中国海洋大学 化学海洋学(海洋化学) 课程大纲

中国海洋大学 化学海洋学(海洋化学) 课程大纲
中国海洋大学 化学海洋学(海洋化学) 课程大纲

附件2:

中国海洋大学化学海洋学(海洋化学)课程大纲

(Chemical Oceanography)

【开课单位】化学化工学院【课程模块】专业知识

【课程编号】【课程类别】必修

【学时数】64 (理论64 实践)【学分数】 4

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

面向化学(海洋化学)国家理科基地3年级本科生开设。也可作为化学(应用化学方向)、海洋科学、海洋技术等专业本科生选修课程。

(二)教学目标及修读要求

1.教学目标

通过课堂讲授和讨论,结合《化学海洋学实验》、《海洋学和海洋化学专业实习》等教学环节,使学生掌握海洋化学的基础知识、基本概念和基本理论,包括海洋中各种化学成分的含量、性质、特点、存在形式、分布、迁移变化规律以及相关研究方法等内容。在此基础上,使学生了解海洋化学研究需综合考虑的因素以及与物理海洋学、生物海洋学和海洋地质学等其它海洋分支学科的联系,了解当前海洋化学研究的热点和发展方向,了解与资源、环境与可持续发展相关的问题,为学习其它海洋化学专业课程和将来从事海洋科学研究打下基础。

2.修读要求

化学海洋学是化学与海洋学交叉的一门边缘学科,是研究海洋各部分的化学组成、物质分布、化学性质和化学过程的科学,是化学(海洋化学)方向的专业基础课程。学生应掌握无机化学、分析化学、有机化学、物理化学(上)和海水分析化学、海洋学II的理论知识,掌握无机化学实验、分析化学实验、物理化学实验(上)和海水分析化学实验的基本技能。

(三)先修课程

海洋学II。

二、教学内容

第一章绪论

1.主要内容

1.1 化学海洋学的内容和特点

1.2 化学海洋学的历史与发展

1.3 化学海洋学的研究意义和作用

2.教学要求

理解化学海洋学的主要内容和特点,了解海洋化学的历史与发展,及其研究意义和作用。

第二章海洋的形成和海水的组成

1.主要内容

2.1 海洋的形成与海水化学组成的演化

2.2 海洋中元素的平衡和元素逗留时间

2.3 海洋中元素的分布

2.教学要求

了解地球起源、海洋形成与海水化学组成的演化,理解海洋中元素的地球化学平衡,掌握元素逗留时间的概念,掌握海洋中元素保守性与非保守性以及混合过程中元素的行为,掌握海洋中元素分布类型和描述方法。

第三章海洋中的常量元素

1.主要内容

3.1 海洋主要成分和海水组成恒定性

3.2 海水盐度和氯度

3.3 海水主要成分的存在形式

3.4海水碳酸盐体系

2.教学要求

掌握海水主要成分的性质、特点和盐度、氯度的概念,掌握海水中离子缔合作用、主要成分存在形式与海水化学模型。

掌握海水碳酸盐体系的基本参数、化学平衡与计算法,掌握大洋海水碳酸盐体系的分布变化规律,掌握碳酸钙沉淀-溶解平衡过程特点。

第四章海水中的溶解气体

1.主要内容

4.1海水中气体的溶解度

4.2 气体在海-空界面间的交换

4.3 海洋中的溶解氧

4.4 海洋中的非活性气体

4.5 海水中的痕量活性气体

2.教学要求

掌握海水中气体溶解度的概念,理解影响气体溶解度的因素,掌握气体在海-空界面间的交换模式和影响因素,掌握海水中溶解氧的分布和变化过程,理解海水中非活性气体、痕量活性气体行为与分布特点。

第五章海洋中的营养盐

1.主要内容

5.1 海洋中的磷

5.2 海洋中的无机氮化物

5.3 海洋中的硅

5.4 海洋中营养盐的垂直循环

5.5 富营养化与赤潮(选读)

