基于人才培养下的提高教学效果的若干思考

摘要：物理海洋学作为海洋科学的基础，其教学成败与否直接关系到海洋科学人才的培养与发展。本文结合自身多年的教学经验提出的四点不成熟的看法：遵从感性-理性的认知过程，由社会热点问题以及国民经济发展所关心的问题引出物理海洋教学内容以及注重学生课外实践能力的培养等，希望能对国内物理海洋学教学以及物理海洋学人才的培养有一定的促进作用。

关键词：物理海洋学 教学效果 动手能力

1.开设物理海洋学课程的重要性

物理海洋学的相关理论知识对于指导各类用海活动非常重要，例如海水浴场、港口码头、海洋石油平台的建设、海上搜救等都离不开对海洋的波浪、海流、温度等物理场有详细的了解，而对这些内容的研究是物理海洋学理论研究的重要组成部分。只有深入掌握物理海洋学的相关理论才能有效指导各类用海活动从而使人类在利用海洋的同时也能有效的保护我们的海洋。另外，物理海洋学是海洋科学的基础，海洋生物学、海洋化学以及海洋沉积物输运过程都离不开对物理背景场的详细了解。

当今，国家、省以及各沿海城市对海洋的需求、依赖以及投入日益加大，“数字海洋”、“群岛新区”、“海洋经济综合试验区”、“感知东海”等与国家以及地方经济发展、国防密切相关的发展战略先后提出，海洋科学人才的培养显得尤为重要。许多高校纷纷开设海洋科学专业，而物理海洋学作为海洋科学的基础，其教学成败与否直接关系到海洋科学人才的培养与发展。对于继续深造的学子来说，本科阶段所掌握的理论深度以及实践、动手能力高低直接关系到他们研究生阶段的学习与研究。而对于直接走上工作岗位的学生来说，本科阶段的理论熏陶以及运用知识解决实际问题的能力培养，无疑对他们将来的工作是有帮助的。

物理海洋学是一门基于观测并以数学、物理为理论基础的学科，其教学过程不可避免的涉及大量公式的推导、假设、简化、求解以及物理意义分析，这样一个教学过程，学生普遍觉得枯燥乏味，难以长时间的集中精力听课，即使是坚持听课，也对公式所指物理意义不甚清楚，所以导致听课效果不好。所以如何有效提高物理海洋学的课堂教学效果，提高学生的听课积极性，激发学生探索海洋的兴趣是摆在每一位物理海洋学教师以及教育管理者面前的重要课题。

2.遵从由感性到理性认识的认知过程

物理海洋学，如其名，是用物理学的观点去研究海洋中的各物理要素场的时空变化规律以及各种动力过程的学科。所以要掌握物理海洋的相关理论，首先要对各种物理现象、概念有详细的了解，这应属于感性认识阶段，这个阶段很关键，直接关系到学生是否有兴趣继续深入学习相关内容。所以在这个阶段的教学，应尽可能的利用栩栩如生的图片，如条件许可可以制作各种物理现象演变的动画，帮助学生熟悉，了解各种物理现象，激发学生的学习兴趣。随着互联网以及计算机硬件的快速发展，前人已经绘制出大量物理海洋现象的图片以及动画可供下载或查阅，因此有很多相关的内容可以直接从网上下载，部分不能下载或者搜寻不到的，可以利用诸如matlab1之类的数据可视化软件，教师自己绘制。在课堂教学中引入相关物理现象的图片或动画，并尽可能的用比较通俗的语言进行讲解，这可以达到比较好的教学效果。比如，在讲解风生漂流理论2时，可以先讲述海冰移动的方向与风吹方向的关系，并且用matlab软件绘制海流随着深度变化的图片或者直接从相关网站引用，通过对图片的讲解使学生对风生海流的运动特点有感性的认识，然后借助简化的方程组进行详细的推导并求解，从解的特点分析风生海流的垂向结构、输运等特点，这样就完成了由感性到理性认识的过程。最后可以结合适当的例子讲述风生漂流理论可以解释那些自然界的现象，这使得学生认识到其所学知识还是很有用的。最后可以通过提问，讨论，阅读文献等，让学生了解该理论的有那些缺陷，目前研究进展如何等，从而不断激发学生们探索海洋的兴趣。

