2013年11月至2014年11月,我前往美國(guó)特拉華大學(xué)地球、海洋與環(huán)境學(xué)院(CEOE)進(jìn)行為期1年的訪問學(xué)習(xí)。特拉華大學(xué)是美國(guó)歷史最悠久的大學(xué)之一,培育出了美國(guó)現(xiàn)任副總統(tǒng)約瑟夫·拜登、諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主理查德·赫克?,F(xiàn)結(jié)合這所大學(xué)的科研與教學(xué)情況談以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。
一、研究始于對(duì)自然科學(xué)問題鍥而不舍的探求
雖然地球、海洋與環(huán)境學(xué)院的很多科研成果,如海洋內(nèi)波預(yù)報(bào)、海底傳播聲學(xué)反演、極地冰上/下導(dǎo)航、能源再生、颶風(fēng)防御等,都應(yīng)用在美國(guó)海洋主權(quán)防御、特拉華州環(huán)境保護(hù)等方面,但是研究人員更重視的是這些應(yīng)用背后科學(xué)問題的解釋,和對(duì)自然科學(xué)規(guī)律不盡地探求。學(xué)院副院長(zhǎng)莫森·貝蒂先生在承擔(dān)繁重的學(xué)院事務(wù)的同時(shí),還孜孜不倦地分析風(fēng)浪對(duì)近海表面聲傳播的影響,以完善海洋三維傳播模型的建立。詹尼弗·比德爾博士基于深海石油鉆井平臺(tái),在研究深海鉆探科學(xué)的同時(shí),也關(guān)注海洋沉積物中的微生物,以研究地球的歷史和海洋生物的變遷規(guī)律,研究成果在《自然》等國(guó)際期刊上發(fā)表,并榮獲美國(guó)自然科學(xué)基金委員會(huì)2013至2014年度杰出講師稱號(hào)。從以上兩位學(xué)者的科研經(jīng)歷不難看出,要開創(chuàng)性的研究思路,不僅可以從理論與實(shí)踐的矛盾中發(fā)現(xiàn)問題,更可以從社會(huì)需求與已有生產(chǎn)技術(shù)手段之間的差距中發(fā)現(xiàn)新的突破點(diǎn),為發(fā)展新科技儲(chǔ)備良好的技術(shù)條件。因此,做好基礎(chǔ)研究至關(guān)重要。
二、崇尚科學(xué)實(shí)驗(yàn)、注重發(fā)掘數(shù)據(jù)的價(jià)值
科學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,在地球、海洋與環(huán)境學(xué)院的科研中發(fā)揮著舉足輕重的作用。他們的實(shí)驗(yàn)分為三類。為了驗(yàn)證算法、調(diào)試設(shè)備而進(jìn)行的組織性實(shí)驗(yàn)與我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮徒M織基本相同。另一類是聯(lián)合美國(guó)政府,在感興趣的海灣、極地、遠(yuǎn)海等區(qū)域,布設(shè)精良、可靠的觀測(cè)設(shè)施,保證科學(xué)工作者在實(shí)驗(yàn)室中可以常年、實(shí)時(shí)的獲取一手的數(shù)據(jù)資料,支持研究工作的開展。學(xué)院的安德列亞斯?穆恩喬博士利用從1978年至今的北極格陵蘭島沿岸的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),來分析北極低平海岸的變遷,以及北極氣候變化和冰川融化的關(guān)系。還有一類實(shí)驗(yàn)是為了某一種共同目的,幾個(gè)大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)共同組織的聯(lián)合實(shí)驗(yàn),例如,學(xué)院每1至2年就會(huì)參加一次的大西洋科考實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)測(cè)試設(shè)備齊全,計(jì)劃充分,獲取的數(shù)據(jù)很全面,海洋物理、洋流分析、海面特性、海底地質(zhì)、水聲通信、組網(wǎng)定位等,因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)之初就商榷好各自的研究重點(diǎn)和目標(biāo),所以相互之間的數(shù)據(jù)是共享的,這就給科技工作者提供了從多個(gè)角度分析問題、觀察問題的機(jī)會(huì),不但可以實(shí)現(xiàn)自己的研究目的,而且可以通過學(xué)科間的交叉、碰撞激發(fā)實(shí)驗(yàn)者的判斷力和靈感,發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)現(xiàn)象,關(guān)注新的研究領(lǐng)域。因此,積極創(chuàng)造參與國(guó)際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì),可以為教師們開拓更為廣闊的發(fā)展平臺(tái)。
三、與科研實(shí)踐緊密結(jié)合的提綱式、發(fā)散式教學(xué)
首先,地球、海洋與環(huán)境學(xué)院大部分課程是沒有固定教材的,任課教師會(huì)給學(xué)生共享自己的課件、講稿、自編教材,并推薦參考書,會(huì)根據(jù)每一章學(xué)習(xí)內(nèi)容的不同,建議不同的研修書籍。舉個(gè)例子,一個(gè)本科生要修完一門必修課《隨機(jī)信號(hào)處理》并順利通過考試,在聽課之余,需要在課后研讀6至8本的相關(guān)書籍和材料。
其次,教師在課堂上很少講書上即成的內(nèi)容。在交流中,主講《物理海洋學(xué)》的物理海洋科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室主任維讓先生表示,從老師的課件和講稿中,學(xué)生是能夠掌握授課提綱和重點(diǎn)難點(diǎn)的,老師只會(huì)用三分之一的時(shí)間來解釋書上重要公式的推導(dǎo),其他時(shí)間都用于解釋知識(shí)點(diǎn)的物理特性以及應(yīng)用途徑。闡述教科書背后認(rèn)知科學(xué)規(guī)律的方法和應(yīng)用科學(xué)知識(shí)的能力,比反復(fù)的重復(fù)書本中能找到的內(nèi)容更有價(jià)值。
再者,授課內(nèi)容與科研實(shí)踐成果緊密結(jié)合。主講生物海洋學(xué)的奧利弗先生在課件中,大量引用了自己團(tuán)隊(duì)的研究成果,這些公開在Youtube(網(wǎng)站)上的實(shí)驗(yàn)視頻、發(fā)表在一流刊物上的研究成果,很容易讓學(xué)生將課本知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,既直觀又有說服力;另外,教師的科研成果,無形地給學(xué)生進(jìn)行了行業(yè)發(fā)展教育和啟示。學(xué)院很多博士都表示自己導(dǎo)師在課上展示的精彩研究成果,不僅吸引了他們,更堅(jiān)定了他們投身這一方向進(jìn)行鉆研的決心。這與我們學(xué)校所倡導(dǎo)的將科研優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為教學(xué)優(yōu)勢(shì)有著異曲同工之妙。