《熱帶天氣動力學(xué)》課程建設(shè)

賈建穎+王詠青+沈新勇

摘要：本文簡單概述了《熱帶天氣動力學(xué)》課程建設(shè)的歷史演變，并說明在當今大氣科學(xué)快速發(fā)展的時期，《熱帶天氣動力學(xué)》課程對于培養(yǎng)優(yōu)秀的本科人才的必要性。同時，教學(xué)梯隊的培養(yǎng)也是該課程長遠發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。此外，編著適應(yīng)時代發(fā)展的《熱帶天氣動力學(xué)》教材也是現(xiàn)階段急需解決的問題。

關(guān)鍵詞：課程建設(shè)；教學(xué)梯隊；教材

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）05-0174-02

一、《熱帶天氣動力學(xué)》課程歷史發(fā)展

熱帶地區(qū)約占全球面積的一半，該區(qū)的輻射收入大于支出，其盈余的熱量通過大氣和海洋向中、高緯度地區(qū)流動，并影響那里的天氣系統(tǒng)。因此，熱帶地區(qū)是全球大氣運動的主要能源區(qū)。此外，熱帶大氣還從地表得到角動量，是全球大氣角動量的源區(qū)之一。近1個世紀以來，隨著全球觀測數(shù)據(jù)的急速增長，熱帶天氣及其對人類活動的影響越來越受到人們的重視，人們對于熱帶天氣的理解也不斷深入。

近代熱帶氣象學(xué)的研究起始于第二次世界大戰(zhàn)期間，美國氣象學(xué)家里爾首先對熱帶天氣進行分析，并對熱帶大氣環(huán)流、東風(fēng)波等內(nèi)容進行了深入研究，撰寫了第一本近代的《熱帶氣象學(xué)》專著。隨后，查尼和郭曉嵐對熱帶大氣動力學(xué)的研究、皮耶克尼斯對熱帶海-氣相互作用的研究、柳井迪雄對熱帶波動的分析研究、聯(lián)邦德國氣象學(xué)家弗洛恩對熱帶大氣環(huán)流的研究、印度氣象學(xué)家克里希納穆蒂對熱帶季風(fēng)的研究，均做出了重要貢獻。

自20世紀60年代以來，對于熱帶大氣、海洋組織過多次國際綜合觀測試驗，如：60年代的國際印度洋考察，主要針對西南季風(fēng)及期主要影響系統(tǒng)進行了觀測；1967年的萊恩島試驗，側(cè)重研究熱帶輻合帶內(nèi)對流尺度和中尺度天氣系統(tǒng)；1974年進行的全球大氣研究計劃大西洋熱帶試驗，主要研究對流云系和大尺度環(huán)流相互作用及對流云系加熱的參數(shù)化，熱帶邊界層結(jié)構(gòu)，海-氣相互作用和大氣輻射過程，為改進熱帶天氣數(shù)值預(yù)報做出了重要貢獻。

此外，對臺風(fēng)結(jié)構(gòu)的探測，臺風(fēng)的發(fā)生和發(fā)展所做的數(shù)值模擬及其路徑的預(yù)報方法，以及人工影響臺風(fēng)的方法的研究，使臺風(fēng)路徑的短期數(shù)值預(yù)報已達到實用的水平。這些研究成果都大大豐富并加深了熱帶天氣動力學(xué)的理論研究。

二、《熱帶天氣動力學(xué)》課程設(shè)置及教材

雖然，國內(nèi)外科學(xué)家對于熱帶天氣及動力學(xué)的研究已經(jīng)取得了可喜的進展，并對實際氣象業(yè)務(wù)工作做出了重要貢獻，然而，《熱帶天氣動力學(xué)》課程可參考的教材卻是乏善可陳，主要有上世紀1980年包澄瀾編著的《熱帶天氣學(xué)》，1976年中山大學(xué)天氣學(xué)教學(xué)小組編著的《熱帶天氣學(xué)》，1981年南京氣象學(xué)院編著的《熱帶天氣學(xué)》，1986年喻世華、陸勝元編著的《熱帶天氣學(xué)概論》，這些教材主要集中在20世紀70—80年代，知識結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代本科教育的需求。2013年美國氣象者T.N.Krishnamurti、Lydia Stefanova和Vasubandhu Misra編著了《熱帶氣象概論》，這本書主要簡單概括了近半個世紀以來全球氣象學(xué)者對熱帶天氣的認知水平，內(nèi)容包括：熱帶緯向平均環(huán)流和緯向不對稱特征、熱帶輻合帶基本知識、熱誘導(dǎo)環(huán)流、季風(fēng)概況、熱帶波特征、ENSO基本現(xiàn)象和理論、熱帶云特征、熱帶邊界層基本理論、輻射強迫、熱帶氣旋的觀測、相關(guān)理論及數(shù)值模擬研究以及熱帶中尺度對流系統(tǒng)相關(guān)研究等。這本書內(nèi)容非常廣泛，側(cè)重于熱帶天氣研究基本進展及一些有爭議理論的介紹，是一本很好的熱帶天氣學(xué)的入門書。然而，一方面，近半個世紀以來熱帶天氣理論快速發(fā)展，有些理論對于本科生的理解有些難度，另一方面，這本書是一本英文書，對于中國本科學(xué)生來說，讀起來也有一定的困難性，所以在教學(xué)過程中只能作為一本參考書，并不能完全作為本科教材。

