應用型大學“物理海洋學”課程教學改革研究與探索

［摘 要］ “物理海洋學”是海洋類專業的基礎核心課程，具有很強的理論性。目前很多應用型大學開設此課程都是沿用研究型大學的教學大綱和教材，存在學生理論基礎不扎實、應用技能培訓欠缺等問題。系統分析了目前應用型大學“物理海洋學”課程教學存在的主要問題，提出了適應應用型大學培養目標的教學改革思路，探討“物理海洋學”課程在應用型大學中的教學模式。以北部灣大學為例，通過適當調整教學內容、采用多元化的教學方法、引進數字化實驗、加強實踐訓練等多種手段，有效提高了教學效果，以期為同類型高校開設“物理海洋學”課程提供參考。

［關鍵詞］ 應用型大學；物理海洋學；教學改革

［基金項目］ 2022年度北部灣大學高等教育本科教學改革工程項目“應用型大學‘物理海洋學’課程教學改革探索與實踐”（22JGA001）

［作者簡介］ 陳振華（1972—），男，廣西北海人，理學博士，北部灣大學海洋學院高級工程師，碩士生導師，主要從事海洋動力與數值模擬研究；陳小燕（1974—），女，廣西合浦人，工學博士，廣西大學海洋學院副教授，博士生導師，主要從事海洋科學研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）19-0081-04 ［收稿日期］ 2023-07-08

隨著社會需求的細分，人們對教育職業和技能的需求越來越多樣化和專業化，這種趨勢促使了應用型大學的產生，各種類型、層次的高校各司其職，為社會各行各業培養各種不同的適用人才［1］。應用型大學以培養面向生產、管理、服務第一線的技術應用型人才為主要培養目標，更多地體現為適應當地經濟和社會發展的需要，適應學生應用性能力的培養［2］。“物理海洋學”是海洋科學、海洋技術等涉海專業的一門專業基礎課程，主要是運用物理學的觀點和方法，研究海洋中的熱量平衡和水量平衡，海水的溫度、鹽度和密度等海洋水文狀態參數的分布和變化，以及海洋中各種類型和時空尺度的海水運動［3-4］。由于課程內容涉及大量的理論分析和數學推導，專業性、理論性非常強［5］。在20世紀初之前，涉海高校比較少，海洋類專業比較單一，“物理海洋學”課程主要在少數幾所具有海洋科學專業的研究型大學開設。隨著我國對海洋大規模地研究、開發和利用，培養應用型、復合型、技能型、創新型海洋人才是當前高等教育的一個重要目標。新時代下如何適應應用型大學的培養目標，有效開展“物理海洋”課程教學，促進海洋科學專業高質量發展，是一個值得深入研究的問題。本文分析了當前存在的主要問題，結合教學團隊多年教學實踐經驗，探討應用型大學“物理海洋學”課程教學改革。

一、應用型大學“物理海洋學”課程教學主要存在的問題

物理海洋學是海洋科學專業重要的二級學科，“物理海洋學”課程是海洋科學的專業核心課程。通過對多所涉海應用型大學進行調研，結合教學團隊多年在“物理海洋學”課程教學過程中的體會，發現目前應用型大學開設的“物理海洋學”課程主要存在以下問題。

（一）課程教學目標與應用型大學的培養目標不相稱

應用型大學以培養面向生產、管理、服務一線的技術應用型高水平人才為主要培養目標，學科結構更多體現為服務國家戰略、適應地方經濟和社會發展的需要，適應學生應用能力培養。目前許多涉海高校開設的“物理海洋學”課程都是沿用傳統研究型高校的培養目標，即以理論教學為主，培養高層次研究型人才，忽略了對學生實踐操作和應用能力的培養，這與應用型大學的定位不相稱。

