浅谈《海洋环流》课程教学内容优化设计

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1、浅谈《海洋环流》课程教学内容优化设一、引言海洋是一个复杂的大流场，天体、大气、地球以及海洋自身的各种因素都会驱动海水产生各种不同时空尺度的流动现象。海洋环流通常是指海水气候式平均运动状态，属于一种大时空尺度的海水运动现象，它不包括中尺度的潮流、风暴流以及小尺度的浪流等内容。海洋环流是海洋科学研究的核心问题，关系世界大洋温度、盐度、密度等要素场和海洋中物质、动量、能量的再分布，是生物地球化学循环的重要环节，也是调节全球气候变化的重要分量，掌握其基本变化特征和主要变化原因具有重要的意义。口前，海洋环流作为海洋科学的重

2、要基础，该课程在国内外海洋科学领域开设较为普遍。解放军理工大学气象海洋学院的海洋环流课程是为军事海洋学专业本科学员而开设，该课程主要介绍世界大洋不同流系基本变化特征和阐述导致大洋环流变化的动力、热力原因，是关于海洋环流知识的一门系统性课程。下面基于本课程教学团队讲授本课程的经验与实践，浅谈课程教学内容设计和教学方法改革方面的探索。二、教学内容优化设计海洋环流课程的开设目的是通过课程学习，着力培养学生成为海洋科学专业人才必备的专业知识，提升理论水平，拓展背景知识，开阔视野和思路角度，提高以动力学方法解决海洋环境预报

3、保障中处理实际问题的能力，并为学员向其他学科领域扩展打下基础。由于授课对象为本科学员，因此授课内容不宜过深，但日前国内已有的适合本科学员教学的海洋环流方面的专著或教材较少。因此，经过课程团队讨论研究，我们根据几本主要的辅助书籍和相关文献资料作为参考，自编了“海洋环流”讲义。辅助书籍主要包括：(1)EvelynBrown等编著的“OceanCirculation(SecondEdition)”；(2)GeroldSiedler等编著的“OceanCirculationandClimate,A21stCenturyP

4、erspective"；(3)JohnMarshall等编著的"Atmosphere,OceanandClimateDynamics：AnIntroductoryText”。本课程的授课学期为第7学期，授课时间为20个学时，该专业学员在已经预修过“流体力学”、“海洋科学导论”、“物理海洋学”和“区域海洋学”等课程的基础上学习本课，其中涉及到与海洋环流部分内容相关的课程。已开设的《流体力学》侧重于流体运动受力角度；《海洋科学导论》侧重于地转流、风生流和升降流的知识概要介绍；《物理海洋学》侧重于环流理论的公式推导，对

5、实际大洋环流运动内容涉及较少；《区域海洋学》侧重于介绍世界大洋和中国近海温盐流等要素特征介绍。因此，在授课内容安排设计时要注意将授课内容与预修课程的侧重点区分开來。根据对学员预修课程基础的掌握和课程包含内容的理解，根据20个学时(10次课，每次2个学时)的安排，课程教学内容结构大体分为四个部分：一是绪论部分(安排2个学时)，二是世界大洋主要流系部分(安排8个学时)，三是风生环流部分(安排6个学时)，四是热盐环流部分（安排4个学时）。另外，为加强学员对授课内容的理解，还增加了基于课堂教学内容的课后编程实践和仿真，增

6、强学员的实践能力。具体起来，教学内容主要进行如下优化设计：1•绪论部分，主要介绍海洋环流的定义和意义，海洋环流的驱动源,海洋环流观测和理论研究的历史，地转平衡和静力平衡关系，海洋的基本特征（温度场、盐度场、混合层、温跃层、风场、热通量、淡水通量）以及海洋环流大洋流系分布。通过“MH370飞机失事地点位于南印度洋东部，现残骸在非洲东部法属留尼汪岛发现”和T万多只玩具鸭组成的鸭子舰队，历经14年从太平洋国际日期变更线附近到达英国西海岸”等事例，引出海洋环流学习和研究的基本概念、重要意义，激发学员学习热情；介绍海洋环流

7、观测和理论研究的历史，使得学员了解学科发展研究的脉络，增强对观测历史和理论研究历史的了解，提高对课程学习的兴趣；介绍海洋的基本特征，包括温盐要素，混合层、温跃层以及大洋流系等基本分布特征，使得学员能够初步了解海洋的基本图像；通过引入地转平衡和静力平衡关系，介绍动力方程在解释实际环流中的作用，使得学员初步掌握将所学的理论知识进行实际应用的能力，提高学习热情。2•世界大洋主要流系部分，主要介绍太平洋、大西洋、印度洋、南大洋和北冰洋主要流系，以及与之相对应的大气和海洋各要素的分布特征。流系主要包括黑潮、亲潮（千岛寒流）

8、、赤道流系、副热带逆流、加利福尼亚流、东澳大利亚海流、秘鲁海流（洪堡徳寒流）、湾流、巴西海流、马尔维纳斯（福克兰）海流、加那利海流、本格拉海流、索马里海流、阿古拉斯（马达加斯加）海流、莫桑比克海流、东马达加斯加海流、印尼贯穿流、西澳大利亚海流、利文（Leeuwin）流、南极绕极流、北冰洋平均环流，其中黑潮、亲潮、湾流、赤道流系、索马里海流、阿古拉斯（马达加斯加）海流、利文