高等林業(yè)院校“氣象學(xué)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐

同小娟

（北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京 100083）

“氣象學(xué)”是林業(yè)院校林學(xué)、水保、草業(yè)、游憩、自然保護(hù)區(qū)專業(yè)的一門(mén)重要基礎(chǔ)課，也是園林、風(fēng)景園林、園藝、旅游等專業(yè)的學(xué)生的專業(yè)選修課。目前北京林業(yè)大學(xué)各專業(yè)所開(kāi)設(shè)的“氣象學(xué)”課程的課時(shí)都比較少（理論24學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)、實(shí)習(xí)8學(xué)時(shí)），教師如何在有限的課時(shí)內(nèi)既不縮減課程內(nèi)容又能提高課堂教學(xué)效率，是每位教師急待解決的問(wèn)題。另外，為適應(yīng)教育部提出的高等學(xué)校創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，作為“氣象學(xué)”課程教學(xué)體系重要組成部分的實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)教學(xué)，是培養(yǎng)學(xué)生科研能力和創(chuàng)新能力的重要途徑［1］。以往“氣象學(xué)”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本都屬于驗(yàn)證性的，即學(xué)生在了解氣象儀器的構(gòu)造和原理的基礎(chǔ)上，在教師指導(dǎo)下對(duì)太陽(yáng)輻射、溫、濕、風(fēng)等氣象要素進(jìn)行觀測(cè)，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并完成1份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在實(shí)習(xí)教學(xué)中，通常是教師設(shè)計(jì)好不同下墊面（林地、草地、裸地等）小氣候的觀測(cè)方案并選好觀測(cè)點(diǎn)，讓學(xué)生以小組為單位開(kāi)展小氣候綜合氣象要素的日變化觀測(cè)，隨后讓學(xué)生對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行單點(diǎn)、對(duì)比分析，得出不同下墊面的小氣候特征。這種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)教學(xué)方法使學(xué)生的動(dòng)手能力得不到充分發(fā)揮，不利于學(xué)生綜合分析能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

基于目前“氣象學(xué)”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，筆者認(rèn)為要從教材內(nèi)容、課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考試模式等方面進(jìn)行改革，變單向灌輸式教學(xué)為雙向互動(dòng)式教學(xué)，變注重學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)為注重學(xué)生獲取知識(shí)的能力的培養(yǎng)。通過(guò)考試內(nèi)容和考試方式的改革來(lái)引導(dǎo)教學(xué)過(guò)程的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，提高學(xué)生的創(chuàng)造思維和探索精神，最終達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目的。

一、教材改革

為加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，在原有教材的基礎(chǔ)上，新編《氣象學(xué)》教材每一章都增加了氣象與林業(yè)的關(guān)系；為便于學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和自學(xué)，新教材每一章都附有一定量的復(fù)習(xí)思考題；為配合理論課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及實(shí)踐能力，在新編《氣象學(xué)》教材對(duì)應(yīng)章節(jié)安排了實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)內(nèi)容，包括各個(gè)氣象要素的觀測(cè)、氣候資料的統(tǒng)計(jì)方法等，同時(shí)教材后面還附有實(shí)驗(yàn)和小氣候綜合實(shí)習(xí)指導(dǎo)、自動(dòng)氣象站的介紹等［2］。

新教材不僅系統(tǒng)地介紹了本學(xué)科的理論知識(shí)體系，而且融入了目前氣象學(xué)最新研究成果和動(dòng)態(tài)，如全球氣候變暖、臭氧空洞、溫室效應(yīng)、厄爾尼諾-南方濤動(dòng)、氣候變化對(duì)森林的影響等［2］。在新編《氣象學(xué)》教材的第7章還增加了氣候變遷內(nèi)容，目的是使學(xué)生了解不同時(shí)期氣候的變化以及引起氣候變化的原因。同時(shí)，該章還增加了氣候變化對(duì)森林的影響這一部分內(nèi)容，主要是為了強(qiáng)調(diào)氣象在林業(yè)生產(chǎn)中的意義。

