海洋科学研究范例

前言:一篇好的文章需要精心雕琢,小编精选了8篇海洋科学研究范例,供您参考,期待您的阅读。

海洋科学研究

海洋科学研究范文1

深海以其广阔的空间、丰富的资源和特殊的政治地位日益成为各国关注的重要战略区域。深海研究不仅支撑着国家发展的战略需求,还同时孕育着地球系统科学新的理论革命。20世纪后半叶,深海科学研究的突破性进展对地球系统科学的发展影响深远。其中,板块构造理论的确立、气候变化周期的发现与古海洋学的建立、深海热液活动和深部生物圈的发现、大洋环流理论的提出等,都对地球系统科学的发展产生了革命性的影响。21世纪深海研究继续保持着海洋科学的前沿地位,并有可能在海洋各圈层相互作用关系与过程机理、海洋极端环境与深部生物圈、地球深部动力过程与岩石圈演化等方面孕育着新的重大理论突破。

我国濒临西太平洋,西太平洋及其邻近海域是我国国家需求极为迫切的关键区域。中新生代以来中国东部大陆的构造活动和矿产资源分布、边缘海的形成演化与油气盆地的形成、地震的发生等都与西太平洋海底板块俯冲密切相关;西太平洋活跃的构造和流体活动对地球环境变化产生重要影响,并塑造了特殊的深海生态系统,这些弧后盆地的海底热液活动区与广泛发育的海山系,使我国科学家可以凭借得天独厚的地理区位优势,将其作为取得海洋科学理论突破和国家探寻海洋战略资源的天然实验场。

可见,西太平洋及其邻近海域不但与我国海洋权益和资源开发等国家需求密切相关,也是我国实施由浅海向深海发展战略和实现海洋强国战略的必经之地。在该区典型海域进行系统的深海科学探索与研究,将在我国地球科学、生命科学以及环境科学等多方面取得重要突破性进展,并带动相关高新技术及产业的发展。

2 西太平洋存在重大国家需求

2.1 西太平洋是海底资源的宝库

西太平洋是现今地球上超巨型俯冲带发育区,从北太平洋的阿留申海沟,向南过西太平洋的日本海沟、马里亚纳海沟,并一直延伸到南太平洋新西兰南部的普伊斯哥(Puysegur)海沟,贯穿南北。由于西太平洋的板块俯冲作用,在西太平洋边缘向陆一侧发育了占全球70%的海沟-岛弧-弧后盆地(沟弧盆)系统,向洋一侧发育广阔的深海盆地和密集分布的海山群。西太平洋这种独特的地质构造格局和地理环境孕育着种类丰富、储量巨大的海底资源。鄂霍次克海、日本海、中国东海及南海等蕴藏着大量的含油气盆地和天然气水合物资源;冲绳海槽、马里亚纳海槽、马努斯海盆及北斐济海盆等发现正在活动的海底热液系统和巨型热液硫化物矿床,堆积了巨量的多金属沉积;浩瀚的菲律宾海盆和西太平洋星罗棋布的海山发育了丰富的铁锰结核和富钴结壳资源。这些海底资源是我国国家发展最具潜力的战略储备资源。此外,西太平洋海区极为发育的热液系统和海山系统中还培育了特殊的生态系统和生物群落,可提供独特的深海基因和酶资源,在医疗、化工等领域具有广泛的应用前景。

2.2 西太平洋是维护国家权益的焦点

西太平洋丰富的海底资源使海域内、外大陆架之争成为维护国家根本权益的迫切问题。《联合国海洋法公约》自1994年生效以来,我国在管辖海域划界和维护海洋权益方面面临的形势十分严峻,在我国主张的300万km2管辖海域中,有120万km2与周边国家存在争议。在东海,我国与日本在海域划界问题上存在巨大分歧,争议海域面积达30万km2;在南海,我国同越南、菲律宾、马来西亚、文莱在南沙群岛全部或部分主权归属问题上有严重争端,主张管辖海域面积的70%存在争议。在菲律宾海,冲之鸟礁的中日之争烽烟再起。日本2008年11月以冲之鸟礁为由,向联合国大陆架界限委员会提出太平洋大陆架延伸申请。一旦申请获准,日本将获得冲之鸟礁周边超过40万km2的海洋专属经济区,其海底大陆架面积可增至相当于其陆地面积2倍的74万km2进而享有海洋资源的开采权。中国则认为冲之鸟礁是“礁”,而非日本辩称的“岛”,不能供人类居住,也无法维持经济生活,日本设定大陆架没有任何根据。在这些争议中,相关国家须向大陆架界限委员会提供科学资料,其精度、可靠性和科学释义以及是否符合《海洋法公约》的规定成为维护国家权益的关键;只有掌握了充分的科学依据,才能使我国在维护国家权益的国际谈判中处于主动地位。

2.3 西太平洋是国防安全的屏障

位于第一岛链和第二岛链海域之间的西太平洋海域,战略地位十分重要,历来是全球军事活动最敏感的区域之一。有的国家已将60%的弹道导弹核潜艇、60%的攻击性潜艇、超过一半的航空母舰编队都转移到了亚太地区,其军舰、战机长期在临近我国的西太平洋海域、空域飞行侦察,对我国安全构成重大威胁。因此,突破西太平洋第一岛链已成为捍卫国家海洋安全最重要的战略布局。详细的海底地形地貌特征、重力场、磁力场、水声声学环境参数及海底声学物理参数等是舰艇巡戈、潜伏、进攻、通讯、对抗、反击时必需了解的海洋背景参数,尤其是作为水与沉积物界面的海底浅表层,对于声传播过程中反射、散射和损失具有直接影响。总理在2010年政府工作报告中明确指出,国防和军队现代化建设要以增强打赢信息化条件下局部战争能力为核心;著名军事专家、海军少将尹卓认为,局部战争最大可能发生的区域就在海上。在未来的海战中,要确保我军能够正确评估作战态势、制定作战方案、发挥武器装备的最佳效能、进而掌握作战的主动权,须及时开展未来作战海区海底综合参数的调查研究,这已成为十分迫切的战略任务。

3 西太平洋蕴藏着重大地球系统科学问题

3.1 西太平洋构造体系在全球板块构造理论中占有独特地位

西太平洋是全球最著名的汇聚板块边缘之一,发育着全球最老的洋壳(1.8亿年)和地球上最年轻、最壮观的海沟-岛弧-弧后盆地体系,是全球唯一可以同时观察到板块消减与增生的区域。近年来,越来越多的地球科学问题集中在汇聚板块边缘[11],如板块构造动力学、地震的孕震机制、壳幔物质相互作用、大陆增生模式和海底流体活动等。许多大型研究计划,如国际大陆边缘计划、俯冲带构造细节计划、地震带实验以及大洋钻探计划等均将西太平洋作为最重要的研究靶区[12]。在西太平洋构造体系研究中的核心科学问题是56Ma以来菲律宾板块俯冲方向和残留洋脊俯冲的过程和机制问题。解决了这些科学问题就像拿到一把钥匙,不但可以打开西太平洋岩石圈演化史的大门,还可以为中国东部新生代的矿床分布规律和岩浆活动、岩石圈减薄、郯庐断裂带的活动、中国边缘海和沉积盆地的形成与演化等提供新的视角。#p#分页标题#e#

3.2 西太平洋弧后盆地热液系统—独具特色的海底热液活动

海底热液活动是20世纪70年代末期海洋地质领域的重大发现,与其相关的重大资源问题、环境效应问题和非光合作用的“黑暗食物链”等生命过程已成为近半个世纪以来海洋科学研究的焦点。作为有机世界与无机世界的结合点,海底热液系统与其系统内存在的极端生命现象是研究地圈、生物圈、水圈等各圈层之间的物质交换和相互作用的最佳对象。许多科学家预言,深海极端环境与生命过程的研究将是继板块理论之后又一全新的重大理论突破。因此,海底热液活动研究是国际许多重大研究计划的核心研究内容,成为极富挑战性且前景诱人的科学研究领域,是美国、欧盟、日本、加拿大和澳大利亚等国未来十年、十五年海洋科学发展的一个重要方向。国际上对深海热液系统的研究主要集中在大洋中脊区域,如东太平洋海隆、大西洋中脊等,对西太平洋弧后盆地热液系统研究的广度相对薄弱。然而,不论是从地质构造背景和岩浆活动等深部过程的角度,还是从环境效应和生态系统的角度看,西太平洋弧后盆地热液系统与大洋中脊的热液系统相比,存在明显差异,具有显著的特殊性[13]。因此,西太平洋弧后盆地热液系统研究的核心科学问题就是回答它们与大洋中脊相比其典型特征在哪里?演化机制如何?不同区位的弧后热液系统之间有什么关联?

