海洋環境風險分析人才培養與課程體系建設

洪梅，史劍，張永垂，汪洋，汪楊駿，張韌

（國防科技大學氣象海洋學院海洋科學與技術系，江蘇南京 211101）

為了把我們國家建設成為海洋強國，各高校對于海洋專業設置越來越重視，因此海洋環境風險分析應運而生，成為非常必需的教學內容。該專業如何進行人才培養和設置課程體系，對于該領域的科學研究與工程技術工作者非常重要。海洋環境風險評估的核心課程如何建設，很多大學如北京師范大學、東北師范大學都開設了類似課程。合理的課程體系設置對于掌握海洋環境風險評估的理論框架、進一步學習該領域的新技術、新理論與新方法等具有重要意義。

按照高層次人才的培養目標，通過本專業課程體系學習，使學員了解氣象、水文要素對海洋環境的影響，較系統地掌握常用風險評估方法的算法原理和使用范圍以及海洋環境風險評估的基本思路和技術構架。培養研究生運用風險評估理論解決海洋環境影響評估問題的建模能力，提高分析和解決實際問題的能力，為學生盡快適應工作崗位和實踐作用需求奠定基礎。客觀分析和定量評估大氣海洋環境要素對海洋環境的影響是氣象水文保障的重要內容之一，如何將風險分析的理論和方法應用到海洋環境保障中去是一個亟待解決的問題[1]。通過人才培養和設置課程體系，使學生了解風險分析的基本理論與方法，掌握海洋環境保障風險分析評價體系、風險評估建模技術和風險區劃方法，使學生論文選題和研究內容更貼近實際現實需求。

一、主要解決的教學問題

創新發展了海洋環境風險分析人才培養體系，提出了海洋環境風險定義和概念模型，開展了海洋環境風險感知、風險評估、風險決策、風險管理與應急響應課程設置、教材編寫以及實驗平臺建設。開設本科生和研究生課程和在線課程，編寫出版專著和教材，研制課程實驗教學軟件，與任職崗位緊密結合，進一步解決軍事需求緊、課程內涵新、參考素材少和專業課程與崗位任職、教學內容與服務定位銜接等問題，填補了我國海洋環境風險分析應用領域人才培養空白[2]。

二、人才培養和課程體系建設的理論依據

1.指導學科規劃和統籌團隊建設。以“海洋環境風險分析”為建設發展方向，注重學科交叉、優化學緣結構，教學團隊包含氣象、海洋、風險分析、軍事運籌、地緣人文等專業知識結構，有效支撐了學科人才培養體系。

2.促進學科傳承和創新驅動結合。既傳承大氣、海洋科學與風險理論等學科體系，又針對現代戰爭特點和海洋環境保障需求，拓展新概念、新理論、新方法、新技術，形成特色鮮明的海洋環境風險分析品牌。

3.協同專業基礎與社會應用深度融合。協同以專業基礎為支撐、以軍事需求為牽引的深度融合，凝聚學科重心和教學內涵，打造學科交叉優勢方向。

4.鼓勵團隊創新、營造學術氛圍。引入創新機制和激勵手段，營造百家爭鳴學術氛圍，提升團隊教學能力、科學素質和綜合實力。

三、人才培養和課程體系建設的主要方法

1.風險概念的引出和定義。基于海洋環境的風險特性，引入和闡述風險概念、風險內涵及其理論體系和研究方法，通過學科交叉融合，催生新理念、拓展新思維、構建新知識、衍生新領域。2.風險分析體系與概念模型。以海洋環境保障為目標牽引，針對性構建海洋風險分析的理論模型和技術體系。包括：海洋環境風險感知、風險評估、風險預警、風險管理、風險決策等環節，形成海洋環境保障特色方向。3.教學技能和實踐環節。以海洋環境保障需求和學生的任職能力培養為牽引，科學設計知識技能培養和教學實踐環節，包括案例剖析、仿真建模、場景想定等，提升學員學以致用意識和動手實踐能力。

四、具體教學內容和方法的改進措施

（一）教學內容與實際工作相結合

基于海洋環境的風險特性，引入和闡述風險概念、風險內涵及其理論體系和研究方法，通過學科交叉融合，催生新理念、拓展新思維、構建新知識、衍生新領域。比如給學生介紹清楚風險評估方法與實際應用這部分內容時候，可以從以下內容入手講解：弄懂線性風險評估含義及線性風險評估模型的算法原理，了解非線性風險評估思想以及運用目標和條件；掌握模糊風險評價法的基本原理和算法模型，熟悉海洋環境對艦載直升機起降與搜救評估建模過程，了解信息不完備信息系統的知識獲取原理和評估方法思想[3-4]。

（二）教學內容與工作崗位需要相適應

當前，工作崗位更加需要鮮明的指向性，以海洋環境保障為目標牽引，針對性構建海洋風險分析的理論模型和技術體系。包括：海洋環境風險感知、風險評估、風險預警、風險管理、風險決策等環節，形成海洋環境保障特色方向。海洋環境保障的特色教學內容應貼近崗位任職需要，緊密結合實際工作中的重點、難點、熱點問題，構建更加具有針對性的教學內容，重視海洋環境影響仿真等實習課，海洋水文氣象保障等實踐性課程。以海洋環境保障需求和學員的任職能力培養為牽引，科學設計知識技能培養和教學實踐環節，包括：案例剖析、仿真建模、場景想定等，提升學員學以致用意識和動手實踐能力[5]。

