地球屋里流动体动力学中分层教学法的作用

发布时间：2022-10-05 10:03 热度：

　　这篇论文主要介绍的是地球屋里流动体动力学中分层教学法的作用的内容，本文作者就是通过对地球屋里流体动力学的内容做出详细的阐述与介绍，特推荐这篇优秀的文章供相关人士参考。

　　关键词：地球物理流体动力学;分层教学法;因材施教;研究生教育

　　地球物理流体动力学的主旨是研究大气和海洋所必需的基本动力学概念[1](P1)。该课程具有涉及的基础知识面广、基本概念多、内容抽象、公式多且推导过程烦琐等特点。同时，该课程又是物理海洋学专业研究生的一门基础课程，对学生本科阶段所学的流体力学、物理海洋学等课程知识要求较高。在学习过程中，学生普遍反映该课程内容枯燥难懂，学习积极性不高，导致“教师难教、学生难学”成为该课程教学实践中的普遍现象。近年来，广东海洋大学物理海洋学专业录取的硕士研究生知识基础差异较大，甚至有跨专业考取的学生，这无疑增加了地球物理流体动力学课程的教学难度。本文结合该课程在广东海洋大学研究生教学中的实际情况，提出应用分层教学法进行教学，旨在激发学生的学习积极性，降低课程难度，进而提高课堂教学质量，为研究生今后科研工作的展开奠定扎实的理论基础。

　　一、分层教学法的含义

　　分层教学法的理念源于孔子的“因材施教”思想，即从不同层次学生的实际出发，根据各自的特点制定出不同层次的教学目标，提出不同层次的教学要求，施以不同层次的教学内容，采取个性化的教学方式，最大限度地调动学生的学习积极性、激发学生的学习兴趣，使所有学生得到提高和进步的教学方法[2-3]。本文主要对上述分层教学法进行改进，在实际教学中，不仅对学生进行分层，还对教学内容、教学模式、教学方法进行细化分层。

　　二、分层教学法的应用

　　(一)教学内容的分层

　　地球物理流体动力学教学内容多，且各个章节之间相互联系，因此，教师需要整合教学内容，构建知识体系框架，将零散的知识点串连成线，使教学内容脉络更加清晰。教师应从基本概念、基本定理、基本方程、科研应用四个层次重新整合教学内容。先找到基本概念、基本定理、基本方程三者的关联性，再与相应的科研应用进行串联，从而明确教学内容与教学目的，使学生在有限的学时内掌握更多的知识。以课程各章节关联性为例，教学内容的第一部分首先回顾本科阶段的流体力学、物理海洋学知识，然后引出要考虑地球旋转效应的大尺度运动。第二部分是地球物理流体动力学的控制方程，要求学生掌握动量方程、涡度方程和动能方程，并对比分析三者的异同和适用情况。第三部分为定常运动，主要掌握地转效应和湍流的粘性效应。第四至第六部分分别讲授不同恢复力下的各种波动运动，让学生对比并掌握各个波动的控制方程、频散关系，并考虑层结下的变化。第七部分探究赤道海域波动，要求学生对比并掌握赤道动力限制下的特殊性。教学内容的第一部分是基础知识点，第二部分是利用基本定理在基础知识点上构建基本方程，第三至七部分是从已有的方程分析各种实际海洋运动。教学内容分层后，学生能清楚看到课程的框架体系，把握课程理论与科研应用的主线。

　　(二)教学模式的分层

　　根据不同的教学内容，选择不同的教学模式。教学内容分层后，难易程度不同的内容可以采取不同的教学模式，以便更有效地传授教学内容。课程的第一部分内容相对简单，可采用“学生讲课”的教学模式。“学生讲课”是指将部分教学内容分给学生，要求学生在充分自学理论知识的基础上，主动查找资料、进行小组讨论、制作课件，把自己的学习成果通过讲课的形式呈现给同学和教师，从而达到学生自主学习效果的一种教学模式[4-5]。学生在讲课过程中成为课堂的主体，当其通过自主学习圆满完成讲课任务后，能获得更多的成就感，从而提升学习兴趣，能更主动地学习，进而形成良性循环。课程的第二部分，理论知识较多，且难度较大，方程推导复杂烦琐，宜采用传统的教师讲授和引导启发相结合的教学模式。教师讲授是指教师通过口头语言系统地向学生讲授基本理论知识的模式，该模式能在有限的时间内将理论知识严谨连贯地输出，是高校课堂中常见的教学模式。引导启发是指教师设置一系列问题引导学生思考，激发学生探求未知的欲望，充分调动学生学习的积极性[6-7]。引导启发式教学不仅能让学生主动思考公式定理的应用，还能启发学生对已学知识点进行对比和联想，让学生自发对所学知识进行归纳。例如，在讲解皮耶克尼斯定理时，教师可以先讲解定理的具体内容，然后进行启发式引导，让学生依次回答什么是海陆风、海陆空气昼夜的温度分布有什么不同、海陆交界处的等温线和等密线是怎样的等一系列问题。这种引导启发模式有助于学生回顾和整理所学知识点，加深对课程内容的理解与记忆。课程的第三至第六部分，是理论知识在海洋运动中的实际应用，可根据教学内容分层，理论部分采取教师讲授的教学模式，帮助学生系统梳理理论知识;应用部分采取研讨课教学模式。研讨课教学模式是指在学生学完课程主要内容后，教师为学生提供相应的科学前沿问题，让学生查阅文献并根据所学知识展开讨论，提升学生对专业理论的分析应用能力，锻炼学生的科研思维及创新能力[8]。例如，讲解完浅水模式三种波动的理论内容后，可以让学生讨论赤道Rossby波与Kelvin波的特性以及这些波动对赤道的影响。不同的授课模式要根据教学内容搭配使用，以达到更好的教学效果。

