1. 引言
地球表面积约71%被海洋覆盖,这片连续的水体不仅是生命起源的摇篮,更是维系人类生存与发展的战略空间。从古代“海上丝绸之路”的贸易往来,到现代“21世纪海上丝绸之路”的合作倡议,海洋始终是人类文明交流与经济发展的重要载体。然而,尽管海洋与人类社会的关联日益紧密,公众对海洋的科学认知仍普遍存在局限:多数人对海洋的理解停留在波澜壮阔的壮丽景致与丰富的海洋资源,对其在气候调节、生态平衡、国际治理等领域的核心作用缺乏系统理解。在此背景下,高校作为人才培养的主阵地,承担着普及海洋科学知识、培育海洋科学素养的重要责任。近年来,国内部分高校已陆续开设海洋通识课程,但课程设计多呈现碎片化的简单科普形式,或聚焦于海洋生物的趣味故事,或简化为海洋地理的常识介绍,难以满足学生对海洋科学系统性、前沿性的学习需求,更无法回应全球海洋治理与气候变化的现实挑战。
作为西南地区普通本科院校从事海洋科学研究的专业教师,作者依托学科背景与教学实践,已连续三年推出以海洋为主题的全校通识选修课。课程突破传统通识课的“科普化”定位,以“科学性、跨学科性、实践性”为导向,系统整合海洋科学核心知识、社会需求与全球议题,初步形成了知识传授与价值引领相互融合的教学模式。本文将从课程设计的理论基础、实践路径、教学评估及开设必要性四个维度展开探讨,为同类院校的海洋通识教育提供参考。
2. 海洋通识课程设计的理论基础
(一) 通识教育的核心理念
通识教育其核心在于通过跨学科知识的传授,培养具有健全人格、批判性思维与社会责任感的新时代建设者,引导学生从更广阔的视角理解人类社会与自然世界的关系[1]。对于非海洋专业的学生而言,海洋通识课程的价值不仅在于传递海洋知识,更在于通过海洋这一“连接自然与社会的桥梁”,打破学科壁垒,激发对未知领域的探索兴趣。例如,通过分析海洋环流对全球气候的调节作用,学生可从自然科学视角理解低碳战略的科学基础;通过探讨海洋权益争端中的科学问题,学生能从国际治理视角认识海洋的战略价值。这种跨学科的知识联结,正是通识教育“全人发展”目标的具体体现。
海洋科学是一门快速发展的学科,新技术(如深海探测、卫星遥感)与新发现(如热液生物群、海洋塑料微粒)不断涌现。通识课程需超越具体知识的灌输,更注重培养学生的学习能力与科学思维。此外,海洋通识课程还可以为学生后续可能的跨学科学习(如环境科学、国际关系)奠定基础。例如,在“海洋与气候”模块中,通过简要介绍气候模型的基本原理,帮助学生理解为何海洋数据对气候预测至关重要,为未来学习气象学或环境政策提供了知识铺垫。
(二) 海洋科学的学科特性
海洋科学是一门以海洋为研究对象的综合性学科,涵盖物理海洋学、海洋化学、海洋地质学、海洋生物学等多个分支,同时与大气科学、环境科学、经济学、法学等学科深度交叉[2]。这种特性决定了海洋通识课程不能局限于某一具体领域的知识灌输,而应围绕“海洋系统”的整体性展开,帮助学生建立“从微观到宏观、从局部到全球”的系统认知。
海洋系统的复杂性体现在多个层面:其一,物理过程与化学过程的耦合。例如,洋流的形成既受风力、科里奥利力等物理因素驱动,也与海水盐度、温度的化学差异密切相关。赤道附近的暖流(如墨西哥湾暖流)因海水温度高、盐度大,密度较低而上浮,形成表层强洋流;而高纬度地区的冷水(如拉布拉多寒流)因密度较高,下沉形成深层洋流。这种“温盐环流”的物理–化学耦合机制,直接影响全球热量与物质的再分配。其二,自然过程与社会过程的交织。例如,海洋渔业资源的开发既依赖海洋生态学的知识(如鱼类洄游规律),又涉及国际法(如《联合国海洋法公约》确立的专属经济区制度)与经济学(如渔业配额的市场化分配机制)。