《氣象學與氣候?qū)W》教學內(nèi)容改革淺探

韓　艷　房汴文

進入21 世紀，高校地理專業(yè)教育面臨新的機遇和挑戰(zhàn)?！吨泄仓醒雵鴦?wù)院關(guān)于深化教育改革全面推進素質(zhì)教育的決定》中明確指出：“調(diào)整和改革課程體系、內(nèi)容、結(jié)構(gòu)，建立新的基礎(chǔ)教育課程體系，試行國家課程、地方課程和學校課程?！边@一改革的大趨勢必然深刻地影響到直接為基礎(chǔ)教育服務(wù)的大學地理教育。高等學校的《氣象學與氣候?qū)W》是地理專業(yè)的基礎(chǔ)課程，它以普通氣象學為基礎(chǔ)、氣候?qū)W為重點，研究氣候（系統(tǒng)）的形成過程、分布和變化規(guī)律，并預測未來氣候變化趨勢的一門學科。在20世紀最后的四分之一時間，氣候?qū)W由半經(jīng)驗的定性描述性科學全面發(fā)展成為以數(shù)理化理論與實驗為基礎(chǔ)的定量科學。傳統(tǒng)的氣候?qū)W教學內(nèi)容已不適應現(xiàn)代氣候?qū)W的發(fā)展，難以起到地理學專業(yè)基礎(chǔ)課應有的作用，必須進行以教學內(nèi)容和教學方法為中心的改革。當前應以氣候系統(tǒng)和全球變化為核心，跨學科組織教學內(nèi)容，建立新的理論體系，提高數(shù)學化水平。

一、以氣候系統(tǒng)為主線，跨學科組織課程內(nèi)容，講解基本理論和基礎(chǔ)知識

隨著新的科學技術(shù)革命把科學、技術(shù)和生產(chǎn)緊密地結(jié)合在一起，使得科學研究一方面越分越細，出現(xiàn)了許多新的分支學科；另一方面又越來越綜合，并呈現(xiàn)以高度綜合為主的整體化趨勢，許多課題需要跨學科研究。例如，對于全球氣候變化和人類生存環(huán)境問題，單一學科都無能為力，需要運用自然科學和社會科學加以綜合研究。因此，現(xiàn)代氣候?qū)W研究的一個最鮮明的特征就是多學科交叉。它不僅需要地學內(nèi)各學科的交叉，也涉及數(shù)學、物理學、化學、生物學以及天文學等大學科的內(nèi)容。這一整體化趨勢，要求氣候?qū)W教育必須走綜合化的道路，以培養(yǎng)面向21世紀、全面發(fā)展的“有專業(yè)的綜合性人才”?；谶@種認識，氣候?qū)W課程應按照培養(yǎng)“有專長的博學者”這一通才教育原則，采取跨學科式選擇和組織教學內(nèi)容。具體做法是在適當引入近代氣候?qū)W內(nèi)容的基礎(chǔ)上，向大氣科學、海洋科學、地質(zhì)學、環(huán)境科學等的發(fā)展前沿擴展，以形成跨學科式的內(nèi)容體系。近代科學氣候?qū)W主要肇始于氣象學的進步和迅速發(fā)展，也與大氣觀測資料的增加和改善緊密相關(guān)，所以教學內(nèi)容中主要討論氣候系統(tǒng)中大氣圈這一分量。如果說傳統(tǒng)氣候?qū)W課程主要試圖解釋大氣行為，則更新后的氣候?qū)W內(nèi)容有關(guān)大氣的部分占60%左右。海洋部分可占15%，其它關(guān)于冰雪圈、生物圈、陸地表面及天文學等方面的一般性討論可占25%。跨學科組織教學內(nèi)容雖然對教師要求較高，但它畢竟代表了一種趨勢，可以避免學生孤立地掌握某一門學科知識而不會處理各學科知識間聯(lián)系的不足，尤其便于學生掌握類似氣候?qū)W的綜合學科的基礎(chǔ)知識及了解現(xiàn)代氣候?qū)W中的物理和動力問題。

