以社会需求为导向进行近海环境数值模拟课程教学改革探讨
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教 育教 学研 究
以社会 需求 为导 向进行近 海环境数 值模拟 课程教 学改革探讨 ①
张学庆 ’ 刘哲 （． １ 海洋环境 与生态教 育部重点实验室 中国海洋大学 山东青 岛 ２ ６ Ｏ ２． ６ １ ０； 中国海洋大学环境科学 与工程学 院 山东青 岛 ２ ６ ｏ ） ６ １ ｏ
（ ） 学基 础 ： 等微 积分 （ ３数 高 第二 学期 ） 、 数值 计算方 法（ 第六学 期） 、数 学物理 方法 （ 第 四学 期） 等课程 为该 门课程提 供 了算 法设计和 数值方法基础 。 （） ４ 计算机 基础 ： 大学 计算机 基础 （ 一学 第 期） ｏ ｔ ａ 程 序设计 （ 三学 期） 计算 、Ｆ ｒ ｒ ｎ 第 、 机在环境 中的应用（ 第七学期 ） 等课程提供 了语 言编程基础 。 方法 。 （） ５实验及数值 计算 方法基础 ： 海洋环境调 查 实 习（ 六学 期 ） 第 、流 体 力学 实验 （ 四学 第 １课程教学 内容 期） 、数值 计算方 法上 机（ 六学 期） 第 等课程提 近年来海 洋经济快速 发展 ， 导致海洋 环境 供 数值 试验 、海 卜 验 、数据 分析 等方 面的 试 问题 日益突 出 ， 由于海水 流动是 受多种 因素 影 技 能 。 知 识面 ， 强 了学生 的学 习兴趣 。 增 响的复杂的 系统 ， 海洋环 境问题 的解决需要海 上述 课程 共 同构成 了海 洋 环境 数值 模拟 洋 环境 领域 的专 门人才 。 为适应 海洋 环境 保 课 程的 支撑体 系 。海洋 环境 动 力学 方向 的学 ４结语 护 领域 对人 才 的需 求 ， 海洋 环境 数值 模 拟》 《 生在掌 握模块核心 内容的情 况下 ， 可以 接受 是 教学 过程 是 个在 探索 中不断 完 善的过 程 课 程设 置的 内容以 培养学 生的 基本 技能 适应 本 课程 的教 学 内 容 的 。 的 ， 过 《 海环 境数 值模 拟》 上 ， 两 轮 通 近 （ 下） 社会工 作需要为 出发 点 ， 围绕海洋环境 领域 实 的教学 实践 ， 本课程 教学内容和教 学模式基本 际 需求 ， 教学 内容和 实 际问题 密切 结 合 。 将 ３课程教学 方法和教 学技巧 成熟 ， 学生学 习兴趣浓 厚， 反映效 果 良好 ， 收到 本课 程分上 、下两部分 ， 别在第 ７和第 ３ １ 授课 内容 以社会需 求为导 向 、理论与 实 良好 教 学效 果 。 在后 面的 教学 中 ， 分 ． 我们 将根 ８学期 开 设。 上部分 解决 专业 基 础和 数值 计 践 结合 据毕 业学 生在 工作 和继续 学 习过程 反馈 的意 算方 法基 础 理论 。第 一 章绪 论 ， 述 课程 内 论 由于 国内缺少面 向本科生的 同类教材 ， 教 见 ， 继续 对教学 内容和教学 方法进行 更新 和完 容 、相关 研究进 展及其学 习方法 ； ２ 第 章海洋 学 内容 和教 学方 法 必须在 教学 过程 中进 行探 善 ， 为海洋环境 保护事业培 养更多高素 质专门 运动控制 方程 ； ３章海 洋环境 动力学 经典 方 索 ， 第 海洋环 境动力学 方向的骨干 教师形成 教学 人 才 。 