海洋科学的特点范文
时间:2023-10-24 18:02:47
导语:如何才能写好一篇海洋科学的特点,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词:教学研究、教学与科研、海洋特色、机电控制技术
【中图分类号】TH-39
引言
《机电控制技术》是机械专业的一门必修课程,是非电专业普及电控知识的必要课程,,是机械、电工电子等专业知识有机结合的综合性应用技术,主要通过远程控制、自动控制、信息处理三个方面的应用技术来体现[ ],虽然在教学内容、教学形式上,不同学校有着不同的做法,但其教学目的是培养学生在机电控制方面的基本知识的同时,具备相关学科的专业知识,因此不同类型、不同专业门类的学校的教学重点有所侧重,高职及应用类院校的教学内容及教学形式主要体现在加强学生的对于机电控制的实际操作能力上,李金热[ ]论述了机电控制技术的教授内容,为适应高职院校培养实际操作技术人才的要求,增加了
了典型过程控制的案例及变频调速的内容,许焰[ ]等提出了机电控制技术实训分级式教学方法,针对学生专业知识的掌握程度,通过分级教学的方法,使学生能一定程度上加深对所学机、电、液方面专业课程的理解,增强综合运用机、电、液控制专业知识的能力,培养和提高学生的动手能力、分析能力、解决实际机电设备故障问题的能力。济南大学的王娜在《机电传动与控制》课堂讲授理论的基础上,加强实践教学,提高了实验的比例,增加了综合性、创新性实验项目;突出工程应用,增加后续实践环节――机电工程实践,使教学内容跟实际应用贴合得更紧密、更实用。研究型大学在教学内容和教学形式上则注重机电控制技术理论在设计和开发中的应用,在培养目标上主要是培养具有一定专业知识的设计和开发人员,随着教育部卓越工程师计划的实施,在教学形式上则注重实践和理论的相互作用,为克服以往重理论轻实践的现象,各高校纷纷加强了实践课程的教学任务,上海交通大学由王显正教授主持编写了《机电控制技术》校编教材,其中实验的学时数占总学时数的20%,东南大学以《机床电气》课程为基础,结合课程内在联系和机械工程专业发展的特点,形成了完整的《机电控制技术》课程新体系,理清了课程教学思路,培养学生机电系统实践能力和创新意识。在教学形式上,发挥研究型大学的优势,将教学与科研的结合,使得《机电控制技术》具有一定的领域性,张洋[ ]等将PLC技术的应用到矿山机械中,周瑛男[ ]论述了机电控制系统在液压系统中的应用,体现了先进的机、电、液一体化技术。
21世纪是海洋的世纪,人类对海洋资源的开发需要大量的仪器、装备,这些仪器、装备的开发离不开机电控制技术,中国海洋大学作为研究和利用海洋资源的高校,肩负着海洋资源开发和利用人才的培养重任,为保质保量的完成使命,我们一直在吸收和借鉴兄弟院校的经验,进行着《机电控制技术》的课程改革,通过教学内容、和教学方式改革使得这一课程基本具备了海洋特色,培养出了一定实践基础,具有创新设计能力的涉及海洋机电装备方面的高级人才。由于教学中采用的事例来自科研,使得我校的《机电控制技术》授课内容,在满足普遍的教学内容的基础上,还具有一定的海洋特色,下面我们重点介绍一下教学与科研结合的具体过程。
教学结合科研,实践验证理论
作为一所985高校,中国海大的科研项目主要涉及海洋专业,从海洋勘探到海洋资源的利用技术,形成了海洋装备与仪器、海洋平台、水下机器人及探测等各个方向的研究团队,这些项目的研究都涉及到机电控制技术,将这些项目中的机电控制技术作为教学案例应用于本科教学中,使得教师的授课变得接地气,避免了夸夸其谈式得授课方式,学生对理论知识的学习不再那么费劲,同时激发了学生学习的兴趣,逃课睡觉的明显减少,保证了教学秩序和教学质量。例如在讲授PLC顺序功能图的内容时,老师讲授之前通过视频播放海带夹苗机工作过程,提出顺序控制所要完成的工作,把顺序功能图演示给学生,给学生留下了一种悬念,然后再讲授实现顺序控制的理论基础,把学生的各种悬念都解开后,这一课的内容就基本讲完,趁着学生高涨的兴趣还没有落下来,马上安排实践课程,让学生在实验室亲自动手编写程序、输入PLC进行调试。通过这种教学使得教学变得容易,老师和同学之间形成了互动,这一互动不仅在课堂上,而且课堂下大家的话题也都顺序控制的实现上。
将科研项目作为事例引入到本科教学中,老师讲的轻松,学生学得轻松。克服了老师满堂灌,学生左耳听、右耳出,缺课、睡课的现象。同时学生在实验中了解老师的科研内容,及做科研的方法,学生在掌握所学课程的知识的同时,也学会了做事的方法,对培养卓越工程师有着重要的意义。
教学服务科研,培育卓越人才
本专业的培养目标明确提出培养具有综合知识的涉海高级人才,同时为地方经济服务的要求,随着卓越工程师计划的实施,对于人才的培养又提出了更高的要求,仅仅讲授传统机电控制技术是不够的,还要增加学生创新设计的培养,在完成基本的教学计划之后,对参与卓越工程师计划的学生,要求他们参加到老师的科研项目中去,完成一些涉及机电控制技术方面课题,通过这些课题的设计,一方面学生将所学理论知识应用到设计中,另一方面,学生在设计中学会了创新的方法,这对于培养卓越工程师人才意义重大。同时学生参与到研究课题中丰富了研究方案,优化了研究内容,分担了老师的部分劳动,达到了双赢的效果。
海洋环境观测用绞车的设计和制作过程中,在分解了各部分的任务后,有5名同学参与到机电控制系统的设计和制作,从单纯的继电器、接触器等纯硬件的控制系统到基于PLC的控制系统,他们提出了几种方案,在老师的指导下,考虑系统的使用的海洋环境,最终确定了最的方案,对于最优方案又设计了几种实现方式,基于实现形式的简单化和清晰化最终确定了这一方案的实现形式;学生积极参与到制作工程中,将系统的制作、方案的确定和实行形式的设计相比较,加深了学生对这一知识点的运用和掌握的程度,对创新型人才的培养意义重大。
针对海洋特色,改革教学内容
在教学中采用科研事例,使得我校的机电控制技术的课程具有一定的海洋特色,这一特色不仅引用科研事例,还要增加机电控制技术在海洋环境中的应用要求的内容,而这些内容的讲授又服务与科研,体现了本课程的海洋特色。
海洋的环境的特殊要求,使得机电控制技术的应用和其他领域有所不同,主要体现在防腐蚀、密封、冷却上,因此在该课程的内容上增加了关于防腐蚀方法的内容,密封舱的结构设计方面的注意事项等类容,冷却方式的介绍等内容。可以内容放在绪论后,机电控制技术的基本知识讲解前。
教学内容的改革伴随着教学内容实现形式的改革,改革后,机电控制技术的教学形式主要是课堂教学、实验、教学实践相结合的方式,同时参与到科研中,加强实践创新的培养力度。
结论
将科研事例应用到教学中,用自己的实践去教授学生,老师感觉底气十足,激发了老师上课的激情。学生感觉学有所用,培育了他们学习的兴趣,逃课睡课的现象大为减少。从学习及应用情况看,几年本科毕业设计有20%的学生涉及机电控制技术方面的内容,通过率100%,而之前几乎没有学生敢做这方面的课题。这说明本次教学改革取得了很大的成绩。
致谢
本课题的研究得到了中国海洋大学专业综合改革2013ZD03项目及中国海洋大学专业综合改革项目的资助。
参考文献
1 、李定华 机电控制技术应用问题分析 科技与企业 .2012.19.095 319
2 、 、张洋房亮 矿山机电控制技术中PLC技术的应用分析 应用科技20l4年第8期 283
3 、周瑛男 机电控制在液压冲击器中的应用 机械工业标准化与质量2013.6 46-50
篇2
【关键词】海洋实验;数据处理;教学内容
0 引言
近年来,国内外都非常重视海洋观测,通过遥感卫星、走航、浮标和潜标等监测手段,得到了大量的数据。这些数据需要研究人员进行详细整理和深入分析,才能得出科学的结论,体现观测数据的价值。因此,海洋数据处理对于海洋科学研究来说是至关重要的。然而,目前大多数海洋类院校并没有开设这门课程,或者只开设了海洋数据处理的理论课程,这样不利于提高学生的动手能力,也不利于学生在海洋科学研究方面的进一步发展。