3.3 西太平洋海山系—海底板块运动的遗迹和深海大洋中“与世隔绝”的生态系统

广袤的深海平原上分布着雄伟的海山,由于绝大多数的海山是地幔柱和板块运动的产物,因此往往形成一个由老到新的火山链(如夏威夷—帝王海岭),成为海底扩张和板块运动理论的有力证据[14]。受海山地形的影响,在海山上方形成一个特殊的环流系统—泰勒柱[15],泰勒柱将大洋深部的营养物质带入透光带,使这里成为一个高生产力区域,是远洋渔场探索的重点靶区。受流场和地形的制约,海山区域形成了特殊的生物地球化学元素环境并发育着独特的海山生物物种。因此,对海山系统的研究成为海洋科学又一热点[16],并形成了系统的国际海山研究计划。尽管如此,人类对海山的认识还是相当肤浅,在全球洋底分布的30000多座相对高度超过1000m的海山中,人类探索过的海山仅有324座。西太平洋是全球海山分布最密集的区域,分布着夏威夷—帝王海岭、麦泽伦海岭、卡罗林海岭、翁通—爪哇海台等著名的海底山脉。这些海山系统记录了中生代以来太平洋板块演化重大历史事件,承载着丰富的轨道尺度及亚轨道尺度古海洋环境演化信息,孕育着特殊的海山生态环境。西太平洋典型海山基底的结构构造、形成年代和漂移轨迹、海山沉积物和环流系统、生物群落组成和生态系统是其中的核心问题。通过对这些科学问题全方位的深入探求,将为中新生代以来中国东部及其边缘海重大地质事件提供新的线索,同时为我国深海生物和基因资源的开发利用开辟新的通道。

3.4 西太平洋洋流—“大洋传送带”冷、暖水系的转换区

全球大洋90%的水体受温盐环流影响,其经向热输送对局地和全球气候变化有明显影响,有关研究成果也被西方舆论界称为20世纪的科技新发现之一。而作为经向倒转环流的一部分,深水环流是各洋盆间热量、营养和溶解气体分布的一个关键控制因素,其在全球气候变化中的作用不容忽视。同时,约占全球海水体积30%的深层水团是气候变化的重要“缓冲器”,海底藏冷效应使得大洋底层水成为一个巨大“冷源”,且大洋底层的化学组成控制着大气CO2的含量变化。近期有研究表明全球变暖与大洋底部温度的增加准确对应,深而冷的海水可能对调解全球气候也起着至关重要的作用[17]。此外,现代气象与海洋学家也已确认热带西太平洋上层海洋对气候变化影响的时间尺度为2~7年,而对10年以上尺度的气候变化因素应到深海去寻找。西南太平洋是南大洋底层冷水进入太平洋的关键区域,而中北太平洋却是“大洋传送带”底层深水环流的终极点和南极深层冷水上翻转为上层暖水的枢纽区。因此,第四纪大洋上层与深部水体古温度变化的耦合关系及其相关的同位素示踪成为西太平洋区域古海洋环境研究的核心。

4 结语

海洋科学研究范文2

[关键词]构造地质学;海洋科学;课程体系;实验教学

海洋科学是一门研究海洋自然现象、性质及其变化规律的学科,主要内容包括对海洋中的物理、化学、生物和地质过程的基础研究和面向海洋资源开发利用以及海上军事活动等的应用研究。海洋科学专业是在物理学、化学、生物及地质学的背景下,融合形成了物理海洋学、海洋化学、海洋生物学和海洋地质学等专业方向。海洋科学是一个多系统、多学科交叉的综合性学科体系,需要我们培养参与海洋科学发展研究的各类复合型人才[1]。“大类招生、分流培养”是近年来各高校实施“通才教育”的人才培养模式[2]。基于这种模式,广东海洋大学(以下简称“我校”)海洋与气象学院在海洋科学专业大类招生本科生三个班,二年级开始分别按物理海洋、海洋化学、海洋地质三个方向培养。构造地质学是地球科学系统中一门理论性和实践性都很强的专业核心课程。早有学者从教学内容、教学方法等方面讨论了课程设计、课堂教学、实验实践教学、野外实习等环节,并提出了各具特色的教学模式[3-5]。然而,不同专业对构造地质学教学内容的要求和侧重点有所不同,在教学体系中应当考虑专业特色的要求[6]。在海洋科学专业海洋地质方向上,构造地质学在研究对象、研究方法与手段上与传统的地学专业有明显差异,传统的构造地质学教学模式在海洋科学海洋地质方向上需要进行一定的调整和改革,这样才能更好地与海洋科学研究领域相吻合,培养出具有海洋科学研究思路的专业人才,同时,这也可以凸显出我校海洋特色的办学思路。

一、构造地质学课程特征

构造地质学是以地球上部圈层,即岩石圈为研究对象,研究岩石圈内地质体的形成、形态和变形等构造作用的成因机制及其相互作用、时空分布和演化规律的地球科学分支学科,具有空间尺度变化大、时间跨越长等特征。海洋科学专业中的构造地质学应该是传统构造地质学在海洋中的应用,不同的是研究对象是限于海水覆盖下的海底部分。海水的存在,使得海洋领域的构造地质的研究内容、方法具有自身的特征。两者之间的主要区别,一方面,从尺度上说,海洋地质构造主要研究区域尺度的大型构造和全球规模的巨型构造,传统的构造地质学主要研究手标本尺度、小尺度构造;另一方面,传统的构造地质学在海洋地球物理方面涉及很少,而海洋地质构造研究手段主要有海洋地球物理等方法,研究海洋岩石圈结构、构造特征及演化过程,大多数都是利用OBS、多道等二维/三维地震剖面为基础。

二、构造地质学课程教学的改革设想

(一)优化教学内容和教学环节

1.重视绪论

绪论是每一门课程的第一课,直接关系到学生对本课程的理解、兴趣程度,以及地质思维能力的培养。构造地质学绪论要向学生介绍研究对象、研究内容、研究方法与手段、发展历史与最新的前沿进展,让学生了解课程结构,培养学生的地质思维能力和思维模式。为了提高学生学习和对课程重要性的认识,需要涉及构造地质学的实用性,比如在油气、工程等方面的实际应用。此外,作为海洋科学的理科生,据笔者的认识经验,大多数学生对考研科目比较关注。因此,可以适当分享历年学生在考研过程中构造地质学的重要程度。绪论课除了讲述构造地质学的基本知识结构与框架外,关键还要从主观和客观两个方面激励学生对课程产生兴趣,让学生能够积极主动地学习。应重视第一课,在提出课程重要性的同时,逐渐激发学生的学习积极性和学习兴趣,做到从一开始就能抓住学生对课程的注意力。

2.理论教学环节

传统的构造地质学课程主要内容包括由地球内动力地质作用形成的褶皱、断层、节理等各种地质构造的形态、产状、形成条件、组合方式、成因机制、分布规律和演化历史等[7],其主要偏向于露头等陆地构造地质现象,与海洋科学海洋地质方向锲合度较低(见表1)。在保证构造地质学课程体系的系统性和完整性的前提条件下,海洋科学专业下的构造地质学需要进一步优化和完善教学内容与结构,尽量补充海洋地质构造分析与研究的知识与内容。例如:除继续将褶皱、断层等内容作为教学重点之外,还应该偏向转换断层、底劈构造、花状构造、同沉积断层等海洋地壳结构地震剖面中常见的构造现象;增加圈闭、反转构造等与海洋油气资源勘探等相关的内容;补充单剪与纯剪作用在大陆边缘演化过程不同阶段中的作用,同时对某些与岩石露头构造相关的例如劈理、线理(节理)等在海洋地质研究与分析中不常见的内容进行弱化[8]。PPT相关知识点尽量都以海洋地震剖面为例,构造地质学研究内容逐渐从地壳-岩石圈-软流圈、从大陆-大洋扩展,向海洋地质构造融合过渡。在课程内容上,运用多媒体、视频、图片、动画等形式,学生能更直观地理解一些复杂的构造演化过程。同时,课程内容中应尝试半英文教学,多媒体课件使用英文标注专业名称和定义,以帮助学生随时了解专业术语的英文表述方式,培养学生的专业化发展和国际化视野,同时这也能促进教师的专业化成长。作为理论科学,构造地质学应该注重对学生科研能力的培养,培养科研能力主要是培养一种发现问题的路径、思维和习惯;同时通过科研文献的课外阅读培养学生的自学能力。

3.实验教学环节

实验教学是加深对理论知识的理解与巩固的有效方法,是提高学生综合素质的重要教学组成部分[9]。构造地质学实践性较强,又比较抽象,实验实践操作具有重要作用。在传统的构造地质学实验教学中,以阅读、分析和编制各种构造地质剖面图、玫瑰花图、极射赤平投影等为主要内容(见表2)。编制各种地质图件,是帮助学生培养地质时空思维的关键,具有重要意义。在实验教学过程中,通过构建简单地质模型,直观地展示三维地质结构,可以帮助学生建立起各种层面、剪切面及走向线、倾向线等之间的空间关系。如《极射赤平投影原理及基本操作方法》实验中求两平面的夹角及其等分面,利用简单材料做出多个层面与线之间的三维空间几何关系,便于学生理解作图过程。构造地质学中多种地质构造现象的形成具有时间跨度长、物理化学条件苛刻等特征而无法在实验室环境中重现,利用构造模型或者虚拟仿真实验可以让学在安全的环境下达到直观的实验体验。在实验教学内容上,结合海洋地质方向特征,我们不仅仅要理解传统构造地质学实验中的各种剖面图的编制方法与读图技巧,更要加强对各类海洋地球物理地质剖面图的构造解析,来培养解译深部构造演化过程的能力。这需要补充实验:比如,以南海某一地震剖面为例,分析剖面中海底地形特征、断层性质、类型、组合方式及形成时代,判断底辟构造、盐丘、火山作用等影响,最后结合区域地质背景简单讨论其动力来源及其演化过程。

