论文《极地水波动力学》课程建设和教学方法，本文是教学方法有关在职研究生论文范文和《极地水波动力学》和教学方法和教学方法探讨有关在职研究生论文范文.
摘 要：随着我国“冰上丝绸之路”的推进,作为近北极国家,加强极地船舶与海洋工程装备的研发,对我国实现海洋强国战略的宏伟目标意义重大.因此,《极地水波动力学》作为极地装备研发的基础课程应运而生.本文将从课程建设与教学方法两个方面进行探讨,以期待为新时期极地装备研发培养后备人才.
关键词：极地；水波动力学；船舶与海洋工程；课程建设；教学方法
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）49-0109-02
一、《极地水波动力学》课程设立背景
随着北极地区海冰厚度和覆盖面积的不断缩减,北极航道逐步开通.北极航道是联系亚欧美三大洲的最短航线,与传统苏伊士运河和巴拿马运河航线相比,使用北极航道能够缩短数千公里航程.因此,北极航道的开通将会极大降低商业运输成本,同时将形成包括俄罗斯、北美、欧洲、东亚的环北极经济圈.与此同时,较大规模地开发北极资源也逐渐成为现实可能.据评估,北极拥有全球13%未开采的石油储量,以及30%未开发的天然气储量.目前,我国已经成为北极理事永久观察员,丰富的北极油气资源,将为我国的油气安全战略提供新的保障.
作为近北极国家,为了合理开发利用北极资源,增进各国之间的交流与合作,我国提出了“冰上丝绸之路”的概念,即穿越北极圈,连接北美、东亚和西欧三大经济中心的海运航道.因此,加强极地船舶与海洋工程装备的研发,对我国实现海洋强国战略的宏伟目标意义重大.在此背景下,根据国家对船舶与海洋工程领域人才的战略需求,《极地水波动力学》作为极地装备研发的基础课程应运而生.
二、《极地水波动力学》课程建设方法
1.精编课程辅助教材.教材是学生学习专业基础课程的重要参考资料,因此选择一本适合于《极地水波动力学》课程内容的辅助教材是该课程建设的首要任务.虽然当前国内外关于水波动力学的经典书籍有很多,比如Batchelor主编的《An introduction to fluid dynamics》、国内由哈尔滨工程大学张亮和李云波教授主编的《流体力学》,以及由江苏科技大学朱仁庆教授等主编的《船舶流体力学》等,但是这些教材大多专注于流体概念、控制方程,以及自由表面波,对极地海冰的描述尚未涉及,尤其是极地海冰内弯曲重力波的色散特性和传播特征.在此背景下,我们将编著出版《极地水波动力学》一书,重点讲解极地弯曲重力波的物理概念、控制方程,以及理论解析与数值求解方法,并对当前最新的物理模型实验技术予以描述,以配套课程教学.
2.丰富课程教学案例.为了在《极地水波动力学》基础理论的授课过程中达到特定的教学目的,并取得良好的授课效果,在整个授课过程中应适当融入案例式教学.在选择教学案例时,应注意案例既要能反应本门课程的授课背景和相关的工程问题,同时又能够激发学生们学习和思考问题的积极性.比如,在讲授水波与半无限延展的岸基冰相互作用问题时,引入北极海冰覆盖面积及海冰的形态随时间周期性变化规律教学案例,一方面,加强学生对本课程在极地生态环境保护方面重要性的认识,激发学习积极性,另一方面,也能够锻炼学生利用弯曲重力波色散方程解决实际极地工程问题的能力；在讲授水波与无限延展冰层下浸没圆柱相互作用问题时,引入极地油气资源开发教学案例,一方面,加强学生对本课程在极地油气资源开发方面重要性的认识,另一方面,也能够锻炼学生从实际工程问题中凝练物理模型和建立数学模型,并进行数值求解的能力；在讲授水波与半无限延展冰层限制的冰间航道内浮体作用问题时,引入北极航道开发教学案例,一方面,加强学生对本课程在极地航道资源开发方面重要性的认识,另一方面,也能够锻炼学生利用已有理论知识去解决新的工程问题能力.应注意,在授课过程中,需要根据实际情况不断丰富、完善教学案例.