根据海洋监测和科研中的需求,本人认为《海洋数据处理实验》课程的开设是非常有必要的,并设计了《海洋数据处理实验》课程的教学内容。这门课程根据网上开放下载的海洋资料和数据,指导学生采用Excel、Matlab和Ocean Data View软件进行分析处理,绘制成规范的图片。下面分别介绍Excel、Matlab和Ocean Data View这3种软件的教学内容。
1 Excel软件的教学内容
微软公司出品的Excel办公软件是功能强大、技术先进、使用方便且灵活的电子表格软件。Excel的主要功能包括制作电子表格、数据运算、数据分析与筛选、制作图表和打印数据等。在海洋科学方面,运用Excel软件能够进行科学计算、分析海洋数据、绘制海洋图表,相关的教学内容如下。
1.1 常用海洋单位的换算
实验目的:掌握海洋单位的换算;了解海洋物理量的计算。
实验内容:1)将128 dbar、45 dbar、9 dbar分别换算成巴、帕斯卡和百帕;2)将经纬度113.211°E、34.5123°N、83.134°S分别换算成度分秒格式;3)将14海里、370海里分别换算成千米和里;4)将10.8节、18节分别换算成千米每小时和米每秒;5)海水的密度为1024kg/m3,计算比容和密度超量;6)计算结果均保留完整的小数。
1.2 渤海各类水质的面积
实验目的:掌握饼状图的画法;了解我国渤海水质状况。
实验内容:1)记录《2015年中国海洋环境状况公报》中的秋季渤海海水水质数据;2)画出各类水质的面积饼状图;3)饼状图内显示水质等级和百分比;4)添加绘图区边框,边框颜色为“黑色”,宽度为“2磅”;5)字体均设置为“黑体”,“加粗”。
1.3 黄海绿潮面积的变化
实验目的:掌握柱状图的画法;了解黄海绿潮最大分布面积的变化。
实验内容:1)根据2008到2015年的《中国海洋环境状况公报》,记录每年黄海绿潮的最大分布面积;2)画出绿潮随时间变化的柱状图;3)纵坐标从0到60000,间隔为10000,横坐标间隔为1;4)柱形结构的填充颜色为浅绿色,添加数据标签;5)标题为“黄海绿潮分布面积(km2)”;6)字体均设置为“黑体”,“加粗”。
1.4 我国沿海省份海平面高度变化
实验目的:掌握直线图的画法;了解沿海省份海平面变化的特点。
实验内容:1)根据2007到2015年的《中国海平面公报》,画出辽宁、山东、浙江和海南的海平面高度变化直线图;2)横坐标为年份(2007到2015),纵坐标为高度(0到160);3)横坐标间隔为1,纵坐标间隔为40;4)分别画出辽宁(黑)、浙江(蓝)、山东(橙)和海南(红)四条线,线条宽度设置为“2.5磅”;5)图片标题为“海平面高度变化(mm)”,显示图例,添加绘图区边框;6)字体均设置为“宋体”,“加粗”。
2 Matlab软件的教学内容
Matlab是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。Matlab的应用范围非常广,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。Matlab开发了海洋资料分析处理的应用程序,较容易地实现了海洋要素的计算、异常值处理、矢量图及其它图形的绘制和显示等功能,解决了其他应用难以解决的问题[1],相关的教学内容如下。
2.1 潮汐曲线图
实验目的:掌握Matlab曲线图的绘制方法;了解潮汐高度的变化。
实验内容:1)根据北海市潮汐表,画出2016年5月13日的北海市潮汐曲线图;2)横坐标为小时,从0到24,纵坐标为高度,从0到500;3)添加横坐标和纵坐标的网格线;4)潮汐曲线的线条颜色为紫色,宽度设置为3.0;5)所有字体均设置为“宋体”,“加粗”。
2.2 海洋参数计算
实验目的:掌握Matlab统计函数;了解SeaWater函数工具包。
实验内容:1)根据海洋的温盐深仪(Conductivity-Temperature-Depth,CTD)数据,计算温度的平均值、中位数、最大值、最小值和标准差;2)利用Matlab中的hist和bar函数,画出温度的统计直方图;3)导入SeaWater函数工具包;4)根据SeaWater工具包中的函数,计算位温、密度和位密。
2.3 温盐散点图
实验目的:掌握散点图的绘制方法;了解海洋温度和盐度的特点。
实验内容:1)根据海洋的CTD数据,画出温盐散点图;2)横坐标为盐度,纵坐标为温度;3)横坐标标签为“盐度 /psu”,纵坐标标签为“温度 /°C”,标签字体大小为20;4)数据点的颜色为蓝色,大小15;5)图片标题为“温盐散点图”,字体大小设置为20;6)图片中的字体均设置为“Times New Roman”。
3 Ocean Data View软件的教学内容
海洋数据视图(Ocean Data View,ODV)应用软件,是德国阿尔弗雷德・韦格纳极地与海洋研究所研制开发的海洋学应用软件包。ODV能够绘制出高质量的站位图、时间序列图、垂直断面图、散点图和空间分布图等,具有设计灵活、功能齐全、操作简单等特点,得到了海洋科研人员广泛的认可和应用[2]。掌握ODV软件,可以在海洋科学研究中,绘制出美观、规范的图片,相关的教学内容如下。
3.1 画出中国地图并标出岛屿位置
实验目的:掌握ODV地图的画法;了解我国岛屿的位置。
实验内容:1)查询下列岛屿的经纬度:永暑岛、永兴岛、、曾母暗沙;2)画出完整的中国地图,并标出上述岛屿;3)地图的经纬度范围设置为纬度(0°到60°N),经度(70°E到140°E);4)添加地形和国界线;5)调色板颜色设置为“GEBCO”;6)岛屿标记的大小设置为50,颜色为粉色;7)写上岛屿名字,字体为“幼圆”,大小为“10 pt”,取消斜体。
3.2 全球海表面温度
实验目的:掌握海表面温度散点图的绘制方法,了解全球海表面温度的特点。
实验内容:1)根据美国环境预报中心的海表面温度数据,画出全球海表温度图;2)经纬度范围设置为纬度(90°S到90°N),经度(180°W到180°E);3)取消坐标轴题目,调色板颜色为“BlueGreenRed”;4)散点的大小设置为20;5)取消地形,颜色条范围设置为0到30,以10为间隔。
3.3 北冰洋海冰变化
实验目的:掌握海冰插值图的绘制方法;了解2006和2007年的海冰状况。
实验内容:1)根据遥感卫星的海冰密集度数据,分别画出2006和2007年北冰洋的海冰状况图;2)选择北极投影,纬度范围从65°N到90°N;3)插值方式采用DIVA,X轴和Y轴的平滑尺度均设置为30;4)调色板颜色设置为“Blueonly”,白色代表海冰,蓝色代表海水;5)取消地形,隐藏数据点;6)添加海冰密集度为50的等值线。
4 总结
在实际教学中,《海洋数据处理实验》这门课程充分调动了学生的积极性和主动性,教学效果非常好。学生在上机学习过程中,熟悉了海洋数据,掌握了分析数据的方法,了解了海洋科学的前言问题,为进一步的海洋研究打下了坚实的基础。
【参考文献】
篇3
关键词:双语教学;高校;专业课;海洋学
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)03-0123-03
