| 标题 | 提升专业技术人才培养质量下的实验教学改革实践 |
| 范文 | 汤云峰+郑红+孔令民+覃柳怀 摘要：声学海洋学是海洋技术专业的核心课程，本课程的实验教学改革可以完善课程教学体系，增强学生的动手能力、思维能力和创新能力，提升海洋类专业技术人才培养质量。从课程实际教学背景出发，探讨了当前海洋技术专业和声学海洋学课程改革的意义，针对性的提出了实验教学改革的基本思路，并基于学校现有平台和设施条件，提出了声学海洋学课程实验改革的具体实施措施。 关键词：声学海洋学 ?实验 ?教学改革。 1.课程实验教学改革的背景 在海洋战略发展的大格局下，海洋技术专业人才是我国探索海洋、开发海洋、立身海洋的重要保障。水声技术是海洋技术最为重要的组成部分，在海洋开发利用中扮演了极为重要的角色。声学海洋学是海洋技术专业的核心课程，在海洋技术专业本科教学课程体系中的地位至关重要。声学海洋学（Acoustical Oceanography）是用水声学方法研究海洋的物理参数和海中生物活动的海洋学的分支学科，是一门新兴的声学与海洋学交叉学科，它利用声波的传播，反射，散射等原理，既可以探测海底的地形地貌和海洋生物，研究海洋动力环境的变化，也可以通过记录分析海洋内部的自然声来揭示其物理或生物过程。通过开设声学海洋学课程，在海洋技术与海洋科学、海洋生物等其他涉海类学科之间建立了一座桥梁，加强了各涉海类专业之间的联系，进一步完善了学科结构。 实验教学是培养海洋技术类专业创新人才的重要实践教学环节，可以促进学生的知识、能力、思维和素质的协调发展，培养学生的实验技能，提高学生的研究创新实践能力。从声学海洋学的学科试验性和学科交叉强的特点来说，实验是声学海洋学课程结构中必需的一个环节，通过实验教学的改革可以促进声学海洋学教学进程，完善声学海洋学课程知识体系，提高学生的动手能力、思维能力和创新能力，满足海洋科学、海洋技术、海洋生物等相关专业人才培养的需要，符合新型海洋类专业技术人才培养的指导方针。 2.实验改革的基本思路 声学海洋学实验教学改革的目标是，依据海洋技术专业的教学要求，转变原来以理论教学为主的教育方式，探索基于理论与实验相结合的新型教学方式。通过开设基础性实验、综合性实验、多学科交叉实验以及创新性设计实验，使学生掌握用声学方法研究海洋探索海洋的实验基本技能和基本方法，促进学生对于专业知识的掌握。通过实验教学改革，探索以培养学生动手能力、应用能力、创新能力为目标的实验教学模式，把理论教学和实验教学相结合，凸显海洋特色的办学思路，培养基础扎实、实践能力强的应用型海洋技术专业人才。 2.1 强化实践能力和创新意识的培养 声学海洋学实验教学改革应当以培养学生的实践能力、创新意识为目的来设计实验课程体系，这就需要改变传统实验教学中由单一由教师指导的方式，力求在实验过程中增强学生的主动性，培养学生的创新能力。教师只作必要的指导和启发，鼓励学生自己动手设计实验，在实验过程中激发学习的兴趣与热情。尤其是对于创新性实验，要求学生开拓思维的深度与广度，从而有效地培养学生的主动性和创造性。 2.2 实验课程能够覆盖完整的知识体系 声学海洋学实验教学改革应在广泛了解海洋科学技术学科发展前沿的基础上设计实验内容，由于海洋技术的发展日新月异，所以在实验项目实验内容的设置也要能够及时反映学科的发展变化趋势，同时声学海洋学又具有交叉性强的特点，因此在设计实验课程的时候要能够反映课程的这些特点，使开设的实验内容相互联系、相互渗透，尽可能多的覆盖理论教学的知识点，形成较完整的、不断发展变化的实验教学体系。 2.3 实施层次化的实验教学方式 进行分层次实验教学，按照由浅入深、由简单到复杂、由单一到综合，分层次地开设实验项目。通过不同层次的实验分别锻炼学生的基础知识掌握理解能力、综合利用能力以及创新能力。在构建实验教学系统时，对各个实验项目分层次合理安排，分别分为基础实验、综合实验、创新实验。 3.实验课程的改革措施 3.1制定实验改革规划 在充分调研的基础上，根据海洋技术专业的学生的培养目标和培养要求，制定了声学海洋学课程的实验改革规划。按照规划的总体目标，设计实验项目，确定实验项目的规模、空间、布置等。