物理海洋学的课堂教学研究

【前言】物理海洋学的课堂教学研究由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。二、课程的特点 物理海洋学课程一般是在大学三年级开设，在此之前学生已经系统地学习了高等数学、数值分析以及海洋科学导论等先导课程。通过先导课程的学习，学生已经熟悉了微积分公式的基本求解和推导技巧，并对伴随物理海洋过程的各种现象和特征有了一定的认识。如...

摘 要：本文介绍了广义和狭义的物理海洋学，在此基础上提出了有关物理海洋学课程教学方面应该注意的事项，并结合笔者在本门课程教学实践上的经验，着重分析如何针对重要知识点采取切实可行的教学方法，提高学生的学习兴趣，改进教学质量。

关键词：物理海洋学；学科课程；教学方法

一、 物理海洋学的含义

从广义上讲，物理海洋学指的是海洋科学领域的一个学科方向，它主要是通过数学和物理的方法来研究海洋，尤其关注海洋中的物理过程，以及伴随各种动力过程的海水的运动形式。无论是在研究方法还是在研究内容上，它都有别于海洋化学、海洋生物学以及海洋地质学等其他海洋分支学科。众所周知，海洋是一个复杂的综合体，一方面，海洋中的各种过程都不可能孤立存在，比如沉积物的冲淤、海洋生物的迁徙、营养盐的分布等，这些发生在海洋中的生物地球化学过程都会受到海流、波浪、潮汐等海洋物理过程的显著影响。另一方面，地质生物过程也可能改变局地的水动力过程，比如海底地震引发的海啸，鱼群迁移引发水体结构的改变等。但是从时空的总体效果看，海洋物理过程对地球生物化学过程的影响还是最主要的。因此，物理海洋学科也被认为是海洋学领域最基础的学科。

从狭义上讲，物理海洋学又是一门课程。根据现有的教学大纲和课程安排，该课程的教学内容已经基本涵盖了和物理海洋过程相关的所有知识点，如海水的性质、热力学性质、海流理论、潮汐现象、海浪特征以及内波理论等，从而构成了物理海洋学这个学科的重要知识基础。但是受限于学时安排，讲师不可能把所涉及的知识点都一一讲到，因此在教学安排时，有必要根据授课班级的专业特点对教学内容进行有针对性的取舍，以保证学生学有所得，学能所用。

二、课程的特点

物理海洋学课程一般是在大学三年级开设，在此之前学生已经系统地学习了高等数学、数值分析以及海洋科学导论等先导课程。通过先导课程的学习，学生已经熟悉了微积分公式的基本求解和推导技巧，并对伴随物理海洋过程的各种现象和特征有了一定的认识。如果说先导课程是帮助学生掌握学习专业知识的方法和手段，那么后续专业课程的学习就是运用这些工具深入领会专业知识的内涵，即运用数学物理的方法了解海水是如何运动的，以及为什么如此运动。本门课程的设计安排就是教会学生如何建立并求解海水运动方程。但是由于原始海水运动方程自身具有非线性的特点，要想求得其解析解是比较困难的。因此学生还要掌握尺度分析的方法，这样可以简化原始海水运动方程，使得获取方程的解析解成为可能。更为重要的是，尽管海水运动方程简化了，但是获取的解析解所揭示海水运动的基本规律已经被广泛地观测所证实。因此，“构建不同形式下的海水运动方程――求解方程――用方程的解来阐明海水的运动规律”就成为本课程最为核心的知识脉络。

海洋约占地球表面积的70%，不同海域的陆海分布、地形地貌、动力条件都不相同，这就决定了物理海洋过程具有显著的地域性特征。因此讲师在授课时要把可能影响海区动力过程的环境要素进行充分细致的介绍，这可以帮助学生领会如何抓住关键因素建立简化、便于求解的海水运动方程。海水运动方程的求解和分析是高年级大学生数学物理能力的应用。海水运动方程实际上是海水真实运动的定量化描述，因此建立和求解方程不是单纯的数学问题，需要学生对方程中的数学符号所代表的物理意义能够有比较清晰的认识。本课程的这些特点都决定了学好先导课程对于本门课程学习的重要性。

三、课堂教学可能遇到的问题和解决措施

如前所述，物理海洋学是一门专业性非常强的课程，而且对学生之前的数学物理及海洋学科的知识积累要求也比较高。即便如此，教师在介绍各种物理海洋过程之前还需要花费一定的学时对引起海水运动的各种力进行充分分析，并建立相关数学表达式，帮助学生认清各种力的性质以及由此引起的各种海水运动的形式和特征。

海水运动方程的建立和求解本身是抽象而枯燥的，往往不能唤起学生的学习兴趣，因此教师在教学过程中要重视教学方法和形式上的改变，充分利用多媒体教学手段，借助MODIS卫星图片和其他可视化手段，把特定海域现场调查或模型计算的温度、盐度和流场展现出来，通过直观的图片和视频信息，帮助学生学习消化理论知识。课堂提问和答疑是督促学生课堂听讲以及课后复习的有效手段。同时，安排一定学时的讨论课，让学生针对某一专题进行讨论，也可提高学生的学习热情和主动性。多年的教学实践表明，这些措施对于提高教学质量都是切实有效的。

四、结论

本文主要介绍了物理海洋学的学科含义和课程教学特点， 着重阐述了物理海洋学课程的重要知识点以及在教和学过程中应注意的事项，对该课程在教学中所出现的问题提出有针对性的解决措施，切实提高课程教学质量。

参考文献：

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[4] Pickard G L and William J E. Descriptive Physical Oceanography：an Introduction[M]. Macmillan ：Pergamon Press ，1963.

作者简介：刘浩（1972- ），男，博士，副教授，主要从事物理海洋学方面的教学和科研工作。