19. 海洋技术 教学设计
1教学目标
1、了解海洋技术主要包括海洋观测技术，海洋资源开发技术和海洋环境保护技术等方面，知道海洋技术是当代高技术的重要领域。 2、知道海洋对人类生活的意义，认识发展海洋技术的重要性。 3、培养对海洋的热爱，增强保护海洋环境的情感。
2学情分析
学生多生活在城市，海洋与大多数学生而言是陌生的领域，学生过去可能不会从资源的角度认识海洋，在他们头脑中储存的关于海洋的信息更多的是海的壮观和美丽，从海水中可以获取海洋生物，可以得到食盐等，知道从海洋中可以开发石油的人就很少了。所以，他们一般不会从开发和利用海洋资源的角度去思考海洋问题，更不会想到海水的淡化是用化学方法解决社会问题。因此，教学中要充分利用学生对大海的美好情感，使他们对本节课的内容产生浓厚的兴趣，进而深刻体会海洋资源开发和利用中的重要价值。同时由于学生对“实验探究”活动情有独钟，这对培养学生的动手能力、实践能力、创新精神和参与合作的能力，也具有重要的意义。
3重点难点
重点：了解海洋资源开发技术的观测和开发。
难点：海洋技术的开发和观测与人类发展的关系。
4教学过程
活动1【导入】激趣导入
猜一猜图片展示的是什么？
观看视频：未来海上城市
思考：为什么各国都开始关注未来海上城市？
学生讨论汇报
2、 现在世界人口已达到70亿，每12年增加10亿，未来陆地不能满足人类需要，所以人们开始思考如何利用海洋拓展生存空间。海洋占地球表面积的71%，蕴藏着丰富的资源。海洋是影响全球气候和旱涝、台风等自然灾害的最重要的因素，了解海洋环境对气象和灾害预警有重大意义。掌握海风、海浪海潮、海流等的情况对海洋航海、海洋开发、海上军事活动都有重要意义。
活动2【讲授】介绍海洋观测技术
1、 观看视频
讨论：海洋与我们人类活动有什么关系？
观看海洋视频
2、 海洋技术是一门对海洋开展科学探测和进行海洋资源开发的新技术，主要包括海洋观测技术，海洋资源开发技术和海洋环境保护技术等方面。自20世纪60年代以来，人们将现代高科技术应用于海洋的观测和开发，使海洋技术得到迅速发展.
3、 如何观测海洋？
出示三种海洋观测设备
小组汇报，说一说它们各有什么用途？
4、 海洋观测技术是海洋研究与开发的基础。海洋观测装备有在海面进行调查的科学考察船、在海中进行探测的潜水器以及在空间进行探测的遥感卫星等。
活动3【活动】学生小组汇报海洋资源开发
1、 海洋中和海底都有丰富的资源，海洋资源开发技术是对海底油气、矿产和海洋中的生物资源、化学资源海水资源以及各种能源进行开发利用的技术。
2、 同学们课下搜集许多资料并进行了整理，下面请同学们来汇报一下你们搜集的资料。
小组汇报
3、 教师小结：通过学习同学掌握了许多海洋知识，海洋资源是具有战略意义的新兴领域，有着巨大的开发潜力。中国是世界上人口最多、人均土地资源匮乏的国家，在合理利用陆地资源的同时，必须高度重视开发利用海洋资源。
4、讨论： 在开发和利用海洋资源的同时应 如何保护海洋资源?
活动4【作业】拓展延伸
对保护海洋你有哪些好的建议？写一份建议书，提出你的想法，提供具体措施。
课件36张PPT。19. 海洋技术 猜想：这个图片建筑设计的是什么？中国德国日本英国思考：为什么世界各国都开始关注未来海上城市设计？小资料：目前，全世界人口已经超过70亿。据统计，世界人口每12年左右就增加10亿。如果按照这个速度增长，到2800年，每40平方厘米的陆地上将有一个人；因此，未来的人类将居住在什么样的城市里成为一个令人关注的问题。未来学家已经对这个问题做出种种设想，有的正在付诸实施。 海洋约占地球表面积的71％，海洋是生命的摇篮，也是生命的源泉；海洋同时是人类的一个巨大资源宝库 。海洋与人类活动有什么关系？ 海洋技术海洋资源的开发利用，海洋与全球变化，海洋生态与环境的研究需要获取最大范围的精确的海洋环境数据，要完成上述任务需要一系列海洋开发支撑技术，目前主要集中在海洋观测技术和海洋资源开发技术两部分。海洋观测技术 你了解这些海洋观测装置吗？海洋观测技术 海洋观测技术是海洋研究与开发的基础,人类用科学方法大规模、系统地对世界海洋进行考察大约有50年左右。海洋探测技术主要方面：
? 在海洋表面进行调查的科
学考察船、自动浮标站
? 在水下进行探测的各种潜
水器
? 在空中进行监测的飞机、
卫星等海洋资源开发技术是对海底油气、矿产和海洋中的生物资源、化学资源海水资源以及各种能源进行开发利用的技术。
海洋资源类型及开发利用
1、海底矿产资源：石油、天然气、煤、硫、磷、锰结核及砂、贝壳等
2 海洋生物资源：海洋捕捞，水产养殖，提供食物、药物原料和多种工业原料，以及珊瑚礁开发利用
3 海洋化学资源：海水淡化、海水制盐、提取镁、溴、钾、碘等
4 海洋能源：潮汐发电，波浪发电，海流能、温差能、盐差能发电
海洋资源开发技术在开发和利用海洋资源的同时应 如何保护海洋资源? ?禁止倾倒垃圾?
