海洋數值模擬方向本科CDIO+CBE創新人才的培養

呂海濱，周立，張存勇

摘要：海洋數值模擬方向本科人才的培養日漸引起海洋教育家的重視。本文把創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式與《海洋數值模擬》課程建設相結合，以培養海洋科學專業學生的數值模擬技能為目標，以研究海洋環境動力機制為導向，研究了課程的教學特色，教學實踐表明，學生的基本技能得到明顯提高，學習興趣普遍增強。

關鍵詞：數值模擬；創新應用能力本位教育；海洋環境

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0084-02

海洋數值預報系統是一個國家科學與技術綜合國力的體現[1]，越來越受到各國的重視。目前海洋數值模擬方向的海洋科學人才匱乏，面對國內高校本科生開設海洋環境數值模擬的課程很少，教學內容和教學方法都需要探索[2]。此外，建立一套行之有效的培養模式也是當務之急。本文把創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式與《海洋數值模擬》課程建設相結合，以培養海洋科學類專業的數值模擬技能為目標，以研究海洋環境動力機制為導向，通過研究教學案例提高了學生的數值模擬技能，探討了海洋數值模擬方向海洋科學大類本科CDIO+CBE創新人才培養模式的實踐經驗。

一、創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式

目前淮海工學院海洋科學大類培養是江蘇省“十二五”高等學校重點專業建設項目，該大類包涵兩個海洋技術和地理信息系統專業。為探索海洋科學大類培養經驗，我們把共享地理信息系統專業能力本位教育（CBE）和海洋技術專業創新應用能力（CDIO）教育理念融合，提出創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式，從而優化配置共享資源，推動多學科的相互交叉、滲透和融合。

二、課程教學內容

我校測繪工程學院海洋技術系《海洋數值模擬》課程設為專業選修課，安排在第7學期，理論教學24課時，實驗教學8課時，共計32課時[3]。授課內容涵蓋了海洋數值建模的若干重要方面，從基本的守恒原理出發，探討了1D，2D，3D模擬中若干重要物理過程，真正體現了數值模型與海洋物理現象的統一。講解內容如表1所示。

三、課程教學特色

目前類似課程《近海環境數值模擬》剛被列為中國海洋大學環境科學與工程學院環境科學專業培養本科生的特色課程。國內部分高校根據本校優勢學科將計算流體力學等課程納入本科教學體系[4，5]，課程開設后，學生普遍反映較難[4]。

針對存在的問題，我們把創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式與《海洋數值模擬》課程建設相結合，注重講解海洋環境動力學經典方程及其物理意義，以培養學生的數值模擬技能為目標，探討適合海洋科學大類本科學生《海洋數值模擬》課程教學內容及教學方法。

四、學生能力展示

學生結合課堂教學，針對數字海洋這一熱點話題，設計并實現了海州灣模擬預報系統如圖1。系統主要分為三個部分：數據生成、數據處理、數據展示。由于海洋數據的動態性、海量性、多維性等特點，本系統是基于B/S的體系結構，使用Silverlight插件，是跨瀏覽器、跨平臺的開發，越來越多的開發人員被這種高效開發工具所吸引。將海洋信息與地理信息系統相結合是本系統的最大特色，以地圖的形式展現出來，更加直觀，并提供查詢服務。

通過《海洋數值模擬》的教學實踐，把創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式與《海洋數值模擬》課程建設相結合，教學模式基本得到學生的肯定，學習興趣濃厚了，收到良好的教學效果。后面我們會開發ICBE教學過程工程化管理的教學質量保障體系，進一步推動教育教學改革向縱深發展。

參考文獻：

[1]喬方利.海洋動力環境要素數值預報關鍵技術[J].海洋開發與管理，2006，23（5）：59-60.

[2]張學慶，劉哲.以社會需求為導向進行近海環境數值模擬課程教學改革探索[J].教育教學研究，2010，（5）：195.

[3]呂海濱.《海洋數值模擬》課程建設的探索[J].地理空間信息，2012，（6）：170-171.

[4]毛軍，熊艷，薛琳.實施計算流體力學本科教學的可行性分析[J].高等建筑教育，2003，12（2）：46-52.

[5]毛軍，薛琳，熊艷.在本科力學課程中引入計算力學內容的可行性分析[J].北方交通大學學報，2003，2（2）：54-59.

