基于海洋技术专业的物理海洋学教学改革与实践探索

于杰 李敏 谢玲玲

摘要：改进物理海洋学课程的教学模式，探索适应海洋技术专业的教学方案，提高教学水平和质量对于我校海洋技术学科的发展和海洋技术专业人才的培养具有重要的意义。本文针对海洋技术专业的特点，在教学内容、教学方法以及教学手段方面提出教学改革的具体内容，并以海水运动方程部分章节为例，设计物理海洋学的教学方案，探索具有海洋技术专业特色的教学实践，提高《物理海洋学》课程的教学质量，促进我校海洋技术学科的发展。

关键词：海洋技术；物理海洋学；教学改革；教学设计

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）01-0125-02

一、引言

物理海洋学课程是各海洋类高校海洋科学、海洋技术以及大气科学等专业的专业基础课，是具有海洋技术专业特色的物理海洋学。该课程主要讲述海洋中的各种物理现象、运动过程及其动力机制，着重强化物理概念的理解和实践应用能力的培养，包括海洋现场观测的技术和海洋数据的处理等，使学生学习物理海洋理论知识的同时，又能掌握较好的实践操作技能，为后续的海洋调查和监测技术、海洋数据处理及可视化、近海区域海洋学等专业课程的学习奠定了基础。

目前物理海洋学课程的教学模式以课堂讲授和讨论为主，而对于现在的高度信息化时代，探究如何充分利用科技的发展来提高课堂开放性、使教学模式更加多元化成为教学与时代接轨的一个重大问题。另外，物理海洋学课程目前的教学内容以理论知识为主，而海洋技术专业是应用性较强的专业，如何在教学过程中尽量提升教学内容与应用实践的契合度是教学模式面临的另一问题。本文针对海洋技术专业的特点，在教学内容、教学方法以及教学手段方面提出教学改革的具体内容，并以海水运动方程部分章节为例，设计物理海洋学的教学方案，探索具有海洋技术专业特色的教学实践，促进我校海洋技术学科的发展。

二、教学改革内容

（一）教学内容方面，提高教学内容与海洋技术专业的契合度，使理论实践教学与现代应用和科研前沿有机结合

通过对相关涉海单位的调研，掌握海洋技术专业应用方向与需求，并将其融入物理海洋学的课堂教学与实践之中，在结合数学公式与推导的同时着重物理意义上的理解与实际上的应用，并注重理论内容的逻辑性与严谨性，培养学生的专业思维方式。

授课过程中增加公认的新概念新信息及目前的研究热点，同时邀请与教学内容相关性较大且研究成果较前沿的专家进行专题讲座或汇报，时刻保持课程的时代性与前瞻性。

（二）教学方法方面，在开放性和創新性方面优化教学模式，激发学生的专业兴趣和自主学习兴趣，提高有效教学程度

一方面，优化原有课堂形式。利用多媒体资源提高可视度与信息量，丰富课堂教学材料，积极引导学生对实际海洋现象的观察和思考，活跃学生的课堂思维，提高学生课堂发言机会，注重师生之间及学生之间的交流，形成讨论型或辩论型课堂。

另一方面，提高课堂开放性。利用校园网和互联网的优势，建立课程网站，使学生可以不受时间与空间的限制进行自主学习；组织学生参观实验室及实际操作简单实验，激发其对物理海洋现象的认识、学习与探索兴趣；开展开放性的课外作业，引导学生主动思考，培养学生自主学习的兴趣与能力，提高教学效果。

（三）教学手段方面，丰富考核方式，以考核带动教学，激发学生潜能。及时获取学生对于课堂教学模式改革的评价与反馈，提升教学质量

考核方面尝试采用理论考试、课堂发言、课外实践、科研训练成果相结合的方法，从而促进学生整体能力的提高。利用开放式作业或问题的方式促进学生的独立思考及相互合作，活跃学生学习氛围的同时激发学生的自主学习与创新意识，提高教学效果与成果。

为了更全面地了解学生对于教学改革方案的响应程度，针对本课程特点制定相应的评价与反馈方案，并逐步形成系统的评价与反馈机制，广泛吸取师生意见与建议，实时对改革方案予以调整，形成学生反响良好且具有海洋技术相关教学特色的物理海洋学教学风格，建立具有示范性的教学模式及结构合理、专业水平高的教学团队，培养涉面范围广、应用能力强、海洋技术特色突出的高质量人才。

三、教学设计方案

本门课程的教学采用讲授式、启发式以及讨论式相结合的教学模式，充分发挥教师主导作用的同时，激发学生探索问题的兴趣，培养学生思考问题的能力，从而调动学生学习的积极性，成为学习的主体。我们结合海洋技术专业的特点，以“海水的运动方程”这一章节的具体内容为例，论述具有海洋技术专业特色的《物理海洋学》教学方案，其设计如下。

（一）教学目标

了解海浪、潮汐、海流、波动以及涡旋等海水的基本运动形式；理解地转科氏力、全导数、不可压以及海水运动方程的物理含义；掌握海水主要的作用力和海水运动的控制方程。

（二）教学流程

1.课前预习。阅读课本，了解主要内容、预习相关概念，浏览相关网页，了解与学习任务相关的背景知识，准备提问的问题；利用多种学习平台获取相关知识，比如blackboard学习中心、班级邮箱、光盘以及因特网等，针对这一章节内容，推荐学生参考书籍：叶安乐等主编的《物理海洋学》（青岛海洋大学出版社，1992年出版）和沈积均主编的《海洋水文物理学》（海洋出版社，1983年出版）。

2.主题导入。教师播放海洋中多种运动现象的视频资源，包括海浪、海啸、波动、潮流等，直观展示海水运动的多种形式，引导学生将课前预习的内容与之进行联系，引导学生积极性思考。

3.课程讲解。（1）提出地球流体动力学的主导作用力，师生讨论在不同作用力下可能诱发的海水运动形式。（2）引入惯性坐标系和旋转坐标系的概念，向学生提出问题：在研究地球流体动力学时，应该选取哪一个坐标系统？为什么？然后进行师生探讨。（3）对海水进行受力分析，详细讲解每种作用力的推导过程及物理含义，建立海水运动方程的标量形式和矢量形式。（4）学生提问，教师回答，针对个别同学分别指导。

4.总结点评。请学生分组讨论，总结上课的重点内容，并分别作出评价；由教师对整堂课进行总结点评。

5.课后作业。布置课后作业和思考题：（1）谈谈自己对地转科氏力的理解；（2）写出海水运动控制方程及其物理含义。

教学方案的各个环节都体现了“主导—主体”的教学模式，即教师是课堂的主导，而学生是学习的主体。由于不同的学生具有不同的学习能力和认知水平，教师需要分别进行指导和辅导，这需要投入较多的时间和精力，从而帮助学生能更好地融入课堂教学，保证学习的主体地位。

四、结语

物理海洋学课程是一门以理论知识为主的专业基础课，而海洋技术专业是应用性较强的海洋专业，在教学过程中尽量提升教学内容与应用实践的契合度，改善现有的教学模式。基于此需求，本文在教学内容、教学方法以及教学手段方面提出教学改革的具体内容，并以海水运动方程部分章节为例，设计物理海洋学的教学方案，探索具有海洋技术专业特色的教学实践，从而提升物理海洋学的教学质量，促进我校海洋技术学科的发展。

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