「海洋科學專業」的研究領域與分支、以及主要課程

最新 06-22

研究領域

海洋科學是研究海洋的自然現象、性質及其變化規律，以及與開發利用海洋有關的知識體系。它的研究對象是佔地球表面71%的海洋，包括海水、溶解和懸浮於海水中的物質、海洋中的生物、海底沉積和海底岩石圈，以及海面上的大氣邊界層和河口海岸帶等。

海洋科學的研究領域十分廣泛，其主要內容包括對海洋的物理、化學、生物和地質過程的基礎研究，海洋資源開發利用，以及海上軍事活動等的應用研究。由於海洋本身的整體性、海洋中各種自然過程相互作用的複雜性和主要研究方法、手段的共同性而統一起來，使海洋科學成為一門綜合性很強的科學。

海洋作為地球表面最大的能量、物質傳輸系統，其中發生著各種不同類型和不同深度的海水運動和過程，對於海洋中的生物、化學和地質過程有著顯著的影響。海水運動或波動是海洋中的溶解物質、懸浮物和海底沉積物搬運的重要動力因素，因此，海洋中化學元素的分布和海洋沉積，以及海岸地貌的塑造過程都是不能脫離海洋動力環境的。反過來，海水的運動狀況也與特定的地理環境、化學環境有關。這就是海洋自然環境的統一性的具體表現。

海洋中發生的各種自然過程，在不同程度上同大氣圈、岩石圈和生物圈都有耦合關係，並且同全球構造運動以及某些天文因素密切相關，這些自然過程本身也相互制約，彼此間通過各種形式的物質和能量循環結合在一起，構成一個具有全球規模的、多層次的海洋自然系統。正是這樣一個系統，決定著海洋中各種過程的存在條件，制約著它們的發展方向。

海洋科學研究的目的，就在於通過觀察、實驗、比較、分析、綜合、歸納以及科學抽象方法，去揭示這個系統的結構和功能，認識海洋中各種自然現象和過程的發展規律，並利用這些規律為人類服務。

主要分支

海洋科學是19世紀40年代以來出現的一門學科。海洋科學專業實際是在物理學、化學、生物學、地理學背景下發展起來的，形成了海洋氣象學、海洋物理學、海洋化學、海洋生物學和海洋地質學等專業方向，許多大學在多年來專業背景教育基礎上積累的豐富經驗為海洋科學教育打下了良好的基礎。

海洋科學研究和科學理論呈現出日益增強的整體化趨勢。隨著海洋科學的發展，揭示的海洋現象越來越多，因此學科的劃分也就越來越細，研究領域也越來越廣。近幾十年來對海洋現象和過程的深入研究發現，各分支學科之間是彼此依存、相互交叉、相互滲透的，每一分支學科只有在整個海洋科學體系的相互聯繫中才能得到重大發展。海洋中發生的自然過程，按照內秉屬性，大體上可分為物理過程、化學過程、地質過程和生物過程四類，每一類又是由許多個別過程所組成的系統。對這四類過程的研究，相應地形成了海洋科學中相對獨立的四個基礎分支學科：海洋物理學、海洋化學、海洋地質學和海洋生物學。

海洋物理學

主要研究海水的各類運動(如海流、潮汐、波浪、行星波、湍流和海水層的微結構等)，海洋同大氣圈和岩石圈的相互作用規律，海洋中聲、光、電的現象和過程，以及有關海洋觀測的各種物理學方法。海洋物理學是以物理學的理論、技術和方法研究發生於海洋中的各種物理現象及其變化規律的學科。其中主要還包括物理海洋學、海洋氣象學、海洋聲學、海洋光學、海洋電磁學等。

海洋化學

是研究海洋各部分的化學組成、物質分布，化學性質和化學過程的學科。研究的內容主要是海洋水層和海底沉積以及海洋一大氣邊界層中的化學組成、物質的分布和轉化，以及海洋水體。海洋生物體和海底沉積層中的化學資源開發利用中的化學問題等。海洋化學包括化學海洋學和海洋資源化學等分支。

海洋地質

是研究地球被海水淹沒部分的特徵和變化規律的學科。主要研究內容為：海岸和海底地形，海洋沉積的組成和形成過程，洋底岩石的岩性、礦物和地球化學，海底地殼構造和大洋地質歷史，海底的熱流、重力異常、磁異常和地震波傳播速度等地球物理特性。海洋地質學當前研究的重大課題是海底礦產資源的分布和成礦規律，大陸邊緣(包括島弧——海溝系)和大洋中脊為主的板塊構造，以及古海洋學等。