基金資助：江蘇省高校自然科學研究面上項目“基于多源信息強迫的海州灣水動力高分辨率數值模擬研究”（12KJD170001）；連云港市科技計劃項目（SH1116）；2012年校級教學改革研究課題（XJG2012-3-19）；國家級大學生創新創業訓練計劃項目（201211641006）。

作者簡介：呂海濱（1979-），男，講師，物理海洋學博士，研究方向：海洋遙感與數值模擬。endprint

摘要：海洋數值模擬方向本科人才的培養日漸引起海洋教育家的重視。本文把創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式與《海洋數值模擬》課程建設相結合，以培養海洋科學專業學生的數值模擬技能為目標，以研究海洋環境動力機制為導向，研究了課程的教學特色，教學實踐表明，學生的基本技能得到明顯提高，學習興趣普遍增強。

關鍵詞：數值模擬；創新應用能力本位教育；海洋環境

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0084-02

海洋數值預報系統是一個國家科學與技術綜合國力的體現[1]，越來越受到各國的重視。目前海洋數值模擬方向的海洋科學人才匱乏，面對國內高校本科生開設海洋環境數值模擬的課程很少，教學內容和教學方法都需要探索[2]。此外，建立一套行之有效的培養模式也是當務之急。本文把創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式與《海洋數值模擬》課程建設相結合，以培養海洋科學類專業的數值模擬技能為目標，以研究海洋環境動力機制為導向，通過研究教學案例提高了學生的數值模擬技能，探討了海洋數值模擬方向海洋科學大類本科CDIO+CBE創新人才培養模式的實踐經驗。

一、創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式

目前淮海工學院海洋科學大類培養是江蘇省“十二五”高等學校重點專業建設項目，該大類包涵兩個海洋技術和地理信息系統專業。為探索海洋科學大類培養經驗，我們把共享地理信息系統專業能力本位教育（CBE）和海洋技術專業創新應用能力（CDIO）教育理念融合，提出創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式，從而優化配置共享資源，推動多學科的相互交叉、滲透和融合。

二、課程教學內容

我校測繪工程學院海洋技術系《海洋數值模擬》課程設為專業選修課，安排在第7學期，理論教學24課時，實驗教學8課時，共計32課時[3]。授課內容涵蓋了海洋數值建模的若干重要方面，從基本的守恒原理出發，探討了1D，2D，3D模擬中若干重要物理過程，真正體現了數值模型與海洋物理現象的統一。講解內容如表1所示。

三、課程教學特色

目前類似課程《近海環境數值模擬》剛被列為中國海洋大學環境科學與工程學院環境科學專業培養本科生的特色課程。國內部分高校根據本校優勢學科將計算流體力學等課程納入本科教學體系[4，5]，課程開設后，學生普遍反映較難[4]。

針對存在的問題，我們把創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式與《海洋數值模擬》課程建設相結合，注重講解海洋環境動力學經典方程及其物理意義，以培養學生的數值模擬技能為目標，探討適合海洋科學大類本科學生《海洋數值模擬》課程教學內容及教學方法。

四、學生能力展示

學生結合課堂教學，針對數字海洋這一熱點話題，設計并實現了海州灣模擬預報系統如圖1。系統主要分為三個部分：數據生成、數據處理、數據展示。由于海洋數據的動態性、海量性、多維性等特點，本系統是基于B/S的體系結構，使用Silverlight插件，是跨瀏覽器、跨平臺的開發，越來越多的開發人員被這種高效開發工具所吸引。將海洋信息與地理信息系統相結合是本系統的最大特色，以地圖的形式展現出來，更加直觀，并提供查詢服務。

通過《海洋數值模擬》的教學實踐，把創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式與《海洋數值模擬》課程建設相結合，教學模式基本得到學生的肯定，學習興趣濃厚了，收到良好的教學效果。后面我們會開發ICBE教學過程工程化管理的教學質量保障體系，進一步推動教育教學改革向縱深發展。

參考文獻：

[1]喬方利.海洋動力環境要素數值預報關鍵技術[J].海洋開發與管理，2006，23（5）：59-60.

[2]張學慶，劉哲.以社會需求為導向進行近海環境數值模擬課程教學改革探索[J].教育教學研究，2010，（5）：195.

[3]呂海濱.《海洋數值模擬》課程建設的探索[J].地理空間信息，2012，（6）：170-171.

[4]毛軍，熊艷，薛琳.實施計算流體力學本科教學的可行性分析[J].高等建筑教育，2003，12（2）：46-52.

[5]毛軍，薛琳，熊艷.在本科力學課程中引入計算力學內容的可行性分析[J].北方交通大學學報，2003，2（2）：54-59.

