案例教學(xué)法在“天氣分析”教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐

高文娟　孟蕾　羅曼

摘要：以2017-06-22-07-02湖南極端降水過(guò)程歷史個(gè)例為載體，構(gòu)建出適用于湖南的極端強(qiáng)降水預(yù)報(bào)教學(xué)模型，并以教學(xué)案例文本和預(yù)報(bào)實(shí)習(xí)教學(xué)視頻形式展現(xiàn)出來(lái)，應(yīng)用于氣象教育培訓(xùn)“天氣分析”教學(xué)過(guò)程中。以提升湖南基層氣象部門(mén)對(duì)極端強(qiáng)降水天氣過(guò)程服務(wù)方面的能力和科技含量，提高分院教師對(duì)湖南大型降水天氣過(guò)程的教學(xué)能力，為湖南省基層氣象部門(mén)開(kāi)展極端強(qiáng)降水天氣和系統(tǒng)性暴雨天氣預(yù)報(bào)預(yù)警提供有價(jià)值的參考資料，為進(jìn)一步做好防災(zāi)減災(zāi)工作提供技術(shù)支撐，減輕氣象災(zāi)害損失。

關(guān)鍵詞：案例教學(xué);極端強(qiáng)降水;防災(zāi)減災(zāi);教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G712.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.09.043

1 “天氣分析”教學(xué)方式探索

“天氣分析”是“天氣學(xué)原理”課程的分支，是將天氣學(xué)理論付諸于實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)，天氣圖的分析和練習(xí)、天氣過(guò)程的總結(jié)貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程[1]。各高校及氣象培訓(xùn)機(jī)構(gòu)教育工作者不斷探索創(chuàng)新該課程的教學(xué)形式，并總結(jié)出有實(shí)踐意義的教學(xué)思路。呂梅掣l]將研討式教學(xué)模式引入“天氣分析”這門(mén)課程的教學(xué)過(guò)程中，并將研討式教學(xué)模式的內(nèi)涵擴(kuò)大。孟蕾等認(rèn)為案例教學(xué)模式更適用于實(shí)踐課的教學(xué)，她認(rèn)為南京信息工程大學(xué)采用的“天氣學(xué)原理與方法”[2]，雖然在講述中國(guó)天氣部分使用大量實(shí)例描述天氣過(guò)程，但在講解原理部分仍然側(cè)重于數(shù)理計(jì)算[3]。選取近期天氣事件作為范例是因?yàn)樘鞖鈱W(xué)基礎(chǔ)知識(shí)課程往往要求學(xué)員能在工作崗位上學(xué)以致用，會(huì)對(duì)實(shí)際的天氣形勢(shì)進(jìn)行合理判斷，通過(guò)教師引導(dǎo)學(xué)員對(duì)近期天氣事件做出分析判斷，進(jìn)而能學(xué)會(huì)分析判斷天氣形勢(shì)。呂梅等通過(guò)將MOOCs和翻轉(zhuǎn)課堂有機(jī)結(jié)合，取得了較好的教學(xué)效果[4]。姚素香認(rèn)為“天氣學(xué)分析”是氣象學(xué)專業(yè)重要的基礎(chǔ)課，重理論、輕實(shí)踐是其特色，通過(guò)PBL教學(xué)法可充分體現(xiàn)學(xué)生主體地位，調(diào)動(dòng)其主觀能動(dòng)性，加深學(xué)生對(duì)“天氣學(xué)原理”和“中國(guó)天氣”的理解[5]。

2 開(kāi)發(fā)案例教學(xué)的意義及必要性

案例是包含問(wèn)題或者疑難情境在內(nèi)的真實(shí)發(fā)生的典型性事件。一個(gè)案例就是一個(gè)實(shí)際情境的描述，在這個(gè)情境中，包含一個(gè)或多個(gè)疑難問(wèn)題，同時(shí)也可能包含解決這些問(wèn)題的方法。與其他教學(xué)法不同，案例教學(xué)不僅只是一種教學(xué)技能、技巧，或者說(shuō)一系列教學(xué)步驟的運(yùn)用，而且在這其中，方法所依賴的內(nèi)容——教學(xué)材料，也需有所區(qū)別，它有著獨(dú)特的來(lái)源、性質(zhì)、內(nèi)容編排體系[6]。開(kāi)發(fā)適用于氣象教育在職培訓(xùn)的“天氣分析”案例教學(xué)課程有其必要意義。