（二）教學內容與應用型大學定位和學生特點不相符

物理海洋學的學科特點是通過物理知識和數據手段認識和研究海洋的運動和變化規律，因此對學生數學物理方面的知識有較高的要求。早期“物理海洋學”課程所用的教材是葉安樂和李鳳岐編著的《物理海洋學》，該教材引進、吸收了國外同類教材，有較高的理論深度，但面向應用的技術介紹相對較少。21世紀后，國內陸續出版了一些物理海洋學的教材，但基本還是維持了這一框架和體系，理論性較強，應用性偏弱，與應用型大學“重點培養應用型人才”的定位不相符。很多應用型大學是由地方大學轉型而來［6］，學生在數學物理方面的知識相對薄弱，在“物理海洋學”課程理論學習過程中普遍反映不理解、聽不懂，特別是各種方程的推導，往往難以接受，影響了應用型人才的培養。

（三）教學方法單一，教學效果不理想

目前“物理海洋學”課程的教學方式以教師課堂講授、學生被動聽講為主［7］。教師在上課過程中往往側重理論分析，數學物理基礎較薄弱的學生面對大量的公式和理論推導，逐漸跟不上教師的節奏，課堂缺乏互動和交流，學生主動學習的積極性不高，畏難和厭學情緒漸濃，最后影響學生對基礎理論的理解與專業知識的掌握，以及分析、解決實際問題能力的達成。

（四）考核方式單一，學生參與度與認可度不高

傳統的教學考核以試卷考試為主，側重理論考核，考核方式單一。對于理論基礎不夠扎實，但技術好、實踐操作能力強的學生缺乏較好的評價機制，這導致學生對學習沒有興趣，對課程的認可度不高，影響了教學效果。

造成以上問題的主要原因是，目前應用型大學開設的“物理海洋學”課程直接沿用了研究型大學的教學內容和教學模式，學生實踐機會少，實踐能力培養不足，對課程的接受度和認可度不夠，影響了人才培養質量。

二、應用型大學“物理海洋學”教學改革的思路

（一）修訂教學大綱，調整教學內容

根據應用型大學的培養目標，結合本校學生的特點，對“物理海洋學”課程的教學大綱和教學內容做適當調整。

例如，在專業人才培養方案中，設置“高等數學”“大學物理”等課程作為先修課程，“物理海洋學”安排在先修課程后進行；或適當增加學時，在課程前有針對性地補充必要的數學、物理知識。

再如，適當調整教學內容，增加應用實踐教學。抓牢基礎理論，強化理解和應用。對理論性很強的內容，如內波、湍流等，進行適當簡化。結合海洋應用、海洋管理的需要，增強對海洋儀器使用、數據處理、數據分析和數據可視化等技術與技能的培養，提高學生的應用能力和科學素養，同時為一部分學生將來進入研究生教育奠定基礎，真正做到學有所用。

（二）教學方法多元化，突出開放性和創新性

優化傳統課堂形式，利用PPT、VR、視頻等多媒體形式及MOOC慕課、翻轉課堂等豐富的平臺資源，提高可視度與信息量，豐富課堂教學材料，激發學生的學習興趣。

堅持“問題導向”，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，提高學生的課堂參與度。對于一些學生可以通過自學解決的問題，組織學生分組討論，提高其自我解決問題的能力。

（三）重視實踐基地建設，加強應用能力培訓

密切聯系涉海單位，如地方海洋局、生態環境局及海洋調查公司等，共建教學實踐基地，為學生提供更多的應用實踐機會。有條件的大學可以建造科考船，既可以為海洋科學研究服務，也可以為學生提供教學實踐。

（四）豐富考核方式，教學評價多元化

目前的教學考核以試卷考試為主，側重理論考核，考核方式單一。為了更好地培養綜合型人才，可以實行多元化的考核方式。學生在科研和應用實踐中的成果，如撰寫科技論文、調查報告、出海調查、參加學術會議等，都可以納入課程考核評價體系中，綜合評價學生的學習能力和學習成效，激發學生的學習興趣，提高課程學習效果。