2020年欧盟实施的“共同渔业政策”改革,正是基于对海洋生物资源再生能力的科学评估(如鳕鱼种群数量的动态模型),结合各成员国渔业经济利益博弈的结果。其三,全球尺度与区域尺度的联动。例如,赤道东太平洋的厄尔尼诺现象(ENSO)会通过海洋–大气相互作用(如沃克环流的异常)影响全球气候:当赤道中东太平洋海水异常升温时,沃克环流减弱,导致东南亚地区干旱少雨(如印度尼西亚森林火灾频发),而南美西岸则暴雨成灾(如秘鲁洪水泛滥)。这种“局部异常–全球响应”的联动机制,体现了海洋系统的全球性特征。
因此,海洋通识课程的内容设计需打破传统学科的分割逻辑,以“海洋系统”为核心框架,将分散的知识点串联成有机整体。例如,在“海洋与气候”模块中,教师可先讲解海洋物理中的“温盐环流”(全球海洋的热量输送带),再引入海洋化学中的“碳泵”机制(海洋吸收大气CO2的过程),进而分析大气科学中的“沃克环流”(热带大气循环)如何与海洋过程相互作用,最终引出气候变化对人类社会的影响(如极端天气、海平面上升)。这种“链式”教学法能帮助学生理解海洋系统的整体性,避免知识的碎片化。
(三) 跨学科教育的现实需求:从“知识分割”到“问题导向”
当前,全球面临的气候变化、海洋酸化、海平面上升等问题,本质上都是跨学科的复杂挑战。解决这些问题需要打破学科壁垒,推动自然科学与社会科学的深度融合[3]。高校通识教育作为连接专业教育与现实问题的纽带,理应承担起培养“跨学科思维”的责任。海洋主题通识课程的设计即遵循这一逻辑:以“海洋与人类发展”为核心问题,将军事海洋学、海洋–气候关联、海洋资源开发等内容有机整合,引导学生从“问题”出发,主动探索不同学科的知识关联,激发学生的学习主动性,有效培养其跨学科解决问题的能力。
跨学科教育的另一层意义在于“培养创新思维”。创新往往诞生于学科交叉的“模糊地带”。例如,海洋生物学家与材料科学家合作研发的“仿生水母机器人”,结合了海洋生物的运动机理(如水母的伞状结构收缩产生推进力)与工程学的材料设计(如柔性高分子材料的抗压性);环境科学家与经济学家共同提出的“蓝碳交易”机制,融合了海洋碳汇的测量技术(如红树林、盐沼的固碳能力评估)与碳市场的运行规则(如碳配额的定价与交易)。通过海洋通识课程的学习,学生能接触到这些前沿的交叉领域,为其未来的学术研究或职业发展提供创新灵感。
3. 海洋主题通识课程的实践路径
(一) 课程目标
课程目标的设计是课程建设的起点。针对普通本科院校学生的特点(知识基础参差不齐、专业背景多元、学习时间有限),本课程将目标定位为:通过系统学习海洋科学的核心知识,培养学生对海洋的兴趣与科学探索精神;通过跨学科视角的分析,提升学生运用海洋科学知识理解现实问题的能力;通过对国家海洋战略与全球海洋议题的探讨,增强学生的社会责任感与家国情怀。
这三个目标并非孤立存在,而是相互渗透、有机统一的。例如,在“海洋碳循环”专题中,教师首先讲解海洋吸收CO2的物理过程(如溶解度泵)与生物过程(如红树林的固碳作用),这是知识目标的实现;随后引导学生分析“海洋酸化对珊瑚礁的影响”这一问题,需要学生结合化学(pH值变化)、生态学(珊瑚虫共生藻类死亡)知识提出对策,这是能力目标的培养;最后探讨“个人如何参与海洋碳汇保护”,则能引导学生树立“低碳生活”的价值观,实现价值引领。
(二) 课程内容:从“碎片化”到“体系化”
课程内容的设计需兼顾科学性与趣味性、基础性与前沿性。本课程以“海洋系统”为框架,构建了“基础认知–核心过程–关联拓展”三个递进式模块。
