立德树人在“海洋数值模型”课程中的实践

王彬

[摘 要] 基于河海大学海洋科学专业平台基础课程“海洋数值模型”的教学实践，从聚焦时代新使命、落实立德树人、全面贯彻党的教育方针以及教学效果等方面开展课程教学模式和内容的研究，提出了“强化使命担当，理论结合实际”的课堂教学设计思路，明确了“定位人才培养新目标、探索人才培养新模式”的重要性和迫切性，提高学生的学习兴趣，使之与我国海洋事业发展的具体要求相结合。通过比较发现，采用新的教学模式并融入课程思政教学环节，学生的专业技能和科学素养得到有效提升，掌握的知识面更广，对我国海洋强国战略的内涵及具体战略部署有了更深入的理解。

[关键词] 课程思政;立德树人;海洋数值模型;教学设计;教学实施

[基金项目] 2020年度河海大学研究生教改课题建设项目“海洋科学学科研究生课程体系探索与研究”（B200191976）

[作者简介] 王 彬（1984—），女，河北定州人，博士，河海大学海洋学院讲师，主要从事陆架环流动力学与数值模拟研究。

[中图分类号] G642.0      [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）32-0083-04    [收稿日期] 2020-12-09

一、引言

随着计算机技术和科学计算的广泛应用，各种观测资料的累积和海洋遥感技术的发展，数值实验、同化方法的开发应用以及海洋灾害数值预报等已经成为研究海洋科学的重要手段[1]。海洋数值模型作为各类海洋环境数值计算的载体，对于海洋科学研究以及工程保障都有着重要的意义。作为海洋科学专业的本科生，不仅要求掌握本专业的理论知识，同时要具备较扎实的数值计算能力[2-4]。目前，包括河海大学等许多海洋科学领域的高校都设置了海洋数值模型方面的主干课程[3-6]。本课程可以融合海洋科学最新科研成果，让学生体验理论结合实际、提高实践和创新能力，对培养合格的海洋科学专业人才具有重要的支撑作用[7]。但由于国内海洋数值模型开发起步相对较晚，海洋数值模型课程大多局限于对数值离散方案以及国外主流模型的介绍。这也是目前我国海洋模式研发和长远规划不足的原因之一。基于河海大学海洋学院海洋科学专业的最新培养方案，对海洋科学专业本科生的培养目标包括：培养适应新时代社会主义现代化建设与国家战略发展需求的，具有爱国精神、可持续发展理念、高度社会责任感和历史使命感，具有全球意识跨文化交流、通晓国际规则、参与国际合作与竞争的能力，具有“基础宽、实践强、学风好、品德优”的特点，具备社会责任感、创新精神和实践能力，本着“博学专长”理念，使受教育者在具有扎实海洋科学理论基础的前提下，具备专业之所长，以及德、智、体得到全面发展，以适应人类对海洋资源可持续开发和利用之需要。通过最新方案的实施，学生能够掌握基础的编程技巧，接受良好的海洋科学研究训练，具有良好的科学素养和创新精神，尤其是较强的自学能力和独立思考问题的能力，以适应当前社会发展对创新思维和国际化视野人才的迫切需求。

河海大学开展了以习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为指导思想的“落实立德树人、推进教育改革”大学习大讨论大落实活动，深入学习全国教育大会、全国高校思想政治工作会议精神，坚持立德树人根本任務，分析新时代、新使命背景下学校改革发展面临的新形势新任务，进一步解放思想、更新观念、凝聚共识，形成新思路，制定新举措，建立和完善一流人才培养新体系，努力培养具有“中国灵魂、全球视野、河海特质”的德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。海洋学院积极响应河海大学“不忘初心、牢记使命”主题教育工作安排，深入贯彻“落实立德树人、推进教育改革”的号召[8，9]，使学生在掌握基本理论的同时，清楚认识海洋研究对我国经济发展、生态文明建设以及维护国家主权的重要性，了解我国老一辈海洋工作者的忘我精神和重大贡献，激发学生的家国情怀和社会责任感;让学生以更高的视角看待海洋科学，将自身的学习兴趣与我国海洋事业发展的具体要求相结合，深入理解我国海洋强国战略的内涵并熟悉具体的战略部署，提高自己的专业技能和科学素养，为海洋强国建设贡献自己的力量。本文以培养合格海洋科学专业后备力量为目标，以“思政映射”为融入点，针对“海洋数值模型”的课程建设提出改革建议。

二、课程设置

（一）教学目标

目前，河海大学海洋学院“海洋数值模型”课程为专业必修课。本课程锻炼了学生的编程能力，为随之而来的本科生毕业设计奠定基础。

教学总目标是：系统介绍海洋流体动力学数值模型的基础理论以及全球海洋环流、波浪模型;系统介绍海洋流体动力学数值模型的相关知识。通过课程讲解，学生在对以前所学海洋学基本理论知识的基础上，对解决实际海洋问题的海洋数值模型理论、方法和应用有进一步的认识。

教学分目标具体为：（1）掌握海洋数值模型的数学物理基础及其特征;（2）熟悉海洋模型在科学研究、环境预报等方面的应用价值;（3）培养学生查阅外文文献的能力，了解最新科学进展，加强终身学习意识，培养撰写学术报告以及口头表述的能力。

（二）教学内容

1.海洋流体动力学基础。

教学内容：海洋数值模型的概念、理论依据及其重要性，国内外海洋数值模型发展历史。

重点难点：海洋动力学运动方程中各项的物理意义、各种海洋动力现象的数学模型表达方式，如波浪运动方程、环流运动方程、风暴潮运动方程的相应表达方式。

2.计算地球流体动力学基础（数值离散方法的原理和应用）。

教学内容：数值方法基础，包括差分方法基本概念引入、稳定性分析方法介绍等。

重点难点：各种差分方法的数学表达、截断误差以及收敛性，以及实际应用中数值差分方法的选择。