(二)改进教学方法与方式

我院构造地质学理论课时32学时,要想在这有限的时间内完成课程教学任务并取得较好的教学效果,那么教学方式就要有所改变。首先,要培养学生前预期的习惯。预习的方式可以是阅读教材或者是观看国家级精品课程视频。课堂上鼓励学生对预习过程中遇到的问题随时展开课中讨论,以增进学生的互动式学习。其次,对课程中断层与褶皱形成机制及其相互关系这类扩展开放性知识点,组织和引导学生自主思考和总结,从机理上分析褶皱控制断层还是断层控制褶皱等,学生讨论并分享自己的观点。鉴于二年级本科生知识体系和专业水准还很有限,在鼓励学生发表自己看法的同时,不单纯地从知识结构的正确与否来评判学生的想法,应从学生的角度考虑,为学生提供他们最容易接受的解释方式。部分较为容易的实验,可以安排学生自己讲授。如在“间接方法求取岩层产状”实验中,指导教师只需提示走向线的性质及其不同高程走向线之间的关系,结合原理图,让学生自己推导及演示求取岩层产状过程,增加传统教学过程中的乐趣。不同的学生会利用不同的求解方法或者利用不同的等高线与地质界线交点,通过师生互动,可以让每位学生意识到多种求解方法,及在不同方法、不同交点下求取同一结果之间的异同。

(三)完善考核和考评方式

我校构造地质学课程48课时,其中实验课时16学时。在教学过程中,理论教学与实验教学是不分开的,作为一门课程,可以保证理论与实验教学的进程及相互配合,但在考核过程中,可以将其分开。理论与实验教学虽然相辅相成,但侧重点稍有不同。分开考核一方面可以凸显出实验教学的重要性。多数学生一般都忽略实验教学,实验报告具有明显雷同和应付的现象,因为实验效果对课程成绩影响不大而未能显示出实验过程的重要性。另一方面,分开考核可以扩大学生的知识面。比如,在“分析褶皱和断层地区地质图”实验中分析金山镇地区构造发展演化过程,这种构造解析过程是体现学生综合素质的内容,需要的时间较长,一般不在理论考核试卷中出现,但在海洋地球物理地震剖面解释中却非常重要。这种考核方式能实现从理论到实践的跨越,有效地提高教学效果。

三、结语

海洋科学是国家战略科学,部分高校的海洋科学专业开始涉及海洋地质方向。构造地质学是地学三大核心课程之一,在这些涉及海洋地质方向的海洋科学专业教学环节中,如何调整和设置构造地质学的主要教学内容与重点,更好地配合今后的海洋地质研究工作,这也是需要我们深入思考和探索的问题。

[参考文献]

[1]徐秀丽,刘宝林,方芳.“海洋化学”课程体系的构建与思考[J].中国地质教育,2019(1):50-52.

[2]李明明,谢玲玲,陈法锦,等.海洋科学专业大类培养的改革实践与探索[J].当代教育实践与教学研究,2018(7):80-81.

[3]夏玉成.工科构造地质学教学改革探索与实践[J].中国地质教育,2006(1):110-112.

[4]张长厚,王根厚.“构造地质学”课程教学中的研究与拓展性学习[J].中国地质教育,2015(4):13-16.

[5]杨成杰,孙大鹏.三维可视化在构造地质学教学中的应用[J].中国地质教育,2016(2):49-51.

[6]谢焱石,涂彩蓉,谭凯旋,等.立足核特色资源勘查工程专业,构建“构造地质学”课程新体系[J].中国地质教育,2011(1):30-33.

[7]黄昕霞.浅析高职院校构造地质学的教学方法[J].淮南职业技术学院学报,2016(16):85-88.

[8]于一欣,陈建宇.“构造地质学”课程双语教学改革探索[J].教育教学论坛,2018(33):58-59.

海洋科学研究范文3

1凝缩课程精华,去其糟粕

学术道德与论文写作是一门非常细节的课程,是对科技论文写作思路、窍门、方法等多方面内容的讲授,所以对课程的核心进行归纳整理,让学生把有限的时间集中到提升最快的领域,对于课程的效率以及学生的真实收获有着莫大帮助。作者基于自身博士研究生经验以及指导毕业生论文的多年经验,提出针对物理海洋专业的研究生如何进行科技论文写作的提升教育,下面给出部分课程授课内容的凝练结果:

1.1研究生学术道德规范

了解科学研究中的道德越轨行为与案例分析,理解研究生学术道德基本准则,掌握学术不端行为的危害与预防;

1.2学术论文写作规范

掌握学术论文的基本结构,了解论文标题如何画龙点睛,摘要的重要性与摘要的提取,关键词的选取,理解如何完成一个引人入胜的前言,研究数据和方法的组织编排,选择合适的图、表和文字展示研究结果,研究成果的总结与讨论;

1.3论文的投稿与发表

理解海洋科学专业主要的国内外学术期刊介绍,了解编辑的职责、审稿人的角色和同行评议的过程,掌握如何回复编辑和审稿人,进一步提高论文录用的技巧;

1.4学位论文的写作与答辩

掌握研究生学位论文撰写规范,理解研究生学位论文的评审和答辩规范,了解通过授课思路进程的凝练,使学生掌握核心骨架、理解技巧四路、了解背景知识,使得物理海洋专业的学生在毕业论文或这科技论文选题以及绪论部分得到充分的指导以及自身创新能力的提升。

2启发式思维教学,切身经历移植课堂

对于物理海洋专业的学生来讲,科技论文写作不会太容易,就自身经历来讲,研究生期间经历了痛苦的过程,尤其是第一篇科技论文的写作,在课堂中如何在传授基本论文写作理论知识的同时,给学生传授论文写作的技巧和窍门使其少走弯路就显得尤为重要。用切身经历启发学生们思考,使得学生对论文写作充满信心同时课程结束干货满满。

2.1将自身科技论文写作经验感悟移植入课堂

2.1.1要写好科研论文,必须先养成读英文文章的习惯,争取每天30-60分钟。刚开始可以选择以读英文报纸、英文新闻为主,逐渐转为读专业杂志。我会在近期专门写一篇博客文章介绍一套行之有效的增强读专业杂志能力的办法。写科研论文,最重要的是逻辑。逻辑的形成来自对实验数据的总体分析。必须先讨论出一套清晰的思路,然后按照思路来做图,最后才能执笔。具体写作时,先按照思路写一个以小标题为主的框架,然后开始具体写作。第一稿,切忌追求每一句话的完美,更不要追求词语的华丽,而主要留心逻辑,注意前后句的逻辑关系、相邻两段的逻辑关系。写作时,全力以赴,尽可能不受外界事情干扰(关闭手机、座机),争取在最短时间内拿出第一稿。还要注意:一句话不可太长。

2.1.2学会照葫芦画瓢。没有人天生会写优秀的科研论文,都是从别人那里学来的。学习别人的文章要注意专业领域的不同,有些领域有它内在的写作规律。科研文章里的一些话是定式,用两次以后,就逐渐学会灵活运用了。在向别人学习时,切忌抄袭。在美国一些机构,连续7个英文单词在一起和别人的完全一样,原则上就被认为抄袭。第一稿写完后,给自己不要超过一天的休息时间,开始修改第二稿。修改时,还是以逻辑为主,但对每一句话都要推敲一下,对摘要和正文中的关键语句要字斟句酌。学会用同义词替换以避免过多重复。第二稿的修改极为关键,再往后就不会大改了。第二稿以后的修改,主要注重具体的字句,不会改变整体逻辑了。投稿前,一定要整体读一遍,对个别词句略作改动。学术期刊一般不会因为具体的语法错误拒绝一篇文章,但一定会因为逻辑混乱而拒绝一篇文章。是一件值得高兴的事情,但要明白:论文只是一个载体,是为了向同行们宣告你的科研发现,是科学领域交流的重要工具。所以,在科研论文写作时,一定要谨记于心的就是:用最简单的话表达最明白的意思,但一定要逻辑严谨。

2.2学生占领课堂,发挥主观能动性

在课程结束的末期,学生会提交自己挣在撰写的科技论文的全文或者段落,要求学生们自由分组,基于课程当中讲过的知识要点,对成员的科技论文进行评判和提出合理修改建议,指出在语言逻辑方面的漏洞,在英文用词方面的缺陷,体验作为导师的苦衷。一方面,在评价他人的科技论文之时,就会自行回想起课程里的重要知识点,巩固自己科技论文写作方面的窍门;同时,组员们对科技论文提出的合理意见会帮助你后续研究工作更好的进行,大大提高了科研效率和质量。

