“現(xiàn)代氣候?qū)W”課程教學(xué)的思考

華文劍 孫善磊

摘要：自20世紀(jì)70年代國際討論會提出氣候系統(tǒng)的概念以來，氣候?qū)W研究進(jìn)入一個新的發(fā)展階段，即從氣候系統(tǒng)各個子系統(tǒng)之間相互作用的角度來研究氣候?qū)W問題。筆者在本文結(jié)合近年來南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)專業(yè)在該課程方面的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)改革，探討了在教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)對氣候?qū)W知識更替的重要性以及各學(xué)科之間交叉學(xué)習(xí)的必要性，并利用科研和教學(xué)中所涉及的氣候?qū)W教學(xué)內(nèi)容和方法，以期提高學(xué)生把握氣候?qū)W知識最新動態(tài)的能力。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代氣候?qū)W;教學(xué)內(nèi)容;學(xué)科交叉

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）43-0201-02

一、引言

什么是氣候？長期以來，人們把氣候看作是某些氣象要素的平均值，一般認(rèn)為有了三十年的觀測值，就可以得到一個穩(wěn)定的氣候平均值。但是，后來人們逐漸認(rèn)識到，氣候不能僅僅局限于大氣本身，而是要研究包括大氣、海洋、冰雪、陸面和生物圈等要素在內(nèi)的整個氣候系統(tǒng)，推動了氣候?qū)W從經(jīng)典氣候概念到全球氣候系統(tǒng)概念的發(fā)展。從研究氣候轉(zhuǎn)為研究氣候系統(tǒng)的標(biāo)志是1979年世界氣候計劃（WCP）的建立。隨后，科學(xué)界又提出了全球氣候系統(tǒng)的概念，指出其是由大氣圈、水圈、陸圈（巖石圈、地幔、地核）和生物圈（包括人類）組成的有機(jī)整體。因此，氣候?qū)W的發(fā)展十分迅猛，涉及的范圍和領(lǐng)域更廣，時間尺度更長，研究認(rèn)知的水平也不斷地得以完善和提高。

“氣候?qū)W”是研究氣候變化的基礎(chǔ)課程，也一直是南京信息工程大學(xué)（原南京氣象學(xué)院）大氣科學(xué)專業(yè)的主干課程之一。當(dāng)今氣候變化及其影響已越來越受到世界各國政府和科學(xué)家們的普遍關(guān)注，所以氣候?qū)W相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容將直接影響到學(xué)校大氣科學(xué)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。本世紀(jì)初，學(xué)校專門設(shè)置了“現(xiàn)代氣候?qū)W”這門課程，試圖全面地、系統(tǒng)地闡述現(xiàn)代氣候?qū)W的研究內(nèi)容，使大氣科學(xué)專業(yè)的學(xué)生對現(xiàn)代氣候?qū)W有基本的認(rèn)知和理解。一方面，現(xiàn)代氣候?qū)W理論必須在大氣科學(xué)、海洋科學(xué)、地球物理學(xué)、生態(tài)學(xué)和生物學(xué)等多種學(xué)科間相互滲透和結(jié)合的情況下才能得到較深刻的認(rèn)識;另一方面，“現(xiàn)代氣候?qū)W”的教學(xué)內(nèi)容需要引用大量的科學(xué)文獻(xiàn)，力求反映最新的研究成果，使得該課程的教學(xué)內(nèi)容更具前沿性、創(chuàng)新性和實效性。

結(jié)合近年來南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)專業(yè)在該課程方面的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)改革，本文探討了教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)對氣候?qū)W知識更替的重要性以及各學(xué)科之間交叉學(xué)習(xí)的必要性，并利用科研和教學(xué)中所涉及的氣候?qū)W教學(xué)內(nèi)容和方法，以期提高學(xué)生把握氣候?qū)W知識最新動態(tài)的能力。