三、應用型大學“物理海洋學”教學改革實踐探索

北部灣大學是廣西壯族自治區最早開設海洋科學專業的高校，學校先后成為全國應用技術大學聯盟首批理事高校、廣西新建本科院校整體轉型發展試點院校、國家“十三五”規劃建設的“應用型本科高校”項目單位，辦學資源、學生素質等方面在應用型大學中具有一定的代表性。學校剛開始在海洋科學專業開設“物理海洋學”課程時，也是沿用了傳統研究型大學的教學大綱，以理論講授為主。北部灣大學是一所地方性大學，學生在數學物理等方面的基礎較為薄弱，剛接觸“物理海洋學”課程時，面對海水運動方程、慣性流、埃克曼流等多種不同海流的方程和求解，以及各種波動的數學表達和求解等一大堆公式，學生從一開始的不知如何入手到后來的完全抗拒，迷失在大量的公式和推導過程中，出現“教師難教，學生難學”的局面。教學團隊經過調研，征求學生意見，了解學生需求，進行了如下教學改革。

（一）根據學生的基礎和就業崗位要求，調整了“物理海洋學”課程的教學內容

理論知識方面，從基礎理論入手，重點聚焦海水的物理特征及全球分布，海水的受力分析及基本方程，地轉流等基本海流的數學表達及解的形式，區域環流、水團特征，潮汐的觀測、調和分析及預報，海浪的基本特征，風暴潮，赤道波動及ENSO現象等內容。同時根據海洋調查的實際需要，開設了配套的實踐課程，學習常用物理海洋調查儀器的工作原理，以及利用這些儀器測量海水溫度、鹽度、深度及水位、流速流向的基本方法。另外，實驗課講授了matlab、Python、surfer等數據處理、分析和可視化軟件，學生掌握了獲取海洋大數據和對數據進行處理及可視化的技能。

（二）建設教學實踐基地，增加實踐內容

與當地海洋局、氣象局加強合作，共建教學實踐基地。分批派送學生到實踐基地配合海洋監測人員出海調查，實踐操作物理海洋調查儀器，對獲取的海洋數據進行質量控制、數據處理和分析、數據可視化等。根據學生的實際能力和興趣，選拔一些優秀的學生參與到教師的科研項目中，配合教師管理和配置海洋調查儀器，分析海洋數據，開展科學研究。基于此，一半以上的海洋科學專業學生在大學二年級就有出海調查的經歷。

（三）結合課程知識點，制作數字化實驗

物理海洋學主要研究大規模的海水運動，如慣性流、地轉流、風海流等典型的海水流動，在實驗室里很難進行直觀地展示。通過虛擬實驗，可以方便地展示這些海水的運動過程。教學團隊利用MATLAB App Designer等軟件，設計開發了“全球溫鹽密分布”“地轉流”“慣性流”“埃克曼漂流”“西邊界流”“潮流潮汐預報”等一系列數字化實驗，讓學生開展探索性實驗。在理論學習的基礎上，通過修改影響海水運動的參數，觀測實驗結果。學生參與實驗的興趣和積極性很高，通過實驗大大加深了對理論知識的掌握度，取得了很好的教學效果。

（四）充分利用網絡資源，創新教學方法

充分利用了MOOC慕課、翻轉課堂等平臺資源，廣泛吸收校外的教學經驗，把校外名師請進校園。創新性地采用“學生講，學生學”的教學方式，充分發揮學生的主體作用，讓學生積極地參與到教學活動中。比如全球海流，包括赤道流、黑潮、灣流；區域環流，包括南海環流、北部灣環流等不同尺度的海洋流系的特征及影響，由學生分組講解。學生需要查找文獻、制作PPT，并在課堂講解，鍛煉了學生的文獻查找、學術報告等基本技能和團隊合作能力。學生圍繞知識點講解后，教師對其存在的問題進行點評和補充，學生不僅學到了知識，也提高了綜合科學素養。經過了4～5年的教學，每一屆學生對這一方法都普遍反映很好，參與的積極性很高。