3课程与科研工作直接挂钩

学术道德与论文写作这门课程主要就是帮助正在科研初期阶段的研究生们,如何提高自己的英文水平、逻辑能力、词汇量、文献阅读量等诸多问题,从而切实提高自己的科技论文写作水平。课程授课主要服务于物理海洋学专业的研究生一年级,通过在课堂中老师讲授的科技论文写作要点和技巧,根据导师给出的实际课题,完成科技论文的部分段落甚至全文。一方面是将课程知识得到有效利用;另一方面,提高了科研的信心和效率,课业没有耽误学生日常繁重的研究工作,反而给正在进行科技论文写作的同学以科学的指导帮助他们快速高质量的完成收的科技论文写作工作。

4结束语

海洋科学研究范文4

关键词:OBE;海洋环境监测技术实验;教学改革

OBE(Outcomes-basedEducation)是基于学习产出的教育模式[1],要求教师为学生的学习成果负责,其核心理念可总结为学生中心、成果导向和持续改进[2]。海洋环境监测技术课程是海洋科学专业的重要专业课,讲述海洋环境(主要指水体、底质、气体和生物)监测的步骤和方法,课程目的是使学生能够根据监测的目的对海洋环境进行调查研究、设计监测方案、选择监测方法、进行数据处理以及测试结果的分析评价。实验技术在海洋基础调查、养殖环境监测等方面具有广泛的应用,在海洋科学专业实践教学中起到非常重要的作用,是培养对实际海洋环境监测问题可以有效分析和解决能力专业人才的关键途径,海洋环境监测技术实验理论性强,要求学生动手操作能力强,而现有的实验课并未单独设立,课时较少,教学模式单一,考核制度不完善,对其开展基于OBE教育理念的教学改革十分必要。本文以OBE理念为指引,在实验教材、教学内容、教学方式、考核方式等方面对海洋环境监测技术实验教学过程提出了改革措施,以期促进实验教学质量提升,以科学的教学过程及科学的考核方式开展实验,实现以学生为中心,提高学生在海洋环境监测方面创新和实际应用能力。

一、海洋环境监测技术实验教学改革现状分析

(一)教学方式以教师为主导,教学过程僵化。目前采用的教学模式为:实验员准备材料和试剂,老师按照讲义材料的内容并结合理论课上的背景知识按部就班的讲解实验流程,然后进行演示实验,学生只需要简单模仿完成实验即可。实验过程中出现意外也不会多动脑筋进行思考而是希望老师给予解决,主动参与实验的想法很少,甚至有的同学完全依赖于同组其他同学完成实验,对实验结果的分析讨论缺乏数据分析的延伸,做实验变成了单一的数据记录,缺乏主动思考和探索,应变能力较弱,因此需要对教学过程进行改革,提高学生的积极主动性[3]。

(二)实验教材缺乏,实验内容单一、相对独立。由于海洋学科的特殊性,海洋环境监测技术实验属于小众课程,并没有专业配套的教材,实验内容设计主要参照其他环境专业的教材并结合《海洋监测规范》,实验项目大多是时间短、设备简单、容易操作且危险性较小的常规测定,使用的方法均为国家标准方法,整个实验流程的各个环节介绍详细,学生没有思考和创新的空间,新方法、新仪器或者研究性方法很少采用,进而阻碍锻炼学生创新思维、动手能力和先进技术和方法的学习能力。目前教学中涉及的实验项目多是单个指标的监测,相互独立,与实际工作相差较远[5]。海洋环境监测是一项复杂系统的工作,包括监测目的的确定、资料收集、监测对象的确定、监测方案的制定、优化布点、采样时间和频率确定、采样工具和用品准备、样品采集、运输和保存、样品预处理和测定、数据处理和分析以及各个环节质量控制等方面,单个实验很难让学生把这些环节连接到一起,达不到让学生学会自主设计监测方案的目的;另外对于成分复杂的样品,让学生学会选取合适的预处理方法和分析方法、有效的实验设计,从多角度分析问题和解决问题的综合实验能力并没有提高。

(三)实验考核标准单一。目前,海洋环境监测技术课程设置分为理论教学和实验教学,期末考核中理论课成绩在最终考核成绩中占主要比例,实验成绩只占20%比例,而且实验课程成绩的考核主要依据学生提交的实验报告成绩,这就使得学生在实验课上缺乏主观能动性,让实验教学效果与预期相差甚远。虽然要求学生每次实验结束原始数据页都必须有教师的签字,但是仍有部分学生积极性欠缺,不进行课前预习,对于实验过程有跟着同组同学一起做的侥幸心理,最终只是为了提交一份完整的实验报告,甚至出现修改实验数据的现象,形成了“重结果、轻过程”的现象,缺乏与理论教学的结合,缺乏独立思考造成了评价结果的不科学和学生不严谨的科研态度[6]。

二、基于OBE理念的海洋环境监测技术实验教学改革设想

(一)改进教学模式。把传统教师讲解为主、学生被动接受式的模式转变为学生为主体、教师为主导的互动式和启发式的教学方法[7]。实验课开始前对学生进行分组并固定小组成员,每一组推荐一名负责人,负责小组成员的任务分配以及与教师沟通事务;每一次实验前根据测定项目小组共同完成实验方案的制定并向老师提交方案,教师制定一定的标准要求组间不可完全一致,防止抄袭,然后老师集中讲解各组方案的优缺点,根据老师的讲解,每小组需进一步完善方案并在实验过程中执行,培养学生的团队合作能力;实验过程中,教师及时关注每一组的实验进程,如有问题出现,采用启发式进行引导学生自己去寻找答案和解决方法,杜绝学生的依赖心理,迫使学生学会自己观察问题、思考问题并最终解决问题[8]。实验结果部分除了浓度等简单数据计算之外,还可以利用计算机统计软件进行数据采集和分析,如绘制标准曲线和计算回归方程、线性系数以及污染物之间相关性分析等,不仅提高实验的精度,而且提高学生实验数据处理的能力[9]。

(二)实验教材新编制方式,增加综合性、设计性、研究。性实验内容针对海洋环境的特殊性,将“海洋环境监测技术实验”作为一个综合性实验来开展,采用“少而精”的选择思路,精选经典的常规监测实验项目。以学校附近海域为研究对象,要求学生根据理论课知识制订监测方案,设计实验路线,根据水深等指标确定采样点个数并用GPS做好定位,准备采样工具,根据实验学时数分配采集对象和测定指标,争取在有限的课时量内完成一个比较完整的测定方案,让学生对不同监测点每个指标的差异进行比较,并分析其差异性原因、指标间的相关性以及和水文气象等环境因子的关系,进而对水质、底质情况进行综合质量评价,提高学生的分析问题能力。每一个具体指标测定时对实验项目中所列出的具体内容以表格或提纲的形式列出,其中重点内容以黑体标出[4],并要求学生在实验报告中完整补充,对于同种或同类污染物的其他测定方法尤其是新型测定方法可以让学生通过自助查阅文献然后写出读书报告,一同作为作业上交,调动学生的思考积极性和查阅文献以及归纳资料的能力。还可以利用实验室开放的时间,对学生增加开设一些研究性的实验内容,使学生掌握当前科学研究动态,为大四毕业论文和日后从事科学研究做铺垫[10]。

(三)优化考核方式。采用多方面、多层次的综合评分考核方式来激发学生的参与性和积极性,采用方案设计(包括预习报告、ppt汇报)、平时表现(包括:出勤、提问、操作、小组分工合作配合等)、实验报告(包括书写、数据记录、结果处理、全面分析等)等多种形式相结合的考核方法,这三部分所占比例依次为30%、30%、40%,同时对有创新表现的学生给予额外加分,激发学生实验兴趣,促进学生全面发展。在实验课整个进行过程中,利用雨课堂和学习通等工具,预习资料、文献等,学生的预习报告、实验报告等结果也需在其中提交,教师随时可以进行批改,及时给学生反馈,结束后还可以下载结果分析,为以后的课程进一步优化提供可靠数据。

(四)提升学生安全防范意识。实验过程中会使用一些强酸、强氧化剂或者高温加热灭菌操作,学生的人身安全是实验课的关键,就需要要求学生可以熟练操作喷淋装置、消防器材和医药箱等,通过学生自己查询资料结合教师讲解,建立危险操作指导书和危险设备操作守则,提高安全意识和自救他救能力。对于实验中产生的“三废”要进行科学、合理的分类收集或排放,不能造成人为的二次污染,教师可以鼓励学生查询资料然后选取污染较小或者较安全的测定方法,引导学生思考对废弃物的处理措施,做到资源回收利用和减少污染的效果。

