從技術(shù)創(chuàng)新方面入手，比如改進(jìn)現(xiàn)有的觀測(cè)方法、觀測(cè)儀器，或者設(shè)計(jì)新的觀測(cè)方法、新的觀測(cè)儀器等。根據(jù)探究式教學(xué)實(shí)踐成效，秉承持續(xù)改進(jìn)的理念，充分運(yùn)用多年來(lái)海洋技術(shù)專業(yè)建設(shè)中創(chuàng)立的三大國(guó)際工程教育模式協(xié)同融合的“成果導(dǎo)向創(chuàng)新應(yīng)用能力本位教育”新模式OCCE（OBE-CDIO-CBE Based Education）[6]，推動(dòng)課程教學(xué)從“以教為中心”向“以學(xué)為中心”的轉(zhuǎn)變[7]，促進(jìn)教與學(xué)、知識(shí)與能力緊密結(jié)合，不斷改進(jìn)“海洋調(diào)查與觀測(cè)技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容與考試評(píng)價(jià)方法，提高課程作品、大作業(yè)、課程論文、研究報(bào)告、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等評(píng)價(jià)考核的比例。

4.3 突出內(nèi)因，注重個(gè)性化培養(yǎng)

興趣是最好的老師。針對(duì)每個(gè)學(xué)生的興趣可能不一樣，教師應(yīng)盡量設(shè)計(jì)不同方向的探究式問(wèn)題，給學(xué)生一定的選擇空間，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，引起學(xué)生的興趣。讓每個(gè)學(xué)生在課堂上得到發(fā)展自己探究能力的機(jī)會(huì)，滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求。比如，在“海洋調(diào)查與觀測(cè)技術(shù)”教學(xué)中通過(guò)設(shè)置部分與考研方向密切相關(guān)的前沿探究式問(wèn)題，引起準(zhǔn)備報(bào)考這個(gè)研究方向?qū)W生的興趣，促使他們投入大量的時(shí)間和精力更廣泛地深入研究這方面的知識(shí)。實(shí)踐證明，通過(guò)內(nèi)因改變學(xué)生學(xué)習(xí)方法是培養(yǎng)學(xué)生探究意識(shí)、獨(dú)立思考能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的一個(gè)有效途徑，對(duì)創(chuàng)新人才的成長(zhǎng)具有非常重要的促進(jìn)作用。

4.4 “課創(chuàng)”融合

將創(chuàng)新能力培養(yǎng)充分融入課程教學(xué)中是“海洋調(diào)查與觀測(cè)技術(shù)”課程探究式教學(xué)研究的主要目的。由于“海洋調(diào)查與觀測(cè)技術(shù)”是海洋技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)必修課，該專業(yè)是江蘇海洋大學(xué)國(guó)家級(jí)特色專業(yè)，擁有海洋調(diào)查與觀測(cè)的相應(yīng)儀器和設(shè)備，為學(xué)生搭建了海洋調(diào)查與觀測(cè)探究式研究的實(shí)踐平臺(tái)，把鍛煉學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力作為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主陣地，讓知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)際運(yùn)用融會(huì)貫通，通過(guò)對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和批判性思維。此外，鼓勵(lì)學(xué)生以課程探究式問(wèn)題研究成果為基礎(chǔ)，積極參加學(xué)科創(chuàng)新類競(jìng)賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目申報(bào)、發(fā)表研究論文等，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新活力；鼓勵(lì)學(xué)生以探究式問(wèn)題進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)能力和發(fā)展?jié)撃?，將課程教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)深度融合。

5 結(jié)論

當(dāng)前，科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)社會(huì)變革正深刻影響著各個(gè)領(lǐng)域，隨著人類對(duì)海洋探索的深入，海洋調(diào)查與觀測(cè)技術(shù)不斷更新，亟須培養(yǎng)具有適應(yīng)能力、問(wèn)題解決能力、創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)能力的大批人才去應(yīng)對(duì)。本文通過(guò)“海洋調(diào)查與觀測(cè)技術(shù)”課程探究式教學(xué)改革，將創(chuàng)新思想融入課程，植根于日常教學(xué)活動(dòng)中，提高課程的高階性、創(chuàng)新性，讓學(xué)生深入?yún)⑴c課堂，深刻理解現(xiàn)有的知識(shí)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的能力，鍛煉學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，有效提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，形成了大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的規(guī)模化和可持續(xù)性，為學(xué)生創(chuàng)新能力的厚積薄發(fā)奠定了基礎(chǔ)，但由于時(shí)間較短，還需在今后的實(shí)踐中不斷進(jìn)行改進(jìn)與探索。