《海洋环境可视化综合训练》教学大纲

一、课程简介

1. 课程性质

海洋环境可视化综合训练是海洋科学专业的一门辅助性专业课程，目标是培养和强化海洋学人才读取、处理和分析数据的能力以及绘图能力。

2. 课程任务

通过学习该课程，要求学生系统掌握读取和处理多种类型海洋数据的方法以及几种通用绘图软件和专业绘图软件的基本使用方法；为将来顺利进行本科毕业论文以及研究生阶段的科研工作奠定基础。

秉承立德树人的教学理念，在教学过程中将专业知识和课程思政有机统一，潜移默化地融入课程思政要素，培养学生严谨认真的治学态度，对树立学生正确的人生观和价值观起到引领作用。

二、课程目标

1. 思政育人目标

课程目标1：培养学生通过可视化工具展示研究成果的能力（支撑毕业要求10.1）

2. 知识能力目标

课程目标2：掌握读取和处理多种类型海洋数据的方法以及几种通用绘图软件和专业绘图软件的基本使用方法。（支撑毕业要求5.2）

课程目标3：掌握对海洋数据进行分析处理和可视化的方法，具备根据数据类型选择合适处理方法的能力（支撑毕业要求4.4）

三、课程目标与毕业要求的对应关系

表1 课程目标对毕业要求的支撑关系

四、教学基本内容、要求及学时分配

表2 教学内容、要求及学时分配

序号	教学内容	教学要求	学时 分配	教学 方式	对应课程目标
1	资料准备	（1）了解常见的数据存储格式 （2）了解常见的绘图软件及其特点	4（线下）	讲授	1
2	海洋数据读取和处理	（1）掌握用matlab读取简单格式的ASCII码文件（N行M列纯数字）的方法 （2）掌握用matlab读取复杂格式的ASCII码文件（包含文件头，包含文本内容）的方法 （3）掌握用matlab读取无格式的二进制文件，明白big endian和little endian的区别 （4）熟练掌握matlab读写netcdf格式的文件	12（线下）	讲授 上机实习	2,3
3	Matlab可视化	（1）熟练掌握matlab绘制常见的2D图的方法：plot，loglog，bar，area，pie，quiver （2）熟练掌握matlab绘制常见的2.5D图的方法：contour，contourf，clabel，pcolor （3）掌握matlab绘制常见的3D图的方法：surf，mesh （4）熟练掌握matlab图像的格式化的方法	12（线下）	讲授 上机实习	2,3
4	Surfer可视化	（1）掌握使用surfer对站点数据插值的操作以及常见插值方法 （2）掌握surfer绘制等值线图和二维矢量图的方法 （3）掌握surfer图像的格式化以及陆地的处理的方法	8（线下）	讲授 上机实习	2,3
5	ODV可视化	（1）掌握使用ODV对导入站点观测数据的方法 （2）掌握对站点观测数据进行插值，绘制大面、断面、剖面、时间序列等常见海洋学图像的方法 （3）了解格点数据的导入和绘图的方法	4（线下）	讲授 上机实习	2,3

五、基本要求

1. 教学基本要求

本课程为实践课程，主要内容以课堂讲授和上机实习为主，二者穿插进行。重点通过大量实例在上机实习的过程中培养学生的编程能力

2. 教学方法

（1）本实践环节重点培养学生上机的操作能力，通过提供大量练习数据，帮助学生掌握海洋学常见数据格式的读取和常见图形的可视化绘图。本课程的教学将充分利用数字化技术、网络技术制作丰富多彩的教学和辅导材料，调动学习积极性，提高教学效率。

（2）外语要求：具备一定的英语阅读能力和基本的专业英语词汇。能够读取数据的文件头信息，以及软件的帮助手册。

六、考核与成绩评定方式

本课程考核办法针对课程目标进行设计，考核内容与课程目标的能力要求相对应，课程目标达成的期望值设定为 0.70。最终成绩由实习报告给出，具体比例如下：

实习报告：100%。分组完成，给定一组海洋数据，完成数据读取、统计，并完成两部分的绘图工作，一部分为规定格式，一部分为自选格式。成绩以统计结果的准确性、图像的美观性和编程的规范性综合给出。

表3 建议考核方式及成绩比例

七、学习资源

参考书:

[1] MATLAB Programming for Egineers(2nd Edition)，Stephen J. Chapman，科学出版社，2003

[2] Surfer10地学计算机制图，白世彪等，科学出版社，2012