基金資助：江蘇省高校自然科學研究面上項目“基于多源信息強迫的海州灣水動力高分辨率數值模擬研究”（12KJD170001）；連云港市科技計劃項目（SH1116）；2012年校級教學改革研究課題（XJG2012-3-19）；國家級大學生創新創業訓練計劃項目（201211641006）。

作者簡介：呂海濱（1979-），男，講師，物理海洋學博士，研究方向：海洋遙感與數值模擬。endprint

摘要：海洋數值模擬方向本科人才的培養日漸引起海洋教育家的重視。本文把創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式與《海洋數值模擬》課程建設相結合，以培養海洋科學專業學生的數值模擬技能為目標，以研究海洋環境動力機制為導向，研究了課程的教學特色，教學實踐表明，學生的基本技能得到明顯提高，學習興趣普遍增強。

關鍵詞：數值模擬；創新應用能力本位教育；海洋環境

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0084-02

海洋數值預報系統是一個國家科學與技術綜合國力的體現[1]，越來越受到各國的重視。目前海洋數值模擬方向的海洋科學人才匱乏，面對國內高校本科生開設海洋環境數值模擬的課程很少，教學內容和教學方法都需要探索[2]。此外，建立一套行之有效的培養模式也是當務之急。本文把創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式與《海洋數值模擬》課程建設相結合，以培養海洋科學類專業的數值模擬技能為目標，以研究海洋環境動力機制為導向，通過研究教學案例提高了學生的數值模擬技能，探討了海洋數值模擬方向海洋科學大類本科CDIO+CBE創新人才培養模式的實踐經驗。

一、創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式

目前淮海工學院海洋科學大類培養是江蘇省“十二五”高等學校重點專業建設項目，該大類包涵兩個海洋技術和地理信息系統專業。為探索海洋科學大類培養經驗，我們把共享地理信息系統專業能力本位教育（CBE）和海洋技術專業創新應用能力（CDIO）教育理念融合，提出創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式，從而優化配置共享資源，推動多學科的相互交叉、滲透和融合。

二、課程教學內容

我校測繪工程學院海洋技術系《海洋數值模擬》課程設為專業選修課，安排在第7學期，理論教學24課時，實驗教學8課時，共計32課時[3]。授課內容涵蓋了海洋數值建模的若干重要方面，從基本的守恒原理出發，探討了1D，2D，3D模擬中若干重要物理過程，真正體現了數值模型與海洋物理現象的統一。講解內容如表1所示。

三、課程教學特色

目前類似課程《近海環境數值模擬》剛被列為中國海洋大學環境科學與工程學院環境科學專業培養本科生的特色課程。國內部分高校根據本校優勢學科將計算流體力學等課程納入本科教學體系[4，5]，課程開設后，學生普遍反映較難[4]。

針對存在的問題，我們把創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式與《海洋數值模擬》課程建設相結合，注重講解海洋環境動力學經典方程及其物理意義，以培養學生的數值模擬技能為目標，探討適合海洋科學大類本科學生《海洋數值模擬》課程教學內容及教學方法。

四、學生能力展示

學生結合課堂教學，針對數字海洋這一熱點話題，設計并實現了海州灣模擬預報系統如圖1。系統主要分為三個部分：數據生成、數據處理、數據展示。由于海洋數據的動態性、海量性、多維性等特點，本系統是基于B/S的體系結構，使用Silverlight插件，是跨瀏覽器、跨平臺的開發，越來越多的開發人員被這種高效開發工具所吸引。將海洋信息與地理信息系統相結合是本系統的最大特色，以地圖的形式展現出來，更加直觀，并提供查詢服務。

通過《海洋數值模擬》的教學實踐，把創新應用能力本位教育（ICBE=CDIO+CBE）新模式與《海洋數值模擬》課程建設相結合，教學模式基本得到學生的肯定，學習興趣濃厚了，收到良好的教學效果。后面我們會開發ICBE教學過程工程化管理的教學質量保障體系，進一步推動教育教學改革向縱深發展。

參考文獻：

[1]喬方利.海洋動力環境要素數值預報關鍵技術[J].海洋開發與管理，2006，23（5）：59-60.

[2]張學慶，劉哲.以社會需求為導向進行近海環境數值模擬課程教學改革探索[J].教育教學研究，2010，（5）：195.

[3]呂海濱.《海洋數值模擬》課程建設的探索[J].地理空間信息，2012，（6）：170-171.

[4]毛軍，熊艷，薛琳.實施計算流體力學本科教學的可行性分析[J].高等建筑教育，2003，12（2）：46-52.

[5]毛軍，薛琳，熊艷.在本科力學課程中引入計算力學內容的可行性分析[J].北方交通大學學報，2003，2（2）：54-59.

基金資助：江蘇省高校自然科學研究面上項目“基于多源信息強迫的海州灣水動力高分辨率數值模擬研究”（12KJD170001）；連云港市科技計劃項目（SH1116）；2012年校級教學改革研究課題（XJG2012-3-19）；國家級大學生創新創業訓練計劃項目（201211641006）。

作者簡介：呂海濱（1979-），男，講師，物理海洋學博士，研究方向：海洋遙感與數值模擬。endprint