海洋环境立法
建立海洋自然保护区
加强海洋环境监测
提高消除污染的技术水平等 课后作业：
对保护海洋你有哪些好的建议？写一份建议书，提出你的想法及具体措施。 海洋探测技术1. 科学考察船
海洋科学考察船的任务：调查海洋、研究海洋
它调查的主要内容有海面与高空气象、海洋水深与地貌、地球磁场、海流与潮汐、海水物理性质与海底矿物资源(石油、天然气、矿藏等)、海水的化学成分、生物资源(水产品等)、海底地震等。 大型海洋调查船性能要求：
稳性和适航性能好，能经受住大风大浪的袭击。
船上的机电设备、导航设备、通讯系统等先进
燃料及各种生活用品的装载量大
具有优良的操作性能和定位性能海洋探测技术 专用科学考查船始于1872年的英国“挑战者”号。该船长226英尺，排水量2300ｔ，使用风力和蒸汽作为动力。从1872年起，历经4年时间环绕航行，观测资料包括洋流、水温、天气、海水成分，发现了4700多种海洋生物，并首次从太平洋上捞取了锰结核。海洋探测技术1888~1920年，美国的“信天翁”号探测船探测了太平洋。1927年德国的“流星”号探测船首次使用电子探测仪测量海洋深度，校正了“挑战者”号绘制的不够准确的海底地形图。 据报道，全世界总共有科学考察船2000多艘，其中美国500多艘，原苏联400多艘，日本380多艘。海洋探测技术日本海洋科学技术中心最近宣布，他们研制的无人驾驶深海巡航探测器“浦岛”号，在3000米深的海洋中行驶了3518米，创造了世界纪录。“浦岛”号全长9.7米、宽1.3米、高1.5米、重7.5吨，水中行驶速度为4节，巡航速度为3节，最大潜水深度是3500米。“浦岛”号上安装着高精度的导航装置及测试仪器，使用锂电池作动力。这艘无人驾驶的深海探测器，使用无线通信手段向海面停泊的母船“横须贺”号上传送了用水中摄像机拍摄的深海彩色图像。日本海洋科学技术中心认为，这一装置在世界上居领先地位。以这次航行试验成功为基础，海洋科学技术中心还计划开发性能更高的无人驾驶深海探测器，并且使用燃料电池作动力源。海洋探测技术2. 潜水器
核潜艇活动范围：300～400米的海洋深处
现状：占地表77%以上面积的海洋深处3000米
潜水器征服了深海1953年，法国人奥古斯特·皮卡德设计建成的“里雅斯特”号自航式浮水器，1960年1月23日由奥古斯特·皮卡德的儿子雅克·皮卡德以及另一名潜水员美国海军上尉唐纳唐·维尔什共同乘坐，闯荡万米深渊——马里亚纳海沟。创下了10916米的世界纪录。海洋探测技术 1988年，法国研制的可下潜6000米的深潜器，可载3人，能直接考察世界97%的洋底，可进行摄影、录像，还有两只分别为7个和5个自由度的机械手，用来采集海底样品。 1989年，日本建造了可达水深6500米的深潜器“深海6500” 号，创造了载人深潜器水下6527米作业的世界纪录。 第一艘有实用价值的潜水器是英国人哈雷于1717年设计的 海洋探测技术我国首个7000米超深度载人潜水器明年下水 俄“和平号”深海潜水器2007.08.02从洋底返航 海洋探测技术3. 海洋卫星
主要技术: 传感技术海面温度分布图: 测量海面的温度及其特征
对数据分析并打印成表海浪高度: 即主动微波遥感(雷达成像系统)
利用海面“粗糙度”不同的原理来进行分析处理
卫星上向海面发出雷达波：
无浪平静海面(光滑面): 雷达波发生镜反射,雷达接收不到回波。
海面有波浪(“粗糙”面): 雷达波向各个方向散射，发生漫反射，雷达收到一部分回波。电脑算出海面的“粗糙”度，从而得知海浪的高度。海洋探测技术海洋地质调查主要技术手段：