基础认知模块的目标是帮助学生打破“海洋 = 水面”的片面认知,建立“海洋是立体、动态、复杂系统”的基本概念。这一模块的教学需注重“直观性”与“趣味性”。例如,在讲解“海水盐度”时,教师可通过对比海水和淡水的密度差异(如鸡蛋在海水与淡水中的浮沉实验),帮助学生理解盐度对海洋环流的影响;在介绍“海洋生物”时,可播放《蓝色星球》等纪录片的片段,展示深海热泉生物群的独特生存环境(如管蠕虫依赖化能合成细菌获取能量),激发学生的好奇心。
核心过程模块聚焦海洋内部的物理、化学、地质过程,帮助学生理解海洋“如何运行”。这一模块的教学需突出“逻辑性”与“科学性”。例如,在讲解“洋流形成”时,教师可先回顾大气环流的基本原理(如三圈环流),再引入科里奥利力对洋流方向的影响(如北半球洋流呈顺时针环流),最后通过“湾流与欧洲温带气候”的案例,说明洋流对沿岸气候的调节作用(如湾流使英国伦敦冬季气温比同纬度的加拿大纽芬兰高出10℃以上)。这种“从理论到应用”的讲解逻辑,能帮助学生建立严谨的科学思维。
关联拓展模块是课程的特色所在,旨在揭示海洋与军事、气候、经济、文化等领域的关联,培养学生的跨学科思维与社会责任感。这一模块的教学需强调“问题导向”与“实践性”。例如,在“海洋与国防”专题中,教师可引入“二战中的中途岛海战”案例,分析美军如何利用海洋水文情报(如日军潜艇的航迹)取得战役胜利;在“海洋与气候”专题中,可结合“2023年全球极端天气频发”的新闻事件,引导学生讨论“海洋温度异常如何影响台风路径”。通过这些案例,学生能直观感受到海洋科学的应用价值,增强学习的主动性。
4. 教学评估与效果分析
为科学评估课程的教学效果,本研究采用混合研究方法,结合量化与质性手段,从知识、能力与价值观三个维度对课程效果进行系统分析。
(一) 研究方法
1) 量化研究:采用前后测问卷设计,课程开始前和结束后分别发放同一套知识测试题和态度量表,共收集有效问卷158份。知识测试题涵盖海洋科学基础、海洋–气候关联、海洋资源与管理等内容,测量学生对海洋的兴趣、认知水平及环保意识的变化。
2) 质性研究:课程结束后,随机选取20名学生进行半结构化访谈,并组织2场焦点小组讨论(每组6人),深入了解学生在课程学习过程中的体验、收获与建议。同时,对学生的课程作业(如专题报告、案例分析)进行内容分析,评估其跨学科思维与问题解决能力的提升。
(二) 结果分析
1) 知识层面:后测知识测试平均得分(78.6)显著高于前测(52.3),表明学生在海洋科学基础知识方面有显著提升。尤其在“海洋环流”和“海洋碳循环”等跨学科知识点上,进步最为明显。
2) 能力层面:访谈和作业分析显示,学生普遍能够结合多学科知识分析现实问题。例如,在“海洋资源开发”专题中,多数学生能综合考虑地质、生态、经济与法律因素提出开发建议,体现了较强的跨学科思维能力。
3) 价值观层面:态度量表结果显示,课程结束后学生对海洋环境保护的认同度显著提高。访谈中多名学生表示,课程增强了其低碳生活意识和参与海洋保护的意愿。
(三) 讨论
教学评估结果表明,本课程在知识传授、能力培养和价值观引导方面均取得了积极效果。尤其是在跨学科思维训练方面,课程通过问题导向的教学设计和真实案例的分析,有效促进了学生综合运用多学科知识解决问题的能力。这与国内外关于跨学科科学教育的研究结论一致[3] [4],进一步验证了本课程设计的科学性与有效性。
5. 开设海洋主题通识课程的必要性分析
(一) 服务国家海洋战略的必然要求