程； ４ 第 章数值计算方法 基础 ； ５ 第 章近 海水 动 团队 ， 紧紧 围绕社会需 求 ， 论和实践 相结合 ， 理 力学模型 ； 第六章近 海物 质输运模 型 ； ７ 海 教学 与科研相结 合 ， 将最新 科研成果纳 入教 参考 文献 第 章 并 洋 生态 系统动 力 学模 型 原理 。 学 体系 。 由于课程 教学 内容 和社 会需 求 紧密 … 吴耿 锋 ， 顾雨 民 ． 吸收 国内外新 技术 ， 创建 下部分 为潮 汐 、潮流 和污 染物 质迁 移扩 结 合 ， 生学 习过程 中具 有 较 大的 主观 能 动 学 有特 色 的课 程 一 开 设 《 值 方法 与数 字 数 散 的数 值模 拟 。第 一章 海 洋环 境 问题 ； 第二 性 。 仿真 》 课程 的几 点体 会 ． 育 与现 代化 ． 教 章近海潮 汐潮流数值模 拟 ； 第三章污染物 在近 ３ ２ 加强 数值试 验教学 ，培 养学生 动手能 力 ． １ ４， １２ １ ９９ １： － ６． 海的迁移扩 散及预测 ； 四章非 保守物 质数值 第 数值模 拟也 叫计 算机模拟 或数值试验 ， 通 ［］孙文心 ， 文胜 ， ２ 江 李磊 ． 近海环境 流体动 力 模拟 ； 五章近海环境 容量及污 染物总量控 制 过 数值计算和 图像显示 的方法 ， 到对工程 问 第 达 学数值模 型［ ． Ｍ］科学 出版社 ， 北京 ， ０ ４ ２０ ． 技 术 。 题 和物 理 问题 乃 至 自然界 各类 问题研 究 的 目 【］毛军 ， ３ 熊艳 ， 薛琳 ． 实施 计算流体 力学本科 的 。对于 本课 程 ， 结合 海 洋环 境 问题 建 立数 教学 的 可行 性 分析｛ 】 高 等 建筑 教 育 ， Ｊ ． ２ “ 海环境数值模拟 ”课程设 置内容的 值 模拟平 台是 关键环 节 ， 近 目前国 内外 有许 多较 ２ ０ ，２ ２ ， ６ ５ ． ０ ３ １ （ ）４ — ２ 可行性分析 为 成熟的 海洋 数值模 式 ， 商业 化的软 件 ， 有 如 ［］毛军 ， ４ 薛琳 ， 熊艳 ． 在本科 力学课程 中 引入 教学活动 必须因材施教 ， 重授课对象 的 ＭＩ Ｅ系列软 件 ， Ｅ Ｔ ３ 注 Ｋ Ｄ Ｌ Ｄ软件等 ， 商业化软 计算 力学 内容的 可行性分 析［］北 方交通 Ｊ． 基础 知识和接受 能力 ， 学生掌握 的学科基础 件 费用 昂贵 ， 不见源 码 ， 在 看 不适 合教 学 。教学 大学 学报 ， ０ ３ ２ ２ ：４ ５ ． ２ ０ ， （ ）５ － ９
【 摘要 】“ 海环境 数 值模拟 ” 是 中 国海洋 大 学环境科 学 与工 程 学院 面向本 科 生开设 的 工作 技 能层 面的课 程 。 该课 程 需要 基 础知 识 近 较 多， 学生普遍反映难 学。本文 以实际应 用为导向 ， 探讨该 门课程 的教学 内容和教 学方法 。教 学实践表 明， 本课程教 学方法既提 高 了学生 的基本技 能 ， 又加强 学生对海 洋环境 动 力过程和物 质输运机 制的 了解 ， 为学生 工作和 继续学 习打 下良好 的基础 。 【 关键 词】近 海环境 数值模拟 教 学方法 社会需求 为导向 基本技 能 【 图分类 号】 Ｈ １９１ 中 【 献标 识码 Ａ 文 【 文章编号】 ｉ ７ — ０ （ １ ） — １ — １ ８ ２ ０ ０ ５ ０ ６ ３ ２ ９ ００ ５ ９