比如給學生設置“基于云重心方法的海洋環境評估”的實驗，此實驗主要使研究生掌握云重心在海洋環境評估中的應用，是整個課程的核心章節。通過組織學生閱讀相關的文獻資料和上機操作，使研究生理解云模型和云重心的評判步驟，掌握基于云重心的評估方法，掌握海洋環境的云模型及其評價指標體系，算出加權偏離度。鼓勵學生靈活運用云重心評估方法進行海洋環境的評估試驗，將結果輸入云發生器得出評價結果。實驗結果表明，該方法簡單易行，可操作性強，為海洋環境評估提供了一種較好的途徑，讓學生徹底弄懂云重心在海洋環境評估中的應用。

（三）教學方法嘗試“層次”教育訓練模式等新型方法

傳統的教學方法主要是“灌輸式”為主，已經越來越不符合實際的需要，也被學生所嫌棄。準備引入“層次”教育訓練模式、案例式、翻轉課堂等新型教學方法，采用引導、啟發、研究、討論、問題驅動等多種形式，充分發揮學員的主體作用，激發每個學員的特長和潛能，培養學員的想象力和創新能力。具體的創新教學方法可以進行如下開展：

1.采用“層次”教育訓練模式

準備嘗試“層次”教育訓練模式，鼓勵良性競爭，按照其綜合評分對其劃分A、B、C小組，根據不同層次的接受能力，因材施教，并且鼓勵小組之間學員滾動制。這樣可以更好地調動學生們的學習積極性。

2.采用分組匯報，翻轉課堂的新興組織形式

課堂的組織形式采取分組匯報、翻轉課堂的形式，這樣可以讓學生通過，展示自己、表現自己更好地取得獲得感，也可以進一步激發他們對于學習的興趣，讓他們在做“小教員”的過程中獲取成功的體驗，激發和保持學生的進取心和創新精神。

3.真實案例牽引，提升任職崗位業務能力

比如上氣候變化與海洋區域響應課程，可以以PAPA站點浮標和潛標等學員所關心的真實案例為核心，提煉真實海洋環境要素的分析預報關鍵環節，讓學員用PAPA站點資料數據來真實地完成一次海洋環境要素等資料的分析處理過程。基于我們研發的風險評估和區劃系統來進行海洋環境的風險評估和區劃，提高學員的任職能力，讓學員們學以致用，將來更加適應第一任職崗位的需要。

五、課程體系建設的主要創新點

（一）需求牽引、聚焦實踐

課程體系建設是針對多樣化人才對海洋環境保障客觀、定量、協同需求凝練的新興領域和特色方向，是對傳統保障人才培養模式的拓展和延伸，具有面向社會、聚焦實踐的鮮明特色。通過本課題研究，探索教育轉型應強化面向社會的服務意識的教學內容，培養出能更加適應社會、具有良好的科學素質的人才，科學研究應更加面向社會的需要[6-8]。

（二）科技引領、提升內涵

將海洋環境保障與大氣科學、海洋科學、風險理論、軍事運籌和人工智能等新興技術相結合，形成以海洋風險為內核的前沿科技與社會應用深度融合，提升了長期困擾大氣海洋人才培養中的“專業知識講授+軍事影響介紹”等淺層次認知教學模式。

（三）交叉融合、體系創新

構建了地理信息、氣象水文等自然環境和政治軍事、社會人文等地緣環境綜合風險體系，體現了自然學科領域的優勢互補，拓展了海洋環境中自然科學與人文科學的交叉融合。

（四）厚實基礎、強化實踐

注重理論內涵和技術基礎，強化案例教學和實踐環節，應用場景面向社會需求和社會熱點。對專業教育與崗位任職中的“兩股道、兩張皮”等社會反應強烈的人才培養弊病進行探索創新。

六、課程體系建設的主要成果

（一）“海洋環境風險分析”課程體系建設的主要成果

通過海洋環境風險分析項目的培育，旨在引入風險分析理論和方法，融合、拓展傳統的氣象、海洋等環境保障學科的研究方向和教學內容，作為海洋環境保障新領域，面向氣象、海洋和空間天氣專業本科以及相關方向的碩士研究生開設相關課程。在課程體系構建過程中，采用統籌學科規劃和團隊建設、傳承和創新相結合、基礎與應用協調發展、注重體制創新、營造學術環境等方法來積極開展和實施[9]。

（二）《海洋環境風險分析》教材建設的主要成果

課程體系和教材包括：風險分析理論和方法、海洋環境風險概念模型、海洋環境風險識別、風險評價指標體系、風險評估建模、風險管理與防范以及案例分析、風險區劃實驗仿真等。使教材能夠彌補傳統海洋環境與實踐應用脫節的教學短板、拓展學生保障視野和業務技能，海洋環境保障科學、客觀、定量的要求，使課程學習管用、實用、好用，使學生任職崗位培養更貼近實際需求。主要采用風險理論與風險概念相結合，海洋環境風險分析體系和概念模型相結合，知識技能和實踐環節相結合等方法來開展教材建設。出版了《南海-印度洋海域海洋環境風險評估與應急響應》《海洋環境特征診斷與海上軍事活動風險評估》《氣候變化與國家海洋戰略安全-影響與風險估計》三本專著，發表了8篇相關教學論文，得到了國內外相關專家的認可。

（三）海洋環境風險分析相關專業方向的人才培養

在海洋環境風險分析課程體系和教材建設的基礎上，完成人教學團隊也積極開展相關專業人才培養，通過海洋環境風險分析的教學和課程學習，使學生能將風險分析理論和評估方法運用于氣象、海洋保障業務工作。完成人教學團隊培養了相關方向的研究生7名，其中有兩名博士研究生獲得校級博士優秀論文獎勵，指導研究生獲全國研究生數學建模一等獎9項、二等獎16項；指導了本科生畢業設計15人次。