基于海洋技術專業的物理海洋學教學改革與實踐探索

于杰 李敏 謝玲玲

摘要：改進物理海洋學課程的教學模式，探索適應海洋技術專業的教學方案，提高教學水平和質量對于我校海洋技術學科的發展和海洋技術專業人才的培養具有重要的意義。本文針對海洋技術專業的特點，在教學內容、教學方法以及教學手段方面提出教學改革的具體內容，并以海水運動方程部分章節為例，設計物理海洋學的教學方案，探索具有海洋技術專業特色的教學實踐，提高《物理海洋學》課程的教學質量，促進我校海洋技術學科的發展。

關鍵詞：海洋技術；物理海洋學；教學改革；教學設計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）01-0125-02

一、引言

物理海洋學課程是各海洋類高校海洋科學、海洋技術以及大氣科學等專業的專業基礎課，是具有海洋技術專業特色的物理海洋學。該課程主要講述海洋中的各種物理現象、運動過程及其動力機制，著重強化物理概念的理解和實踐應用能力的培養，包括海洋現場觀測的技術和海洋數據的處理等，使學生學習物理海洋理論知識的同時，又能掌握較好的實踐操作技能，為后續的海洋調查和監測技術、海洋數據處理及可視化、近海區域海洋學等專業課程的學習奠定了基礎。

目前物理海洋學課程的教學模式以課堂講授和討論為主，而對于現在的高度信息化時代，探究如何充分利用科技的發展來提高課堂開放性、使教學模式更加多元化成為教學與時代接軌的一個重大問題。另外，物理海洋學課程目前的教學內容以理論知識為主，而海洋技術專業是應用性較強的專業，如何在教學過程中盡量提升教學內容與應用實踐的契合度是教學模式面臨的另一問題。本文針對海洋技術專業的特點，在教學內容、教學方法以及教學手段方面提出教學改革的具體內容，并以海水運動方程部分章節為例，設計物理海洋學的教學方案，探索具有海洋技術專業特色的教學實踐，促進我校海洋技術學科的發展。

二、教學改革內容

（一）教學內容方面，提高教學內容與海洋技術專業的契合度，使理論實踐教學與現代應用和科研前沿有機結合

通過對相關涉海單位的調研，掌握海洋技術專業應用方向與需求，并將其融入物理海洋學的課堂教學與實踐之中，在結合數學公式與推導的同時著重物理意義上的理解與實際上的應用，并注重理論內容的邏輯性與嚴謹性，培養學生的專業思維方式。

授課過程中增加公認的新概念新信息及目前的研究熱點，同時邀請與教學內容相關性較大且研究成果較前沿的專家進行專題講座或匯報，時刻保持課程的時代性與前瞻性。

（二）教學方法方面，在開放性和創新性方面優化教學模式，激發學生的專業興趣和自主學習興趣，提高有效教學程度

一方面，優化原有課堂形式。利用多媒體資源提高可視度與信息量，豐富課堂教學材料，積極引導學生對實際海洋現象的觀察和思考，活躍學生的課堂思維，提高學生課堂發言機會，注重師生之間及學生之間的交流，形成討論型或辯論型課堂。

另一方面，提高課堂開放性。利用校園網和互聯網的優勢，建立課程網站，使學生可以不受時間與空間的限制進行自主學習；組織學生參觀實驗室及實際操作簡單實驗，激發其對物理海洋現象的認識、學習與探索興趣；開展開放性的課外作業，引導學生主動思考，培養學生自主學習的興趣與能力，提高教學效果。

（三）教學手段方面，豐富考核方式，以考核帶動教學，激發學生潛能。及時獲取學生對于課堂教學模式改革的評價與反饋，提升教學質量

考核方面嘗試采用理論考試、課堂發言、課外實踐、科研訓練成果相結合的方法，從而促進學生整體能力的提高。利用開放式作業或問題的方式促進學生的獨立思考及相互合作，活躍學生學習氛圍的同時激發學生的自主學習與創新意識，提高教學效果與成果。

為了更全面地了解學生對于教學改革方案的響應程度，針對本課程特點制定相應的評價與反饋方案，并逐步形成系統的評價與反饋機制，廣泛吸取師生意見與建議，實時對改革方案予以調整，形成學生反響良好且具有海洋技術相關教學特色的物理海洋學教學風格，建立具有示范性的教學模式及結構合理、專業水平高的教學團隊，培養涉面范圍廣、應用能力強、海洋技術特色突出的高質量人才。

三、教學設計方案

本門課程的教學采用講授式、啟發式以及討論式相結合的教學模式，充分發揮教師主導作用的同時，激發學生探索問題的興趣，培養學生思考問題的能力，從而調動學生學習的積極性，成為學習的主體。我們結合海洋技術專業的特點，以“海水的運動方程”這一章節的具體內容為例，論述具有海洋技術專業特色的《物理海洋學》教學方案，其設計如下。

（一）教學目標

了解海浪、潮汐、海流、波動以及渦旋等海水的基本運動形式；理解地轉科氏力、全導數、不可壓以及海水運動方程的物理含義；掌握海水主要的作用力和海水運動的控制方程。

（二）教學流程

1.課前預習。閱讀課本，了解主要內容、預習相關概念，瀏覽相關網頁，了解與學習任務相關的背景知識，準備提問的問題；利用多種學習平臺獲取相關知識，比如blackboard學習中心、班級郵箱、光盤以及因特網等，針對這一章節內容，推薦學生參考書籍：葉安樂等主編的《物理海洋學》（青島海洋大學出版社，1992年出版）和沈積均主編的《海洋水文物理學》（海洋出版社，1983年出版）。

2.主題導入。教師播放海洋中多種運動現象的視頻資源，包括海浪、海嘯、波動、潮流等，直觀展示海水運動的多種形式，引導學生將課前預習的內容與之進行聯系，引導學生積極性思考。

3.課程講解。（1）提出地球流體動力學的主導作用力，師生討論在不同作用力下可能誘發的海水運動形式。（2）引入慣性坐標系和旋轉坐標系的概念，向學生提出問題：在研究地球流體動力學時，應該選取哪一個坐標系統？為什么？然后進行師生探討。（3）對海水進行受力分析，詳細講解每種作用力的推導過程及物理含義，建立海水運動方程的標量形式和矢量形式。（4）學生提問，教師回答，針對個別同學分別指導。

4.總結點評。請學生分組討論，總結上課的重點內容，并分別作出評價；由教師對整堂課進行總結點評。

5.課后作業。布置課后作業和思考題：（1）談談自己對地轉科氏力的理解；（2）寫出海水運動控制方程及其物理含義。

教學方案的各個環節都體現了“主導—主體”的教學模式，即教師是課堂的主導，而學生是學習的主體。由于不同的學生具有不同的學習能力和認知水平，教師需要分別進行指導和輔導，這需要投入較多的時間和精力，從而幫助學生能更好地融入課堂教學，保證學習的主體地位。

四、結語

物理海洋學課程是一門以理論知識為主的專業基礎課，而海洋技術專業是應用性較強的海洋專業，在教學過程中盡量提升教學內容與應用實踐的契合度，改善現有的教學模式。基于此需求，本文在教學內容、教學方法以及教學手段方面提出教學改革的具體內容，并以海水運動方程部分章節為例，設計物理海洋學的教學方案，探索具有海洋技術專業特色的教學實踐，從而提升物理海洋學的教學質量，促進我校海洋技術學科的發展。

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