二、以地球系統(tǒng)科學思想為指導，以全球變化為核心，建立新理論體系

大學生獲取知識是為了增長自己的創(chuàng)造能力。在知識向能力的轉(zhuǎn)化過程中，知識質(zhì)量和知識結(jié)構(gòu)所起的作用要遠大于知識的數(shù)量。加強學科門類或?qū)I(yè)所需的基礎(chǔ)理論，對于建立大學生的合理知識結(jié)構(gòu)，增強他們的適應能力具有重要意義。因此，氣候?qū)W教學內(nèi)容需要解決的一個關(guān)鍵問題，就是確定該課程的理論體系。就現(xiàn)代氣候科學而言，全球氣候系統(tǒng)概念取代經(jīng)典的、狹隘的氣候定義，不僅使氣候?qū)W的內(nèi)容及范疇發(fā)生了根本性變化，而且宣告氣候?qū)W已經(jīng)超出了氣象學和地理學的范圍，為從整體上研究地球氣候的形成和變化奠定了理論基礎(chǔ)。雖然至今還不能說氣候?qū)W已經(jīng)有了較為完整的理論體系，但以氣候形成和變化的原理為主線，即以全球氣候變化為核心，將現(xiàn)代氣候?qū)W的理論體系歸納為氣候系統(tǒng)理論、大氣環(huán)流理論、海氣相互作用理論、氣候地帶性與氣候分類理論、氣候變化理論、氣候可預測理論等6個方面，并輔以氣候診斷、氣候重建、氣候模擬和氣候影響評價等方面的內(nèi)容，應能滿足地理學類專業(yè)基礎(chǔ)課的需要。同時，結(jié)合各章的具體內(nèi)容，介紹氣象學、氣候?qū)W領(lǐng)域最新的研究成果和動態(tài)。例如，講授El Nino的內(nèi)容時，應結(jié)合當前最新的動態(tài)，包括當月太平洋海溫狀況、國內(nèi)外著名機構(gòu)的預測趨勢等；講授全球變暖的內(nèi)容時，每年都更新當前最新的全球溫度變化特征；講授氣候預測的內(nèi)容時，具體結(jié)合我國每年的汛期旱澇預測的實例，使大家明白當前的最新動態(tài)、成功經(jīng)驗及失敗教訓等。

三、以方法論為導向，加強數(shù)理化內(nèi)容

如果說20世紀70年代以前氣候?qū)W的定量研究還處于初期階段，那么今天氣候?qū)W可謂已進入數(shù)理科學或試驗科學的新階段?，F(xiàn)在看來，就是經(jīng)典氣候?qū)W的氣候區(qū)劃，也可根據(jù)含有物理意義的氣候要素及氣候指標使其達到數(shù)量化的水平。對于古氣候的歷史事實也可使其定量化，以便準確地重建時間尺度、空間尺度的年代和地區(qū)差異。同時，對于當代非線性科學及其在氣候?qū)W中的研究進展也不能等閑視之，應及時體現(xiàn)到教學過程中?？傊?，高度重視方法論教育，尤其是加強數(shù)學化水平，是進行氣候?qū)W教學內(nèi)容改革的努力方向之一。實踐表明，青年大學生在學習活動中一般較偏愛整體化、抽象化、規(guī)則化、符號化和結(jié)構(gòu)化，并且常有哲學思辨傾向。因此，在氣候?qū)W教學過程中注意方法論內(nèi)容的教學不僅可以避免地理學課程理論知識匱乏的通病，而且可以提高學生的數(shù)學思維能力，真正體現(xiàn)專業(yè)基礎(chǔ)課的功能和作用?！?/p>

作者單位：1.河南大學環(huán)境與規(guī)劃學院（475004）

2.河南省開封高級中學（475002）