大学地球科学课程报告论坛论论文集2017---最终PDF069

305 “海洋环流”课程教学方法改革实践 王辉赞 黎鑫 刘科峰 （国防科技大学气象海洋学院，南京 211101） 摘 要：“海洋环流”是为海洋科学专业学生开设的一门重要的基础课程。本文根据作者的教学实践，围绕提高学生学习积极性和知识应用能力水平， 综合采用多种教学模式进行教学方法改革， 为同类课程教学提供了参考。 关键词：翻转课堂 小班化 教学改革 双语教学 一、引言 “海洋环流”系统地阐述了大洋大尺度环流的基本变化特征及其动力和热力原因，是介绍海洋环流知识的一门系统性课程。海洋环流是海洋动力学的基础，通过课程学习，着力培养学生必备的专业知识，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保障中处理实际问题的能力，并为学生向其他学科领域扩展打下基础。在授课过程中，作者根据不同的授课内容，综合运用各种有利于师生互动和调动学生自主学习积极性的方法，在做好精心讲解的同时，充分启发学生思维的积极性。 二、教学方法改革 作者在国防科技大学军事海洋学专业大四学员“海洋环流”课程的授课实践过程中，根据教学内容，综合采用以下多种教学模式，以提高教学效果。 （一）进行启发引导，鼓励自主探究 坚持“学为主体、能力为本”的教学理念，变被动接受式学习为主动探究式学习。着眼于学生对知识的主动探求，强调学生自主地参与类似科学研究式的学习活动，以学生学习的自主性、探索性为基础，通过亲身经历获取知识，并养成良好的科学精神和科学态度，掌握科学方法。 教员根据教学内容和目的要求，精选提供与课程相关的参考文献和数据产品，布置相关的编程实践作业。课前要求学生查阅与教学布置的任务相关资料，如环流时空变化特征、影响深度、分叉位置等。教员将常用的海流数据（OSCAR 表层海流产品、Drifter 表面漂流浮标资料、SODA 海洋资料同化产品、卫星高度计资料、卫星遥感海面风场资料）及其示例程序提供给学大学地球科学课程报告论坛论文集（2017） 306 生，鼓励学生自主研究海洋环流的时空分布特征，增强对实际海洋环流有较为客观的理解，提高学生对海洋环流课程及其相关科学研究的兴趣。 （二）引入“翻转课堂”理念，注重教学效果 翻转课堂相对于传统课堂它的优势在于：学生可以自定步调学习，方便学生复习，学生在课前学习的疑问在课上可以得到更好的指导，学生可以从同伴那里获取帮助，翻转课堂上将会有更多的同伴协作学习。对于教员来说，教员从讲台上的圣人变为学生身边的指导者，翻转课堂上教师与学生的联系将更加密切。结合“海洋环流”课程实际，作者安排两次课（即第三次课关于赤道流系部分和第六次课关于风生环流部分）进行翻转课堂，占全期课时的 20%。 其中，第 3 和第 6 次课的翻转课堂设计思路如下： 课前指导与学习评价： a. 课前资料清单教员录制的微课视频、 互联网资料和参考文献，以及其他视频资料；b. 课前任务单查阅文献资料、合作编程实践、根据资料分析环流时空特征； c. 课前任务评价主要从两个方面进行综合评定， 一方面是分析学生课堂作业和编程实践完成情况，另一方面是课堂的检测，各占 50%。 课堂组织：根据“课堂教学活动设计四步法” ，把课堂教学活动规划为课堂检测、进阶作业、协作探究、展示质疑四个环环相扣的环节：a. 课堂检测部分与课前任务单任务对应；b. 进阶作业部分；c. 协作探究部分：d. 展示质疑部分鼓励相互质疑，提出不同见解，引导学生质疑结果的适用性。通过“翻转课堂教学四步法” ，即课堂检测、进阶作业、协作探究、展示质疑，不仅可以让同学们学到共性的内容，也可以让学生了解别人个性化的分析、解决问题的方法，活跃学生思维，创新教学内容，使学生的思维得到最大化的拓展，达到事半功倍的效果。 学习评价：以小组为单位进行本次课堂学习活动的评价，让学生有强烈的集体荣誉感。老师从学生的参与态度、协作精神、创新和实践、能力提高 4 个方面，给出对学生的评价。各小组学生从合作性、贡献量和参与度三个方面对本组所有人进行评价。 （三）尝试“双语教学”方式，采用英语教材和参考文献，中文授课 由于授课对象为本科学生，因此授课内容不宜过深，但目前国内已有的适合本科学生教学的海洋环流方面的专著或教材较少。因此，经过讨论研究，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：a. Evelyn Brown 等编著的Ocean circulation （2 版） ；b. Gerold Siedler 等编著的 Ocean circulation and climatea 21st Century perspective；c. John Marshall 等编著的 Atmosphere，ocean and climate dynamics：an introductory text；d. 黄瑞新编著的“大洋环流风生与热盐过程” （乐肯堂，史久新，译） ；e. R H Stewart 编著的 Introduction to physical oceanography。 （四）进行小班化分组教学，提高学生动手能力 综合海洋专业学生的专业知识和编程能力水平，兼顾学生自由组队的原则，同时综合考虑学生接收知识快慢的差别， 将学生分成三组。 强调小组中每个成员都要积极参与到学习活动中，并且每个成员都带有极大的热情，任务由大家共同分担、集思广益、各抒己见，人人都尽其所能。通过组内的团结协作，学生之间互帮互学，彼此交流知识，使得每一成员都溶入集体中，增强了集体意识。课堂的组织形式采取分组汇报，这样可以尊重和肯定每个学生自主探究的成“海洋环流”课程教学方法改革实践 307 果，也给学生展示自己、欣赏自己的机会，让他们再做“小教员”的过程中获取成功的体验，激发和保持学生的进取心和创新精神。 每堂课后布置课堂知识和编程实践两类作业。课堂知识作业以个人为单位独立完成；编程实践作业，以小组为单位，每个小组在组长的组织下，通过组内的合作讨论交流，共同完成编程作业和结果分析，培养学生自主学习和团结协作能力。通过教员每次课对编程实践作业题的优化设计，引起学生的兴趣，激发学生熟悉知识、掌握知识、运用知识解决问题的主动性，引导学生通过编程实践来加深其对知识的理解，培养学生创新解决问题的思维能力。在这个过程中，学生还会不断地获得成就感，可以更大地激发他们的求知欲望，逐步形成一个感知心智活动的良性循环，从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力。以小组为单位可以充分发挥不同层次学生各自的特点，通过不同层次学生之间的精诚合作及相互督促帮带，进而达到共同提高。 三、结语 “海洋环流”课程教学主要基于翻转课堂的理念，采用小班分组的方式，通过双语教学的方法，对学生进行启发引导，鼓励自主探究，使得学生能够掌握海洋环流的基本原理和研究方法，各小组的所有成员都能全身心参与到讨论中，课程教学气氛活跃，学生激烈讨论、团结协作，通过教改设计使得学生成绩提高，灵活运用知识能力进一步增强，且能够掌握 Matlab 等编程软件，提高以动力学方法解决海洋环境预报保障中处理实际问题的能力，并为学生向其他学科领域扩展打下基础。 参考文献 1 张金磊，王颖，张宝辉. 翻转课堂教学模式研究J. 远程教育杂志，2012，30（4）. 2