以社会 需求 为导 向进行近 海环境数 值模拟 课程教 学改革探讨 ①
张学庆 ’ 刘哲 （． １ 海洋环境 与生态教 育部重点实验室 中国海洋大学 山东青 岛 ２ ６ Ｏ ２． ６ １ ０； 中国海洋大学环境科学 与工程学 院 山东青 岛 ２ ６ ｏ ） ６ １ ｏ
（ ） 学基 础 ： 等微 积分 （ ３数 高 第二 学期 ） 、 数值 计算方 法（ 第六学 期） 、数 学物理 方法 （ 第 四学 期） 等课程 为该 门课程提 供 了算 法设计和 数值方法基础 。 （） ４ 计算机 基础 ： 大学 计算机 基础 （ 一学 第 期） ｏ ｔ ａ 程 序设计 （ 三学 期） 计算 、Ｆ ｒ ｒ ｎ 第 、 机在环境 中的应用（ 第七学期 ） 等课程提供 了语 言编程基础 。 方法 。 （） ５实验及数值 计算 方法基础 ： 海洋环境调 查 实 习（ 六学 期 ） 第 、流 体 力学 实验 （ 四学 第 １课程教学 内容 期） 、数值 计算方 法上 机（ 六学 期） 第 等课程提 近年来海 洋经济快速 发展 ， 导致海洋 环境 供 数值 试验 、海 卜 验 、数据 分析 等方 面的 试 问题 日益突 出 ， 由于海水 流动是 受多种 因素 影 技 能 。 知 识面 ， 强 了学生 的学 习兴趣 。 增 响的复杂的 系统 ， 海洋环 境问题 的解决需要海 上述 课程 共 同构成 了海 洋 环境 数值 模拟 洋 环境 领域 的专 门人才 。 为适应 海洋 环境 保 课 程的 支撑体 系 。海洋 环境 动 力学 方向 的学 ４结语 护 领域 对人 才 的需 求 ， 海洋 环境 数值 模 拟》 《 生在掌 握模块核心 内容的情 况下 ， 可以 接受 是 教学 过程 是 个在 探索 中不断 完 善的过 程 课 程设 置的 内容以 培养学 生的 基本 技能 适应 本 课程 的教 学 内 容 的 。 的 ， 过 《 海环 境数 值模 拟》 上 ， 两 轮 通 近 （ 下） 社会工 作需要为 出发 点 ， 围绕海洋环境 领域 实 的教学 实践 ， 本课程 教学内容和教 学模式基本 际 需求 ， 教学 内容和 实 际问题 密切 结 合 。 将 ３课程教学 方法和教 学技巧 成熟 ， 学生学 习兴趣浓 厚， 反映效 果 良好 ， 收到 本课 程分上 、下两部分 ， 别在第 ７和第 ３ １ 授课 内容 以社会需 求为导 向 、理论与 实 良好 教 学效 果 。 在后 面的 教学 中 ， 分 ． 我们 将根 ８学期 开 设。 上部分 解决 专业 基 础和 数值 计 践 结合 据毕 业学 生在 工作 和继续 学 习过程 反馈 的意 算方 法基 础 理论 。第 一 章绪 论 ， 述 课程 内 论 由于 国内缺少面 向本科生的 同类教材 ， 教 见 ， 继续 对教学 内容和教学 方法进行 更新 和完 容 、相关 研究进 展及其学 习方法 ； ２ 第 章海洋 学 内容 和教 学方 法 必须在 教学 过程 中进 行探 善 ， 为海洋环境 保护事业培 养更多高素 质专门 运动控制 方程 ； ３章海 洋环境 动力学 经典 方 索 ， 第 海洋环 境动力学 方向的骨干 教师形成 教学 人 才 。 