21世纪是海洋的世纪,我国于2003年明确提出建设海洋强国的战略目标。为此,许多高校相继开设了涉海专业,加强海洋教育,培养海洋人才。海洋技术是极具代表性的涉海专业之一,我校于2001年开始招收第一批本科生。“海洋学”(有称“海洋科学导论”或“海洋科学概论”)是众多涉海专业(如海洋科学、海洋技术、海洋管理、军事海洋学、海洋生物资源与环境)的主要专业基础课之一,主要是研究地球上海洋的自然现象、性质及其变化规律,以及和开发与利用海洋有关的知识体系[1],涉及到物理学、生物学和地质学等多个学科,是一个综合性很强的科学体系。海洋科学作为近些年来发展迅速的一门学科,每年都有许多最新的研究成果,而代表国际先进水平的研究成果多以英文的形式出现。因此,要让本科生全面了解甚至掌握海洋科学领域的研究进展和发展趋势,加强专业英语学习,开展中英文同步教学意义深远。通过双语教学,既可有效提高学生专业英语水平,更有助于学生通过阅读学习海洋科学原版文献而对海洋学研究最新动态的掌握,从而提高学生的整体专业水准。
为了满足新世纪对复合型高等人才的需求,教育部早在2001年就颁布了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》,提倡并鼓励在本科教学中开展双语教学[2];并于2003年启动“高等学校教学质量与教学改革工程”(后发展为“质量工程”),明确指出要推动双语教学课程建设,实施双语教学示范课程建设。经过近十年的尝试和探索,双语教学在全国高校范围内已广泛开展,获得了可喜的成果和经验,同时也发现了一些困难和瓶颈[3-5]。我校“海洋学”课程,自2003年春季学期开始尝试采用“双语”教学模式,现已建设成为本校校级精品课。在多年的教学探索过程中,对海洋学双语教学有了一定的认识和思考,总结如下供交流。
1?摇对海洋学双语教学的认识
1.1?摇双语教学的基本内涵
双语教学(Bilingual Teaching)可以有不同的形式,如浸入型模式(使用一种不是学生在家使用的语言进行教学)、保守型模式(学生刚进入学校时使用本族语,然后逐渐地使用第二语言进行部分学科的教学,其他学科仍使用母语教学)、过渡型模式(学生进入学校后部分或全部使用母语,再逐步转变为只使用第二语言进行教学)。目前,国内高校多以保守型模式进行尝试和探索,而且以在非语言类专业课程中采用国外优秀原版教材,并同时使用外语(主要为英语)和汉语两种语言进行授课的教学方式[6]最为代表。
显然,学生运用第二语言(外语)的水平和能力是较本族语(母语)稍差的。因此,双语教学的关键应是“保强扶弱”,即在用正确的外语进行部分知识讲解的同时,辅用汉语,以避免由于语言滞后给学生带来的思维障碍。双语教学的最终目标是学习者能同时使用母语和外语进行思维,并能在这两种语言之间根据对象和环境的需要进行自由切换,而不是简简单单地加强外语学习。双语教学的优势在于除了能让学生正确、全面地获得专业知识,还可以帮助学生在创设的外语情境中学习和巩固专业外语[7,8]。
1.2?摇开展“海洋学”双语教学的意义
双语教学反映了当今世界信息和经济全球化的要求,是我国高等教育改革和发展的必然趋势。教育部早在2001年就明确指出,要在高校积极推动使用英语等外语进行教学,并要求各高校在三年内开设5%~10%的双语课程[2]。现如今英语已成为科学技术传播的主要语言载体,各种重要的海洋学前沿知识和研究成果多以英文形式刊登。因此,借助双语教学,有利于学生接受并掌握相关前沿知识。我国海洋科学类专业毕业生攻读研究生的比例较高,有许多本科毕业生虽然通过了大学英语六级,但英语实际应用能力却不高,特别是与所学专业相关的文献查阅和对外合作交流方面比较欠缺。因此,实施双语教学,让学生以接触专业知识为契机,开展听、说、读、写等方面的专业外语训练,为他们将来顺利过渡并尽快适应研究生阶段的学习和生活打下坚实的基础,并为他们能准确认识海洋学的发展现状和正确把握未来的发展趋势提供有力帮助。此外,专业课双语教学的开展,也从另外一个层面上为大学生学习英语搭建了一个崭新的平台,有助于巩固和加强大学英语的学习,真正提高学生英语的整体水平。
2?摇海洋学双语教学的探索
2.1?摇教学内容
由于“海洋学”本身的专业性和学科交叉性很强,教学组在借鉴中国海洋大学和厦门大学等国内兄弟院校的经验基础上,结合我校海洋技术专业的学科特点和学生的英语水平,选用冯士院士等编著的《海洋科学导论》作为主要中文参考教材,以Alyn C Duxbury等编著的《An Introduction to the World’s Oceans》和英国BBC公司摄制的“The Blue Planet”作为主要英文参考教材,制作多媒体双语课件,内容主要涉及地球系统与海底科学、海水的物理和化学特性、海洋环流和波动、潮汐现象、海洋生物和中国近海的区域海洋学等章节,涵盖了海洋地质、海洋化学、海洋物理和海洋生物学等方面的基础知识,内容丰富,深入浅出。
2.2?摇教学方式方法
双语教学的实质并非是单纯的外语语言教学,而应是在某种特定的环境下,用母语以外的某一门语言与母语同时作为教学媒介语言和交流语言开展教学工作,并能使学生在不同的语言环境下与不同的交际对象在两种语言之间进行自由的切换运用[9]。因此,双语教学,特别是专业课的双语教学应以专业知识的学习为核心,而外语语言学习仅是伴生的,否则就会背离采用双语教学的形式进行专业课程学习的初衷。鉴于学生的接受程度,本教学组在授课过程中一般采用逐步渗透法,即参考多媒体双语课件,以中文讲授为主,以英文解释为辅,用英文主要介绍课程内容相关的部分基本概念、重要定理及专业词汇。教师课前会把课件及涉及的英文关键词和疑难词发给学生进行课前预习,便于他们课上能够看懂英文的课件,听懂英文的讲解。
本课程采用多媒体和板书结合授课的方式,以多媒体讲解为主。因为“海洋学”课程本身内容繁多,覆盖面广,涉及的图片资料相对也较多,采用多媒体教学可将教师从全部采用板书中解脱出来,使教师有充裕的时间与学生交流,加快学生对双语教学的适应,并且多媒体把声音、图片和文字等形象地融为一体,在增强学生学习兴趣的同时也有助于学生对内容的正确理解和掌握。与此同时,我们在教学的过程中,会结合教学的具体进度,播放“The Blue Planet”相应的视频教学片,这样既能拓展相关教学内容,又能够让学生有纯正的英文视听感受,极大地激发学生的学习兴趣和热情。在专业知识讲授中,采用每堂课结束或每章结束后及时小结,使学生对学习内容有更为系统的认识和理解,而不仅仅是了解一些零星的概念。
课后我们会加强学生对知识的复习与巩固,具体体现为:每次下课前利用3~5分钟的时间,总结本堂课的主要内容,并就学生们感兴趣的环节进行课堂讨论;课后有选择地布置作业,巩固学生的学习,如在播放“The Blue Planet”英语教学片的同时,要求学生做好记录,课后提交英文观后感,或在课堂上进行互动交流。此外,结合授课进度和当时时事安排相关的讨论题目(如大陆架及东海争端、海洋资源与、海洋对气候的影响等),提高学生运用知识的能力,同时使学生充分认识到学习“海洋学”课程的价值。
2.3?摇考核方式
李红兵[10]认为,双语教学过程中应灵活运用多样化的考试形式。本课程采用课堂讨论、课后作业、论文撰写、闭卷考试等多种形式相结合的方式对学生进行考察和考核,学生的课程成绩一般由平时成绩(占总成绩的20%~30%)和期末考试成绩(占总成绩的70%~80%)两部分组成。平时成绩包括学生课堂讨论中的表现,以此来鼓励学生的学习积极性,提高他们的语言表达能力;此外还包括课后作业和论文撰写的质量,以此培养学生检索文献、翻译资料以及自学能力,提高对专业知识的掌握程度。期末考试采用闭卷考试的形式,侧重考察学生对重点概念和基本原理的理解、掌握和运用,期末考试中会包括占总分值10%~30%的英文试题。
2.4?摇教学成效
学生对双语教学有一种前所未有的新奇感受,以往学生只能在英语课堂上听说读写,学习英语,而离开了英语课堂,就失去了特定的语境和场景,很少有机去体验和学习。而专业课双语教学的开展,在很大程度上改变了学生被动学习的状态,激发了学生学习的热情,随着课堂学习的深入,学生从刚开始只言片语的发言,到后来大篇幅英语观后感的撰写,甚至用英语进行课堂讨论,英语应用能力得到了显著提高。同学们认为海洋学双语教学的开展非常有效,能提前接触学科内容中的概念和其他知识点的英语表达,接触大量英语专业词汇,并通过外文教材和期刊的补充学习,为以后更高层次的学习和研究工作打下基石。但也有少部分学生反映,双语教学对专业知识的学习存在一定影响,因为学科内容多,学习时间少,双语方式有碍直观地接受知识,有时候对于一些知识点的理解不是很透彻,会造成学习中的盲区。