二、課堂教學(xué)改革

（一）課堂教學(xué)內(nèi)容的改革

課堂教學(xué)內(nèi)容改革直接反映教育目的和培養(yǎng)目標(biāo)，是提高教育質(zhì)量的核心環(huán)節(jié)［3］。輻射、溫度和大氣中水分這3章內(nèi)容需要所有專業(yè)學(xué)生重點(diǎn)掌握，其他章節(jié)內(nèi)容在講授時(shí)針對(duì)不同專業(yè)側(cè)重點(diǎn)應(yīng)有所不同。如對(duì)林學(xué)專業(yè)，氣象災(zāi)害部分應(yīng)側(cè)重干旱、洪澇、干熱風(fēng)、霜凍、日灼的形成條件和防御措施；對(duì)森林保護(hù)與游憩專業(yè)，氣象災(zāi)害部分側(cè)重氣象條件與病蟲(chóng)害、氣象條件對(duì)森林火災(zāi)的影響；對(duì)于園林和風(fēng)景園林專業(yè)，在氣候?qū)W部分增加盛行風(fēng)向、逆溫等對(duì)城市規(guī)劃的影響。這一方面提高了學(xué)生學(xué)習(xí)氣象學(xué)的興趣，另一方面為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。

（二）課堂教學(xué)方式的改革

1.采用啟發(fā)提問(wèn)方式，結(jié)合氣象學(xué)的前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題和農(nóng)業(yè)諺語(yǔ)，提高課堂教學(xué)效果。教師通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)教材和文獻(xiàn)資料，力求做到深入理解有關(guān)教學(xué)內(nèi)容。課件盡量做到重點(diǎn)突出、圖文并茂，教學(xué)內(nèi)容有一定的科學(xué)性和探索性；針對(duì)學(xué)生特點(diǎn)，以愉快式教學(xué)為主，不搞滿堂灌，堅(jiān)持學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的原則；堅(jiān)持教學(xué)為主線，注重講練結(jié)合，在教學(xué)中要抓住重點(diǎn)、突破難點(diǎn)。在課堂教學(xué)上，要用高品質(zhì)的教學(xué)吸引學(xué)生，通過(guò)提高教學(xué)的趣味性來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行提問(wèn)，改被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，這有助于達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目的［4］。筆者認(rèn)為，要通過(guò)提問(wèn)等方式做到與學(xué)生的互動(dòng)，從教師單向的灌輸式教學(xué)逐步改為師生雙向互動(dòng)的啟發(fā)式教學(xué)。如在講完臺(tái)風(fēng)給人們帶來(lái)的負(fù)面影響后，教師提問(wèn)臺(tái)風(fēng)對(duì)人們的生產(chǎn)生活是否有正面影響？如果有，體現(xiàn)在哪些方面？在講完大氣CO2濃度升高對(duì)全球變暖的作用后，教師提問(wèn)人們可以采取哪些方法減緩氣候變暖的步伐？在講授大氣組成中臭氧的氣候效應(yīng)時(shí)，教師提問(wèn)南極和北極都很寒冷，為什么臭氧空洞在南極比較嚴(yán)重？這些問(wèn)題在一定程度上活躍了課堂氣氛，提高了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。

為了使學(xué)生對(duì)當(dāng)前氣象學(xué)學(xué)科的發(fā)展和研究動(dòng)態(tài)有所了解，教研室的教師要及時(shí)收集相關(guān)資料，參加與氣候變化有關(guān)的會(huì)議和前沿講座，以豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。在課堂上，教師適當(dāng)運(yùn)用農(nóng)業(yè)諺語(yǔ)和古詩(shī)，不僅增強(qiáng)知識(shí)的趣味性，還培養(yǎng)和提高了學(xué)生主動(dòng)思維的能力。如用“雹打一條線”描述降雹范圍、用“霜打凹地”說(shuō)明山谷和凹下地形有利于霜凍的形成、用“東風(fēng)兩頭打，西風(fēng)腰里粗”描述風(fēng)的日變化；在講地形對(duì)氣候的影響時(shí)，用“南枝向暖北枝寒，一樣春風(fēng)有兩般”說(shuō)明坡地方位對(duì)氣溫的影響、用“人間四月芳菲盡，山寺桃紅始盛開(kāi)”描述不同海拔高度上氣溫的差異等。