程； ４ 第 章数值计算方法 基础 ； ５ 第 章近 海水 动 团队 ， 紧紧 围绕社会需 求 ， 论和实践 相结合 ， 理 力学模型 ； 第六章近 海物 质输运模 型 ； ７ 海 教学 与科研相结 合 ， 将最新 科研成果纳 入教 参考 文献 第 章 并 洋 生态 系统动 力 学模 型 原理 。 学 体系 。 由于课程 教学 内容 和社 会需 求 紧密 … 吴耿 锋 ， 顾雨 民 ． 吸收 国内外新 技术 ， 创建 下部分 为潮 汐 、潮流 和污 染物 质迁 移扩 结 合 ， 生学 习过程 中具 有 较 大的 主观 能 动 学 有特 色 的课 程 一 开 设 《 值 方法 与数 字 数 散 的数 值模 拟 。第 一章 海 洋环 境 问题 ； 第二 性 。 仿真 》 课程 的几 点体 会 ． 育 与现 代化 ． 教 章近海潮 汐潮流数值模 拟 ； 第三章污染物 在近 ３ ２ 加强 数值试 验教学 ，培 养学生 动手能 力 ． １ ４， １２ １ ９９ １： － ６． 海的迁移扩 散及预测 ； 四章非 保守物 质数值 第 数值模 拟也 叫计 算机模拟 或数值试验 ， 通 ［］孙文心 ， 文胜 ， ２ 江 李磊 ． 近海环境 流体动 力 模拟 ； 五章近海环境 容量及污 染物总量控 制 过 数值计算和 图像显示 的方法 ， 到对工程 问 第 达 学数值模 型［ ． Ｍ］科学 出版社 ， 北京 ， ０ ４ ２０ ． 技 术 。 题 和物 理 问题 乃 至 自然界 各类 问题研 究 的 目 【］毛军 ， ３ 熊艳 ， 薛琳 ． 实施 计算流体 力学本科 的 。对于 本课 程 ， 结合 海 洋环 境 问题 建 立数 教学 的 可行 性 分析｛ 】 高 等 建筑 教 育 ， Ｊ ． ２ “ 海环境数值模拟 ”课程设 置内容的 值 模拟平 台是 关键环 节 ， 近 目前国 内外 有许 多较 ２ ０ ，２ ２ ， ６ ５ ． ０ ３ １ （ ）４ — ２ 可行性分析 为 成熟的 海洋 数值模 式 ， 商业 化的软 件 ， 有 如 ［］毛军 ， ４ 薛琳 ， 熊艳 ． 在本科 力学课程 中 引入 教学活动 必须因材施教 ， 重授课对象 的 ＭＩ Ｅ系列软 件 ， Ｅ Ｔ ３ 注 Ｋ Ｄ Ｌ Ｄ软件等 ， 商业化软 计算 力学 内容的 可行性分 析［］北 方交通 Ｊ． 基础 知识和接受 能力 ， 学生掌握 的学科基础 件 费用 昂贵 ， 不见源 码 ， 在 看 不适 合教 学 。教学 大学 学报 ， ０ ３ ２ ２ ：４ ５ ． ２ ０ ， （ ）５ － ９
【 摘要 】“ 海环境 数 值模拟 ” 是 中 国海洋 大 学环境科 学 与工 程 学院 面向本 科 生开设 的 工作 技 能层 面的课 程 。 该课 程 需要 基 础知 识 近 较 多， 学生普遍反映难 学。本文 以实际应 用为导向 ， 探讨该 门课程 的教学 内容和教 学方法 。教 学实践表 明， 本课程教 学方法既提 高 了学生 的基本技 能 ， 又加强 学生对海 洋环境 动 力过程和物 质输运机 制的 了解 ， 为学生 工作和 继续学 习打 下良好 的基础 。 【 关键 词】近 海环境 数值模拟 教 学方法 社会需求 为导向 基本技 能 【 图分类 号】 Ｈ １９１ 中 【 献标 识码 Ａ 文 【 文章编号】 ｉ ７ — ０ （ １ ） — １ — １ ８ ２ ０ ０ ５ ０ ６ ３ ２ ９ ００ ５ ９