三、结束语

海洋科学研究范文5

一、主办单位转型升级创建江苏海洋大学情况

淮海工学院是一所普通本科院校,位于全国首批沿海开放城市连云港。连云港位于我国万里海疆的中心、“新丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”(一带一路)交汇点,不仅在江苏经济发展中具有重要的战略地位,而且作为新亚欧大陆桥东方桥头堡、国家沿海港口城市,对沟通中西部的发展和促进整个国家西部大开发、江苏沿海大开发,都有举足轻重的影响。21世纪是海洋的世纪,在国家海洋强国战略下,淮海工学院从江苏省省情出发,充分发挥区位优势,全力打造海洋品牌,提升办学层次,致力于建成海洋特色鲜明、区域优势明显的综合性大学。江苏省委省政府也高度重视海洋强省建设工作,积极拓展蓝色经济空间,大力推进海洋高新产业。2016年“依托淮海工学院建设江苏海洋大学”正式列入《江苏省国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》。《江苏省“十一五”海洋经济发展专项规划》也明确提出,“积极发展江苏海洋高等教育,加快在淮海工学院基础上建设江苏海洋大学的步伐。积极引进与培养各类海洋专业人才”。这标志着淮海工学院跨越发展的目标设计和路径选择,已上升成为江苏省委省政府“十一五”期间发展海洋事业的重要部署和战略决策[6]。“打造海洋特色,加强内涵建设,在服务地方与行业经济发展中推进转型升级”成为淮海工学院的办学理念之一。学校整合教育教学资源,调整学科方向,搭建平台,增设海洋科学、海洋技术、海洋管理、水产养殖学、船舶与海洋工程等涉海专业,或在现有专业上增设涉海方向,通过多年重点建设,海洋特色发展取得显著成效。目前淮海工学院是江苏省开设涉海专业最多最全的高校,涉海专业(方向)几乎覆盖江苏全部海洋产业。2010年获批为全国新增硕士学位授予权立项建设单位,2013年通过验收获得硕士学位授予权。2017年又获批为博士学位授予权立项建设单位。

二、抓住主办单位发展机遇促进学术期刊质量提升

《淮海工学院学报(自然科学版)》是由淮海工学院主办的自然科学综合类学术性刊物,主要反映本校的科研学术水平和重点学科优势,发表自然科学各技术领域最新科研成果,努力为学科建设和人才培养服务。传统优势学科为机械工程及化学工程等。近几年,本刊抓住学校转型升级带来的良好机遇,采取了一系列措施,不断提升质量,扩大影响力。

(一)加强编辑队伍及刊社文化建设,保障期刊发展

人是社会生产力的第一要素。高素质的编辑队伍,是期刊持续发展、提升竞争力的根本保障。良好的刊社文化能够促进编辑形成良好的价值观,即信仰。彭桃英等人以河海大学期刊编辑部为例,从凝聚力建设、制度建设、物质文化建设等方面探讨了高校期刊编辑部文化建设的路径[7]。学术期刊队伍建设及文化建设体现了“以人为本”的理念。期刊编辑部是一个为教学科研服务的部门,为了保证刊物的健康有序发展,本刊不断加强工作作风建设,强化为作者、读者服务的意识,努力做到对待作者、读者、编者、审者,态度热情、服务周到。在编辑工作中,本着“公平、公正”的原则处理来稿,杜绝人情稿。通过学报这个平台,提高广大教师进行科学研究的积极性,发表高水平的科研成果,为学校建设作出应有的贡献。本刊重视:1)编委会建设。聘请校内外专家学者担任编委,每年定期召开编委会,讨论研究学报的提高、发展等问题。2)审稿专家库建设。审稿专家帮助编辑部对稿件学术质量进行把关,是学术期刊办刊力量的重要组成部分。3)编辑队伍建设。编辑人员经常参加业务培训及各种学术活动,把握舆论导向及学科方向,掌握最新的标准与规范,不断钻研编辑业务,以丰富的编辑经验,确保刊物的质量和水平。

(二)发挥平台优势,支持学校的教学科研活动

高校学术期刊是科研人员学术研究成果展示的平台和学术交流的纽带,此外,更要做好为教师和科研人员的服务工作[8]。本刊利用学报平台,积极支持二级学院的教学科研活动。连续几年为以本校测绘工程学院担任组长单位的连云港市测绘学会编辑出版《淮海工学院学报(测绘学术研究论文专辑)》。2015年在《淮海工学院学报(自然科学版)》增刊上发表由本校土木工程学院主办的“江苏省工程结构鉴定与加固改造第六届学术交流会”会议论文70余篇。依托“海洋科学与技术”栏目参加学校各种学术活动,发挥编辑优势,合作出版各类文集。如:为民盟连云港市委编辑出版《拥抱海洋———民盟沿海省市发展海洋经济(江苏)研讨会论文集》,该论文集是沿海11个省市区民盟组织、盟员会议期间进行学术交流的重要载体;为由中国海洋学会、连云港市人民政府、淮海工学院主办的“第五届海洋强国战略论坛”编辑出版《聚焦海洋———加速海洋科技创新,促进沿海区域经济发展》等。通过上述服务活动,扩大了本刊的传播力和学术影响力,展示了编辑力量,也从中挖掘并吸引了大量优质稿源。

(三)提高编校质量,追求良好效益

对于传播科学技术知识信息的学术期刊来说,质量是其生命线,学术质量是核心,审稿人及编辑要把好第一关[9]。编校质量则主要反映了编辑的工作质量,学术期刊编辑一定要强化责任意识,把好编校质量第二关。本刊坚持以科学发展观为指导,把追求良好的社会效益放在首位,注重不断提升质量与品位,完善各项规章制度和强化科学规范管理,重视编校质量管理。每期学报各栏目责任编辑之间校样互查互校、轮校换校,全部审看一遍,最大程度降低差错率。近几年进一步创新工作思路,利用与文学院共建新闻专业学生实习基地的优势,培养大学生做兼职编辑,让学生直接参与学报的编校工作,一方面培养了学生的动手能力,为学生成长提供锻炼机会和能力发展空间,另一方面也进一步提高了本刊的编校质量。本刊下大力气提高编校质量,执行“5+2”编审工作流程(即“5校”,责任编辑、实习编辑、编辑部主任、副主编、主编;“2会”,统稿会和定稿会)[10]。结果证明所采取的措施是有效的。期刊年度核验时编校质量多次被评为优秀,曾多次获得江苏期刊质量评估编校质量奖以及中国高校科技期刊研究会的编校质量奖项,并首批参加了全国期刊编校质量无差错承诺活动。2017年在江苏省科协“提升学会服务科技创新能力计划”第二批项目认定中,经“精品科技期刊项目”认定并获得发展经费资助。所带来的直接好处就是能在更大的范围吸引到更多的优质稿源。2010年,我国新闻出版界大力推行新闻出版体制改革,倡导出版业面向市场产业化发展。本刊也开始了积极的探索和尝试,在确保办刊特色与学术质量不滑坡的前提下,迈出了办刊经费改革的第一步,取得了一定的经济效益。近几年,学校没有投入运行经费,本刊基本上实现了收支平衡,维持了出版工作的正常运行,确保了学校提出的“以刊养刊”目标的实现。

(四)办好特色栏目,助力大学创建

优质稿源是学术期刊生存发展的保障[11],组约优质稿源是提高期刊学术质量和竞争力的首选捷径[12]。淮海工学院不断凝练学科优势,海洋特色明显,这也为本刊吸引了大量的优质作者。为了配合学校创建海洋大学的工作目标,借势机械与海洋工程学院、海洋生命与水产学院等涉海二级学院,以及江苏省海洋生物资源与环境重点实验室、江苏省海洋经济与文化研究中心、江苏省中小企业海洋生物产业公共技术服务平台、国家级科技企业孵化器等一批海洋特色鲜明、学科力量雄厚的科技研发和服务平台,本刊从2009年第1期起设立“海洋资源开发”特色栏目,后来改为“海洋科学与技术”栏目。该栏目稿件涵盖所有涉海专业,加大了对海洋科学、海洋技术、海洋生物工程、海洋生物技术、水产科学等方面的组约稿力度。该特色栏目自设立以来,已刊发海洋科学与技术方面相关高质量稿件上百篇,绝大多数论文都是省部级以上基金项目资助稿件。此外,还不定期策划设立专题研究,以专家主持人的形式约请相近研究领域的科研人员帮忙组稿,专题发表热点研究领域的最新研究成果。通过这个平台,不但提高了广大教师进行科学研究的积极性,而且扩大了学报影响力。该栏目策划定位准确、特色鲜明,能引导海洋学科发展,为学校申请硕士、博士学位授予权及创建江苏海洋大学作出了应有的贡献。2014年在江苏省科技期刊学会组织的“金马奖”科技期刊评选中,本刊荣获“特色期刊奖”和“选题策划奖”。

(五)共建“海洋出版社江苏分社”,拓展业务渠道

在新媒体时代,学术期刊要发展壮大,不是只有一条路可走,要不断拓宽业务范围。本刊社充分利用编辑优势,探索与出版社的业务合作。比如前几年曾与中国矿业大学出版社合作,为本校教师出版著作提供了很大方便。2016年,为了贯彻党的十八大提出的“建设海洋强国”的战略决策,推进我国海洋教育、科研和文化发展,整合有效力量和出版资源,扩大海洋类图书的影响,促进江苏海洋文化的繁荣,淮海工学院与海洋出版社经友好协商达成协议,依托各自优势,合作共建。该分社的成立就是依托本刊社编辑力量,代表海洋出版社从事选题策划和组稿活动,主要出版方向是立足本校资源,辐射全省海洋系统,重点组织出版海洋类学术著作、海洋文化与海洋意识普及读物等具有海洋特色的史志类著作等。“海洋出版社江苏分社”的成立既扩大了本刊的影响力,也为广大师生出版海洋类著作提供了平台。