3?摇关于专业课实施双语教学的思考和建议
3.1?摇教材的建设
寻找合适的教材是当前实施双语教学的难点。目前很多学校开展双语教学均采用英语国家的原版教材,并结合国内的优秀教材进行讲授。原版英语教材的选用,的确可以让学生们接触到原汁原味的英语,营造一种“使用英语而不是学习英语”的良好环境。但是,由于不同国家教育体制的不同,各阶段的教育目标各异,专业技术的工程标准与规范各国也存在着差异,因此,全盘照搬地使用国外教材,并不十分适合现阶段我国高校的教学方案和专业定位。教材要与教学方法和教学目标相匹配,因此在引进原版教材的同时,应根据我国高校的教学目标和方法,在遵守版权法的前提下,对教材进行增减或改编,并同步编写配套的教学参考书。鉴于我国高校的双语教学正蓬勃发展,并积攒了不少可贵的经验和教训,我们应当鼓励适合我国国情和教学要求的双语教材的编写,加强双语教材的建设。如组织编写以中文为主,关键部分为英文对照的“海洋学”教材。
3.2?摇师资的培养
师者,传道授业解惑也。教师作为知识的传播者和引导者,在双语教学中起到了举足轻重的作用。中国的双语教学不同于新加坡和印度,这主要源于国内高校大部分精通专业知识的优秀教师并不完全精通外语。中国传统的外语教学方式造就的多是读写能力强的专业人才,但是能够熟练运用外语进行沟通和交流的专业教师在国内各高校并不多见。而双语教学要求教师既能熟练运用英语,又具备扎实的专业知识,当前师资乏力已成为影响国内双语教学发展的主要问题[11]。因此,加强专业课双语教学师资队伍的培训与培养成为重中之重,对即将从事双语教学的教师进行培训、选派教师出国作短期访问、定期召开双语教学经验交流会等都成为加强双语教学师资力量建设行之有效的方法[8]。此外,结合国家留学基金公派出国计划,同步推进双语教学发展有望成为一个新的发展方向。
3.3?摇政策支持与鼓励
双语教学对教师提出了更高的要求,从自身能力的提高,到课程的精心准备,都需要投入相当大的精力,因此学校在政策和待遇方面应当给予适当倾斜,支持和鼓励有条件的教师实施双语教学,以充分调动教师的积极性,认真积极地投入到双语教学中。目前,全国很多高校都对双语教学有专项的立题研究和资金投入,有的学校采取对实施双语教学教师的工作量增加50%进行计算的做法[11],有的学校采取提高双语教学课程课时费的做法,这些均对我国高校双语教学的推行起到了积极地促进作用。
4?摇结语
实施双语教学是实现教育国际化,培养面向世界、面向未来的高素质复合人才的有效途径,是我国高校教学改革的一项重要内容。在我国,双语教学经过近十年的发展,已积累了不少宝贵的经验和行之有效的教学方法,但是仍然处于探索和发展阶段,还未构建起一套值得推广的教学模式和课程体系。作为双语教学的尝试者和探索者,我们愿意进一步深入“海洋学”双语教学的实践和探索,为“海洋学”双语教学的发展和课程建设,提供更多更有价值的资料。
参考文献:
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篇4
【关键词】 海洋数值模拟;课程实习;教学实践
一、《海洋数值模拟》课程实习内容设置的必要性
《海洋数值模拟》是海洋科学专业重要的专业方向课程,其内容主要专注于海洋数值模拟的基础理论、基本方法、实施过程及结果校验四个方面。该课程的教学目的主要是使学生学会根据海洋数值模拟的具体需要,建立控制方程及边界条件,选取合适的相关参数,对方程及边界条件进行离散化处理,编程实施,调试、修改模式,并对模拟结果进行检验与分析。同时,该课程还要介绍海流、海浪、风暴潮等常用海洋数值模式的历史演进、现状及未来的发展方向。学生对该课程的学习不光要注重于其基本理论及方法的掌握,更重要的是要在该课程附设的实习中通过上手实践对海洋数值模拟有直观的认识和熟练的掌握,在以后的工作和研究中能够触类旁通,使用数值模式解决海洋业务及科研方面的问题。因此,该课程实习内容的设置对于学生完整地学习该课程内容,以及加深掌握的程度非常重要。
二、课程实习内容设置的原则
1、紧扣课程学习内容
需涵盖海洋数值模拟的关键内容。
2、难度不宜太大
要使学生在一定难度范围内对该课程的关键内容及环节进行上手实践,并在此基础上产生感性认识,加深对海洋数值模拟相关理论、相关方法、实施过程、编程调试技巧等方面的掌握程度。
3、实习的目标应具有一定的新颖性
之所以这样,是为了能够使得学生在完成实习的主要内容之后,在模拟结果中加深对海洋科学相关理论的认识。
为了达到《海洋数值模拟》实习的目标,下文中将结合作者的教学实践对该课程实习的内容设置及实施的技巧进行一些探索。
三、实习内容的设置
《海洋数值模拟》实习的内容主要涉及以下几个方面:
1.对所模拟的海洋现象进行提炼分析,总结出该现象的主要特征及所处环境,确定各种环境参数,并由此对控制方程组及边界条件进行简化、改造,以得到既能抓住该海洋现象的主要特征又简单的控制方程组及边界条件;
2.根据研究海域的特征选取合适的空间离散化方案,根据该现象的时间演变特征选择合适的时间积分方案,最终确定整个数值方案;
3.对简化后的控制方程组及边界条件进行离散化,得到模式积分使用的代数方程;
4.根据离散化的代数方程组编程;
5.调试程序并对原程序进行必要的修正,以得到能够正常积分的代码;
6.根据研究现象设定积分长度,进行模式积分;
7.对模拟结果进行分析,以确定模拟能够正确再现该海洋现象,并根据模拟结果对该现象的特征进行归纳总结。
在作者的教学实践中,选取热带海洋的风生流及赤道波动作为研究对象,根据热带海洋的特点建立了一个1.5层的海洋模式,设定两套试验方案,分别再现热带海域的风生流系统及赤道波动的传播特征。该模式简单、易实现,不仅能够再现海洋内部的流及波动的形成机制及演变特征,而且能够再现大气对海洋的作用机制及结果。因此,选用该模式作为实习的主要内容,不仅能够可行地带领学生实践海洋数值模拟的整套环节,而且可以通过模拟结果给学生以直观的物理海洋学现象的认识。这种直观认识对于加深学生对《海洋数值模拟》的掌握、对物理海洋现象的认识以及在今后的模式应用都非常重要。
该1.5层海洋模式将海洋在垂直方向上分为两层,即混合层和深层。物理海洋学的调查证实,海水的运动和海洋要素的变化主要存在于混合层,深层则相对静止和变化较小,海洋中重要的波动也主要存在于混合层。因此,可以通过两维的混合层模拟再现风生海流及海洋中重要的波动现象。
该模式叠加了边界条件的控制方程如下,只考虑混合层的厚度以及混合层垂直平均的经向、纬向速度。模式的空间差分格式取C网格,混合层厚度、经向速度及纬向速度空间网格相互交错,在总网格点有限的情况下得到更高的空间分辨率。时间差分格式取蛙跳格式,该格式具有较好的积分稳定度和较高的数值求解精度。模式的初始条件取速度为零,混合层厚度为100米。外部强迫为12月的气候态风应力。研究区域取热带太平洋(30S-30N),经向61个格点,纬向171个格点。科氏参数取β平面近似。边界取无滑动侧边界条件。
模式代码分为8个模块,共同完成模式的数据读入、积分、后处理及数据输出等过程。
(1)海陆分布及风应力数据的读入模块;(2)风应力数据的插值模块;(3)经向、纬向速度格点上科氏参数的计算模块;(4)经向速度的积分模块;(5)纬向速度的积分模块;(6)温跃层深度的积分模块;(7)各要素积分结果的时间平滑模块;(8)数据的输出及绘图模块。
根据上述内容,可以完成模式的建模以及积分计算。
四、实习中应注意的问题