2.通過(guò)多媒體、案例教學(xué)、課堂討論和專題演講等多種教學(xué)模式，加深學(xué)生對(duì)基本概念和理論知識(shí)的理解。課程的理論教學(xué)部分以教師講授為主。在課堂上，教師主要講授重點(diǎn)和難點(diǎn)。為幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解與掌握，課后教師布置適量的思考題，供學(xué)生課外復(fù)習(xí)和練習(xí)，同時(shí)教師針對(duì)課本中涉及的公式，主要講授公式中各項(xiàng)的物理意義，不對(duì)公式進(jìn)行推導(dǎo)。另外，在講課中，教師通過(guò)有效地利用多媒體工具，使輻射傳輸、大氣環(huán)流、氣象災(zāi)害等理論知識(shí)更加生動(dòng)、形象，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解力。

教師可以根據(jù)課堂內(nèi)容提出一些問(wèn)題；或讓學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的內(nèi)容提出問(wèn)題；或把某一節(jié)課的部分內(nèi)容留給學(xué)生，讓學(xué)生在課后查閱文獻(xiàn)資料并制作成圖文并貌的PPT文件，并鼓勵(lì)學(xué)生把所做的PPT文件拿到講臺(tái)上講解；或把學(xué)生劃分為若干小組，以小組為單位進(jìn)行課堂討論，在學(xué)生討論過(guò)程中教師根據(jù)情況可進(jìn)行啟發(fā)性的提示，討論結(jié)束后每個(gè)小組推薦1位學(xué)生代表發(fā)言。如在講授氣象災(zāi)害時(shí)，其中的干旱、洪澇和森林火災(zāi)與氣象因子的關(guān)系這部分內(nèi)容可留給學(xué)生來(lái)演講，學(xué)生們經(jīng)過(guò)精心準(zhǔn)備后，積極踴躍登臺(tái)演講；演講結(jié)束后，教師做適當(dāng)點(diǎn)評(píng)和總結(jié)。這種教學(xué)形式有利于對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

3.選取一些著名科學(xué)家在科研工作中的小故事，對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程進(jìn)行案例分析。由教師指定或?qū)W生自選題目，通過(guò)查閱一些著名科學(xué)家在科研工作中的小故事，開(kāi)展科學(xué)發(fā)現(xiàn)的案例分析，使學(xué)生們?cè)趯W(xué)到氣象學(xué)知識(shí)的同時(shí)，還了解到獲取這些知識(shí)的途徑和方法。讓學(xué)生了解到知識(shí)是前人發(fā)現(xiàn)的總結(jié)，它不是一成不變的，而是處于不斷更新之中的。筆者認(rèn)為教師把科學(xué)研究的一些方法以實(shí)際案例的方式介紹給學(xué)生，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維尤為重要。