海洋科学研究范文6

关键词:海洋权益保护;必修课程;价值

一、概述

由于海洋教育在世界大国崛起中扮演着重要角色,国际形式对于我国的海洋权益与海洋发展战略产生直接的影响,我国进入21世纪以来,也数次提出海洋强国战略,报告后,教育部出台的新课标迎合了其中的政治要求。新课改后海洋权益保护首次出现在《普通高中地理课程标准(2017版)》(简称新课标)必修2模块中。笔者主要介绍海洋权益保护融入高中地理课程的价值及应对,所谓价值是指客体对于主体的满足关系即效益关系;本文以海洋权益保护融入高中地理必修课程这一举措为客体,国家、社会、个人为价值主体,阐述他们之间的一种效益关系,并提出应对建议。

二、海洋权益保护融入高中地理必修课程的价值

(一)提升国家认同感,培养高素养的世界公民

强烈的人才竞争使公民素养培养提升成为全球化知识社会中举世共同的主题。我国学生发展核心素养的主框架被界定为三个领域、六项核心素养指标,在责任担当中国家认同的重点为:具有国家意识,了解国情历史,认同国民身份,能自觉捍卫国家主权尊严和利益。[1]国家认同从中国古代“家国同构”的思想理念至今天的家国情怀培养都是不朽的话题,不同之处在于今日多用家国情怀的说法代替国家认同,更具中国特色传统文化的影子,是人们对于对国家主流价值发自内心的认可而生成的一种对国家的特殊认知和情感归属。[2]家国情怀体现在核心素养的指标之一———认同公民身份、维护国家权益是中国公民坚持中国立场在学业阶段的思想行动指南,海洋权益保护与地理学科结合最为密切,因而高中地理以其丰富、系统的海洋地理知识进行渗透式教学,既是落实核心素养的重要途径,也为培养有素养的世界公民做依托。

(二)借助文化的渲染特性,创造社会隐形财产

文化表征着与自然相区别的一切物质活动与精神活动的总和,指特定民族、阶级在长期的物质生产活动中所形成的意识观念,反映了人们的心理状态、思维方式、人伦观念、审美情趣等精神成果。[2]海洋权益保护与高中地理必修课程的融合中,国家、学校、社会各层面同心协力创造出丰富的精神成果,国家举办海洋文化大赛、海洋文化创意设计、举办论坛等大型活动。一则参赛作品本身就是文化艺术,艺术自身具有渲染性、抽象性、传播性,可以化为社会无形的文化财产;二则以上活动在举办过程中通过利用重要时间节点的特殊教育性形成一种社会文化[3],既能以情感育人也可形成浓厚的社会文化氛围。学校通过知识板报展览、报告会、辩论赛等途径宣传海洋权益知识,润物细无声地潜入学生的心灵深处,成为弥漫在校园中隐蔽的精神文化,使海洋权益保护达到不教而教的效果。

(三)课程标准变化,加强对学生认知能力的指导作用

新课标创新的在地理2模块中添加海洋权益保护知识,之于《高中地理课程标准(实验版)》(简称实验版)比较不同之处在于学习能力要求上认知目标要求增加且难度提升[4],由原来1个区别、说明、说出变为1个解释、4个说明,必修模块的两条课标行为动词皆为说明代表新课程改革对于海洋权益保护的重视程度不仅体现在将其融入高中地理必修课程,更是对于此部分内容的能力目标要求更上一层楼,对于学生而言,要扭转海洋知识学习方式,要求更为严谨科学的知识学习;教学方式从运用资料、举例变为运用资料、结合实例、根据《联合国海洋公约》、结合近几年发生的海洋争端事件,教学实例要求根据具体资料、结合我国海洋争端具体事例,一则行为条件更为具体使教师教学更具指向性;二则更加注重真实情景中的案例教学迎合核心素养的要求。从课标要求的模块联系来看,地理2、选择性必修3、选修2中海洋权益知识逐层递进与螺旋上升,体现了课程标准变化中的育人特点[5]。

(四)基本知识奠基,培养学生爱国主义情怀

实验版课标“海洋地理”模块的情感、态度和价值观目标包含“树立新的海洋权益观、海洋经济观和海洋保护观”等内容。[6]但由于选修模块的受众学生与授课时间有限,教学难以达成海洋权益保护承载的情感、态度和价值观目标。新课标在必修模块加入海洋权益保护打破了长期以来必修模块对此内容的“垄断”,同时也打破了三维目标的绝对割裂,在情感把握上海洋权益知识仍然是国家主权意识教育的重要载体,主权意识教育是爱国主义教育的主要内容,更是地理学科育人价值与海洋教育的深度融合。

三、海洋权益保护融入高中地理必修课程的应对举措

(一)借助教师之力,促进教科研双向发展

我国海洋科学研究与国民海洋教育脱节,使得众多科研成果未能转化为普遍性的教育素材。[7]如何实现海洋科学研究与国民海洋教育的无缝衔接、发挥科研的最大价值、提高国民的海洋意识是当下面临的难题。笔者认为学校是海洋科研部门面向公众的通道之一,课堂教学是科研成果走向地理教育的重要途径。教师可以海洋权益保护等教材内容为平台,推广先进研究成果,成为连接科研和基础教育的中间人。教师不仅肩负搞好教学的基本任务,更应该通过地理教学研究诠释“研究者”角色;科研、教研不分家,先进的研究成果对于教师而言犹如注入新鲜血液,教师通过自己独特的方式进行分析、解读,将相关知识内化后外化,一则激励教学、二则促进教研。

(二)整合多版本教材,创设海洋权益保护主题教学

通过比较人教版、湘教版、鲁教版三个版本教材中海洋权益保护内容可知人教版较为简洁,对于海洋发展战略有所忽略,湘教版和鲁教版海洋权益保护内容独立成节且相对全面,教材内容中穿插阅读(知识窗)、活动、探究,不仅内容丰富,教学方式多元层次感强;湘教版与鲁教版相比内容简单但趣味性强;鲁教版偏重理论和政策法规,难度高但专业性强相对细致。在实际教学中教师可以海洋权益保护为主题进行教学,善于对比分析不同版本教材的异同、优劣,以达到高效使用教材的目的;三版教材进行教材重组,教师应该选择性吸收与创新,既可拓展补充新闻热点也可补充政策变化,以增强主题教学的系统性、专业性和趣味性。

(三)增加活动强化,促进学生由感国到理性保护

在进行海洋相关重要概念及历史资料的学习过程中,厚重的历史感赋予人沉甸甸的责任感,激发学生爱国主义情怀。然而情感育人是手段并非目的,在“感国”与“理性保护”的转化中个人意志起到关键作用,在此过程中要连续面对价值选择。如何持续稳定的保持爱国之心、实现感国到理性保护的飞跃?笔者认为增强自身海洋权益保护的情感且将其转化为理性保护甚至行动需要一系列独具匠心的强化活动,例如教师设置海洋权益保护主题活动课、对于领海、内水等抽象概念采用AR技术辅助讲解。通过教师教学活动的精心设计、教学方法的推敲,学生能够通过持续的强化实现感国到海洋权益理性保护的飞跃。

四、总结与展望

本文自上而下、从宏观至微观研究海洋权益知识纳入高中地理必修课程的国家层面、社会层面、个人层面的价值;大至国家方向,小至个人行动进行了全方位的价值阐述;然而尚且存在研究不足之处,社会价值探讨尚有不足。在应对建议中,笔者侧重于教师方面的建议,然而在学生方面、社会方面尚有不足之处,由衷地希望后续的学者能够多加关注此方面内容!

参考文献:

[1]核心素养研究课题组.中国学生发展核心素养[J].中国教育学刊,2016(10):1-3.

[2]任建东,张永超.文化自信的关键是价值自信[J].伦理学研究,2018(05):50-55.

[3]胡忠英.高校思想政治教育方法的改革与创新———以重要时间节点为视角[J/OL].中国青年社会科学,2020(2):48-55.

[4]中华人民共和国教育部,普通高中地理课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.

[5]王建芹.“资源、环境与国家安全”课程理解与教学建议———以“石油与国家安全”一节为例[J].基础教育课程,2019(22):61-65.

[6]耿文强.论高中地理新课程海洋意识教育的缺位[J].教学与管理,2010(10):65-66.

