一、前言
台灣是個海島國家,雖然陸地資源缺乏,然而台灣四面環海,擁有相當長的海岸線,而且海底地形非常獨特,因此海洋資源的開發與利用是台灣未來賴以存續的重要關鍵。然而,過去在海岸開發與親水的重重限制與管制之下,國人與海洋的接觸非常有限。因此,對於大多數國人而言,對海洋的認識實屬有限,更遑論對海洋相關技術開發與未來重要性的認識。因此,「海洋科技與未來」之課程規劃乃針對一般學院與科系之大學部學生來開設,透過豐富的圖像與影片說明來提升學生學習興趣,期於各種背景之大學部學生皆能具備海洋相關基本知識,同時更能進一步瞭解海洋開發的歷程、相關開發探測技術、以及海洋對人類的重要影響。此外,本課程也透過海洋開發與保護相關課題的介紹,使學生瞭解海洋的重要性、資源的有限性、以及海洋與人類唇齒相依的重要關係。
二、課程主旨與目標
海洋佔地球表面積百分之七十,幅員廣闊,自有人類以來海洋即與人類生活息息相關,因此海洋在人類文明的進程上扮演著相當重要的角色。在近代史上,更由於陸地上資源的日漸竭盡,人類對海洋的依賴更趨緊密。在現代化的生活中,人類對於海洋的利用已經從傳統僅作為運輸管道、漁業資源的需求進入了全面性海洋運用的時代。這些除了包括礦產資源(如原油、天然氣之開採),民生資源(溫差發電、海洋天然藥物之提煉),生活資源(如海底觀光),國防資源(疆土防禦,如反潛作戰)等外,近年來,更由於環保意識的增強以及陸地的受限,海洋似乎也成了吸收人類廢棄物的收容場所。因此,本課程主旨在於介紹開發與利用海洋所必須具備的相關科技,並在課程中介紹在運用海洋的過程當中,如何避免對海洋環境產生嚴重衝擊以及應具備之相關保護技術與措施。課程將從認識海洋開始,再介紹海洋關鍵性科技,並藉由歷史與現實生活的實例,詮釋海洋科技與人類文明的關係。由於海洋科技的發展仍然是近代的事,因此未來的發展仍有很大的空間。本課程之目標則希望藉由本課程的學習,不僅可以理解到海洋科技在人類生活中所扮演的角色,同時也喚醒人類對於大自然破壞的省思。
三、課程執行成果
本課程之內容安排主要分為「海洋技術與人類文明」、「認識海洋」、「海洋關鍵技術」、以及「期末專題測試與競賽」四大主題:
1. 主題一:海洋技術與人類文明
2. 主題二:認識海洋
3. 主題三:海洋關鍵技術
4. 主題四:期末專題測試與競賽
本課程之執行主要包含以下五個部分:
1. 投影片講解
針對每週的課程單元,授課以播放投影片講解為主。為了豐富上課內容、避免使用生硬的文字與理論,同時也為了吸引學生上課的注意力,本課程在投影片的製作上下了非常多的功夫。本課程針對每一授課主題單元,先呈現精美的圖片來吸引學生的注意力,盡量避免使用文字敘述來呈現欲表達的概念。一旦學生注意力可以集中,便容易吸收授課老師所談論的內容。此外,本課程也輔以相關影片(短片)播放,這些影片多是授課老師實際參觀國內外海洋科學研究機構所取得、或是參與海洋科技研討會之參展廠商所提供,具有現代性、前瞻性、教育性、以及娛樂性,而且往往是最受學生歡迎的學習方式。另外,本課程之執行也非常重視老師與學生之間的互動,所以課程內容也包含許多精心問題的設計,適時引導學生發問與學習。
2. 課程網頁
為了提供學生沒有時間地域限制的學習環境,本課程也建立了課程網頁。該網頁除了包含一般的教學大綱之外,每次上課的投影片以及每一單元彙整的上課重點也都會製做成電子檔上網,供學生於課餘時間下載、瀏覽、複習。此外,網頁上也公布該課程之最新消息、課程活動、以及學生平時作業成績與出席狀況,可以讓同學掌握課程之進度,並瞭解自己在班上與其他同學之學習狀況差異。
3. 札記卡撰寫
除了製作精美投影片來提高學生的學習興趣之外,本課程於每週上課前會發給每位同學一張札記卡,要求學生於課堂上將上課的重點撰寫記錄於該札記卡上,於下課時繳交。此一撰寫札記卡的目的在於提高學習的注意力,同時也是作為課程參與之依據(出席紀錄)。
4. 實地觀測教學
中山大學緊鄰西子灣與高雄港,有良好的天然教材可供學生學習。所以,本課程加入了以西子灣為主題的現場觀測教學單元「西子灣看海」,解釋高雄港海堤燈號的意義,同時藉由觀察西子灣海域之波浪行進方向、速度、以及海岸造成波浪之折射、干涉現象,來解釋海洋波浪的特性。
5. 專題製作
為了提升學習興趣、建立團隊合作與溝通協調能力、並啟發學生創造力,本課程設計一專題製作單元,希望學生可以動腦、動手並依據簡單之阿基米得浮力原理來設計簡易潛水艇,在不需電力的要求下,達成在水面與水底不斷上下來回的運動。此一專題製作單元除了基本原理的講授之外,於課堂外時間更開放「海下科技暨應用海洋物理研究所」之測試水槽給予同學進行實作成品測試,並於期末進行成品展示與功能測試。