二、課程設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容

南京信息工程大學(xué)“現(xiàn)代氣候?qū)W”課程的總學(xué)時為48個學(xué)時，教學(xué)時長為16周，一周3學(xué)時，一般在大學(xué)二年級下學(xué)期開設(shè)這門課程。與其他高校一樣，教授內(nèi)容注重知識體系的完整性、邏輯性和系統(tǒng)性，包括教學(xué)大綱、教案的編寫、課件的設(shè)計等完整、嚴(yán)格的體系和要求。近五年來，這門課程的教科書一直選用的是南京信息工程大學(xué)繆啟龍教授等編寫的《現(xiàn)代氣候?qū)W》，該教科書也是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。另外，可供參考和借鑒的其他教材也包括北京大學(xué)王紹武教授編寫的兩部著作：《現(xiàn)代氣候?qū)W研究進(jìn)展》和《現(xiàn)代氣候?qū)W概論》。“現(xiàn)代氣候?qū)W”這門課程的授課內(nèi)容很多，信息量很大，基本涉及了氣候系統(tǒng)的所有內(nèi)容，課程的教授內(nèi)容包括引言、氣候?qū)W的發(fā)展和氣候系統(tǒng)的概念、氣候系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間能量、動量、物質(zhì)的交換和輸送過程，各子系統(tǒng)之間的相互作用及其對氣候形成與變化的影響，以及介紹氣候診斷與氣候預(yù)測方法，最后也涉及了氣候數(shù)值模擬的部分基礎(chǔ)內(nèi)容。這些內(nèi)容可使學(xué)生對現(xiàn)代氣候?qū)W的基本理論有較完整的了解和認(rèn)識。但是，將這些內(nèi)容講解清楚，一方面需要很多的課時支撐，且教學(xué)的進(jìn)度也很難把握，所以就需要講授者提前整理相應(yīng)的課堂內(nèi)容;另一方面，由于現(xiàn)代氣候?qū)W的發(fā)展迅猛，現(xiàn)代氣候?qū)W方面的教材內(nèi)容也會明顯落后于該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，這就要求教師在教授過程中及時補(bǔ)充一些新的理論和知識體系。此外，還需指定一些最新的教材和參考文獻(xiàn)，要求學(xué)生課后到圖書館或者網(wǎng)上查詢和翻閱相關(guān)參考資料，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及圖書館等多種渠道和途徑，通過自學(xué)了解和獲取一些最新的信息，并注重對理論知識的驗證、鞏固和強(qiáng)化。

三、教學(xué)模式的改革

由于近年來現(xiàn)代氣候?qū)W的迅速發(fā)展，教師在教學(xué)過程中不能簡單地按照課程內(nèi)容的設(shè)置講授知識點，而是需要通過發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的思路和方式來激發(fā)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性?？克烙浻脖秤涀∫恍夂?qū)W常用的概念是沒有意義的，舉例而言，氣候?qū)W定義、氣候系統(tǒng)的組成、氣候變化的概念是什么，這些內(nèi)容不是需要學(xué)生單靠記憶把它們記住，而是需要糅合在平時的教學(xué)課堂中。例如，在課程教授過程中教師都會提到氣候變化的概念（指由于自然因素或人類活動引起的全球性或區(qū)域性氣候系統(tǒng)的多年代以上尺度上的演化），如何理解氣候變化？這就需要教師在講課過程中，通過舉例等方式讓學(xué)生更容易理解，以近地面氣溫為例，一天中氣溫每小時的變化;一個月中日平均氣溫的變化（通常小于日內(nèi)變化）;十年甚至百年時間尺度上年均溫度的變化等，這樣類似的舉例就很容易讓學(xué)生理解時間尺度的概念。另外，教學(xué)中也要注意培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力，如有些章節(jié)的內(nèi)容涉及很多物理學(xué)的知識，可以讓學(xué)生帶著問題自學(xué)，然后安排時間進(jìn)行課堂討論。在現(xiàn)代氣候?qū)W這門課程的教授過程中，由于涉及到很多概念性知識點問題，所以更加需要在平時的教學(xué)中提高學(xué)生對內(nèi)容和理論知識的理解，這也給教師的教授增加了一定的難度。