海洋科学研究范文7

21世纪科学技术突出海洋,海洋高科技领先是未来强国标志。海洋经济进入以高新技术为支撑,以经济发展、社会进步、改善生态环境为整体内容的海陆一体的系统发展阶段[1]。辽宁拥有岸线2290公里,占全国的1/8。拥有管辖海域面积15.02万平方公里,处于“新东部”经济区划的最北端。2009年7月,国家原则上批准辽宁沿海规划,辽宁经济改革上升为新时期国家战略。辽宁经济发展有利条件是:临港优势明显,东北老工业基地工业基础丰厚,具备承接国际产业转移、发展先进装备制造业条件。不利因素是:陆地资源萎缩、生态环境不佳、渤海污染已尽极限;海洋传统产业比重大、新兴产业发展缓慢、整体自主创新能力不强。突破资源环境约束,寻求海陆一体联动发展,推动海洋经济创新,对辽宁意义重大。

一、辽宁海洋经济发展现状与瓶颈

1.辽宁海洋经济呈粗放发展。“海上辽宁”战略实施以来,海洋经济持续增长,2008年全省生产总值13461.6亿元,主要海洋产业总产值2051.4亿元,占全省GDP的15.2%,海洋经济在区域经济中的地位不断提高。与其他沿海省份相比,辽宁海洋产业结构比较落后。海洋渔业、船舶工业等传统产业占比重大,呈粗放式发展。海洋化工、海洋生物医药、海水综合利用等新兴产业起点高、发展速度快,正成为辽宁海洋经济新的增长点。①

2.渤海污染严重。渤海是中国唯一半封闭型内海,动水势力薄弱;辽河、凌河流量减少。城市垃圾、工业废水、海洋过度开发,使得渤海无机氮、无机磷、石油等三种污染物严重超标。20世纪末环渤海污染面积达56%。2001年国务院规划投资555亿治理渤海,计划实施项目427个,然而污染继续扩大,2009年环渤海污染面积上升为60%,辽东湾是严重污染区超过60%,专家呼吁未来渤海将成为“死海”。

3.海洋新兴、未来产业受技术经济制约。海水直接利用,海水淡化是海洋经济新兴产业的重点领域。渤海含盐率低,适合做淡化海水源。辽宁规划到2015年海水淡化达到1.5亿立方米/年,海水直接利用达到107亿立方米/年。海水淡化方式含多级闪蒸、反渗透膜法等,由于淡化过程对石化能源高度依赖,成为大规模生产的障碍。海冰淡化成本低于能源法,中国是世界上首个进行海冰淡化研究的国家。环渤海地区可开采的海冰约100亿立方米,涉及采集、运输、储存等环节,受自然条件与经济技术制约,大规模海冰淡化未进入产业化。海洋能(流浪能、盐度差能、温差能、潮差能)、海上风能、海水农业等未来产业,处于研发阶段。海上气候、环境与海洋资源特殊性,使未来产业投资大、风险高。

二、辽宁传统矿区生态治理与经济转型

1.传统矿区生态环境破坏严重。辽宁自然资源丰富,矿山开采业占陆域比例大,受煤矿、铁矿资源枯竭困扰,地区经济发展缓慢。矿山开采对城市的地形、地貌、植被和大气环境破坏严重,地质环境诱发的各类问题日渐突出。建国初期,由于没有土地复垦及利用规划,阜新、抚顺等传统矿区产生大面积沉陷区、排土场、矸石山,面临生态治理与经济转型的双重任务。借鉴国外经验,中国完成矿区土地复垦标准的编制。生态恢复技术主要以土壤改良、人工绿化、沉陷区蓄水重建等作为复垦目标,同时发展养殖、旅游等多种产业,使生态用水成为大的用水部门。而传统矿区多是水资源缺乏地区,中国北方持续干旱,通过大气降水、地表径流补充地下的作用效果甚微。矿区整体生态系统尤其是地区水环境,很难在环境自净和自然演替作用恢复原来的平衡[2]。2009年阜新水资源公报显示,阜新水资源总量比常年减少了44.8%,地下水资源比多年平均值减少了31.6%。煤炭企业破产后阜新成为资源枯竭型地区,面临水资源枯竭形势更为严峻。

2.资源枯竭地区经济转型。2001年阜新被列入资源枯竭型城市经济转型试点市,建立了以农业产业化为基础,二、三产业有机融合的产业布局。2006年转向风电、煤制天然气,以工业突破替代农业强市。阜新利用蒙东丰富的褐煤资源发展新型煤化工,煤与水资源均来自境外,存在不容回避的资源瓶颈和环境污染隐患。生态经济是资源型城市转型的理论基础,经济转型应结合地区实际背景,立足于尊重自然和恢复自然生态。同是煤炭资源枯竭,德国鲁尔地理位置优越,水资源丰富。20世纪70年代以来,随着煤炭、钢铁等传统工业衰退,鲁尔区从调整产业结构入手,成功完成经济转型。阜新长期高度依赖自然资源,使其在煤炭衰退后不能摆脱困境。由于生态环境的恶化,城市吸引力降低,集聚资本、人才要素的能力弱。辽宁传统矿区的发展优势是什么?改变煤炭单一结构,优势资源再造是资源枯竭型城市发展接续替代产业的关键。

三、辽宁海陆一体化模式选择

1.辽东湾与传统矿区资源互补性分析。辽东湾与传统矿区在资源、技术领域存在较强互补。渤海污染严重,水体交换差,转向内陆处理是措施之一。海洋开发大背景下,传统矿区以近海有利条件,具向海洋要资源的区位优势。许多沉陷地、废弃采矿场亟待改造,生态治理需水量大,海水经淡化处理可提供长期、稳定支撑。

2.辽东湾海岸带陆向延伸特殊功能区———内陆海洋。海岸带是陆地、海洋、大气交接处,是物质、能量交换密集区域和环境生态脆弱地带,是研究地球系统可持续发展的切入点[3]。辽东湾污染严重,即便是达标排放,水体质量改善微弱。对污染提供泄放渠道,治疏结合,是治本措施,“疏”即由海岸带转向大陆内部处理。抚顺西露天煤矿、阜新海州露天煤矿经过半个多世纪的开采,留下深达数百米,出露面积数十平方公里的坑体。两大采矿场距离海岸100~200公里,海拔在200米以下,引渤海水入矿坑使其成为人工海湖,意义重大:(1)有效治理辽东湾;(2)大规模海水淡化为矿区生态恢复与沙漠治理提供水资源;(3)内陆湖无风浪、无潮汐,降低海洋高科技科学研究投资成本。2009年国务院治理渤海失败,原因是政通多门,检测数据不真实,尤其是不采取“自净化”得力措施。环境水利学的“自净化”学说条件有两个,一是流动水面与大气交接面相互混掺提高复氧环境,利于水生物生长和有机污染物降解;二是水的静态(亚静态)吸附和沉淀,后者自净化作用强[4]。

吸附和沉淀的治理效率决定水体三要素,即:深度、流速(静态或亚静态)、面积,露天矿坑条件优越。根据国际地圈—生物圈(IGBP)计划,考虑海岸带海域及相邻陆域(一般不大于l0km)的自然资源条件和地理区位,中国将海洋功能区划分为开发利用区、整治利用区、海洋保护区、特殊功能区和保留区五大类。由废弃露天矿与海水形成的内陆海洋环境,可用于治理海洋污染,同时发展海洋经济,是海岸带陆向延伸的特殊功能区域。韩立民、卢宁(2007)认为,沿海地区的发展和海洋经济的壮大是海陆一体化的初级阶段,在高级阶段,通过市场作用,要素和产品在沿海与内陆之间流动,逐步实现经济技术的梯度转移。渤海污染严重,制约辽宁海陆一体化进程。内陆海洋模式基于海洋污染治理,是海洋经济由沿海向内陆扩散、由低级向高级演进的中间阶段或试验阶段,将促进海洋科学创新。考虑环境风险、生态影响,内陆海洋应满足以下基本条件:扬程低,能利用潮汐能、海上风能等可再生能源作为提水动力;距海岸近,有盛水坑体;具有海水回流地形,防止土地盐碱化。海州露天矿距辽东湾100Km,海拔123m;抚顺西露天距辽东湾200Km,海拔60m;本溪南芬露天铁矿海拔300m,上述地理特点对引海水各具条件。应用测量、3S技术,综合考虑地理、生态、气候因素,科学优化选择引水、回水路线。#p#分页标题#e#

3.经济效益和社会效益。

(1)净化辽东湾。引西辽东湾海水入露天矿坑,吸附和沉淀污染物。海水回流,是用经过复氧的净化海水治理东辽东湾。西拉东推,有效治理渤海。

(2)提供水资源,恢复传统矿区生态。能源法海水淡化,与矿区发电厂、煤化工等企业结合,走综合利用之路是降低海水淡化成本的有效途径。建设一定规模的盐厂,同时发展海洋化工,提取钠金属和氯气,还可生产石膏、芒硝、氯化钾、硫酸镁和溴等,提高资源利用效率。露天矿采矿场灌入海水,冬季适合发展大规模机械化海冰淡化。与在辽东湾进行海冰淡化比较,内陆海湖无风浪,优势明显。辽宁地区0℃以下天气为120天,依日厚20cm计算,采矿场出露面积20平方公里,一年可以生产淡水5亿立方米。阜新与抚顺可成为海水淡化生产基地。海冰淡化水可以广泛应用于工业、农业等众多领域。渤海海冰融水pH值在6.89~6.73之间,适合灌溉,可用于改造传统矿区废弃土地为宜农、宜林的良田。阜新彰武地处内蒙科尔沁沙漠边缘,辽北沙尘暴影响朝鲜、韩国、日本,以冬季埋冰、春季种植树木和植物,可用于治理沙漠,大幅度推进绿地。