2.教学要求

掌握海洋中营养盐(磷、氮和硅)的性质、特点、分布特征,理解营养盐的形态转化规律、影响因素以及化学计量关系,理解营养盐垂直循环与模型描述。

第六章海洋中的微量元素

1.主要内容

6.1 微量元素的来源、含量和分布类型

6.2 海洋中微量元素的存在形式

氧化-还原平衡

微量金属络合物

微量元素的存在形式和形态

6.3 海洋中微量元素的生物地球化学

2.教学要求

掌握海洋中微(痕)量元素的来源、性质、分布和研究中的关键问题,理解海水中氧化-还原作用、配位化合作用及其对微量元素存在形式的影响,理解微量元素的环境与生物地球化学意义。

第七章海洋中的有机物和海洋生产力

1.主要内容

7.1 海洋中有机物的组成

7.2 海洋中的有机碳

7.3 海洋生产力

2.教学要求

理解海洋有机物来源、组成分类和特点,掌握海洋有机碳(氮、磷)的组成、分布与变化,掌握海洋生产力的概念,理解海洋生产力的测定方法、影响因素和分布规律。

第八章海洋中的同位素

1.主要内容

8.1 海洋中的稳定同位素

8.2 海洋中的放射性核素

8.3 海洋生产力测定中的同位素方法

2.教学要求

了解海洋中同位素的分类。掌握同位素分馏的概念和稳定同位素在海洋中的应用。掌握放射性同位素衰变体系及天然和人工放射性核素和在海洋研究中的应用。

第九章海洋化学有原理、模型理论和物质循环

1.主要内容

9.1 海洋化学若干原理

9.2 海洋化学模型和元素存在形式

9.3 海洋化学中的界面作用

9.4 海洋生物地球化学循环和全球变化

2.教学要求

理解海洋中“四大界面”的有关化学过程及重要性,理解海洋中元素的生物地球化学循环模式及重要性,掌握生物泵的概念和意义。了解资源、环境与可持续发展的关系。

第十章海洋化学资源和可持续发展

1.主要内容

10.1 海洋化学资源及其利用

10.2 海洋门资源、环境和可持续发展

2.教学要求

了解资源、环境与可持续发展的关系。

三、教学环节及学时分配

本课程总学时64 学时,分配见下表。

化学海洋学课程教学学时分配表

注:1.“实践环节”与“课外实践”其见后附《化学海洋学实验》和《海洋学和海洋化学专业实习》大纲。

2.第三章包含海水碳酸盐体系作为第4节,学时较多。

四、考核方式及评价体系

1.考核方式:闭卷考试

2.评价体系:平时成绩:20%,期末考试:80%。

五、选用教材及必读参考书

1.选用教材

张正斌.海洋化学.青岛:中国海洋大学出版社,2004.

2.主要参考书

Sverdrup, H.U., Johnson, M.W., Fleming, R.H. The Oceans. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1942.

W.S. 布罗克著,刘光等译.化学海洋学.北京:科学出版社,1981.

J.P. 赖利等主编,刘光,崔清晨等译.化学海洋学(1、2、8卷).北京:海洋出版社,1982-1992.

Broecker, W.S., Peng T.-H. Tracers in the Sea. (New York: Lamont-Doherty Geological Observatory,) Palisades: Eldigio Press, 1982.

Stumm, W, Morgan J.J. Aquatic Chemistry, 3rd ed. Wiley-Interscience, NewYork, 1996.

Millero, F.J. Chemical Oceanography, 3rd ed. Boca Raton: CRC Press, 2005.

Libes, S.M. An Introduction to Marine Biogeochemistry, 2nd ed. Amsterdam: Academic Press, 2009.

陈敏.化学海洋学.北京:海洋出版社,2009.