海洋生物

是研究海洋中一切生命現象和過程及其規律的學科，主要研究海洋中生命的起源和演化，海洋生物的分類和分布、形態和生活史、生長和發育、生理和生化、遺傳，特別是生態的研究，以闡明海洋生物的習性和特點與海洋環境之間的關係，揭示海洋中發生的各種生物學現象及其規律，為開發、利用和發展海洋生物資源服務。海洋生物學包括生物海洋學、海洋生態學等分支學科。

如同自然科學中的其他學科一樣，海洋科學的各個基礎分支學科不僅互相聯繫，互相依存，而且互相滲透，不斷萌生出許多新的分支學科，如海洋地球化學、海洋生物化學、海洋生物地理學、古海洋學等。海洋科學研究成果的應用，由於服務對象不同，還相應地形成一些相對獨立的應用性學科，如海洋水文氣象預報、航海海洋學、漁場海洋學、軍事海洋學等。此外，由於現代科學技術發展很快，海洋資源開發技術與日俱新，在海洋科學研究中還逐漸分化出一系列技術性很強的應用學科和專業技術研究領域。

主要課程

不同學校的課程會有一些差異，下面以中山大學海洋科學專業的培養計劃為例來介紹，按「學科大類—專業方向—綜合提升」設置專業課程體系。

學科大類板塊：學科大類基礎課程+學科大類核心課程。是海洋科學專業全體學生的必修課程。

學科大類基礎課程：旨在通過寬口徑專業教育夯實學生的學科專業認知基礎，引導學生了解學科知識發展基本脈絡，培養寬廣的知識面，為學習並掌握學科大類核心課程奠定基礎，包括：高等數學、大學物理（含實驗）、普通化學（含實驗）、普通地質學（含實驗）、普通生物學（含實驗）、分析化學、線性代數與概率論。

學科大類核心課程：充分體現顯著專業屬性和學科特點，具有鮮明「臉譜」特徵，能夠使學生通過課程學習，培養和鞏固專業志趣，掌握海洋科學理論基礎和核心知識，為學生進一步學習掌握海洋生物、海洋地質或物理海洋學等專業知識奠定基礎，包括：海洋科學導論、海洋生態學（含實驗）、物理海洋學、海洋地質學、海洋化學（含實驗）、海洋環境科學（含實驗）、流體力學（含實驗）、衛星海洋學、海洋科學進展。

專業方向板塊：海洋生物方向+海洋地質方向+物理海洋方向+海洋化學方向。學生進行「四選一」專業方向分流，通過專業方向必修課程學習，系統掌握各方向基本研究原理和方法，為專業綜合提升建立基礎。

海洋生物方向：海洋動物學（含實驗）、海洋植物學（含實驗）、海洋微生物學（含實驗）、生物化學（含實驗）、生物統計學、遺傳學（含實驗）、海洋污染與毒理、細胞與分子生物學（含實驗）。

海洋地質方向：結晶學與礦物學（含實驗）、火成岩與變質岩石學（含實驗）、沉積岩石學與海相沉積（含實驗）、構造地質學與海底構造、應用地球物理學、海洋油氣地質學、海洋地球化學、海洋礦產資源學。

物理海洋方向：海洋地圖與測量學、海洋氣象學（含實驗）、海岸動力學、海洋沉積動力學（含實驗）、數值分析與計算方法、海岸動力地貌學、海洋聲學、海洋岩土工程、海洋調查與觀測技術（含實驗）。

海洋化學方向：海洋有機化學、海洋環境化學、海洋儀器分析、生物化學、海洋藥物化學、物理化學、海洋地球化學、海洋污染與毒理。

綜合提升板塊：實踐課程（必修）+專業選修課。注重「剛性」與「柔性」結合、「專深」與「廣博」結合，設置創新實踐能力的訓練環節，推進彈性課程體系和授課方式，調動學生學習興趣和主動性，為其更自主、個性化的學習創造條件；面向海洋學科學術研究、行業應用等不同發展路徑設置個性化課程模塊，鞏固提升海洋科學理論基礎，形成專業素養。

實踐課程（必修）：海洋科學認識實習、海洋科學專業實習、海洋科學綜合實習、綜合實驗與實踐、畢業論文。

專業選修課：有機化學（含實驗）、Fortran語言與程序設計、海岸工程、海洋天然產物與海洋藥物、海洋功能性食品、區域海洋學、海洋法、全球氣候變化與海洋生態環境、海洋環境監測與評價、海洋地質微生物學、海洋油氣田綜合勘探、海洋水產動物病害學、海洋生物多樣性、海洋遙感與地理信息系統、海洋地質現代分析測試技術、大地構造學與古海洋演化、海洋學中的資料分析方法及MATLAB應用、海水養殖、海洋環境地質學、海洋科學專業英語等。

學科大類—專業方向—綜合提升」課程體系