(3)推动海洋新兴产业、未来产业的研发。在实体海洋进行科学研究,存在气候、环境多因素障碍,投资大、风险高。亚静态“内陆海洋”不受海浪、潮汐、台风等恶劣气候影响,适宜海洋某些领域科学研究与试验。潮汐能、海上风能等可再生能源可以作为提海水动力,为海洋能源的利用提供新的视角。内陆湖可实现世界最大规模海水源热泵,满足城市冬季供暖,甚至可实现对整个城市集中空调。目前国内外海水源热泵以及制冷规模受限制的主要原因是,前端水源距海岸远和要求一定海水深度,导致一次性投资及运行费用高。内陆海湖将带动传统矿区旅游业进入国际行列,打造世界级工业遗产旅游品牌,促进地区文化进步。

4.海水污染防范是可行性关键。露天矿经历半个多世纪开采,穿透了潜水层、承压水层多层地下水。如果直接充入海水,污染地下淡水不可避免。借鉴中国滨海地区防止海水入侵措施,实施实体帷幕、水利帷幕组合,可有效防止污染地下淡水资源。将历史从露天矿排出的土石回填,同时修整露天矿四周陡坡扩大出口面积,提升湖底高度。回填时底部夯实加固,底部和斜坡施工多层胶泥土层,由坑底覆盖于潜水层之上。目的是防止污染地下水;减少矿坑单位面积蓄水量,降低调水成本。灌水前,预置污染处理设备。

四、战略意义

1.对中国多矿区改造具有十分重要的现实意义。中国除煤矿外,还有铁矿、油叶岩矿等,北方露天煤矿至少24个。在资源枯竭地区发展“蓝色经济”,为传统矿区提供更丰富、更持久的自然资源,推动资源型城市经济转型。

2.创新海洋经济。内陆海洋与实体海洋相比较,等面积效益会有数十倍甚至百倍的悬殊差异。发展沿海内陆海洋经济,具有稳定、持久、效益规模性。中国地域广大,海岸线漫长,将辽宁经验向中国1.8万海岸线延伸和推广,会给国家带来经济飓风。

3.海洋农业———前瞻性国家战略。地球生物资源80%在海洋,在不破坏生态环境的前提下,海洋产品可满足300亿人生存。海水农业是第三次农业革命,但需要超过数十年的时间。沿着内陆海洋农业模式向实体海洋所延伸,可使海洋农业的科学思想在不到十年时间内在中国初见成效。

4.开拓多领域科技创新。可为国家多领域提供具有自主知识产权的研发动力。诸如海洋污染“自净化”;机械化大规模冰析法海水淡化;热泵技术用于城市供暖和其他能源;内陆海洋农业;海冰治理沙漠等。

5.开辟特色的装备制造业自主创新路径。总结矿区涉海水利工程的系统经验和数据,以规范性和标准化集成和发展国内外装备制造业成果,提高辽宁装备制造业国际地位。

海洋科学研究范文8

关键词:水下激光通信;水下移动运载平台;载人潜水器

海洋面积占地球表面积的71%,海洋中蕴含着远未为人类所知的油气、矿产和生物基因等资源,而近年来,随着陆地资源的日益枯竭和人类未来发展空间需求的增长,各国更加重视海洋科学方面的研究工作,海洋探测、海底资源开发已成为海洋科学研究的热点。未来谁能够拥有和控制更为广阔的海洋,谁就掌握了未来发展中更多的资源和生存空间,因此,进入深海、勘探深海和开发深海是实现中国伟大复兴梦的必由之路。载人潜水器(HOV)、遥控潜水器(ROV)等水下移动式运载平台的普遍使用,将科学家及探测设备运抵至深海海底现场进行原位的探测取样研究,大大提高了水下探测的效率。介于水下移动式运载平台为搭载设备及作业工具预留的电气接口有限,海底探测设备的探测数据不能实时反馈到运载平台当中,这就导致只能在海底探测设备回收至支撑船舶后才能进行数据处理。水下激光通信设备为科学家提供了一种可以实时获取海底地质、水文、热液喷口硫化物等探测数据的作业模式,实现数据的原位分析判断,提供有针对性的采样依据,提高潜次作业效率。

1水下激光通信技术的特点

传统的水下声学通信受传播能量损失大、环境噪声影响大、受水体折射与发射的多径效应等方面的严重影响,使得声学通信质量差、通信效率低下。而水下激光通信技术在近距离水下信息传输方面,表现克服了水声通信的诸多局限性,性能表现优越,使得水下激光通信技术的应用领域越来越广泛。在海水中,采用波长范围在470~525nm之间的蓝绿激光,可以最为有效的降低海水对光波的吸收,有效提高激光的传播效率。激光投射到自容式水下传感器外置的光敏传感器,光敏传感器感受不同频率的激光,从而实现通断,进而实现水下短距离非接触式控制指令、数据信息的传递。激光在水下传播过程中表现的这些物理特性,为水下激光通信设备的应用提供了可能。水下激光通信技术应用于水下移动式运载平台中主要体现出以下3方面的优点。(1)通信速度快。与传统的声学通信仅为bt/s的速率相比,水下激光通信采用高频率信息传输,传输速率可以轻松达到Kbit/s、Mbit/s,甚至是Gbit/s。(2)水下无线连接信息传输。介于水下移动式运载平台为搭载设备及作业工具预留的电气接口有限,因此,实现水下探测设备与水下移动式运载平台无线连接信息传输,有利于提高深海勘探作业的效率。(3)实时性强。水下激光通信技术的高传输速率,可以保证探测装备的测量数据能够通过无线连接的方式,传输至周边的移动运载平台上,解决了尤其是搭载人潜水器下潜勘探的科学家实时获取探测装备测量数据的技术难题。水下激光通信技术的应用同样存在以下缺点。(1)易受水体环境干扰。水下激光通信的信道是水体。因此,水质、水流等环境因素对激光通信的性能起到决定性的作用。尤其是深海海底作业过程中,近底扬尘对通信效果的影响显著。(2)发射器与接收器的点对点传输。水下激光信息需要进行点对点传输,接收端与发射端的精确对接才能建立有效的通信。这就要求水下探测设备与移动式运载平台之间要保持一段时间的相对位置不变。在复杂的水下环境中,保持两者之间的相对位置不变具有一定的操作难度。

2国外水下激光通信技术的发展情况简介

国际上,美国、澳大利亚、日本等国很早便开展了水下激光通信技术研究,已经在水下激光通信领域取得了比较突出的成绩。尤其是近年来,国外对于水下激光通信技术的发展势头迅猛,日本、美国等相继突破水下激光高速率信息传输技术,为水下激光通信技术在水下装备中的应用奠定了基础。2015年,日本山梨大学利用405nm波长的LD光源,在4.8m的清水中成功实现了1.45Gbit/s的信息传输,误码率为9.1×10-4。2016年,美国克莱姆森大学利用445nm波长的LD(laserdiode,激光二极管)光源,在模拟海水的环境下使用OOK-OAM调制技术完成了2.96m距离的高速率水下数据无线传输,数据传输达到了3Gbit/s,误码率仅为2.073×10-4,在使用OAM-WDM-PDM技术后,实现了10Gbit/s的高速数据传输。同年,波兰TopGaN公司,在模拟海水的环境中,利用直接调制氮化镓激光二极管的方式,完成了1m距离内2.5Gbit/s速率的数据传输。同样在2016年,南加利福尼亚大学使用OOK-OAM信号调制技术,使用1064nm激光器生成532倍频激光,在1.2m距离的清水中实现了速率高达40Gbit/s的数据传输。沙特阿卜杜拉国王科技大学(KAUST,KingAbdullahUniversityofScienceandTechnology)的AbdullahAl-Halaf在2015~2016年,通过多次对比试验,取得了不同波长的光波、不同距离以及不同海水水质等条件下的多组对比数据,验证了同等波长的光波在不同传播距离下的传输速率及误码率变化规律。

3水下激光通信技术在我国的发展概况

我国在水下激光应用领域起步较晚,国内主要有清华大学、中科院自动化研究所、哈尔滨工业大学、上海光机所、浙江大学以及桂林电子科技大学等单位从事水下激光的研究。2013年清华大学的董宇涵,建立了一种新型的水下理论链路模型,并用数学模型建立起系统的链接范围、发射功率、误码率、海水特性和风速等各种因素之间的关系。2016年,浙江大学采用了波长为685nm的红色激光进行了水下激光通信实验,在使用128-QAMOFDM调制模式下,仅有7.32bit/s的传输速率,而更换成32-QAMOFDM调制模式后速率提升至4.883Gbit/s,误码率为3.2×10-3。2016年,西北工业大学的黄爱萍博士采用532nm波长的蓝绿激光,分析了典型海水中的信道脉冲影响,通过蒙特卡洛仿真实验进行了验证,发现清澈水域中的无码间干扰信道,并验证了信道传输效率随接收视角和发散角的增大而减小。2017年,杭州电子科技大学的蔡文郁老师带领张军等学生,研制了一款水下激光高速通信系统。采用DPIM(DigitalPulseIntervalModulation)信号调制技术,对研制的该系统进行了实验验证,成功实现了水下50m距离,点对点的高速率、低误码率信息传输,传输速度到达1Mbit/s。2015~2017年,台湾大学使用GaNLD激光器,利用16QAM-OFDM调制技术生成450nm波长的蓝光,通过对比试验,验证了在海水中使用这种调制技术进行水下激光传输速率达到7.2GBit/s时,信号传输距离不会低于6.8m。

4结语