這門學(xué)科涉及的領(lǐng)域很廣，知識的更替很快。另外，一本教材從編寫到出版需要較長的時間來完成，從學(xué)生開始使用教材時間跨度就更長，在這段時間里，新的研究成果和新的科學(xué)問題不斷涌現(xiàn)，這就要求教師每年在制定教學(xué)大綱時不斷地做更新和補(bǔ)充，另外，在教學(xué)模式上也需要進(jìn)一步地完善。最近，科學(xué)界還提出了一種稱之為“El Ni o Modoki”的事件。但是這些新的理論在一些教材中還未涉及，就需要教師在平時教授過程中，有意識地補(bǔ)充新的知識點。同時，也要培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)及信息收集處理的能力。一般而言，本科生主要通過課后閱讀教科書的方式，鞏固課堂上所學(xué)的知識，而查閱相關(guān)的文獻(xiàn)形式并不多見。但是，由于有關(guān)氣候變化的研究更替很快，很多理論知識需要從最近的期刊文獻(xiàn)中獲取，這就要求本科生也要學(xué)會查閱相關(guān)的文獻(xiàn)。現(xiàn)在查閱文獻(xiàn)的方式很多，可以通過網(wǎng)絡(luò)，也可以去圖書館閱覽室借閱相關(guān)的書籍，這就需要學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，學(xué)會自學(xué)。例如，教師在課堂上可以提供一些比較新的文獻(xiàn)供學(xué)生閱讀，通過撰寫讀書筆記的方式發(fā)揮學(xué)生主動學(xué)習(xí)，主動獲取知識的能力。中國氣象局2005年創(chuàng)刊的《氣候變化研究進(jìn)展》這本雜志，就很適合大學(xué)生閱讀，尤其是其中有好幾個專欄針對現(xiàn)代氣候?qū)W的一些研究進(jìn)展，是教材必要的補(bǔ)充。另外，還有一些氣候領(lǐng)域的專家撰寫的氣候?qū)W方面的簡訊，這對于增進(jìn)大學(xué)生對該領(lǐng)域動態(tài)的了解和增加學(xué)生對這門課程的興趣都十分有益。

現(xiàn)代氣候?qū)W這門課程的講授需要了解的理論知識很多，這也需要各學(xué)科之間的交叉。例如，在講授陸面過程和陸氣相互作用這一部分內(nèi)容的時候，涉及的學(xué)科就尤其多，氣候變化與陸面過程、陸地水文和生態(tài)系統(tǒng)的相互作用等方面的理論知識，需要與地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、水文學(xué)、土壤學(xué)、植物學(xué)等學(xué)科交叉，這對教師的知識水平和結(jié)構(gòu)，學(xué)生的理解能力都有極大的要求。生態(tài)氣候?qū)W的發(fā)展就是一個很好的例子，以全球變暖為代表的氣候變化問題，是以人類活動的影響疊加在自然變化之上為基本特征的，所以就需要在交叉學(xué)科框架下理解氣候變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)等的相互作用，例如在講到陸氣相互作用的時候，就需要補(bǔ)充關(guān)于人類活動對氣候系統(tǒng)的改變，如森林砍伐、土地墾殖、城市化和溫室氣體排放如何影響氣候及其反饋。這些交叉科學(xué)的認(rèn)識和成果，單純從傳統(tǒng)氣候?qū)W上是不能把問題說清楚和得到理解的。因此，這就不僅需要教師在講授過程中有意識地補(bǔ)充，而且需要學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，注意查漏補(bǔ)缺，注重知識的有機(jī)結(jié)合。

四、結(jié)語

氣候變化問題越來越廣泛地受到國際社會的關(guān)注，氣候?qū)W一直是一門重要的學(xué)科。就現(xiàn)代氣候?qū)W而言，全球氣候系統(tǒng)概念取代以前經(jīng)典的氣候?qū)W定義，使得氣候?qū)W的內(nèi)容，尤其是現(xiàn)代氣候?qū)W的內(nèi)容和范疇發(fā)生了質(zhì)的變化，而且也宣告了現(xiàn)代氣候?qū)W已經(jīng)走向了多學(xué)科交叉的范疇。

南京信息工程大學(xué)的大氣科學(xué)學(xué)科一直在全國名列前茅，承擔(dān)著為全國科研院校和氣象、海洋等部門培養(yǎng)優(yōu)秀人才的重任，不僅對教師隊伍的質(zhì)量和水平，而且對學(xué)生的綜合能力都有更高的要求。“現(xiàn)代氣候?qū)W”是基礎(chǔ)性的課程，也是氣候?qū)W和氣候系統(tǒng)理論知識所需要了解和掌握的一門主干和必修課程。根據(jù)目前氣候?qū)W領(lǐng)域的發(fā)展，需要有針對性地修訂教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)方案，例如增加課程自學(xué)和實踐教學(xué)的內(nèi)容，通過計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及圖書館等多種途徑，讓學(xué)生通過自學(xué)，了解和獲取一些最新的信息，深化對理論知識的理解，在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造能力，以迎接科技發(fā)展和社會發(fā)展的新挑戰(zhàn)。由于教學(xué)學(xué)時較少，本課程的實踐教學(xué)尚有待于今后在教學(xué)過程中不斷地探索和改進(jìn)。

總之，教師在重視教授與實踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上，尤其是對現(xiàn)代氣候?qū)W的發(fā)展要有很好的把握，對“現(xiàn)代氣候?qū)W”這門課程的教學(xué)內(nèi)容的改革也應(yīng)是努力發(fā)展方向之一。

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