中国海洋大学 海洋学 课程大纲理论课程.docx

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中国海洋大学海洋学课程大纲理论课程

附件2：

中国海洋大学海洋学I课程大纲（理论课程）

英文名称（参考国际国内通用名称）:

Oceanography

【开课单位】海洋环境学院【课程模块】学科基础

【课程编号】【课程类别】必修

【学时数】64（理论63实践1）【学分数】4

备注：

课程模块为公共基础、通识教育、学科基础、专业知识或工作技能；课程类别为必修或选修。

一、课程描述

本课程大纲根据2011年本科人才培养方案进行修订或制定。

（一）教学对象

海洋科学和大气科学专业学生

（二）教学目标及修读要求

1、教学目标（课程结束后学生在知识、技能和态度三个层面达到的目标）

知识：

课程结束后学生将熟悉和掌握与海洋有关的最基本的现象、概念、理论、观测手段，了解海洋科学研究方法、研究成果及应用的最新进展，了解海洋能、海洋灾害和海洋污染等与人类生活密切相关的海洋知识，了解海洋在国防、经济的重要地位和作用。

学生可以较为全面认识海洋。

作为专业课的基础，学生可以应用在海洋课程里学到的海洋基础知识，促进专业课的学习。

技能：

学会绘制海洋要素各种分布图，包括垂直分布图、断面图和大面分布图。

态度：

通过课程学习，逐步建立海洋国土意识，建立海洋环境保护意识和防灾减灾意识，培养学生爱国主义，激发从事海洋科学研究的热情和学习自主性。

2、修读要求（简要说明课程的性质，与其他专业课程群的关系，学生应具备的基本专业素质和技能等）

《海洋学》课程定位：

是海洋科学和海洋技术各相关专业一门重要的专业基础课，是海洋科学入门课程，是进入高层次海洋研究的基础。

该课程的性质是以物理海洋学为核心和纽带，有机结合海洋化学学、海洋生物学、海洋地质学等学科中的相关内容。

是一门内容宽泛、重点突出、概念准确的海洋科学入门课程。

该课程以课堂授课为主，要求以浅显易懂、清晰准确的语言，描述海洋中发生的各种现象和过程。

该课程是海洋科学专业的第一门专业课程，是其他海洋科学专业课程的先导课程。

是以下专业必修课海洋调查、海洋要素计算、卫星海洋学、近海区域海洋学等课程的基础。

学生要学好该课程应具备基本的数学和物理基础。

通过本课程学习,要求学生能准确掌握海洋物理现象和过程及其相关概念、理论，了解海洋科学研究方法、观测手段以及应用，目的使学生较全面认识海洋。

（三）先修课程（参照2011版人才培养方案中的课程名称，课程名称要准确）

没有大学先修课程要求，只要高中理科入学学生即可。

二、教学内容

（一）绪论

1、主要内容：

第一节海洋学研究内容：

一、海洋学研究内容，二、海洋的特性

第二节海洋学研究意义：

一、海洋与人类生存环境关系，二、海洋资源

第三节海洋学研究方法：

一、直接观测，二、实验和数值模拟，三、理论研究

第四节海洋学研究发展史：

一、早期研究（19世纪前），二、海洋科学研究开始，三、全面认识，四、国际研究计划，五、中国海洋科学发展

2、教学要求：

（按照掌握、理解、了解三个层次对学生学习提出要求）

了解海洋科学的研究内容、研究方法、本学科研究发展历史，激发学生探索海洋、研究海洋的热情，激发学生学习自主性。

（二）第一章地球概观

1、主要内容：

第一节宇宙中的地球：

一、太阳系起源，二、地球起源

第二节地球的运动:

一、公转，二、自转，三、地球自转偏向力

第三节地球概观：

一、地球结构，二、海陆分布特点

第四节构造学说，一、大陆漂移说二、海底扩张说，三、板块构造说

第五节海水来源：

一、水的来源，二、盐分的来源

第六节海洋的划分：

一、海和洋的定义及水文特征，二、洋的划分和海的分类

第七节海底地形：

一、大陆边缘，二、洋中脊，三、洋盆

第八节各大洋及中国海形态：

一、太平洋，二、大西洋，三、印度洋，四、北冰洋，五、南大洋，六、中国海

2、教学要求：

（按照掌握、理解、了解三个层次对课程内容提出要求）

理解地球自转偏向力的特性，掌握海、洋的定义和地球上海陆分布特点，了解地球的宇宙环境，准确认识地球在宇宙中的特殊地位及其运动状态。

清楚地球的形状和它的内、外圈层结构。

熟悉海面、海底的地貌形态和海洋形态特征。

了解地球构造学说。

3、重点、难点：

重点：

与地球自转有关的力、海和洋的定义、海陆分布特点、海洋的特征、海底形态特征。

4、其它教学环节：

（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）

无

（三）第二章海水的物理性质

1、主要内容：

第一节海水的组成：

一、海水的组成，二、海水组成恒定性原理

第二节海水的物理性质：

一、淡水，二、海水热力学性质，三、海水的其他物理性质

第三节海水的温度、盐度、密度概念：

一、温度，二、盐度，三、密度，四、海水状态方程

第四节海冰：

一、海冰的形成，二、海冰分类，三、海冰的时空分布，四、海冰的物理性质，五、海冰与海况，六、海冰与气候，七、海冰的危害

2、教学要求：

（按照掌握、理解、了解三个层次对课程内容提出要求）

了解海水的组成，掌握海水温度、盐度、密度、海冰、海水状态方程等定义，掌握海水蒸发、热膨胀和压缩性性质，熟知海水热容性质，了解海水状态方程的含义，认识海冰与气候系统的关系。

通过本章的学习，为进一步学习其他海洋知识做准备。

3、重点、难点：

重点：

海水的热容、蒸发潜热、位温概念和特性，海冰与海洋状况关系。

难点：

海水的盐度、密度、海水状态方程概念

4、其它教学环节：

（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）

无

（四）第三章海洋中的热收支和水平衡

1、主要内容：

第一节海洋中的热收支：

（一）海面热收支：

一、太阳辐射Qs，二、海面有效回辐射Qb，三、蒸发潜热Qe，四、感热交换Qh，五、世界大洋海面年平均热收支随纬度变化；

（二）海洋内部热交换：

一、铅直方向上的热输运Qz，二、水平方向热输送QA，三、海洋中全热量平衡。

第二节海洋中的水平衡：

一、影响因子，二、水平衡方程，三、水平衡对盐度的影响

2、教学要求：

（按照掌握、理解、了解三个层次对课程内容提出要求）

充分认识太阳辐射对海洋的重要性，让学生从地球系统的角度掌握海洋热收支和水平衡，了解具体过程.为以后海洋科学的学习中，做到从大处着眼，小处着手，以宏观带动微观，提高学习的效率打好基础。

3、重点、难点：

重点：

影响海面热收支的因素；海洋表面辐射平衡热盈余的物理意义；影响或控制海面蒸发的条件和因素.

难点：

海面蒸发的条件和影响因素.