根據(jù)實際情況，立足于大氣科學(xué)本科教育，南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院《熱帶天氣動力學(xué)》課程組的老師們結(jié)合國際研究趨勢，制定了適合中國國情的課程內(nèi)容，深入淺出，旨在培養(yǎng)既可以適應(yīng)基層業(yè)務(wù)需要，又能進行深入學(xué)習(xí)的專業(yè)人才。這些內(nèi)容包括：熱帶大氣運動的基本特點、熱帶波理論、熱帶氣旋、熱帶季節(jié)內(nèi)振蕩和熱帶海氣相互作用。這些內(nèi)容基本涵蓋了現(xiàn)今國際熱點的基本理論及觀測研究，一方面能滿足實際工作需求，另一方面也能緊跟最新研究成果。例如：熱帶氣旋中的beta漂移理論，熱帶低頻振蕩的最新研究成果等。雖然，在近幾年的教學(xué)工作中，老師們?yōu)檫@門課程的發(fā)展做了很多努力，但是，由于教師資源短缺，教師們的日常工作龐雜，各自科研任務(wù)繁重，對于《熱帶天氣動力學(xué)》課程教材的編著工作進展卻較緩慢。這也是現(xiàn)階段急需解決的主要問題之一。

三、《熱帶天氣動力學(xué)》課程教學(xué)梯隊的培養(yǎng)

現(xiàn)在高校普遍存在“重科研，輕教學(xué)”的現(xiàn)象，針對這一現(xiàn)象，學(xué)校和學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)及時調(diào)整引導(dǎo)方向，積極鼓勵年青教師多向老教師學(xué)習(xí)，組織教學(xué)競賽，實施教學(xué)考核制度，并要求年青教師必須承擔1年助教工作，經(jīng)過考核才能走上大學(xué)講臺。

好的教學(xué)質(zhì)量離不開一支高水平、高素質(zhì)的教學(xué)梯隊，有利于做好可持續(xù)發(fā)展工作?！稛釒鞖鈩恿W(xué)》課程組主要以全面提高教師隊伍素質(zhì)為中心，以培養(yǎng)學(xué)科、專業(yè)、課程帶頭人和中青年優(yōu)秀教師為重點，建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)良好、敬業(yè)愛生、專兼結(jié)合、富有活力的優(yōu)秀教師隊伍。

具體措施為：（1）加大培養(yǎng)和引進高層次人才的力度。近年來，南京信息工程大學(xué)積極吸引人才，進校工作的老師均為博士研究生畢業(yè)，并在國際刊物發(fā)表若干專業(yè)文章，這為教師知識水平的提高做出了基本保障。此外，這些引進人才可以不斷把最新的研究成果引進本科學(xué)生教育，有利于擴大本科學(xué)生的眼界，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。（2）鼓勵青年教師隨堂聽課，和教師一起走進課堂，輔助主講教師完成教學(xué)任務(wù)的同時，學(xué)習(xí)課堂教學(xué)技巧，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。青年教師在走上講臺以前都要經(jīng)過嚴格的教學(xué)考核。首先，課程組的負責人會安排相關(guān)的青年教師跟一位教學(xué)經(jīng)驗豐富的教師做助教，隨堂聽課，幫助批發(fā)作業(yè)。經(jīng)過半年甚或是1年的助教學(xué)習(xí)后，學(xué)校組專家對這些青年教室進行試講點評，并給出意見和打分。只有通過考核的青年教師才有資格走上講臺為本科生講授相關(guān)課程。（3）組織課程組教師集體備課，共同研討課程安排，進行課程內(nèi)容和課程重難點的討論?！稛釒鞖鈩恿W(xué)》課程的內(nèi)容設(shè)置都是經(jīng)過數(shù)位有經(jīng)驗的教師反復(fù)研究并確定的，隨著熱帶天氣動力學(xué)的快速發(fā)展，要將最新的相關(guān)研究成果介紹給學(xué)生，教師們就需要不斷地學(xué)習(xí)。課程組會時常組織大家在一起，聽聽某個方向發(fā)展的最新研究成果介紹，并積極展開討論，商討本科教學(xué)內(nèi)容。這種組織形式大大促進了教學(xué)水平的提高，培養(yǎng)了年青教師隊伍。

四、《熱帶天氣動力學(xué)》課程建設(shè)的長遠發(fā)展

隨著天氣氣候變化對人類生活的影響，《熱帶天氣動力學(xué)》課程對于大氣科學(xué)本科可塑性教育越來越重要，我們主要從以下幾個方面來加強這門學(xué)科的建設(shè)：

1.進一步加強高素質(zhì)、高水平教師隊伍的培養(yǎng)：根據(jù)教師的專業(yè)背景和特長，并結(jié)合《熱帶天氣動力學(xué)》教學(xué)內(nèi)容進行教師隊伍構(gòu)建。

2.逐步完成《熱帶天氣動力學(xué)》教材編寫：組織國內(nèi)外專家，結(jié)合我校辦學(xué)特點和學(xué)生成長需求，聯(lián)合課程組教師確定教學(xué)內(nèi)容，力求保持課程的動態(tài)性和實效性，在夯實基礎(chǔ)理論的同時，將最新的研究成果引進教學(xué)。

3.豐富教學(xué)手段：充分發(fā)揮現(xiàn)代化的教學(xué)手段，加強教學(xué)資源庫建設(shè)，建立并完善立體化的教學(xué)體系。加強課件的開發(fā)與完善，制作出集視、聽、講于一體的富有本課程特色的高質(zhì)量的教學(xué)課件。

參考文獻：

[1]伍榮生.大氣動力學(xué)[M].北京：氣象出版社，2002.

[2]呂美仲，等.動力氣象學(xué)[M].北京：氣象出版社，2011.

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