2.1 國(guó)家氣象防災(zāi)減災(zāi)工作的需要

2016年國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家綜合防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃（ 20162020年）》《關(guān)于推進(jìn)防災(zāi)減災(zāi)體制機(jī)制改革的意見(jiàn)》等重要文件，2017年中國(guó)氣象局劉雅鳴局長(zhǎng)在部署氣象部門(mén)需要重點(diǎn)抓好的十方面工作時(shí)，明確指出要全力做好氣象防災(zāi)減災(zāi)工作。極端天氣氣候事件是在特定地區(qū)和時(shí)間發(fā)生的罕見(jiàn)的氣象事件，當(dāng)某地的天氣氣候狀態(tài)嚴(yán)重偏離其氣候平均態(tài)時(shí)，就可以認(rèn)為發(fā)生了極端事件。特大干旱、持續(xù)性強(qiáng)降水、超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)寒潮、區(qū)域性高溫?zé)崂说葮O端天氣氣候事件會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。氣候變暖背景下我國(guó)長(zhǎng)江中下游區(qū)域極端強(qiáng)降水事件更趨頻繁。湖南省降水多集中在下半年，系統(tǒng)性暴雨天氣是湖南的主要災(zāi)害性天氣之一，對(duì)生產(chǎn)建設(shè)和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大的威脅。

2017-06-22-07-02，湖南省遭受了近年來(lái)歷時(shí)最長(zhǎng)、范圍最廣、強(qiáng)度最大的極端降雨過(guò)程。2017-06-22T20： 002017-07-02T20： 00，省內(nèi)共有14個(gè)地市（州）111縣市（區(qū)）2 247站累計(jì)雨量超過(guò)200 mm，共有88個(gè)縣（市、區(qū)）出現(xiàn)了暴雨及以上量級(jí)強(qiáng)降雨，共造成全省14個(gè)市州120個(gè)縣市區(qū)受災(zāi)，直接經(jīng)濟(jì)損失381.5億元。

此次降水是湖南典型的極端強(qiáng)降水過(guò)程，降水區(qū)覆蓋范圍廣、歷時(shí)長(zhǎng)，與1996年、1998年強(qiáng)致災(zāi)過(guò)程的雨水具有相似特點(diǎn)，因此具有極強(qiáng)的代表性。深入研究此次極端強(qiáng)降水過(guò)程，對(duì)于提高同類型暴雨的預(yù)報(bào)預(yù)警能力，對(duì)不斷完善中國(guó)防災(zāi)減災(zāi)體系建設(shè)具有重要意義。

2.2 基層業(yè)務(wù)人員崗位能力提升的需要

湖南省氣象臺(tái)和各市州局非常重視系統(tǒng)性暴雨天氣過(guò)程的預(yù)報(bào)和技術(shù)總結(jié)工作，但基層臺(tái)站人員由于理論基礎(chǔ)薄弱，缺乏預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，往往很難理解技術(shù)總結(jié)中提到的諸多預(yù)報(bào)原理，基層人員能力有待提升，迫切需要適用于湖南省預(yù)報(bào)與服務(wù)的個(gè)例（案例）教學(xué)與指導(dǎo)。

2.3 分院培訓(xùn)能力建設(shè)的需要

湖南分院作為中國(guó)氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)員下設(shè)機(jī)構(gòu)，應(yīng)充分發(fā)揮面向基層培訓(xùn)的主體作用。本案例深度開(kāi)發(fā)2017-06-222017-07-02湖南極端降水天氣過(guò)程，分析此次極端降水成因、流域降水計(jì)算與預(yù)報(bào)探討、模式預(yù)報(bào)檢驗(yàn)和預(yù)報(bào)難點(diǎn)及著眼點(diǎn)，結(jié)合“天氣學(xué)”大型降水天氣過(guò)程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，構(gòu)建出適用于湖南的極端強(qiáng)降水預(yù)報(bào)教學(xué)模型，并制作配套的天氣預(yù)報(bào)實(shí)習(xí)教學(xué)指導(dǎo)視頻。通過(guò)開(kāi)發(fā)此次極端降水過(guò)程歷史案例，可以提高分院教師對(duì)湖南大型降水天氣過(guò)程的分析把握和教學(xué)能力。