4、其它教学环节：

（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）

无

（五）第四章大洋及中国海的温度、盐度、密度的分布及变化

1、主要内容：

第一节大洋温度的分布及变化：

一、水平分布，二、垂直分布，三、水温的变化。

第二节大洋盐度的分布及变化：

一、水平分布，二、垂直分布，三、盐度的变化。

第三节大洋密度的分布及变化：

一、水平分布，二、垂直分布，三、变化。

第四节中国海温盐分布及变化

第五节海水温度、盐度、密度的观测

2、教学要求：

（按照掌握、理解、了解三个层次对课程内容提出要求）

从整体上对世界大洋和中国海的温度、盐度和密度的分布和变化有一个总体的认识，掌握造成这些物理量分布和变化的原因，了解目前已有的温、盐、密度的观测手段和方法。

3、重点、难点：

重点：

海洋温跃层概念和特征，海水的层化现象和层结稳定性；温、盐、密的分布特征及影响因素

难点：

季节温跃层变化规律

4、其它教学环节：

（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）

制图练习：

通过绘制各种水文要素分布图，了解和掌握对观测数据处理、分析的方法，进而研究、认识海洋，培养实际工作技能和良好的从事科学研究工作的态度。

（六）第五章大气环流

1、主要内容：

第一节大气垂直结构与气象要素：

一、地球大气的平均状态，二、地球大气的铅直分层，三、气象要素：

温、压、湿、风。

第二节大气环流：

一、气压带和风带，二、季风环流。

第三节主要天气系统：

一、低纬度系统，二、中高纬度系统，三、中小尺度天气系统，四、区域性天气系统。

第四节中国海气候特征：

一、天气特征，二、气候分布，三、寒潮，四、台风、南风、北风。

2、教学要求：

（按照掌握、理解、了解三个层次对课程内容提出要求）

大气是海洋的上界面，与海洋间时刻进行着能量、物质及动量的传递和交换，对海水的运动和状态影响显著。

如大气环流运动，直接影响海洋上层环流的结构及变化。

阐述海面上的各种典型天气系统运动特征。

为今后研究和认识其引起的海洋现象打下良好基础。

3、重点、难点：

重点或难点：

地球上气压带和风带及季风环流的特征和分布，热带气旋、温带气旋既是本节的重点亦是难点。

4、其它教学环节：

（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）

无

（七）第六章海洋环流与水团

1、主要内容：

第一节概述：

一、定义及分类，二、影响和产生海流的力。

第二节海流成因：

一、风生：

风海流，二、密度差异引起：

密度流。

第三节地转流：

一、地转流定义，二、地转流特点。

第四节风海流：

一、无限深海风海流，二、浅海风海流，三、风海流体积输运，四、风海流的副效应。

第五节惯性流：

一、定义，二、水质点运动轨迹。

第六节大洋环流及水团结构：

（一）大洋环流的成因：

一、风生大洋环流，二、热盐环流；

（二）海洋表层环流的地理分布：

一、副热带海区反气旋式环流，二、气旋式环流；

（三）大洋表层环流各流系的特征：

一、赤道流系，二、西边界流，三、西风漂流，四、东边界流East，五、亚北极海流North，六、极地环流，七、副热带辐聚区，八、世界大洋上层铅直向环流；