三、實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)內(nèi)容的改革

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

北京林業(yè)大學(xué)“氣象學(xué)”理論課與實(shí)驗(yàn)課比例為3∶2，高于國(guó)內(nèi)其他農(nóng)林院校的比例，稍低于發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)林院校同類課程的比例（講課與實(shí)踐之比平均接近1∶1）［5-6］。和以前相比，盡管目前“氣象學(xué)”實(shí)踐課所占比例有所增加，但由于總學(xué)時(shí)比較少，在有限的時(shí)間內(nèi)，除要求學(xué)生掌握基本氣象要素觀測(cè)方法外，還要求學(xué)生掌握綜合分析問(wèn)題的方法。因此，實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)內(nèi)容還有待進(jìn)一步改革，如目前輻射觀測(cè)主要集中對(duì)直接、散射、反射和總輻射的觀測(cè)，今后還應(yīng)對(duì)紫外輻射、凈輻射、地面和大氣輻射進(jìn)行觀測(cè)，以增加學(xué)生對(duì)太陽(yáng)、地面和大氣輻射過(guò)程的認(rèn)識(shí)和理解，并為今后開(kāi)展相關(guān)工作奠定良好的基礎(chǔ)。在氣候資料統(tǒng)計(jì)方面，除對(duì)長(zhǎng)時(shí)間序列的氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理外，筆者還要求學(xué)生對(duì)氣候數(shù)據(jù)結(jié)合厄爾尼諾／拉尼娜、我國(guó)季風(fēng)氣候特點(diǎn)進(jìn)行分析與討論，得出該地區(qū)氣候變化特征及形成的原因。

在每次實(shí)驗(yàn)課之前，教師要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，使學(xué)生對(duì)所要開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、目的和要求有所了解，避免實(shí)驗(yàn)的盲目性和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的被動(dòng)性。在實(shí)驗(yàn)課中，教師要講解實(shí)驗(yàn)觀測(cè)儀器的原理和儀器操作中的注意事項(xiàng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求對(duì)所用儀器進(jìn)行演示和示范，并強(qiáng)調(diào)觀測(cè)方法的重點(diǎn)和難點(diǎn)［7］，力求每位學(xué)生都能對(duì)所用儀器親自動(dòng)手操作。教師對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)觀測(cè)中出現(xiàn)的問(wèn)題要及時(shí)更正，使學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作獲得一定的數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師應(yīng)講解數(shù)據(jù)處理方法和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的寫(xiě)作要求。

（二）實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容的改革

實(shí)習(xí)教學(xué)是高等林業(yè)院校教學(xué)體系的重要組成部分，也是學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要途徑［1］。傳統(tǒng)的驗(yàn)證性、演示性實(shí)習(xí)內(nèi)容已經(jīng)不適應(yīng)“應(yīng)用型”“創(chuàng)新型”人才的培養(yǎng)需要。因此，在實(shí)習(xí)教學(xué)中，為使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到充分發(fā)揮，學(xué)生以3～5人自由組成團(tuán)隊(duì)，自選實(shí)習(xí)題目或以學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的一些問(wèn)題作為研究?jī)?nèi)容（如防護(hù)林中溫、濕、風(fēng)梯度分布規(guī)律，森林可燃物與氣溫、濕度的關(guān)系等），通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料設(shè)計(jì)出切實(shí)可行的實(shí)習(xí)方案，在教師的指導(dǎo)下開(kāi)展實(shí)習(xí)工作。實(shí)習(xí)結(jié)束后，學(xué)生要對(duì)所得數(shù)據(jù)資料進(jìn)行處理、分析，最后撰寫(xiě)實(shí)習(xí)論文。以上教學(xué)實(shí)踐表明，探索性、創(chuàng)新性和綜合性實(shí)習(xí)課在一定程度上提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

