張瑞瑾,湯 勇,張 燕,張鐘哲,李 微,張明亮
(大連海洋大學海洋科技與環境學院,遼寧大連 116023)
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物理海洋學課程群的規劃與建設
張瑞瑾,湯 勇,張 燕,張鐘哲,李 微,張明亮
(大連海洋大學海洋科技與環境學院,遼寧大連 116023)
結合海洋技術專業物理海洋學課程群建設的實踐,對海洋技術相關專業本科生的物理海洋學課程群的目標和規劃進行了初步探討,把物理海洋學的知識體系分為物理海洋學預備課程、物理海洋學核心課程、物理海洋學應用課程和物理海洋學綜合利用課程4個層次,并結合大連海洋大學海洋技術專業物理海洋學課程群的建設實踐,對4個知識層次中所包含的課程進行了介紹,給出了一個課程群的初步輪廓,希望能夠對高等院校海洋技術相關專業的物理海洋學課程群的建設有所幫助。
海洋技術專業;物理海洋學課程群;課程建設
課程群建設是近年來高等院校課程建設實踐中的一項新的課程開發技術,其基本思想是把內容聯系緊密、內在邏輯性強、屬同一個培養能力范疇的一類課程作為一個課程群進行建設,打破課程內容的歸屬性,從培養目標層次把握課程內容的分配與實施[1]。大連海洋大學海洋技術專業成立于2005年,2010年成為學校重點建設專業。專業目標是培養具備常規海洋外業觀測和調查技術能力、海洋遙感和海洋聲學觀測技術能力,并具有較好科研素質的復合性應用型海洋技術人才。物理海洋學系列課程是海洋技術專業的基礎核心主干課程,目前的教學實踐中,這些課程存在一些問題:在教學內容、方法與手段及實踐教學等方面往往追求課程自身完整而缺乏配合,出現了內容重復現象[2-5];重知識、輕技能;教材、教學大綱的建設滯后,不能滿足培養的需求;教學內容單一,不能激發學習興趣等。因此,整合課程內容、去除課程間重復的內容,形成界限分明、互為補充、各具特色的物理海洋學課程體系,培養具有探索精神和創新能力的海洋類綜合應用型人才勢在必行。筆者以大連海洋大學海洋技術專業物理海洋學課程群為例,提出海洋技術專業物理海洋學課程群的規劃和建設方案。
調整教學大綱、對物理海洋學課程群的課程進行重新規劃、設計、構建,去除課程間重復的內容,形成完整的教學內容體系,提高課程實施效率,培養具備從事海洋外業調查與監測、數據分析等工作的基本技能,擁有良好的科學素養、創新精神和實踐能力的海洋技術領域復合性應用型人才。
做好物理海洋學課程群的規劃工作,首先需要界定物理海洋學體系的核心內容,確定物理海洋學課程群所涵蓋的知識。對物理海洋學知識體系進行初步劃分,最后選定10門課程加入物理海洋學課程群,包括海洋科學導論、地球流體力學、物理海洋學、海洋調查方法、海洋遙感與應用、海洋遙感課程設計、海岸水文學、海洋要素計算、Mike21波浪軟件及其應用、海洋技術專業綜合實習。依據物理海洋學課程群的建設目標及物理海洋學知識體系的主要內容,將該課程群分為4個層次,做如下規劃(圖1)。
2.1 物理海洋學預備課程 包括海洋科學導論和地球流體力學。海洋科學導論是海洋科學類本科生的一門基礎課程,該課程系統闡述海洋科學的基本概念、基礎理論和主要成果,是物理海洋學的先修科目,而地球流體力學是研究地球系統流體的運動規律的一門科學。兩門課程都為物理海洋學的學習提供專業基礎知識。
2.2 物理海洋學核心課程 物理海洋學是該課程群的核心所在,是以物理學的理論、技術和方法研究海洋中的物理現象及其變化規律,以及海洋水體與大氣圈、巖圈和生物圈的相互作用的科學。
2.3 物理海洋學應用課程1(海洋觀測方向) 包括海洋遙感與應用、海洋遙感課程設計和海洋調查方法,其中海洋遙感與應用和海洋遙感課程設計是利用遙感的方法觀測海洋中的各種物理現象,而海洋調查方法則為利用物理海洋學的知識進行海洋調查。
2.4 物理海洋學應用課程2(數值模擬方向) 包括海洋要素計算和Mike21波浪軟件及其應用,其中海洋要素計算是利用數值方法求解物理海洋學的控制方程,模擬海洋中的物理現象,而Mike21波浪軟件及其應用則是基于海洋要素計算,利用DHI Mike21軟件數值模擬物理海洋中的波浪現象。

圖1 物理海洋學課程群規劃Fig.1 Planning of Oceanography course group
2.5 物理海洋學應用課程3(工程應用方向) 包括海岸水文學,主要是物理海洋學知識在海岸帶上的具體應用,適當聯系海岸工程、港口工程的相關內容,實現物理海洋學在工程方面的應用。
2.6 物理海洋學綜合利用課程 主要為海洋技術專業綜合實習,在前面課程的基礎上綜合應用物理海洋學的知識進行科研、工程實踐。
3.1 教學內容整合與優化 教學內容應以知識單元為線索進行優化整合,強化課程之間的知識聯系及完整性,增加或刪減某些課程的教學內容,使課程體系更趨合理。大連海洋大學物理海洋學課程群教學內容整合與優化主要減少了海洋科學導論課程中關于海水運動方程等與物理海洋學重合的部分,將物理海洋學中隨機波浪理論部分內容整合到海岸水文學中進行具體闡述并加以應用。