（四）大洋水团及表层以下环流：

一、大洋表层以下的环流，二、水团的定义和分析方法，三、大洋水团。

第七节中国海环流：

一、东中国海环流，二、黑潮分支与主要作用。

第八节海流的观测、研究及应用：

一、观测手段，二、研究方法，三、应用。

2、教学要求：

（按照掌握、理解、了解三个层次对课程内容提出要求）

掌握海流、环流及水团的相关概念、形成原因，掌握地转流、风海流的概念及其特征，水体输运的主要特征；上升流和下降流的概念及其流区主要特征。

掌握全球海洋环流结构和水团结构。

熟悉西向强化现象，了解其出现西向强化现象的主要原因。

了解各流系的主要特征、大洋各水团的来源及主要特点。

通过本章学习，有助于了解海洋环流对全球气候系统的影响。

3、重点、难点：

1、海洋环流空间分布状态，大洋水团结构

2、准地转、准静力、准定常三个概念。

3、地转流、风海流的特征

难点：

地转平衡

4、其它教学环节：

（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）

课后自主实践：

通过虚拟实验室实验，进一步熟悉该部分教学内容，深入认识海洋流动相关现象和过程，认识海洋环流主要特征。

（八）第七章海洋中的波动

1、主要内容：

第一节概述：

一、波浪要素，二、波浪类型。

第二节小振幅重力波：

波形传播与水质点的运动，波动能量及波动叠加；

第三节有限振幅波

第四节风浪和涌浪：

风浪和涌浪地二、浅海和近岸海浪

第五节海洋内波：

界面内波二、密度连续变化海洋中的内波

第六节开尔文波与罗斯贝波：

一、开尔文波二、罗斯贝波

第七节海浪的观测、研究及应用

2、教学要求：

（按照掌握、理解、了解三个层次对课程内容提出要求）

了解海洋中的波动现象是海水的基本运动形式之一。

从海面到海底处处都可能出现波动。

从简单波动的讨论入手，以小振幅波为重点，讨论波动特征及叠加效果。

熟悉内波的特性、了解长周期波（凯尔文波和罗斯贝波）的特性。

掌握风浪、涌浪概念、传播特性；传到浅海和近海情况。

3、重点、难点：

重点：

简单波动的特性；风浪、涌浪、内波的概念、传播特征。

难点：

风浪成长状态

4、其它教学环节：

（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）

课后自主实践：

通过虚拟实验室实验进一步熟悉该部分教学内容，深入认识海洋波动相关现象和过程。

（九）第八章潮汐及风暴潮

1、主要内容：

第一节概述：

一、定义二、研究意义三、基本要素四、潮汐分类

第二节与潮汐现象有关的天文知识：

 一、天球二、时间单位

第三节引潮力：

一、万有引力二、惯性离心力三、引潮力四、引潮力讨论

第四节潮汐理论：

一、平衡潮理论二、潮汐动力理论

第五节中国海潮汐

第六节潮汐的观测、预报方法及应用

第七节风暴潮：

一、定义二、分类三、风暴潮预报

2、教学要求：

（按照掌握、理解、了解三个层次对课程内容提出要求）

建立潮汐是海水基本运动形式之一的概念，了解潮汐的一些基本要素；掌握用来解释潮汐现象的平衡潮理论和潮汐动力理论的基本思想；能够运用潮汐理论定性解释一些常见的潮汐现象，认识潮汐运动的一些基本规律。