3.打造专业教学团队.教学团队是知识向学生传递的纽带.因此,《极地水波动力学》课程的建设,离不开一支梯队优化、结构合理,教育教学经验丰富,科研实践能力强,深入了解极地水波动力学相关基础理论知识,具备船舶与海洋工程专业工程背景,热爱教育教学、甘于奉献的高水平、具有国际化视野的专业教学团队.本课程着力打造“校内基础理论传授”+“校外工程实践教学”+“国际间访学交流”,三维一体的教育教学模式.在“校内基础理论传授”方面,在培养现有团队教师极地流体动力学相关科学素养外,分层次引进国内外相关名校、名导师培养出的优秀青年博士,设立专项学科资金,扶持专业优秀青年教师在极地水波动力学方面的发展,同时,以“极地水波动力学”课程为基础,积极扶持课程带头人申报国家级、省级教学名师,并引进极地领域内知名国家级教学名师、杰出青年等来校讲学.在“校外工程实践教学”方面,完善工程实践教学平台,引导学生在课程工程实践课时阶段下厂参观实习,了解极地船舶与海洋工程装备的建造规范,设计流程,并重点关注极地船舶与海洋工程浮体型线的特征.在“国际间访学交流”方面,搭建与国际上在极地装备基础理论和工程建造方面知名学府与科研机构的合作交流,比如俄罗斯国家科学院、英国伦敦大学学院等,引导学生参加短期国际交流,了解国外知名机构在极地流体动力学方面的最新动态.
三、《极地水波动力学》课程教学方法
1.紧密结合科研实践.《极地水波动力学》课程内容比较抽象,偏重于理论推导.如果在“校内基础理论传授”方面,课程的教学内容仅限于教材内浓缩的基础理论推导,学生则很难形象、直观地理解授课内容,进而导致学生产生厌学、乏味枯燥的情感,影响授课效果.因此,在进行基础理论推导教学过程中,适当的引入教学团队在极地船舶与海洋工程装备研发方面的最新研究成果,不仅有助于拓展学生们在该方向上的国际视野,了解最新前沿动态,还有助于提高学生们课堂学习的积极性,以及日后从事相关科学研究工作的热情.为此,教学团队在准备教学资料的过程中,有针对性的补充了相关授课内容,例如：在弯曲重力波的色散特性方面,补充了极地海冰在冰缘区的季节性演化规律,以及实地记录情况,在弯曲重力波的传播特征方面,补充了冰层覆盖区域内水波与浸没结构物的相互作用特征等.
2.引入先进授课手段.在对重难点推导内容进行黑板板书的同时,积极引入多媒体教学和网络辅导授课.在授课过程中,避免单一的板书或单一的幻灯片式教学.在课程多媒体课件的制作过程中,注意对抽象问题、抽象概念的生动化、直观化,同时培养学生主动思考、积极参与的习惯,比如在水波经冰缘区的传播机理部分,通过引入冰缘区海冰形态季节性变化视频,引导学生们从冰区水波动力学方面,思考不同形态海冰产生的原因,提高学生们的上课积极性.此外,在规定的课堂教学内容外,开发计算机辅助教学系统,建立网络辅导答疑网站,根据最新的前沿动态为学生设立课外拓展读物,建立并丰富相关试题库,充实多媒体内容,引导学生们随时自我测试,提高学习的自由度.
3.理论与工程应用相结合.在授课过程中,坚持理论教学与工程应用实践相结合.针对《极地水波动力学》理论性与抽象性强的特点,注意在各章节的授课中,引入相关理论在现实工程设计中的应用,把培养学生应用理论知识解决现实工程问题的能力始终贯穿于课堂教学中去,提高学生凝练科学问题、解决科学问题的素养.比如,在讲授冰区航道内船舶的水动力特性章节,通过冰区航道船舶的大幅共振运动特性,引导学生们思考极地船舶减摇装置的设计原理.
四、结语
随着我国“冰上丝绸之路”的推进,提高我国极地船舶与海洋工程装备的设计研发能力迫在眉睫,《极地水波动力学》作为极地装备研发的基础课程应运而生.本文从课程设立背景、课程建设方法,以及课程教学方法三个方面进行了探讨,但是《极地水波动力学》课程的建设是一个不断发展、完善的过程,今后我们将继续总结与探讨,以适应新时代国家战略发展的需求.
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参考文献：
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