因此，結(jié)合湖南分院特色培訓(xùn)專業(yè)建設(shè)進(jìn)展，開(kāi)展湖南極端降水過(guò)程歷史案例開(kāi)發(fā)及教學(xué)視頻制作，有助于提升湖南基層氣象部門(mén)對(duì)極端強(qiáng)降水天氣過(guò)程服務(wù)方面的能力，對(duì)不斷完善我國(guó)防災(zāi)減災(zāi)體系建設(shè)具有重要意義。

3 案例教學(xué)法在“天氣分析”教學(xué)中的實(shí)踐

通過(guò)以2017-06-222017-07-02湖南極端降水過(guò)程歷史案例為載體，梳理出適用于“天氣學(xué)”教學(xué)的湖南極端強(qiáng)降水天氣預(yù)報(bào)預(yù)警規(guī)范流程和典型天氣現(xiàn)象關(guān)鍵預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)，構(gòu)建適用于湖南的極端強(qiáng)降水預(yù)報(bào)教學(xué)模型，使“天氣學(xué)”教學(xué)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容更加豐富，為大型降水天氣教學(xué)提供資料支撐和技術(shù)保障;通過(guò)預(yù)報(bào)實(shí)習(xí)平臺(tái)的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)一步提升湖南基層氣象部門(mén)對(duì)極端強(qiáng)降水天氣過(guò)程服務(wù)方面的能力和科技含量。

3.1 案例的開(kāi)發(fā)

第一階段：收集整理2017-06-222017-07-02湖南極端降水過(guò)程常規(guī)地面、高空資料、衛(wèi)星及雷達(dá)等數(shù)據(jù)歷史資料。

第二階段：學(xué)習(xí)湖南典型系統(tǒng)性暴雨天氣過(guò)程時(shí)空分布、季節(jié)變化、天氣形勢(shì)分型等理論系統(tǒng)的知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合“天氣學(xué)”大型降水天氣過(guò)程章節(jié)中的理論知識(shí)，從降水的形成與診斷、大范圍降水環(huán)流特征、降水的天氣尺度系統(tǒng)、暴雨中尺度系統(tǒng)、不同高度急流對(duì)暴雨生成的作用以及模式預(yù)報(bào)檢驗(yàn)和預(yù)報(bào)難點(diǎn)及著眼點(diǎn)等角度，對(duì)2017-06-222017-07-02湖南極端降水過(guò)程案例從教學(xué)角度進(jìn)行剖析。

第三階段：與“天氣學(xué)原理”相關(guān)知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，完成個(gè)例文本撰寫(xiě)，并在“天氣學(xué)”課程中進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，編制完成針對(duì)此次過(guò)程的天氣預(yù)報(bào)上機(jī)實(shí)習(xí)手冊(cè)，錄制完成一次上機(jī)實(shí)習(xí)教學(xué)視頻。

3.2 案例教學(xué)應(yīng)用

將該教學(xué)個(gè)例應(yīng)用于大氣科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)班、縣級(jí)綜合業(yè)務(wù)崗培訓(xùn)班或觀測(cè)員上崗培訓(xùn)班天氣預(yù)報(bào)上機(jī)實(shí)習(xí)教學(xué)實(shí)踐，并錄制配套的天氣預(yù)報(bào)實(shí)習(xí)教學(xué)指導(dǎo)視頻，該視頻可同步應(yīng)用于遠(yuǎn)程教學(xué)。

3.2.1 教學(xué)分組

為達(dá)到較好的效果，案例教學(xué)課上課之前，將學(xué)員按照人數(shù)進(jìn)行分組，以5-8人為一組，選定小組長(zhǎng)。上課前三天下發(fā)案例教材文本，要求學(xué)員閱讀文本并思考作業(yè)問(wèn)題，如此次極端降水過(guò)程屬于“天氣學(xué)原理”哪一章節(jié)知識(shí)點(diǎn)，你能想到的預(yù)報(bào)理由有哪些，應(yīng)該從哪幾個(gè)方面梳理預(yù)報(bào)思路，你的預(yù)報(bào)結(jié)論是什么？并將小組討論結(jié)果由小組長(zhǎng)整理，以網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)形式提交，由教師進(jìn)行整合。