落实场地，进行实验室基建和改造工作。 3.2建设实验教学平台 实验平台的建设是进行课程的实验教学改革的基础，浙江海洋学院目前已经建成声学海洋学科研平台，用于水声方面的教学、实验、科研，基于此平台，开发了若干套水声收发实验装置，用于基础水声实验和综合设计性实验教学。水声收发装置的基本组成结构如下图所示，包括一个用于模拟水声传播环境的玻璃水槽，声波发射单元由若干个换能器组成，控制计算机控制信号发生器生成发射信号，经功率放大器放大后通过发射换能器发射;接收单元由水听器接收水中声波信号，然后经测量放大器放大后送示波器显示。以上这些仪器构成了水声收发的基本框架，实际的实验需要在基本水声收发装置的基础上根据具体实验项目进行相应的改造，以满足实验要求。 3.3精心设计实验项目 根据教改规划精心设计实验项目，确定实验内容。实验项目包括基础实验、综合性实验、创新型设计实验。基础实验的设置目的是使学生加深理解课程的基础知识点，实验项目包括：声速实验、主动声呐实验、被动声呐实验、连续波传播实验、换能器频率响应实验;综合性实验的设置目的是培养学生对于知识点的综合运用能力，实验项目包括：目标强度实验、换能器指向性测量实验、波束成形实验、多普勒实验、体积散射强度实验;创新型实验的设置目的培养学生的自主创新能力和动手能力，是由学生根据所学知识内容进行自主选题、自主设计，内容涵盖水下探测、海洋环境水声监测、水声通信、海洋生物探测等知识点。 3.4编写实验教学教材 按照海洋技术专业学生的声学海洋学教学要求和实验项目编写实验教材，以声学海洋学科研平台为基础，大力推进基于水声实验的海洋技术实践教学模式。针对目前海洋技术专业声学海洋学实验教材缺失的现状，组织教师编写实验教材，在教材中重点突出对学生动手能力的培养和学生素质的提高，教材内容上体现基础知识掌握与自主设计实验并重，尤其是一些创新性实验，力求在实验中充分发挥学生主动性和参与性。有效利用科研平台的优势，在实验教材的编写过程中将科研成果反哺到声学海洋学的课程教学与实验中，提升教学和实验质量。 3.5完善网络课程建设 网络课程的建设可以最大程度的发挥实验平台的功能，根据课程实验平台建立网站，完成教学实验的电子教案上网，并将实验过程与实验结果上传至网络，实现网上教学与互动。建立网络共享机制，建设声学海洋学网络课程和网络资源。将科研平台的相关实验项目、实验过程、实验结果上传到互联网进行共享，并加强课件上网、网上答疑等师生互动。 3.6充分利用出海实习 浙江海洋学院于2014年建设成了“浙海科1号”海洋综合科学考察船，用于海洋科学考察、海洋科学实验以及学生出海实习。考虑到课程的安排学期结束刚好紧接着学生的假期海上实习，因此利用这一便利条件，将部分综合性实验和创新生实验与出海实习结合起来，如浅地层剖面仪测量海底底质结构、多波束测量海地地形、声学多普勒流速剖面仪测断面流速等实验。通过海上实验，加深了学生对基本概念的理解和实际海洋学应用，锻炼了学生在海洋学研究中基本声学仪器的操作运用能力，另外还能够了解海上实验由于海况的不同在外部环境上存在的复杂性。通过这种实验与实习的相结合，可以使得学生掌握海上实验与科学研究的基本技能，也对海洋科研工作有了更加实际的体会。 4.小结 针对海洋技术专业的培养要求，建立了基于声学海洋学科研平台的声学海洋学课程实验教学体系，通过实验课程的教学培养，使学生具有厚实的基础，培养学生的动手能力、创新能力以及解决问题和分析问题的能力，使学生构建完整的知识体系，以达到培养创新型、应用型人才的目的。根据实验课程体系，并编写了相应的实验指导教材，并将实验教学与网络教学相结合，加强实验教学信息化建设，促进实验教学的数据共享，扩大课程改革的受众面，提高实验教学效益。 参考文献 [1]Herman Medwin， Clarence S. Clay. Fundamentals of Acoustical Oceanography[M]. San Diego： ACADEMIC PRESS. 1998. |
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