　　(三)教学方法的分层

　　根据不同的教学内容，制定不同的教学方法。教学方法的选择是为了更好地传递教学内容;因此，选择合适的教学方法能降低课程难度。接下来笔者列举了在教学实际中常用的四种教学方法。1.分层配合法分层配合法是指将不同基础的同学组合成一个小组，让基础好的同学担任课堂讲课的助教，基础差的同学担任讲师。在备课阶段，基础差的同学遇到困难可以向基础好的同学寻求帮助，既锻炼了基础好的同学，又提升了基础差的同学的理论水平，也增强了学生的团队合作能力。在课堂讲课阶段，当学生讲课结束时，可以让组内成员点评，再由教师点评，让学生知道自己的优势与不足，更有效地习得知识。2.板书讲授法公式推导较多的教学内容可采用板书讲授法的教学方式。板书讲授法是指教师通过板书及口头讲授展现方程的推演，使公式推导的过程清晰简明。例如，课程第二部分主要是建立地球物理流体动力学的运动方程，涉及大量公式的推导，教师要用板书讲授法推演公式，同时让学生到讲台上利用板书现场推导习题，提高学生的公式推演能力及对公式的理解和掌握程度。3.案例法在教学过程中，还可以使用案例法，利用丰富的多媒体资源，使教学内容形象化，增强课程的实用性。例如，对于涡量方程的讲解，教师可以利用多媒体资源向学生展示水流过突峰的实验、都江堰工程的设计等。通过这些案例的介绍，将原本抽象的涡量方程转变成生动而具体的展示，提高知识点的趣味性和学生的学习兴趣。教师要广泛收集课程相关案例，将案例法贯穿于整个课堂。4.问题互动法在课堂教学中，还可以采用问题互动法提高教学效果。问题互动法是一种启发式的教学方法，教师在课堂上设置引导性的问题，带领学生主动思考，在与教师的互动中探讨问题并得出答案。该方法能增强学生的求知欲，活跃课堂气氛。例如，教师在教学过程中对易混淆的知识点进行归纳，采取辨析讲解的方式，以问题为导向，让学生更清楚地掌握不同知识点之间的异同。在教学实践中，针对不同的教学内容细化教学方法，使教学内容能更有效地输出，提高教学效率。

　　三、结语

　　“教学有法，教无定法，贵在得法。”教是学的手段，通过对教学内容、教学模式、教学方法的分层，降低课程的难度，激发学生学习兴趣，实现改善教学效果的目标。地球物理流体动力学作为物理海洋学专业研究生的重要专业课程，其教学效果对学生后续学习及科研工作的展开有重要影响。对地球物理流体动力学教学理念的探讨任重而道远，教师仍需根据教学内容，将教学模式与方法不断细化，以提高教学质量。

　　参考文献

　　[1]王斌，翁衡毅.地球物理流体动力学导论[M].北京：海洋出版社，1981.

　　[2]徐凤.分层教学法在流体力学教学中的应用[J].教育教学论坛，2018(30)：178-179.

　　[3]尹招琴，张洪军，涂程旭.流体力学实验的分层次教学法[J].中国冶金教育，2012(1)：67-69.

　　[4]王琳琳，吕可伟，郑鸣之，等.“学生讲课”教学模式在工程生理学教学中的实践与评价[J].教育教学论坛，2018(4)：202-203.

　　[5]刘国良，林玲.激励学生讲课的教学模式探索[J].卫生职业教育，2006(13)：79-80.

　　[6]李晖.“流体力学”课程的启发式教学[J].重庆与世界，2011(3)：79-81.

　　[7]杜春艳，余关龙，陈宏，等.“水力学”启发式教学模式的探索研究[J].教育教学论坛，2017(46)：162-163.

　　[8]顾炜莉，刘源全，胡艳.“工程热力学”专业“研讨课”的设计与实践[J].中国建设教育，2018(3)：14-17.

　　作者：宁浩 单位：广东海洋大学 海洋与气象学院