党的十八大以来,海洋事业发展被提升至国家战略高度,建设海洋强国不仅需要强大的海洋科技和经济实力作为支撑,更需要全民海洋意识的提升[5]。然而,当前我国公众海洋意识仍存在“认知不足、理解片面”的问题:据《中国海洋发展报告(2023)》显示,仅38%的受访者能准确说出我国主张管辖的海域面积(约300万平方公里),超过60%的人认为“海洋主要是旅游资源”[6]。这种认知偏差不利于国家海洋战略的推进。
高校作为人才培养的源头,开设海洋通识课程是提升全民海洋意识的基础工程。“蓝色星球之探秘海洋”课程通过系统讲解海洋的战略价值(如航道安全、资源储备)、生态功能(如碳汇作用、生物多样性)及国际治理意义(如海洋法与国际合作),能帮助学生建立对海洋的全面认知,进而带动家庭与社会形成“关心海洋、认识海洋、保护海洋”的良好氛围。
(二) 应对全球气候变化危机的客观需要
气候变化是当今人类面临的最严峻挑战之一,而海洋是气候系统的“稳定器”与“调节器”:全球约90%的多余热量被海洋吸收,约30%的二氧化碳被海洋固定[7]。然而,受全球变暖影响,海洋正面临酸化、升温、海平面上升等多重危机,这些变化不仅威胁海洋生态系统(如珊瑚礁白化),更通过极端天气(如台风、干旱)、粮食安全(如渔业减产)等途径影响人类社会。
在校大学生是未来社会的中坚力量,其对海洋–气候关联的理解程度将直接影响未来社会的应对能力。海洋主题通识课程通过“海洋环流与热量输送”“海洋碳循环与气候变化”“海洋酸化的生态影响”等专题,系统揭示海洋在全球气候系统中的核心作用,帮助学生理解“减排”与“适应”的科学内涵,进而推动其践行低碳生活方式,成为应对气候变化的支持者与行动者。
(三) 促进跨学科教育与创新能力培养的重要路径
跨学科教育通过整合不同学科的知识与方法,培养学生综合运用多学科视角解决问题的能力,已成为高等教育改革的重要方向[8]。海洋主题通识课程恰好契合这一趋势:课程内容涉及自然科学(物理、化学、地质)、社会科学(经济、法律、政治)等多个领域,教学方法强调案例分析、实践模拟与互动研讨,能有效打破学生的学科思维定式。例如,在“海洋资源开发”专题中,学生需同时考虑资源储量(地质学)、开采技术(工程学)、环境影响(生态学)与法律政策(海洋法),这种“多维度思考”的训练,对其未来职业发展(无论是否从事海洋相关工作)都具有重要意义。
跨学科教育的另一层价值在于“培养创新思维”。创新往往诞生于学科交叉的“模糊地带”。例如,海洋生物学家与材料科学家合作研发的“仿生水母机器人”,结合了海洋生物的运动机理(如水母的伞状结构收缩产生推进力)与工程学的材料设计(如柔性高分子材料的抗压性);环境科学家与经济学家共同提出的“蓝碳交易”机制,融合了海洋碳汇的测量技术(如红树林、盐沼的固碳能力评估)与碳市场的运行规则(如碳配额的定价与交易)。通过海洋通识课程的学习,学生能接触到这些前沿的交叉领域,为其未来的学术研究或职业发展提供创新灵感。
6. 结论
海洋主题通识课程的设计与实践,是对普通本科院校海洋通识教育的一次积极探索。课程以“通识性、科学性、实践性”为核心,通过整合军事海洋学、海洋–气候关联等特色模块,构建了跨学科的知识体系与能力培养模式,有效满足了非海洋专业学生的海洋知识学习需求,同时服务了国家海洋战略与全球气候变化应对需求。教学评估结果表明,课程在知识、能力与价值三个层面均产生了积极影响。随着海洋科学的发展与社会需求的变化,课程需持续优化内容设计,加强实践教学,完善评价体系,真正成为培育海洋科学素养、传递海洋价值理念的重要平台,让更多学生“认识海洋、热爱海洋、保护海洋”,为海洋可持续发展贡献力量。
基金项目
该研究由省一流专业建设项目2021VLZY09资助。
NOTES
*通讯作者。