3.尽量由社会关注的热点引出将要讲述的物理海洋学内容

社会的热点问题往往是学生们所关心并且喜欢讨论的内容，所以由热点问题出发可以很好的吸引学生的兴趣。比如2013年的夏天，华夏大地酷暑难耐，热死人一点都不夸张，这种极端性的热天气是什么因素引起的，这一问，学生很快就提起神来了，因为这个与其生活息息相关所以他们很感兴趣。然后，可以通过查阅相关文献获取的关于这一现象的解释引出要讲述的物理海洋学问题，比如与这一现象有关的物理海洋学知识有热成风关系，北极变暖，冰块迅速融化等，之后就可以详细讲述何为热成风关系以及与极端高温有什么关系，这样学生们很快就掌握住热成风的知识。再比如，今年夏天长江流域阴雨连绵，就连杭州这个历来夏季火炉之城都变得那么的凉快，那这与海洋又有什么关系呢？然北方，如河南却干旱很严重，这又是什么引起的呢？通过以往研究发现，厄尔尼诺现象是元凶，而今年恰恰又是很强的厄尔尼诺年，从而引出将要讲述的大尺度海气相互作用过程。

4.由国民经济发展所急需的各类用海活动出发引出所要讲述的物理海洋学内容

学以致用，或者想把所学知识转化为生产力，或者想致富视乎是每一个学生的初衷。抓住大部分学生的这样一种心态，因势利导，可以很好提高课堂教学效果。比如将要讲述波浪知识时，可以事先讲述波浪对于船舶制造、海上石油平台建设、港口码头规划、海水浴场的建设等的影响，从而使学生认识到掌握波浪的理论知识非常实用，这样可以提高学生的学习兴趣。再比如，讲述潮汐、潮流知识时，可以先让学生了解近海海洋工程环境评估，海洋环境保护对潮汐知识的需求，实际上潮流是近岸的主要水动力。各种污染物的输运、围填海活动都离不开对潮汐知识的了解，经过这一讲述学生们立刻感觉到这方面知识的重要性，从而有积极的学习兴趣和动力。

5.注重学生们课外动手能力的培养

随着电子计算机的发展以及众多数据可视化软件的问世，使得很多枯燥乏味的数字以及数学公式能够以生动图片的形式展示其物理意义，也就是说在教学过程中引入数据处理以及可视化化软件如matlab、Grids3、GMT4等并教会学生如何使用。然后在课外布置适当的绘图练习，若能再现课堂讲述过的图片或者某种现象，这无疑可以进一步激发学生的学习兴趣，同时也可以提高学生的动手能力，同样对学生的未来发展也是非常重要的。

物理海洋学相关文献的发表、科研报告的撰写都离不开数据的可视化、精美的图片制作。图片制作完成后，就是运用所学理论对图片所展示的科学问题进行分析、探索，最后撰写成文。也就是说，如本科阶段能得到这方面良好的训练、培养，学生们后续深造将会更加的轻松、自信。直接走上工作岗位的学生，其在工作中也会得心应手。不管是继续攻读研究生的还是直接工作的，他们的表现直接影响学校的毕业生声誉，将给学校的后面学生的就业产生重要影响。

可以通过预开设诸如matlab程序设计与海图制作的数据可视化教学课程以及物理海洋数据分析方法课程，使学生至少掌握一种可视化软件的使用以及常用的数据分析方法，然后可以结合适当的课堂教学例子，指导学生如何将抽象的数据、数学公式以图片的形式展示。在学生比较熟练掌握各种绘图技巧以及常用数据分析方法的基础上，可以让学生阅读权威期刊的研究论文并再现其中的图片，然后改进其中的不足或者提出自己的观点，并进一步绘图分析，撰写报告或论文，若可以发表将尽量发表。这个过程对于培养学生的动手能力、发现问题并解决问题的能力非常有效。

海上观测、实验对于研究物理海洋无疑是很重要的。如条件许可，应尽可能让学生参与海洋观测与实验，一方面可以让学生切身感受大海的各种物理现象的神秘，另一方面也可培养学生的实验调查能力。

综上所述，物理海洋学对开发、利用海洋非常重要，许多培养机构纷纷设立物理海洋学课程，如何组织教学并有效提高教学效果，是每一位物理海洋学教师以及培养机构值得研究的课题。本文结合自身多年的教学经验提出的四点不成熟的看法：遵从感性-理性的认知过程，由社会热点问题以及国民经济发展所关心的问题引出物理海洋教学内容以及注重学生课外实践能力的培养等，希望能对国内物理海洋学教学以及物理海洋学人才的培养有一定的促进作用。

参考文献：

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[2]物理海洋学基础[M]，吕华庆主编，海洋出版社出版，2012年，北京

[3]http：///

[4]http：//gmt.soest.hawaii.edu/