实习过程中,应首先将该模式选取的背景以及特点向学生讲述清楚,着重讲解该模式由方程组的简化设定到结果分析的思路及关键点。建模实施过程中的关键环节应让学生通过结合课堂内容的学习自主开拓,并通过教师的引导建立完整的思路。
实习的时间安排应合理,留有足够的时间给学生自主探索和讨论,让学生在探索过程中领会海洋数值模拟的要点及技巧。学生在实习过程中的相互讨论和借鉴往往能起到意想不到的结果,不仅能够锻炼学生之间的团体协作能力,而且可以起到鼓励先进同学、激励后进同学的效果。
教师在实习过程中应能够掌握整个实习进程的节奏与进度,重点放在建模思路的建立和模拟现象的分析引导上。教师还应将实习内容与学生将来可能的工作相结合,说明实习的重要性,以提高学生实习的积极性,保证完成实习的预设目标。
五、结语
该课程实习的最终目标是使得学生掌握海洋数值模拟的理论框架和实施方案,为他们将来的工作及研究提供基础。因此,在实习的过程中应切实教给学生一个完整的内容和实施方案,提高他们的动手能力,给他们建立起一个直观的感性认识。
《海洋数值模拟》实习课程的设置在国内的发展还处于有待发展的阶段,作者所在学校的课程也处于探索阶段。因此,该课程实习内容的选取以及实习环节的设置还有待进一步的发展,可以通过借鉴国外著名高校的经验,并结合国内的实际情况和现实需要,对这些工作加以改进。
【参考文献】
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主题创设与本地特色资源优势结合,校外教育资源整合利用
在确定以“海洋科普”为主题的过程中,我们考虑到以下一些因素:一是青岛作为海洋城市,拥有全国30%的海洋科研机构、50%的海洋高层次科研人才、70%以上的涉海两院院士。中心还曾与多家海洋科技机构合作,有良好的合作关系。二是青岛市有部分学校将海洋科技列为学校特色,并且青岛市海洋科普教育正在全市各小学逐步展开,学校有对海洋科普教育资源的需求。三是开展与海洋相关的科技活动也与学生生活的环境相一致,更有利于激发学生参与活动的兴趣,使他们更好地参与到活动中来。
青岛市现有的海洋科普教育资源虽然丰富,但比较分散,没有整合成适用的服务形式来满足中小学科普教育。因此,我们的主题活动着眼于综合利用本地的场地、人力和活动器材等方面的资源,使之能够更好地为科技教育活动服务。
校外科普人力资源的利用。我们的科技场馆、科研单位的专业人员通过很好的协调被安排进入中小学的校外科普活动中。例如:在中小学生来海洋科普场馆参观时,我们就把海洋科普报告和现场参观结合在一起。此外,由中科院海洋所的海洋科学研究博士担任科普志愿者,带领学生参观海洋所的生物标本馆并为学生讲解,使专业知识与直观展示相结合。参观结束后,海洋所的院士为学生作海洋生物方面的科普报告,将海洋生物课开在了校外科普场馆。
校外科普器材的利用。根据学生学习的需求,选择适合的活动器材。例如:要把海洋生物标本带进校园组织活动时,针对学生的年龄特点和中小学教育资源的情况,我们往往挑选平时较难见到的、只有在海底世界才能看到的标本展品、大洋科学考察船科考取回的海底“珍品”等进入校园。此外,辅之以志愿者的讲解,让学生了解海洋科考的故事。这些校外科普器材在学校教育中的使用,拓展了学生的眼界,引起了学生对海洋的兴趣。
为中小学生增加动手实践的机会
除了参观、组织科普报告等活动,主题活动还着重加强了学生的动手实践和体验感知。例如:在“海洋生物标本进校园”活动中,我们在选择标本时排除表皮有毒的生物标本,这样参观中在讲解老师指导下学生可以触摸标本,满足他们对新奇事物的好奇心。活动中还提供机会让学生体验海洋鱼类标本的制作过程。我们先把海洋科技馆生物标本制作专家制作标本的过程录制下来,并由他们编写标本制作指南,利用这些科普教育资源帮助学生在实践中获得更多的知识与技能。此外,我们以海滩细沙和彩色颜料为原材料,组织学生进行海洋沙画创作,在主题活动中融入艺术实践活动。
调动参与活动各方的积极性
作为一个非教育系统的校外机构组织主题活动,调动学校积极性一直是个难点。虽然每年我们都可以与教育局会签文件,“科技馆活动进校园”主题科普活动的通知,但基层区市活动的管理和组织者往往对竞赛类科技活动投入力度较大,而“科技馆活动进校园”等面向全体学生的普及性活动在评价和考核学校参与程度方面的操作性不够。
为此,我们在实施“认识海洋关爱海洋”活动时优先从本市的科普示范性学校入手,每年的实施方案中先要求这些学校参加活动,并把开展活动情况作为他们科普示范性考核的依据。还有其他一些有积极性的学校,我们也大力宣传扶持,让这些学校逐渐形成“以点带面”的效应,带动其他学校参与进来。
我们遇到的另一个较大的难题,就是如何发挥教师的能力。活动初期,学校教师对校外科学教育活动的理解力和执行力不够,或由于教师身兼数职,缺乏时间投入到组织学生课外、校外活动中,或由于开展科技活动经验少,不知从何做起。为推动活动的深入开展,我们首先在教师中进行“科技馆活动进校园”工作理念宣传,推介我们的主题活动。而在主题活动的组织实施过程中不断鼓励教师主动思考,设计活动方案,并给予指导,帮助他们修改完善。教师可优先将其参与实施的“认识海洋关爱海洋”活动申报青岛市科技创新大赛优秀科技实践活动评选。这种做法给予普及性青少年科技活动一个“出口”,回馈在科普活动中付出精力、表现突出的教师与学校。
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关键词 多学科交叉 大学生创新实验 人才培养
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2017.03.024
高等教育发展的重点在于培养大学生的创新能力。高等学校,尤其研究型大学,担负着培养创新型人才的重任。2007年教育部推出的面向本科学生立项的国家大学生创新性实验计划项目(2012年调整为“国家大学生创新创业训练计划”,以下简称“大创”),是高等学校本科教学“质量工程”的重要组成部分,旨在探索并建立以问题和课题为核心的教学模式,倡导以本科学生为主体的创新性实验改革,调动学生的主动性、积极性和创造性,激发学生的创新思维和创新意R,逐渐掌握思考问题、解决问题的方法,全面提升学生的创新实践的能力。[1, 2]随后,各个省份、高校甚至下属院系也相应地推出了不同级别的“大创”项目。“大创”已逐渐成为本科生参与科研和创新活动的制度化途径。研究表明,参与“大创”项目的学生,在专业知识、解决问题能力、人际沟通能力、自信心、坚持和毅力等方面的收获与创新素质有密切关系,属于大学生创新素质的发展。[3]与此同时,随着科技的飞速发展,既高度分化又高度综合的科技创新能力成为国家科技发展的重要支撑。跨学科的复合型人才培养成为建设创新型国家的重要基础。近年来国内诸多学者对“大创”及创新人才培养模式进行了研究,关注的重点是“大创”对学生创新实践能力的培养,但对跨学科复合人才培养及多学科交叉创新人才培养方面还关注不足。[4-6]
作为创新人才培养的高水平建设平台,同济大学是教育部首批60所“大创”项目资助高校之一。在国家建设海洋强国的政策背景下,海洋与地球科学学院(以下简称“海洋学院”)的学科发展也逐渐走向科学与技术相结合之路,多学科交叉复合型人才的培养成为学院发展的重要基础。虽然学院每年本科生数量仅60~70人,但获得立项的“大创”项目数量及参与的学生数量从2008年至今逐年增加,并已形成了国家级、上海市级、校级、院级4个层次的“大创”体系,对培养创新型人才起到了积极的促进作用。作为指导教师,作者曾多次参与“大创”项目指导工作,现作为教学管理人员,又参与了“大创”项目管理工作。在海洋学院学科发展方向转型及人才培养模式改革的契机下,根据作者指导、管理“大创”项目的申报、实施现状,探讨其对推动多学科交叉复合创新人才培养模式的改革效应。
1 海洋学院“大创”项目实施现状
1.1 综合运用多学科交叉,构建创新型人才培养地学创新实践基地