四、考試內(nèi)容和方式的改革

為推廣素質(zhì)教育，培養(yǎng)更多的創(chuàng)新型人才，可以先從改變考試的內(nèi)容和方式入手［8］。為避免學(xué)生死記硬背、生搬硬套書(shū)本知識(shí)，在考試內(nèi)容上應(yīng)增加一些綜合的、靈活多樣的題目，而這些題目在教科書(shū)上是找不到明確答案的，需要學(xué)生們動(dòng)腦思考，綜合自己所學(xué)知識(shí)進(jìn)行推理、分析，找出問(wèn)題的答案。在林業(yè)院校，學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)是本科教學(xué)工作的一個(gè)重要組成部分。因此，“氣象學(xué)”實(shí)習(xí)通常獨(dú)立作為一門(mén)課程對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。在期末時(shí)，學(xué)生分別獲得“氣象學(xué)”（理論和實(shí)驗(yàn)）和“氣象學(xué)”實(shí)習(xí)兩門(mén)課程的成績(jī)?！皻庀髮W(xué)”（理論和實(shí)驗(yàn)）成績(jī)由平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)組成。平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的30%，依據(jù)學(xué)生課堂表現(xiàn)、課程論文、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等情況給出；期末考試成績(jī)占總成績(jī)的70%?！皻庀髮W(xué)”實(shí)習(xí)成績(jī)采用百分制，由實(shí)習(xí)觀測(cè)成績(jī)和實(shí)習(xí)報(bào)告成績(jī)組成。實(shí)習(xí)觀測(cè)成績(jī)占總成績(jī)的20%，主要依據(jù)學(xué)生在實(shí)習(xí)中使用觀測(cè)儀器的熟練程度、所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否客觀準(zhǔn)確給出；實(shí)習(xí)報(bào)告成績(jī)占總成績(jī)的80%，主要依據(jù)實(shí)習(xí)報(bào)告內(nèi)容是否全面、圖表的清晰程度、文字是否通順、結(jié)果分析是否合理、書(shū)寫(xiě)格式是否正確等給出。

五、教學(xué)改革的效果

目前，在課堂教學(xué)上逐漸形成了講授與自學(xué)、討論相結(jié)合的交流互動(dòng)式教學(xué)模式；在實(shí)踐教學(xué)上形成了室內(nèi)教學(xué)與室外教學(xué)相結(jié)合、理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式；在考核內(nèi)容上形成了基礎(chǔ)知識(shí)與綜合分析能力相結(jié)合的考核模式。調(diào)查結(jié)果顯示，在新的教學(xué)模式下，96%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力得到了提高，在學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生們變被動(dòng)為主動(dòng)，更加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，提高了學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦和靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。此外，新的教學(xué)模式使學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合分析問(wèn)題的能力等得到了鍛煉和培養(yǎng)，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在全球氣候變化的背景下，頻繁發(fā)生的氣象災(zāi)害對(duì)林業(yè)發(fā)展所造成的損失日益嚴(yán)重。因此，今后在高等林業(yè)院校的“氣象學(xué)”教學(xué)中應(yīng)側(cè)重氣象災(zāi)害（如高溫、極端低溫）對(duì)林業(yè)的影響方面的內(nèi)容，如教師可以給學(xué)生布置相關(guān)的課外作業(yè)，讓學(xué)生通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)資料來(lái)理解氣象災(zāi)害發(fā)生的原因、防御措施以及對(duì)林業(yè)的影響。這不僅加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，也培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。

［1］張學(xué)軍，王鎖萍.全面改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005（1）：4-6.

［2］賀慶棠，陸佩玲.氣象學(xué)［M］.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2010：1-26.

［3］余錦華.對(duì)“氣象學(xué)與氣候?qū)W”教學(xué)改革的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)［J］.氣象教育與科技，2006，29（4）：10-13.

［4］同小娟，閆琰.由“動(dòng)物的輪子”引發(fā)的思考——淺談創(chuàng)新型人才培養(yǎng)［J］.科學(xué)教育，2009，15（5）：94-95.

［5］姜會(huì)飛，梁俊華，丁誼.農(nóng)業(yè)氣象開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2006，25（6）：664-666.

［6］徐小遜.朱雪梅.農(nóng)林專業(yè)“農(nóng)業(yè)氣象學(xué)”教學(xué)改革初探［J］.黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，21（4）：126-128.

［7］王建勛.“農(nóng)業(yè)氣象學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的措施［J］.黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，19（3）：90-91.

［8］趙蒙成.創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系中的考試制度改革［J］.中國(guó)高等教育，2008（17）：23-25.