掌握风暴潮的概念和特性，了解潮汐和风暴潮的预报方法；掌握从潮位曲线中分离风暴潮和潮汐的方法；了解潮汐的观测手段。

3、重点、难点：

引潮力的概念，平衡潮理论的基本思想及分潮的概念。

4、其它教学环节：

（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）

课后自主实践：

通过虚拟实验室实验进一步熟悉该部分教学内容，深入认识海洋潮汐现象以及影响因素。

（十）第九章海水的混合和海洋细结构

1、主要内容：

第一节海水混合：

一、混合概念、形式二、混合效应及影响因素三、混合增密效应四、水团之间混合

第二节海洋热盐细结构

2、教学要求：

（按照掌握、理解、了解三个层次对课程内容提出要求）

了解海水混合的主要形式及不同海域混合的主要过程；熟悉混合增密效应；细结构的概念、类型及内波与细结构的关系。

3、重点、难点：

海水混合形式和主要混合过程；混合效应；双扩散对流概念和过程

4、其它教学环节：

（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）

无

（十一）第十章海洋——大气相互作用

1、主要内容：

第一节气候系统：

一、气候系统二、海洋在气候系统中的地位

第二节海洋—大气相互作用：

一、海洋与大气相互作用的基本特征二、ENSO

2、教学要求：

（按照掌握、理解、了解三个层次对课程内容提出要求）

了解海洋在气候系统中的地位及其海洋与大气相互作用的基本特征。

了解全球性的海气相互作用事例ENSO。

3、重点、难点：

重点：

海—气相互作用的基本特征，ENSO概念

难点：

气候系统的概念

4、其它教学环节：

（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）

无

（十二）第十一章海洋中的声传播和光现象

1、主要内容：

第一节声波在海洋中的传播：

一、研究意义二、声波知识三、声波在水中传播的速度四、海洋声学特性五、声波在海洋中的传播六、海洋噪声

第二节海洋中的光现象：

一、研究意义二、海水的光学特性三、透明度和水色四、光与海洋生物

2、教学要求：

（按照掌握、理解、了解三个层次对课程内容提出要求）

了解海洋研究中声、光的作用和地位，掌握海水中声波传播的规律及主要影响因素，掌握一些主要的海洋声学现象。

了解一些主要的海洋光学现象、基本的海洋光学性质及它们的分布规律

3、重点、难点：

海水中声波的传播规律及影响因素。

海水中光的传播特性，水色、海色和透明度的概念。

4、其它教学环节：

（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）

无

（十三）第十二章海水的化学特性

1、主要内容：

第一节海水的化学组成

第二节界面化学过程

第三节水体内部均相化学过程

2、教学要求：

（按照掌握、理解、了解三个层次对课程内容提出要求）

对海洋化学在海洋科学中的作用和地位有充分的了解和认识以及海洋化学与其他海洋学科特别是物理海洋的联系

3、重点、难点：

重点：

海水化学成分、海水化学过程

难点：

碳循环、了解地球各圈层相互作用

4、其它教学环节：

（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）

无

（十四）第十三章海洋中的生命

1、主要内容：

一、海洋生物的环境分区

二、海洋生态系的结构与功能

2、教学要求：

（按照掌握、理解、了解三个层次对课程内容提出要求）

认识到海洋是生命的摇篮，认识海洋生物的多样性，海洋生态系统的构成和平衡机制，海洋生物生产力对海洋生物的意义和作用以及海洋生物学与物理海洋学、海洋化学之间的关系.

3、重点、难点：

重点：

海洋生态系统的结构与功能

难点:

生态系统与物理过程的关系

4、其它教学环节：

（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）

无

三、教学环节及学时分配

本课程总学时64学时（如有实践环节根据课程的实际情况填写，如实验、上机、案例讨论和角色扮演等），其学时分配见下表。

海洋学I课程教学学时分配表

教学内容

总学时

课堂教学学时

课外辅导/课外实践学时

备注

理论讲授

实践环节

绪论

2

2

第一章地球概观

4

4

第二章海水的物理性质

4

4

第三章海洋中的热收支和水平衡

4

4

第四章海水温度、盐度和密度

6

5

1

4

第五章大气环流

4

4

第六章海洋环流与水团

10

10

4

第七章海洋中的波动

8

8

4

第八章潮汐及风暴潮

8

8

4

第九章海水的混合和海洋细结构

4

4

第十章海洋——大气相互作用

4

4

第十一章海洋中的声传播和光现象

2

2

2

第十二章海水的化学组成和化学过程

2

2

第十三章海洋中的生命

2

2

合计

四、考核方式及评价体系（考核方式及成绩评价体系由老师根据课程自己设定）

1、考核方式：

（1）闭卷考试

（2）阶段测试（3）提交论文（4）绘图练习

2、评价体系：

课程考核成绩由平时成绩和期末考试成绩构成，平时成绩根据出勤、课堂讨论、课后作业、期中检查等评定，所占比重一般不超过50%。

考核各部分的比重由老师结合课程内容给定：

平时成绩：

50%期末考试：

50%

平时成绩（100分）=绘图练习（20）+阶段测试（60（20分/次））+论文（20）

五、选用教材及必读参考书（注明作者、出版社、出版时间及版次）

1、选用教材（告知学生需要购买的教材）

海洋科学导论，冯士筰等，高等教育出版社

2、主要参考书

中文版教材：

海洋学，杨殿荣，高等教育出版社

各种英文版教材：

《Oceanography》；《PhysicalOceanography》；《IntroductionofWorldOcean》等

网络版教材：

1、IntroductiontoPhysicalOceanography；2、OurOceanPlanetOceanographyinthe21stCentury。

网址：

http:

//oceanworld.tamu.edu/resources/ocng_textbook/contents.html；

http:

//oceanworld.tamu.edu/resources/oceanography-book/contents.htm

六、撰写小组成员：

王秀芹、赵栋梁、孙建、李磊、王辉、杨波、杨庆轩撰写时间：

2012年3月16日

七、审核人：

八、院（系）学术委员会签章