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浅谈物理海洋学专业的课程设置和人才培养

时间:2022-11-30 17:00:07 来源:网友投稿

摘要:本文首先阐述了物理海洋学的学科特点,并针对本科生的培养目标和培养计划,分析了该学科的课程设置体系、要求及其主要专业课在整个学科建设体系当中的作用,最后提出应该从学科的专业特点以及学生的个人兴趣和基础出发,朝着基础研究型和实际应用型两个方向进行培养,以满足社会对不同类型人才的需求。

关键词:物理海洋学  学科建设  课程设置  人才培养

中图分类号:G642          文献标识码:C          DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.17.021

1   物理海洋学的专业特点

进入新世纪以来,随着国家海洋战略地位的确立,涉海科学专业在国内高校中迅速发展壮大。物理海洋学作为海洋科学专业下属重要二级学科,也得到越来越多关注。对比一组数据可以发现:在上个世纪,全国所有高校中只有青岛海洋大学和厦门大学开设有物理海洋学的相关课程;而进入新世纪,先后有上海海洋大学,大连海洋大学,广东海洋大学,中山大学,华东师范大学,南京信息工程大学等多所高等院校看办了相关院系和学科,使得从事物理海洋学教学科研任务的岗位数量大大增加。应该承认,数量的简单增加并不意味着质量的快速提升。尤其对于国内大多数涉海专业的院校而言,物理海洋学还是一个新兴的专业,无论是师资力量,课程设置,还是人才培养模式都还有许多值得改进的地方。本文就是结合我们多年从事物理海洋学教学科研的工作经历,对该学科的课程设置和人才培养方面的问题进行探讨。

物理海洋学主要关注海洋中的动力过程,更确切地说,就是从物理学的角度研究和分析海水的作用力,海水的运动,海水的热(温度)盐(盐度)密(密度)场结构、以及伴随海水运动而产生的各种形式的物质交换、动量交换、能量的交换等。如果说海洋学的研究对象是人类和生物赖以生存生活的海洋环境的话,那么物理海洋学的研究对象就是海洋环境中的物理过程。实际上,海洋中物理过程的不是孤立存在的,它与地球的天气气候变化、与海洋中物质能量的输送转移、与海岸和海底地貌的侵蚀演化,与海洋生物的生存生活方式、以及与海洋的交通运输和军事活动等都有密切的联系。从学科角度讲,物理海洋学主要关注四个方面的科学问题,即海洋的热盐结构(水文特征)、海水的宏观运动(海流波浪潮汐)、海-气相互作用和海洋湍流(海水的混合)。

2   课程设置

物理海洋学的学科特点就是从物理的角度认识海洋和运用数学的手段研究海洋,因此加强学生在数学物理方面的知识积累对于完成后续专业课的学习就显得非常重要。在课程设置上首先要有针对性地加强数学物理基础的培养,在大学一二年级时要保证开设足够学时的和数学物理内容相关的基础课,如高等数学,线性代数,概率论数理统计,数学无理方程,复变函数和几分变换,微分方程,多元统计分析,数学建模,大学物理,大学物理实验,理论力学,流体力学,流体力学试验等,帮助学生尽快熟悉和掌握如何运用数学物理手段研究问题分析问题。

计算机是研究海洋的一个重要手段,尤其是在海量数据的处理和动力过程的模拟方面都离不开计算机的应用,因此加强计算机编程技能的教和学也是本专业学生培养的基本要求。就本科阶段而言,我们认为C++,Fortran和Matlab三种程序语言设计是学生必须掌握的。其中C++是面向对象的程序设计语言,可以帮助学生熟悉和了解程序设计方面基本知识;Fortran是计算语言,目前国际上通用海洋动力模型都是用Fortran开发实现的,是学生掌握海洋模型模拟动力过程的基本手段;Matlab最强大的功能在于数据的可视化,因此在海洋数据处理方面发挥重要作用。与计算机语言密切相关的后续课程包括计算方法,计算流体力学,海洋数据处理和可视化,海洋数值模型,海洋要素计算与预报课程设计等。这些后续课程实际上就是运用已掌握的计算机语言去研究海洋认识海洋。

3   人才培养和就业前景

物理海洋学的主要研究手段有三种,即现场调查,理论分析和数值计算。实际上,本专业学生的培养目标就是使其能够掌握研究海洋的这些手段。因此,无论是设置的课程还是培养的模式都是服务于上述目标的。对于数理基础较好的学生可按照基础研究型的方向进行培养,重视数学物理基础和海洋理论知识的培养;对于动手能力强的学生可按实际应用模式培养,重视海洋观测仪器设备和计算机应用方面的培养。

物理海洋学是海洋科学的重要基础学科,因此该学科毕业生的就业领域涉及到与海洋相关的各行各业,如海洋渔业(海水养殖和捕捞)、海洋制药以及保健品开发、海盐化工、潮汐波浪能发电、海水化学元素提取、海洋采矿,海洋石油天然气开采、海洋交通运输、滨海旅游、海水淡化、海洋景观、以及新兴的海洋空间利用等。正是由于物理海洋学学科方向牵涉面大而且就业领域广泛,因此该学科的毕业生也成为涉海单位急需有用的人才。此外,物理海洋学专业的毕业生就业领域还可涵盖其他许多行业,因为物理海洋学本身就是一门涵盖面非常宽的学科。该专业经受过海洋科学研究的训练,具有较强的自学能力和独立工作的业务能力,主要到高等院校、科研机构、国家海洋局及其所属业务单位、地方海洋局、交通部、海军有关部门等从事科研、教学和管理工作。正由于物理海洋学专业学生具有较为广阔的就业前景,这就更增添了为社会培养不同领域不同方向合格专业人才的必要性和紧迫性。

4   结论

本文主要介绍了物理海洋学的学科特点, 并针对理论和实际应用并重的学科属性,进一步分析了完善课程设置和培养合格人才的举措,希望本文的讨论对于促进新兴涉海院校在物理海洋学专业的发展起到一定的作用,从而满足国家海洋战略的客观要求。

参考文献:

[1]叶安乐,李凤岐.物理海洋学[M].青岛海洋大学出版社,1992.

[2]冯士筰,李凤岐,李少菁.海洋科学导论[M].高等教育出版社,1999.

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,上海海洋大学海洋科学学院,上海  201306

胡松,上海海洋大学海洋科学学院,上海  201306

高郭平,上海海洋大学海洋科学学院,上海  201306

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