创新是一个民族进步的灵魂。党的十报告提出要“实施创新驱动发展战略”。作为人才培养基地的高校,对于如何学习贯彻落实十精神,加快培养大学生科技创新能力提出了新的更高要求。
学院积极发挥学科特色和优势,综合利用地质学、地球物理学和海洋资源开发技术三个本科专业优秀师资,利用学院及国家重点实验室的设备及仪器资源,将交叉性学科实践教学与大创项目研究相结合,逐步形成了科教融合、互促互补的海洋学院大学生地学创新基地,为本科生营造了一个敢于创新、勇于实践的环境,培养了学生独立思考、发现问题、解决问题的能力;是加强学院在大创项目管理与实施方面的有力支持,是培养出满足不断发展的地球科学与海洋科学领域需求的学科交叉复合创新人才的有力保障。
1.2 立项数量、项目质量及参与人数显著提高,多学科交叉研究效应显现
海洋学院“大创”立项的数目从2008年的7个逐年跃升至2015年的18个,从一开始几乎无国家级、上海市级别项目,到2014、2015年近一半项目为上海市及以上级别,无论从数量还是质量都有显著提高,项目的专业方向涉及到海洋学院的各个研究分支,项目的难度和立意也逐年增大(表1)。
经过统计各年份立项项目研究内容及项目组成员的专业发现,除了立项总数较少的2011年,其余年份立项的“大创”项目中,尤其是在近两年国家级、上海市级项目数量迅速增长的情况下,专业交叉的“大创”项目占总项目数的比例从2008年至今一直保持在30%左右。这一方面表明学院本科生能够将专业知识学以致用,通过专业交叉组合的方式挑战创新项目研究,各专业在学科交叉复合型人才培养与教学中取得了一定的效果,另一方面也可以以此为线索,追踪总结当前“大创”项目从宣传、申请、到申报、评审、立项、评价等整个过程中存在的主要问题,加强学科交叉创新项目研究的支持力度,完善多学科交叉创新项目的指导团队和评价体系,推动复合创新人才培养。
1.3 评价和激励机制尚待完善
海洋学院在地学创新基地发展过程中,已逐步形成了一支由各学科专业教师组成的知识结构全面、业务熟练、年龄结构合理的“大创”项目评价专家团队。但目前“大创”项目的评价方式主要是通过结题报告和结题答辩等,尚缺乏对项目实施过程的评价,缺乏对学生的创新精神、创新实践能力收获方面的评价。
实践证明,通过“大创”项目的训练和实践,不仅学生的综合知识得到了运用,而且培养了学生的创新思维,对于提高学生的写作能力和团队精神都起到了一定的积极作用。“大创”项目以学生为主体,而本科生上课时间较多,学生必须在完成繁重的上课之后,挤出时间参与项目,所以应该在鼓励学生积极参与“大创”项目的同时给予肯定。目前,学院对于积极参与项目的学生,在项目顺利结题后根据项目等级、项目组成人员类型及工作量分配情况将一定的学分计入本科培养方案,作为创新教育学分的一部分。同时,在奖学金评选和保研方面都有一定的政策倾斜。但对于“大创”项目指导教师,目前学院还没有建立完善的激励机制。很多指导教师除了繁重的教学和科研任务,还要对“大创”项目从选题立项到实验设计和结题验收都要花费时间和精力,这也是一些项目成果未达标或延期的部分原因。建立健全的“大创”项目评价和激励机制是推动学院多学科交叉复合创新人才培养亟需解决的问题。
2 “大创”推动多学科交叉复合创新人才培养模式的改革
2.1 建构以学生为主体的海洋科学大类平台课程体系
信息社会的发展体现出学科交叉、综合的特点,这对创新人才培养提出了新的要求和挑战。如何围绕多学科方向,优化课程体系,完善复合型创新人才知识结构,是目前需要解决的重要教学问题。
海洋学院现有的大类平台课程体系知识结构虽能大致覆盖海洋科学与地球科学两大学科,但各门课程的授课内容及授课团队完全独立并无任何教学方面的联系;同时现有的教学体系是根据课程设置来设计课程实践内容,由于教材知识更新较慢,容易导致课程实践内容缺乏创新性,不利于学生实践能力的培养;传统的“传递-接受”教学模式多以教师、课堂为中心,学生被动接受知识,缺乏学习的积极性,更缺乏独立思考、创新意识和批判意识。
因此在当前情况下,一方面需推进学院大类平台课程教学方案与课程体系改革,建立有利于学生主体性发展的“理论、实验、研究”三位一体的课程体系,重视学生数理基础与科学素养的培养,减少验证性实验,适当提高创新性、设计性、综合性验比例,增进各门课程间的联系,建立起多学科交叉教学的理念,优化课程体系;另一方面,探索以学生为主体、教师为主导的理论及实践教学模式,以发挥学生的自主性为原则,引导学生在学习过程中将所学知识融会贯通并灵活运用,在多学科交叉实践教学的基础上,结合教师的科研项目,适度扩展学生的应用领域知识与技能,将科学研究方法培养贯穿于整个实践教学过程;最大限度地发挥学生主观能动性,将学生的实践学习兴趣转化为主动学习理论、思考问题、解决问题的行动,只有在体验了创新性实践研究的愉悦性基础上,才能进一步激发学生的创新意识、创新精神,培养创新思维和创新实践能力。
2.2 组建跨学科团队,引导学科交叉项目研究,营造全员参与氛围
根据目前多学科交叉复合型创新人才培养的需求,依托大学生创新基地,组建多学科导师组,既有利于不同专业学生研究思想的交流和创新思维的碰撞,增加学科交叉研究实施的可行性;也有利于将不同学科的研究内容、方法与技术相融合,这种各专业的导师解答各专业类型问题的方式,效果明显好于传统的单个导师指导方式。同时,可以通过组织开展讲座等方式对论文写作、专利申请等共性问题进行集中辅导;通过创新团队小组讨论的方式进行创新成果的分析、比较和优化,也有利于创新成果的产出。
以学院大学生创新基地为依托,将创新活动纳入课内学习,加强“大创”推广与宣传的方式和力度,大力发展学生社团的“老带新”模式,让全体学生都能了解并参与创新人才培养全过程。
通过以上途径构建的“大创”项目建设平台,强调自主实践,调动学生的主动性、创造性,激发学生的创新思维和创新意识,提高创新实践能力。
2.3 构建合理的评价和激励机制,鼓励多模式结合的“大创”项目
建立和健全“大创”项目的评价和激励机制是项目得以顺利实施的保障。以提高学生实际动手能力和自主学习能力为评价准则,积极倡导过程评价和结果评价相结合,自我评价、导师评价和专家评价相结合,重视在项目实施过程中的收获和体会,不再只关注、申报专利及获奖等信息,而是以更开阔的视野和宽容的心态来对待“大创”成果。通过构建合理的评价机制,促使导师与学生反思项目实施过程的同时也促使管理人员更好地了解导师与学生参与“大创”的成效,便于在“大创”实施中对创新实践能力培养过程进行监控,推动“大创”项目的深入开展。
“大创”能否发挥作用也离不开有效的激励措施。对于学生,可根据“大创”项目级别及参与工作量获得相应的创新学分、评奖评优时参考、推荐免试研究生可作为加分条件等;对于教师,根据所指导的“大创”项目级别折算教学学时,评选优秀指导教师,对优秀项目给予资金奖励,在年终考核等方面给予一定倾斜等。通过一系列激励措施,充分调动师生参与“大创”的积极性。
同时,在现有的教学与科研相结合、教师与学生相结合的“大创”建设背景下,加强“大创”建设中校内与校外的结合。将目前“大创”所依靠的学校内部实验室和创新基地延伸到校外实践实习基地和工程实践创新中心。由企业提出实际课题、主动为学生提供实践场地、资助学生开展科技创新活动,通过校企合作,让校外导师参与高校人才培养,从而更加有效地提升学生的实践动手能力。
培养创新人才是高水平大学建设的根本任务。[7]是教育部推进研究型大学本科人才培养模式改革的一项重大举措。以“国家大学生创新创业训练计划”的实施为契机,创新教学理念、改革人才培养模式,从课程、教学、科研、管理等方面多管齐下深化推进“大创”建设,开展学科交叉人才培养模式的深刻反思,确保创新型人才培养质量。
参考文献
[1] 陈洋,闫达远,明道福.国家大学生创新性实验计划实施的实践与思考.北京理工大学学报(社会科学版),2009.11(2):93-95,105.