六、撰写小组成员:李铁、刘春颖撰写时间:2012年3月20日

七、审核人:姬泓巍、任景玲

八、院(系)学术委员会签章

附件3:

中国海洋大学化学海洋学实验课程大纲(实验课程)

(Chemical Oceanography Experiment)

【开课单位】化学化工学院【课程模块】专业知识

【课程编号】072323102265 【课程类别】必修

【学时数】36 【学分数】 1

一、课程描述

本实验课程大纲根据2011年本科人才培养方案进行修订或制定。

1、适用专业:化学(海洋化学),海洋科学,海洋技术

2、实验的任务、性质与目标

化学海洋学实验是《化学海洋学》课程的实践环节,在学习《海洋学II》和《海水分析化学》基础上,利用物理化学实验和仪器分析实验等综合手段,根据《化学海洋学》课程的相关内容开设实验。本实验课程旨在使学生了解化学海洋学的研究方法与实验设计,初步掌握海洋中化学成分的存在形式、存在形态以及海洋中有关化学平衡、化学过程和化学特征的实验研究方法,并对化学海洋学实验研究的综合性、复杂性和局限性有直接认识和亲身体验。

3、实验方式与基本要求

课程采用实验室内实验的方法。要求学生在规定的教学时间内,完成要求的所有实验,得到准确的实验结果,进行系统的数据分析并总结讨论,以实验报告的形式上交实验成果。

4、先修课程:

海水分析化学实验。

二、实验内容

备注:1.实验项目名称:能全面反映实验的基本内容。课程内实验项目须与课程教学大纲中的实验项目名称保持一致。2.实验类型:技能训练性、演示性、验证性、综合性、设计性等实验。3.实验要求:填必做或选做。

三、实验报告

要求写清楚实验要求、实验原理、实验结构、数据处理和分析讨论及注意事项等内容。要求字迹清晰,行文调理,数据可靠,分析合理。

四、考核方式与评价指标

考核方式为平时成绩(包括日常考核和操作考核)和实验报告成绩,二者各占50%,总成绩以分数的形式给出。

五、实验课的配套教材、讲义与指导书

实验讲义:

《化学海洋学实验》,中国海洋大学海洋化学课程教学团队编(已立项出版)。

主要参考书:

1.J. P. 赖利等主编,刘光,崔清晨等译,1982。化学海洋学(1、2卷),海洋出版社,

北京。

2.张正斌主编,2004。海洋化学。中国海洋大学出版社,青岛。

3.Stumm, W., Morgan, S.S., 1996. Aquatic Chemistry, 3rd edition. John Wiley & Sons, New York.

六、撰写小组成员:谭丽菊,李铁撰写时间:2012年4月10 日

七、审核人:姬泓巍、任景玲

八、院(系)学术委员会签章

附件4:

中国海洋大学海洋学和海洋化学专业实习课程大纲(实习课程)(Specialized Practical Training for Oceanography and Marine Chemistry)

【开课单位】化学化工学院【课程模块】工作技能

【课程编号】【课程类别】必修

【学时数】 4 周【学分数】 4

一、课程描述

本课程教学大纲根据2011年本科人才培养方案进行修订或制定。

1.适用专业:面向化学(海洋化学)国家理科基地3年级本科生开设。也为化学(应用化学方向)、海洋科学、海洋技术等专业本科生选修。

2.教学目标:通过海洋现场观测与调查研究,使学生熟悉并了解海洋调查船的工作环境和海洋现场的工作条件,学习并掌握海洋学和海洋化学观测调查分析和研究的基本方法,培养学生开展海洋观测调查和研究的基本技能,巩固并加深学生对海洋学和海洋化学的专业基础知识理解。实习任务主要是海洋学和海洋化学观测调查分析和研究。实习要求学生通过处理观测调查数据资料,结合海水分析化学、海洋化学调查方法与数据处理和化学海洋学等专业基础课程,从中学习、发现、分析并研究海洋学和海洋化学的科学问题,培养学生热爱海洋的工作热情和不怕吃苦的工作精神,以达到人才培养基地的培养目标。