3.2 教學方法與教學手段改革 物理海洋學課程群的一個特點是圖多、公式多,傳統教學方式需要大量的時間進行公式推導,而多媒體教學具有信息量大、速度快、圖文并茂、聲形相應、生動逼真等特點,若課堂上全部采用多媒體教學,學生來不及記筆記,或為記筆記而不注意聽課,效果往往也不理想。因此,將多媒體教學與傳統理論教學結合起來,一方面通過多媒體讓學生了解更多知識,擴大信息量,另一方面利用傳統板書寫下授課重點,便于學生理清授課脈絡與重點。在此基礎上,結合大連海洋大學海洋技術專業實際教學情況,開發了海洋科學導論、地球流體力學、物理海洋學等課程群的多媒體課件,用于課堂輔助教學。
在課程考核中,在收集大量習題、考研試題以及多年教學積累基礎上,嘗試開發了地球流體力學試題庫,提高了教學效果和考核的可信度,力爭實現真正意義上的教考分離,培養基礎扎實、創新能力強的高素質人才。
3.3 教材建設 教材是實現課程目標、實施教學的重要資源,也是重要的教學輔助手段,因此要注重引進相關課程的優秀教材,如在地球流體力學課程中適當引進了世界經典教材——斯特里特等主編的《Fluid Mechanics》(第九版)作為擴展讀物。這些經典教材使相關課程的建設與國內外優秀大學的課程教學站在了同一起點上。由于海洋調查方法、海岸水文學涉及利用物理海洋學的專業知識進行具體的應用,而這些在實際應用過程中有國家標準可查,因此在使用教材的同時,發給學生《海港水文規范》《海洋化學調查技術規范》等擴充性資料,提高學生的知識背景和實踐能力。
針對一些缺乏精品教材的課程開展了自編教材的工作,鼓勵相關課程的任課教師在自身的教學經驗和科研實踐的基礎上,結合已有教材的成果,編寫具有鮮明特色的教材。針對《物理海洋學》教材比較陳舊,對本科生而言內容比較難的問題,積極收集素材,討論教材的編寫事宜,著手準備編寫教材。
根據大連海洋大學海洋技術專業人才培養目標,結合海洋技術專業特色和當前對海洋技術專業畢業生需求,明確了物理海洋學課程群建設的總體思路,分析了課程群的現狀和存在的問題,設置了物理海洋學課程群建設的目標,進而探討了海洋技術專業本科生物理海洋學課程群的規劃和建設問題。
[1] 陸為群.高師院校課程群建設的原則和策略[J].黑龍江高教研究,2007(11):110-112.
[2] 李俊峰,潘海鵬,楊曄,等.自動化專業控制系統課程群建設與實踐改革[J].實驗室研究與探索,2013,32(11):460-464.
[3] 曾孟雄,歐陽文.以精品課程為核心的機械控制類課程群研究與建設[J].中國電力教育,2013(7):121-122.
[4] 車勇,葉濤,田會方.過控專業控制類課程群建設與實踐[J].高教論壇,2007,22(5):60-62.
[5] 王勇,任興田,楊建紅,等.計算機網絡課程群的規劃與建設[J].計算機教育,2010(2):102-104,108.
Planning and Construction of Oceanography Course Group
ZHANG Rui-jin, TANG Yong, ZHANG Yan et al
(College of Marine Science and Environment, Dalian Ocean University, Dalian, Liaoning 116023)
Combining with the practice of Physical Oceanography course group of marine technology specialty, the target and planning of Physical Oceanography course group were preliminarily discussed. The knowledge hierarchy of Physical Oceanography was divided into four layers of Physical Oceanography preparatory course, Physical Oceanography core course, Physical Oceanography application course, and Physical Oceanography comprehensive utilization course. Combing with the construction practice of Physical Oceanography course group in Dalian Ocean University, the courses in four layers were introduced. The preliminary outline of a course group was put forward, aiming at providing help for the construction of Physical Oceanography course group of marine technology specialty in relevant universities and colleges.
Marine technology specialty; Oceanography course group; Course construction
2014年度大連海洋大學課程群項目。
張瑞瑾(1975- ),女,遼寧營口人,副教授,博士,從事物理海洋學的教學和科研工作。
2016-08-17
S-01
A
0517-6611(2016)31-0252-02