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因材施教是指针对学习人的志趣、能力等具体情况进行不同的教育。[1]对于在校大学生而言,在经历了高考,做出了专业选择后,专业是其对个人能力与志趣作出综合判断后选择的人生奋斗目标。专业教师如何正确引导学生增强专业志趣,是高等教育的一项重要任务。
当我国的高等教育由精英教育步入大众教育阶段后,随之而来的问题是学生对受教育机会的珍惜程度下降,对学好专业走向社会的信心不足,面本文由收集整理对人生未来心理彷徨的学生人数增多,造成这种现象的原因是学生在志趣与专业的结合上出现偏差,部分学生失去了学习本专业的兴趣。
一、水产养殖学专业的几个主要特点
(一)专业应用性更强,就业区域性更集中,产业前景更广阔
水产养殖学是研究水产经济动、植物养殖理论与技术的学科。专业本身即决定了其具有很强的应用性。就业方向除了科研、教学、管理外,大多数学生毕业后将在沿海地区发展。水产养殖业在沿海农村经济中地位显赫、经济效益高,是沿海经济中的支柱产业,也是21世纪全球经济最重要的增长点,产业前景广阔。
(二)水产养殖环境更复杂,技术依赖程度更高
水产养殖学除关注经济动、植物自身的生理、生态特性以外,养殖生物生存的水环境同样非常重要。养殖环境复杂体现在水体的流动性和可变性更快,光照、氧气及营养限制更突出,这就更加需要综合的理论和过硬的技术做后盾。因此形成了当前在水产养殖业内,除了极少数非常传统的行业的部分生产环节可以不需要专业技术人员的现场指导外,其他绝大多数产业都离不开高水平的技术指导。
(三)学科交叉明显,理论与技术更新快,专业发展迅速
水产养殖学是一门以生物学理论为基础的应用科学,隶属于海洋科学,环境科学也是其研究的一个重要方向。养殖工程学又属于工程学研究的范畴,因此学科交叉非常明显。各学科的发展促进了水产养殖学专业的快速发展,同时水产养殖技术又在观赏渔业、濒危水生生物物种保护、海洋渔业生态环境保护等方面发挥重要作用。另外,水产养殖种类、技术的快速更新,促进了理论的发展,并使理论性与应用性相结合的特点更突出。
二、引导学生走出对水产养殖学专业认识的误区
(一)端正对水产养殖学专业的认识
在大学生群体中,许多学生会看不起农学专业,认为农业科学不需多少知识,农业科学落后,工作后赚不到钱,没有前途等。要解决学生的这些心理障碍,就要让学生认识到农业的重要性。我国作为一个人口大国和农业大国,粮食安全更是关系到国家安全的大事。通过国家对农业科研资金的投入量和每年科技大会奖励中农业科学所占的比重,可以反映出国家对农业及农业科研的重视程度。[2]
1.水产养殖对技术的依赖程度更高
水产养殖不像其他行业,生产是生产,科研是科研,而是科研寓于生产之中,生产过程中需要有能深刻理解水产养殖学知识和理论的技术人员来指导,不同水平的技术人员对相同问题的理解相差甚远。因此,在水产育苗等领域生产单位会高薪聘请技术人员指导生产,几个月的技术指导费少则几万元,多则上百万。这种纯粹以技术能力获得如此之高的个人收入的现象在其他产业并不多见。
2.水产养殖更具有创新性
水产养殖学是建立在生物学理论指导下的一门应用科学。生物科学是近三十年来发展最快的科学领域,水产养殖学作为生物学理论指导下的一门应用科学也必然会有快速的发展。水产养殖以海洋作为农田,海洋开发前景远大。一个快速发展且前景远大的领域一定会让从业人员有用武之地。水产养殖理论与技术的快速更新充分说明了这一点。
3.水产养殖学比海洋生物学等专业更具有挑战性
许多大学生会更喜欢学习基础科学,比如与水产养殖学相近的海洋生物学专业。实际上,水产养殖是在一个小的生态系中通过调控各种生态因子达到控制某种生物的生长、发育的目的。从单纯地研究生物的规律性到按照人类的意愿干预生物,水产养殖学比海洋生物学更具有挑战性。
4.水产养殖学正在向着全方位发展
经过半个多世纪的发展,我国的水产养殖已不再是单纯的生产水产品,水产养殖正在作为一种技术手段,为观赏渔业、旅游渔业、水生生物物种保护等作出贡献。在我国大力发展海洋事业、保护海洋渔业生态环境的今天,水产养殖技术也会为环境保护作出贡献。
(二)坚定学生把水产养殖作为人生奋斗目标的信念
水产养殖以占地球总面积71%的海洋作为战场,以当今科学发展最快的生物学理论为指导,在全球范围内我国的水产养殖学理论、技术处于领先水平。作为海洋产业的一个重要的支柱产业,在我国大力发展海洋科学的今天,从事这一专业可以为社会作出更大贡献,为个人创造更辉煌的人生。作为一名科研人员,本专业的基础理论更新快、历史短、空白点多,每个领域值得深入研究的问题都很多,申请科研课题、获得科研成果的机会多。正因为如此,仅在青岛就造就了涉水产养殖专业的院士近十人,是院士人数最多的专业之一;作为一名生产技术人员,本专业的新兴产业不断涌现,会有很多新的技术需要开发、推广、应用,而且水产养殖未知的东西很多,高水平的技术人员会得到重用;作为一个立志创业的年轻人,只要有雄厚的理论、技术,不需要有太多资金就可以快速创业,在水产养殖业中,许多个体企业从白手起家到实现千万元以上资产产业规模的时间多为五到十年,如蓬莱海益水产、莱州明波水产等。
三、如何引导学生立志学习水产养殖学专业
(一)发挥教师的主导作用
培养学生的专业志趣,首先要解决教师的问题。青岛农业大学是一个以农业科学为主的综合性大学,公共课程都是由外专业教师担任,水产养殖学专业成立时间较晚,基础课教师对水产养殖学专业不太了解,这是影响学生专业志趣培养本文由收集整理的一个不利方面;另外,年轻教师刚刚走出校门就走上讲台,缺乏对专业的理解也是一个方面。为此学校安排年轻教师和本专业的基础课任课教师每年不少于两周的时间,走出校门,到生产一线,通过实践来提高教师对专业的认识,通过教师对专业的理解来熏陶学生热爱专业。
(二)提高学生的专业认识
学生自身的感性认识对专业志趣的培养更有价值。处在信息时代的当代青年学生可以通过各种渠道获得知识,他们不会盲目地去崇拜权威。他们有自己独立的思考,师长的建议只能是他们的参考,亲身的经历会更有说服力。让学生亲身体验专业的最佳时机是在教学实习和生产实习阶段。实习期间不能单纯地学习技术,要让学生对产业有所了解,到周边企业了解企业的发展史以及企业家的发展史,让学生明白水产养殖这个行业非常适合年轻人创业,以此来激励学生们的学习热情。暑期大学生社会实践也是加强学生专业志趣培养的极佳机会。
(三)强化专业建设,提高综合实力
专业实力是办学的基础,能激发学生学习兴趣和专业学习的吸引力。拥有国内外知名学者和科研团队,具备良好的教学和研究平台,是增强学生专业学习吸引力的一个重要方面。自青岛农业大学校址移至青岛后,依托国家海洋科技城得天独厚的自然地理环境和科研人文氛围,水产养殖学专业得到了快速发展,在大型藻类和贝类科研上已达到国内先进水平,虾蟹类和水产营养方面也得到了国家级、省部级等各层次科研经费的支持。近三年间,其主持承担的省部级以上科研项目共17项,综合实力不断提高,专业知名度快速提升。
(四)强化实践教学,建立联合培养基地
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关键词:本科生 实践能力 创新能力 零适应期 教学体系
中图分类号:C45 文献标识码:A
十三五规划中提出改革人才培养机制,强化实践教学,着力培养学生创意创新创业能力,提升大学生的综合素质,增强大学生的就业能力。在传统的实践教学体系中,实验教学依附于理论教学,多以演示性实验或验证性实验为主,少数为综合性实验。学生只要按实验教学的步骤认真仔细完成就可以。这种实验实践教学体系不利于培养学生的实践能力和创新意识。因此,许多高等院校探索以培养实践能力和科研素养为主线,构建新的实验实践教学体系。浙江海洋大学海洋科学与技术学院环境科学专业从2004年开始招生,环科的实践教学体系经历了验证性实验―设计性实验―综合性实验―创新性实验的过程,历经12年的探索形成了相对比较完善的实践教学体系。