3.实习实训地点(基地)说明:“东方红2”船,中国陆架边缘海域。

4.先修课程:海洋学II,海水分析化学实验。

二、实习内容

模块一、海洋学和海洋化学调查研究方案制定和准备

1.主要内容

方案制定:观测调查目的、观测调查区域(包括站位布设和航线)、观测调查项目、观测调查方式和方法、数据汇总计划。

物品准备:出海用器材、试剂,安全防用品,生活用品。

2.实习实训要求

了解海洋学和海洋化学现场观测调查研究的基本要求,学习和实践对现场观测调查研究进行总体规划。准备部分出海用物品。

模块二、海洋水文和气象背景观测调查研究

1.主要内容

海洋水文观测:水深,水温,海流(流速、流向),水色、透明度。

海洋气象观测:海况,能见度、气温、湿度、气压,天气现象、风(风速、风向),云(云量、云高)。

2.实习实训要求

学习和了解海洋学现场观测调查的基本手段,学习和实践调查设备如绞车、采水器、各类水文和气象观测仪器的操作和使用方法。

实践并掌握目标海域海洋水文和气象背景资料的现场观测和调查方法,分析讨论影响因素。

模块三、海水化学基本要素观测调查研究

1.主要内容

海水化学观测调查要素:盐度,溶解氧,pH和总碱度

2.实习实训要求

实践并掌握目标海域海水盐度、溶解氧、pH和总碱度的空间分布和时间变化的现场观测调查方法,分析讨论主要影响因素。

模块四、海洋污染化学观测调查研究

1.主要内容

海洋污染化学观测调查要素:海水化学需氧量,污染石油烃;沉积物取样。

2.实习实训要求

实践并掌握目标海域部分海洋污染化学要素的空间分布、时间变化的现场观测调查方法,分析讨论相关影响因素。

学习和了解表层沉积物样品采集、处理和贮存方法。

模块五、海洋生源要素与生态化学观测调查研究

1.主要内容

海洋生源要素与生态化学观测调查要素:溶解磷酸盐,溶解硅酸盐,溶解硝酸盐、亚硝酸盐、铵,叶绿素,浮游植物取样和观察。

2.实习实训要求

实践并掌握目标海域海水营养盐的空间分布和时间变化的现场观测调查方法,结合叶绿素和浮游生物观测分析讨论海水营养要素的生态功能和影响因素

学习和了解浮游生物网的操作使用方法。

模块六、海水自动分析技术及其应用

1.主要内容

海水营养盐样品分样和贮存,海水营养盐自动分析。

2.实习实训要求

现场采集、分取和贮存海水样品,学习和实践营养盐自动分析仪的操作使用方法。

模块七、海洋学和海洋化学观测调查数据汇总和报告

1.主要内容

现场观测与作业记录,采样记录,分析记录,分析结果报表,要素分布变化图,实习报告。

2.实习实训要求

实践并掌握海洋现场观测调查数据汇总方法和报表编制,实践和掌握要素分布变化图的绘制,撰写实习报告。

实习进程表

三、考核方式及评价体系

实习考核形式为考查。以实习工作表现(工作态度、工作技能、环境适应能力和合作精神)完成任务工作质量和实习结果(结合实习报告)综合评定实习成绩。

以“通过”和“不通过”二级制评定成绩。学生做到按时上岗、完成当班工作任务、取得合理实习结果、能较规范撰写实习报告,取得“通过”成绩。不能完成当班工作任务,工作质量差,无集体观念或协作精神的学生,记“不通过”成绩。

四、教材与参考资料

张正斌主编,2004。海洋化学。中国海洋大学出版社,青岛。

郭心顺主编,2006.“东方红2”船海上实践教学指导.青岛:中国海洋大学出版社,2006.祝陈坚主编.海水分析化学实验.青岛:中国海洋大学出版社,2006.

侍茂崇,高郭平,鲍献文.海洋调查方法.青岛:青岛海洋大学出版社,2004.

国家质量监督检验检疫总局.海洋调查规范(GB 12763-2007).北京:中国标准出版社,2007.

国家质量监督检验检疫总局.海洋监测规范(GB 17378-2007).北京:中国标准出版社,2007.

Grasshoff, K., Ehrhardt, M., Kremling, K.. Methods of Seawater Analysis, 3rd ed. Chichester: John Wiley & Sons, 1999.

Knap, A., Michaels, A., Close, A., Ducklow, H. Dickson, A. Protocols for the Joint Global Ocean Flux Study (JGOFS) Core Measurements. JGOFS Report No. 19, 1996. (Reprint of the IOC Manuals and Guides No. 29, UNESCO, 1994.)

五、撰写小组成员:李铁、祝陈坚、石晓勇撰写时间:2012年3月20日

六、审核人:姬泓巍、任景玲

七、院(系)学术委员会签章

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