立德樹人在“海洋數值模型”課程中的實踐

王彬

[摘 要] 基于河海大學海洋科學專業平臺基礎課程“海洋數值模型”的教學實踐，從聚焦時代新使命、落實立德樹人、全面貫徹黨的教育方針以及教學效果等方面開展課程教學模式和內容的研究，提出了“強化使命擔當，理論結合實際”的課堂教學設計思路，明確了“定位人才培養新目標、探索人才培養新模式”的重要性和迫切性，提高學生的學習興趣，使之與我國海洋事業發展的具體要求相結合。通過比較發現，采用新的教學模式并融入課程思政教學環節，學生的專業技能和科學素養得到有效提升，掌握的知識面更廣，對我國海洋強國戰略的內涵及具體戰略部署有了更深入的理解。

[關鍵詞] 課程思政;立德樹人;海洋數值模型;教學設計;教學實施

[基金項目] 2020年度河海大學研究生教改課題建設項目“海洋科學學科研究生課程體系探索與研究”（B200191976）

[作者簡介] 王 彬（1984—），女，河北定州人，博士，河海大學海洋學院講師，主要從事陸架環流動力學與數值模擬研究。

[中圖分類號] G642.0? ? ? [文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）32-0083-04? ? [收稿日期] 2020-12-09

一、引言

隨著計算機技術和科學計算的廣泛應用，各種觀測資料的累積和海洋遙感技術的發展，數值實驗、同化方法的開發應用以及海洋災害數值預報等已經成為研究海洋科學的重要手段[1]。海洋數值模型作為各類海洋環境數值計算的載體，對于海洋科學研究以及工程保障都有著重要的意義。作為海洋科學專業的本科生，不僅要求掌握本專業的理論知識，同時要具備較扎實的數值計算能力[2-4]。目前，包括河海大學等許多海洋科學領域的高校都設置了海洋數值模型方面的主干課程[3-6]。本課程可以融合海洋科學最新科研成果，讓學生體驗理論結合實際、提高實踐和創新能力，對培養合格的海洋科學專業人才具有重要的支撐作用[7]。但由于國內海洋數值模型開發起步相對較晚，海洋數值模型課程大多局限于對數值離散方案以及國外主流模型的介紹。這也是目前我國海洋模式研發和長遠規劃不足的原因之一。基于河海大學海洋學院海洋科學專業的最新培養方案，對海洋科學專業本科生的培養目標包括：培養適應新時代社會主義現代化建設與國家戰略發展需求的，具有愛國精神、可持續發展理念、高度社會責任感和歷史使命感，具有全球意識跨文化交流、通曉國際規則、參與國際合作與競爭的能力，具有“基礎寬、實踐強、學風好、品德優”的特點，具備社會責任感、創新精神和實踐能力，本著“博學專長”理念，使受教育者在具有扎實海洋科學理論基礎的前提下，具備專業之所長，以及德、智、體得到全面發展，以適應人類對海洋資源可持續開發和利用之需要。通過最新方案的實施，學生能夠掌握基礎的編程技巧，接受良好的海洋科學研究訓練，具有良好的科學素養和創新精神，尤其是較強的自學能力和獨立思考問題的能力，以適應當前社會發展對創新思維和國際化視野人才的迫切需求。

河海大學開展了以習近平新時代中國特色社會主義思想和黨的十九大精神為指導思想的“落實立德樹人、推進教育改革”大學習大討論大落實活動，深入學習全國教育大會、全國高校思想政治工作會議精神，堅持立德樹人根本任務，分析新時代、新使命背景下學校改革發展面臨的新形勢新任務，進一步解放思想、更新觀念、凝聚共識，形成新思路，制定新舉措，建立和完善一流人才培養新體系，努力培養具有“中國靈魂、全球視野、河海特質”的德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人。海洋學院積極響應河海大學“不忘初心、牢記使命”主題教育工作安排，深入貫徹“落實立德樹人、推進教育改革”的號召[8，9]，使學生在掌握基本理論的同時，清楚認識海洋研究對我國經濟發展、生態文明建設以及維護國家主權的重要性，了解我國老一輩海洋工作者的忘我精神和重大貢獻，激發學生的家國情懷和社會責任感;讓學生以更高的視角看待海洋科學，將自身的學習興趣與我國海洋事業發展的具體要求相結合，深入理解我國海洋強國戰略的內涵并熟悉具體的戰略部署，提高自己的專業技能和科學素養，為海洋強國建設貢獻自己的力量。本文以培養合格海洋科學專業后備力量為目標，以“思政映射”為融入點，針對“海洋數值模型”的課程建設提出改革建議。

二、課程設置

（一）教學目標

目前，河海大學海洋學院“海洋數值模型”課程為專業必修課。本課程鍛煉了學生的編程能力，為隨之而來的本科生畢業設計奠定基礎。

教學總目標是：系統介紹海洋流體動力學數值模型的基礎理論以及全球海洋環流、波浪模型;系統介紹海洋流體動力學數值模型的相關知識。通過課程講解，學生在對以前所學海洋學基本理論知識的基礎上，對解決實際海洋問題的海洋數值模型理論、方法和應用有進一步的認識。

教學分目標具體為：（1）掌握海洋數值模型的數學物理基礎及其特征;（2）熟悉海洋模型在科學研究、環境預報等方面的應用價值;（3）培養學生查閱外文文獻的能力，了解最新科學進展，加強終身學習意識，培養撰寫學術報告以及口頭表述的能力。

（二）教學內容

1.海洋流體動力學基礎。

教學內容：海洋數值模型的概念、理論依據及其重要性，國內外海洋數值模型發展歷史。

重點難點：海洋動力學運動方程中各項的物理意義、各種海洋動力現象的數學模型表達方式，如波浪運動方程、環流運動方程、風暴潮運動方程的相應表達方式。

2.計算地球流體動力學基礎（數值離散方法的原理和應用）。

教學內容：數值方法基礎，包括差分方法基本概念引入、穩定性分析方法介紹等。

重點難點：各種差分方法的數學表達、截斷誤差以及收斂性，以及實際應用中數值差分方法的選擇。