3.2.2 教學(xué)實(shí)施

教學(xué)實(shí)施過(guò)程由小組匯報(bào)和教師點(diǎn)撥為主，每小組派一人匯報(bào)小組討論結(jié)果，并給出預(yù)報(bào)理由。教師針對(duì)案例文本，從致災(zāi)情況、預(yù)報(bào)思路、模型構(gòu)建、降水預(yù)報(bào)原理等方面進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并在MICAPS4.0上演示操作預(yù)報(bào)過(guò)程，繪制天氣形勢(shì)分析圖。學(xué)員模擬教師操作流程，在個(gè)人電腦上進(jìn)行此次極端降水過(guò)程的預(yù)報(bào)。

3.2.3 教學(xué)案例的意義

教學(xué)案例的意義主要有以下兩點(diǎn)：①填補(bǔ)了相關(guān)空白。2017-06-222017-07-02湖南極端降水過(guò)程教學(xué)案例開(kāi)發(fā)研究成果填補(bǔ)了湖南分院“天氣學(xué)”教學(xué)過(guò)程中對(duì)大型降水一系統(tǒng)性暴雨天氣案例實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)空白。②獲得良好的社會(huì)效益和顯著的間接經(jīng)濟(jì)效益。推廣案例教學(xué)成果，能為湖南省基層氣象部門(mén)開(kāi)展極端強(qiáng)降水天氣和系統(tǒng)性暴雨天氣預(yù)報(bào)預(yù)警提供有價(jià)值的參考資料，為進(jìn)一步做好防災(zāi)減災(zāi)工作提供技術(shù)支撐，減輕氣象災(zāi)害損失。

3.2.4 教學(xué)反思

本案例以2017-06-222017-07-02湖南極端降水過(guò)程歷史案例為載體，梳理出適用于“天氣學(xué)”教學(xué)的湖南極端強(qiáng)降水天氣預(yù)報(bào)預(yù)警規(guī)范流程和典型天氣現(xiàn)象關(guān)鍵預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)，構(gòu)建出適用于湖南的極端強(qiáng)降水預(yù)報(bào)教學(xué)模型，并以教學(xué)案例文本和預(yù)報(bào)實(shí)習(xí)教學(xué)視頻形式展現(xiàn)出來(lái)，以提升湖南基層氣象部門(mén)對(duì)極端強(qiáng)降水天氣過(guò)程服務(wù)方面的能力和科技含量，提高分院教師對(duì)湖南大型降水天氣過(guò)程的教學(xué)能力。本輪強(qiáng)降水過(guò)程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)lld，且南北擺動(dòng)階段性特征明顯，累計(jì)降水量極端性難以預(yù)計(jì)，如何深入理解降水原理、如何有效提高其預(yù)警預(yù)報(bào)能力，并將“天氣學(xué)”理論知識(shí)跟實(shí)際案例相結(jié)合，深入淺出地轉(zhuǎn)化成科普語(yǔ)言是當(dāng)前存在的難點(diǎn)之一。

將該教學(xué)案例應(yīng)用于大氣科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)班、縣級(jí)綜合業(yè)務(wù)崗培訓(xùn)班、觀測(cè)員上崗班等不同班型天氣預(yù)報(bào)上機(jī)實(shí)習(xí)教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，由于學(xué)員對(duì)“天氣學(xué)”知識(shí)掌握程度不同，要使盡量多的學(xué)員們吃透這個(gè)案例，需要前期針對(duì)不同學(xué)員的層次，分別準(zhǔn)備相應(yīng)的案例文本和實(shí)習(xí)手冊(cè)等，以期達(dá)到較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂梅，鄒力，姜勇強(qiáng)，等.研討式教學(xué)模式在實(shí)踐性教學(xué)中的應(yīng)用“天氣學(xué)”實(shí)習(xí)課程——“天氣分析”教學(xué)體會(huì)[J].教育教學(xué)論壇，2015（ 39）：154-155.

[2]朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學(xué)原理和方法[M].北京：氣象出版社，2000.

[3]孟蕾，桑友偉.天氣學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)課程中范例的選取與設(shè)計(jì)[J].科技風(fēng)，2017 （9）： 125-126.

[4]呂梅，姜勇強(qiáng)，鄒力，等.MOOCs模式下的教學(xué)改革“天氣學(xué)”課程的教學(xué)體會(huì)[J].教育教學(xué)論壇，2015 （41）：283-284.

[5]姚素香.PBL教學(xué)法在“天氣學(xué)分析”課程中的應(yīng)用[J].綠色科技，2016 （9）： 228-229.

[6]鄭金洲.案例教學(xué)：教師專業(yè)發(fā)展的新途徑[J].教育理論與實(shí)踐，2002（ 22）：36-41.