（五）課堂教學與應用實踐教學相結合，豐富教學考核體系

在教學過程中，摒棄了只考慮卷面考試成績的單一考核方式，既關注理論成績，也重視應用能力的培養；既關注學生的知識掌握程度，也關注學生實際操作能力、創新能力和團隊協作能力等方面的發展。設計多樣化的考核方式，如課堂測試、實驗報告、實踐操作、課程設計、小組討論等，以全面了解學生的學習情況。同時建立過程性考核機制，不僅要關注學生的最終成果，還要關注學生的學習過程。教師及時向學生反饋考核結果，指導學生分析問題、找出不足，幫助學生制定改進措施。

（六）夯實應用基礎，教學成效顯著

由于以就業崗位要求為導向，為學生提供了足夠的實踐機會，學生畢業后上崗適應很快，用人單位也很滿意。經過多年來相關學科的共同努力，北部灣大學的海洋科學專業水平有了很大的提高，在2022—2023年連續2年校友會“中國大學海洋科學專業排名（應用型）”中，北部灣大學蟬聯第一，獲評中國五星級應用型專業，實現了向中國一流應用型專業的跨越。

結語

為適應國家推進海洋強國戰略的要求，需培養大量理論型和應用型高水平人才，應用型大學成為培養應用型人才的主陣地。應用型大學開設“物理海洋學”課程應區別于研究型大學，與時俱進，堅持理論研究與應用實踐兩手抓，根據學生特點和海洋建設需要，適當調整教學內容，更新教學方法，加強實踐訓練，探索一種新的應用型、技能型、復合型、創新型海洋人才培養模式，為建設海洋強國、實現中華民族偉大復興服務。

參考文獻

［1］王義遒.我國高校的恰當定位為什么這么難［J］.高等教育研究，2005（2）：1-5.

［2］徐英俊.應用型大學的特點及發展路徑［J］.大學（研究與評價），2007（3）：64-67.

［3］呂華慶.物理海洋學基礎［M］.北京：海洋出版社，2012：1.

［4］董昌明.物理海洋學導論［M］.北京：科學出版社，2019：1.

［5］蔡華陽，傅林曦，歐素英.海洋大數據及其可視化在課程教學中的應用：以“物理海洋學”為例［J］.教育教學論壇，2022（28）：67-71.

［6］陳浩淼，劉宇陸，王瑛.高水平應用技術大學建設的目標定位與路徑選擇［J］.中國職業技術教育，2020（3）：81-84.

［7］于杰，李敏，謝玲玲.基于海洋技術專業的物理海洋學教學改革與實踐探索［J］.教育教學論壇，2019（1）：125-126.

Research and Exploration on Teaching Reform of Physical Oceanography Course

in Applied Universities

CHEN Zhen-hua1ab， CHEN Xiao-yan2ab

（1. a. Guangxi Key Laboratory of Marine Environmental Change and Disaster in Beibu Gulf， b. College of Marine Science， Beibu Gulf University， Qinzhou， Guangxi 535011， China; 2. a. Guangxi Laboratory on the Study of Coral Reefs in the South China Sea， b. School of Marine Sciences， Guangxi University， Nanning， Guangxi 530004， China）

Abstract： Physical oceanography is a basic core course for marine majors with strong theoretical nature. At present， many applied universities offer this course following the syllabus and teaching materials of research universities， and there are some problems such as students’ theoretical foundation is not solid and the training of application skills is lacking. The main problems existing in the teaching of physical oceanography in applied universities are systematically analyzed， and teaching reform ideas adapted to the cultivation objectives of applied universities are proposed to explore the teaching mode of physical oceanography in applied universities. Taking Beibuwan University as an example， the teaching effect has been effectively improved through appropriate adjustment of teaching content， adoption of diversified teaching methods， introduction of digital experiments， enhancement of practical training and other means， which can provide a reference for the same type of colleges and universities to open physical oceanography courses.

Key words： applied university; Physical Oceanography; teaching reforms