一、环科实践教学体系中存在的不足
(一)用人单位的意见反馈
对该校环境科学类本科毕业生的质量跟踪调查显示,大多数环境科学类本科毕业生基础知识扎实,实验操作的基本技能过关,综合素质较高,有一定的解决环境实际问题的能力,也有不少的本科毕业生经过几年的锻炼成为环保部门、企事业单位的技术骨干和中坚力量。但被调查单位也提出了意见和建议,主要问题有:部分学生实验能力、实践能力和创新能力比较差;还有些学生知识面不够宽,缺乏社科人文知识。
(二)毕业学生意见反馈
通过对毕业学生的调查发现环境科学实验教学体系中存在着实验项目统筹安排不够,各自为政,根据自身所教的学科来定实验项目,没有做好各实验课程之间的衔接,没有充分发挥实验教学的作用。
(三)实践教学中存在的问题
对大一学生的调查显示,高中阶段学生实验基本操作训练少,是以做实验理论试题为主,因此许多学生实验操作技能较差。在大学的基础实验中学生基本实验操作训练不到位,连一个标准曲线都做不好。
随着社会的发展,教育教学质量评价观也与时俱进。根据用人单位的反馈意见,为了培养适合社会需要的环境科学类人才,该校的人才培养定位是“培养具有宽厚的文化素养和扎实专业知识,勇于开拓创新,切实掌握本专业实践技能和技巧,具有较强实践能力和良好的职业素质,具有较强和较广的岗位适应能力,面向社会和市场需求的技术型、应用型的复合型环保类专业人才”。
二、环科实践教学体系的构建
实验实践教学的目标是使学生学习正确的实验操作技能和科学的实验方法,培养学生发现问题和解决问题的能力,使学生养成严谨科学、勇于探索、善于发现的科学素养。从这个目标出发,实验实践教学体系的构建更要有利于创新性人才的培养。
为了解决目前专业课程教学中存在的实验课时数少、教学资源有限、学生创新意识不强、主动创新能力较差、个性化发展不够、缺乏科学前沿知识等等问题,该校结合环境科学专业特点,以培养学生综合素质、实践能力和创新精神为宗旨,构建“二基”、“四创”、“三实习”、“二应用”实践教学体系。
(一)“二基”
“二基”是指基础课实验、专业基础性实验(包括部分综合实验)。基础课实验是配合课程的知识点教学而设置的验证性实验或设计性实验,通过实验教学,养成良好的实验习惯,遵守实验室的规章制度,掌握实验操作的基本技能,目的是巩固和加深理论知识,为后续基础性实验和探索性实验奠定基础。专业基础性实验包括专业基础性和部分综合性实验。根据环境科学专业性质,综合实验选题具有一定的实际应用价值,独立设课的综合实验课程,着重对学生全面应用专业知识进行综合实践能力的培养。
(二)“四创”
“四创”是指创新实验、学科竞赛创新实验、科研项目创新实验、毕业论文创新实验。“四创”着重对学生创新思维、创新能力和解决实际问题能力的培养。创新型实验实质上是学生科学研究方法的学习过程,通过应用研究和相关基础理论与技术研究,促进学生多课程知识、甚至多学科知识点的综合,[1]激发学生的学习积极性、开发学生学习的潜能、发挥创新灵感,培养创新能力。导师辅导学生创新实验从查阅Y料开始,创新实践平台对学生全天候开放,对优秀的创新实验成果,导师资助,指导学生申报专利和。
(三)“三实习”
一是认识实习,安排在大二的短学期进行,有一定专业基础知识,通过接触实际、了解环境科学专业在社会中的作用和地位,使学生对本专业的社会需求和生产建设有了感性的认识。如熟悉浙江省舟山海洋生态环境监测站的监测设备、监测范围、监测项目,具体的业务流程等;熟悉舟山市污水处理厂的设计、污水处理厂的基本设施、污水处理的方法和污水的排放标准。二是专业实习,为学生创造实际工作环境,使他们学以致用,提高综合实践能力。首先要加强教师与企业聘任导师的交流与合作,提高教师的实践教学指导能力和横向科研能力。其次,专业实习采用双导师制,由企业导师和学校导师共同负责对学生实习的指导和考核。三是科考船实习。科考船实习和三校出海联合实习对东海和长江口邻近海域的海洋环境化学指标进行监测和分析,调查浙江海洋经济发展示范区和舟山群岛新区两大国家战略的实施,对海洋生态系统的影响。通过学生的野外实习教学和实践,开展海洋生态系统的综合调查,获取海洋生态环境的最新资料,为长江口和东海生物资源的可持续利用、生态环境评价以及生态系统修复提供参考。
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另外,刚步入高中的学生,面临着初高中的衔接和顺利过渡问题:一是心理问题,刚升入高中的学生在心理上没有准备好;二是知识问题,初高中的知识难度和量差异较大,学生一时接受不了。
一、教师应做到以下几个方面
1. 采用灵活多样、行之有效的教学方法。根据化学学科的特点和学校现有的条件,常采用以下教学方法:
(1)演示实验和分组实验。从而能培养学生的观察能力、分析能力和动手操作的能力。
(2)利用多媒体教学。教师可以把学习内容制成幻灯片,有些实验不能实际操作的可以播放视频,直观、清晰,同时能激发学生的学习兴趣,使学生愉悦的学习,从而提高学习效果。
(3)联系实际教学。教学中要联系实际,做到学以致用,学用结合,激发学生的求知欲。使学生能积极主动的学习,从而提高学习效果。
(4)情景教学。创设与本节课学习内容相关的情境,使学生耳目一新,进入兴奋状态,教师更要精神饱满的面对学生,这样能给学生以振奋和鼓舞,使学生能自觉、积极思考,思维灵活,从而收到良好的学习效果。
(5)口诀记忆法。化学知识点既多又散,记忆起了非常困难,所以为了便于记忆,常把它们编成口诀。
2. 对学习目标进行巩固和验收。
(1)教师要有真对性的设计作业内容。
①教师给学生留的作业要依据以下认知体系:知识――理解――识记――巩固提高――形成技能技巧――解决问题。
所以作业内容要由浅入深,有梯度、有针对性,以免出现吃不饱现象。②根据学生的现有水平和差异设计作业题,要让每位学生都有所学、有所获,不至于产生放弃的现象。③要对作业及时验收,认真细致的批改,并且要详细讲评。
(2)要有阶段性测评和验收。每一单元结束后,进行一次测验,然后进行卷面分析,根据验收结果进行查缺补漏,从而使学生更进一步提高。
二、学生要做到以下几点
1. 课前预习。对于新课程来说,课前预习十分关键。这就要求学生在接受新知识前,先自己翻书预习,并利用辅助教材自己自学,这样就会对老师将要讲的内容有一个初步的了解。对于不懂的地方,下节课要注意听,那些知识书上没有的要及时记好笔记,只有预习才能提高听课质量,才能更好地理解重点和难点,从而培养学生的自学能力。
2. 课堂认真听讲。学生在课堂上要以饱满的精神状态听课,集中精神,认真听课。学生在课堂的状态对于他接受新知识的快慢至关重要。要想提高自己的学习和听课效率,就必须主动质疑,有问题问了,就证明自己听讲了,证明自己跟上老师的步伐了,跟上老师讲课的思路了,否则没问题问,就是自己没听讲。还有,不能盲目的记笔记而不抬头听课,老师讲课的速度有张有弛,一定要紧跟老师,一方面要理解知识点,记住知识点,另一方面也要听清老师的解题技巧,不停的理解、反思、发问。这样才能巩固加深对本节课的记忆和理解,边听边记。甚至笔记可以后补,也要分清本节课的主次,扎实听好课,然后再用笔记来巩固。由此,课堂要以主动的听课思考为主,记笔记为辅,除此之外,还要注重课堂知识小结,每节课后,自己写写反思,这样有利于加深记忆,以便做好同一类型的题。
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