利用人造卫星导航、全球定位系统(GPS)、无线电导航系统，确定调查船或观测点在海上的位置；利用回声测深仪，多波束回声测深仪及旁测声纳测量水深和探测海底地形地貌；用拖网、抓斗、箱式采样器、自返式抓斗、柱状采样器和钻探等手段采取海底沉积物、岩石和锰结核等样品；用浅地层剖面仪测海底未固结浅地层的分布、厚度和结构特征。用地震、重力、磁力及地热等地球物理方法，探测海底各种地球物理场特征、地质构造和矿产资源，有的还利用放射性探测技术探查海底砂矿。海洋探测技术 海洋一号(HY-1A)卫星是中国第一颗用于海洋水色探测的试验型业务卫星。星上装载两台遥感器，一台是十波段的海洋水色扫描仪，另一台是四波段的CCD成像仪。 HY-1A号星于北京时间2002年5月15日9时50分在太原卫星发射中心与FY-1D卫星由长征四号乙火箭一箭双星发射升空，在完成了7次变轨后，于2002年5月27日到达798公里的预定轨道，并于2002年5月29日按预定时间有效载荷开始进行对地观测。海洋一号B星于2007年4月11日发射。海洋探测技术1978年6月28日美国发射了世界上第一颗海洋卫星——“海洋卫星-1”号 俄海洋探测卫星可观察60米深的核潜艇海洋探测技术 Envisat卫星是欧洲迄今为止研制过的最大的地球观测卫星，欧洲所有的航天企业都参与了研制工作。
该卫星2002年3月1日发射，对地球表面的陆地、大气和海洋进行监测。 海洋探测技术海洋探测技术2004-7-11上海建立我国首个海洋环境立体监测系统 全球定位系统，由30个覆盖全球的卫星组成，通过卫星的无线导航定位功能，可提供陆地、海洋、航空等实时性的导航、定位、定时甚至速度测量等功能。 海洋探测技术海洋资源开发技术海洋资源开发技术可燃冰99%的储量都在海底海洋资源开发技术在海洋进行石油和天然气的勘探开采工作要比陆地上困难多。必须具备一些与陆地不同的特殊技术，如平台技术、钻井技术和油气输送技术等。海洋资源开发技术2. 海洋生物资源开发构成海洋生物量的金字塔 海洋食物链示意图 中国海域的生物种类丰富多样，已有描述记录的物种达2万多种。 海洋资源开发技术未来海洋农业发展的主要方向:
? 海洋水产生产农牧化
? 蓝色革命计划
? 海水农业 通过人为干涉，改造海洋环境，以创造经济生物生长发育所需的良好环境条件，同时也对生物本身进行必要的改造，以提高它们的质量和产量。 着眼于大洋深处海水的利用。将深层水抽上来，遇到充足的阳光，就会形成一个产量倍增的新的人工生态系统。温差可以用来发电或直接用于农业生产。这项工作将引发一场海水养殖的革命，称为“蓝色革命”。 指直接用海水灌溉农作物，开发沿岸带的盐碱地、沙漠和荒地。即要迫使陆地植物“下海”，这是与以淡水和土壤为基础的陆地农业的根本区别。目前已经获得了可以用海水灌溉的小麦、大麦和西红柿等。大力推广海水利用，可以大大缓解滨海城市缺水问题的。
? 海水直接利用
? 海水淡化
? 海水化学物质提取利用
? 综合开发海水技术海洋资源开发技术3. 海水资源开发海水直接利用技术包括:海水直流冷却 (目前工业应用的主流); 海水循环冷却; 海水冲洗; 阴极保护, 防生物附着, 防漏渗, 杀菌技术等。主要的淡化方法有：多级闪蒸(用于海水的循环和流体的输送) , 低温多效(用于流体输送), 反渗透。海水中的元素分为两类, 常量元素: > 1毫克/升(有80多种金属和非金属元素)；微量元素< 1毫克/升(60多种). 提溴(以提高现有地上卤水资源的溴利用率，发展高效溴化剂和新型阻燃剂等)；海水、卤水提钾；提镁；提铀.4. 海洋能源开发 海洋能包括温度差能、波浪能、潮汐与潮流能、海流能、盐度差能、岸外风能、海洋生物能和海洋地热能等8种。蕴藏于海上、海中、海底的可再生能源，属新能源范畴。 海洋能绝大部分来源于太
阳辐射能，较小部分来源于
天体(主要是月球、太阳)与
地球相对运动中的万有引力。
蕴藏于海水中的海洋能是十
分巨大的，其理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。 海洋能特点：
? 在海洋总水体中的蕴藏量巨大，但单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。
? 具有可再生性。
? 海洋能有较稳定与不稳定能源之分。
? 属于清洁能源，一旦开发后，其本身对环境污染影响很小。 较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。 不稳定海洋能主要有潮汐能、潮流能、波浪能
海洋开发技术是海洋技术的一个分支，是人类进行海洋开发，实现海洋实际价值所采取的手段的总称，
