農(nóng)業(yè)氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與方法的探索

張璐陽 劉志華 孫彥坤 周東興

[摘 要]農(nóng)業(yè)氣象學(xué)是高等農(nóng)林院校多專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課程。開設(shè)配套的農(nóng)業(yè)氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，對(duì)提高學(xué)生的專業(yè)技能、增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及提升實(shí)際操作能力都有著重要的意義。本文從如何提高實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效果這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)， 針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)考核三個(gè)方面的工作進(jìn)行了簡(jiǎn)明扼要的闡述， 供同行參考。

[關(guān)鍵詞]農(nóng)業(yè)氣象學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法;考核標(biāo)準(zhǔn)

[中圖分類號(hào)]S16-4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

農(nóng)業(yè)氣象學(xué)是生態(tài)學(xué)、農(nóng)學(xué)、園林、園藝等專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程。農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的知識(shí)覆蓋面廣，既是基礎(chǔ)學(xué)科又是交叉學(xué)科，并且與實(shí)踐結(jié)合緊密，所以為了更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果，我校還單獨(dú)配合開設(shè)了農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程。農(nóng)業(yè)氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)是農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程的重要組成部分。針對(duì)學(xué)生的需要和本門課程理論的特點(diǎn)，開設(shè)了輻射、溫度、濕度、蒸發(fā)、降水、風(fēng)、氣候資料統(tǒng)計(jì)以及云與天氣現(xiàn)象觀測(cè)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。農(nóng)業(yè)氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的主要是使學(xué)生掌握云、能見度和天氣現(xiàn)象的目測(cè)方法;掌握各種氣象要素儀器的原理、讀數(shù)方法和誤差解讀;并能進(jìn)行氣候資料的整理、統(tǒng)計(jì)和氣候調(diào)查。農(nóng)業(yè)氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和分析解決問題的能力。

1 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)課程存在的問題

在多年的教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要存在一下三點(diǎn)問題。第一點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多，時(shí)間短，效率低。農(nóng)業(yè)氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)課程多屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教學(xué)方式多以“講授—演示—模仿”形式開展。在以往的教學(xué)中，農(nóng)業(yè)氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)課程大部分時(shí)間用于教師對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器操作和原理的介紹和演示。學(xué)生自己動(dòng)手操作時(shí)間短，學(xué)生也沒有足夠的時(shí)間消化思考大量的實(shí)驗(yàn)過程。第二點(diǎn)，教學(xué)內(nèi)容過于單一，忽視了不同專業(yè)背景對(duì)農(nóng)業(yè)氣象知識(shí)的需求。農(nóng)業(yè)氣象學(xué)是農(nóng)業(yè)院校的基礎(chǔ)課程，全校有十多個(gè)專業(yè)都需要進(jìn)行學(xué)習(xí)，但傳統(tǒng)的教學(xué)對(duì)不同專業(yè)背景的學(xué)生教學(xué)內(nèi)容并沒有進(jìn)行區(qū)分。第三點(diǎn)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)過于單一。以往教學(xué)一般都是以課堂出勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫來判斷學(xué)生成績(jī)的優(yōu)劣。但是實(shí)驗(yàn)報(bào)告只能呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果，在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的參與度很難得以呈現(xiàn)。

為了提升教學(xué)質(zhì)量，解決傳統(tǒng)教學(xué)中存在的不足，我校對(duì)農(nóng)業(yè)氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了多方面探索和改進(jìn)。具體的改革措施主要圍繞在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、教學(xué)方法更新和制定靈活的考核方式這三個(gè)方向。在改革后，經(jīng)過我們的實(shí)踐，學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握的熟練度和技能純熟應(yīng)用能力都得到了提升。另外，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和課堂活躍度也都有所改善。

2 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容改革

學(xué)生進(jìn)行各種常規(guī)觀測(cè)儀器的操作和實(shí)踐是加深理論認(rèn)識(shí)的最佳手段。實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于使學(xué)生熟悉氣象探測(cè)手段、農(nóng)業(yè)氣象研究資料的獲取和分析研究方法，提高學(xué)生對(duì)農(nóng)業(yè)氣象學(xué)科整體的認(rèn)知，加深學(xué)生對(duì)農(nóng)業(yè)氣象學(xué)理論的全面理解。為了注重每個(gè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)的方向性，實(shí)驗(yàn)課程被分成四部分進(jìn)行。我們把云、能見度和天氣現(xiàn)象的觀測(cè)設(shè)計(jì)為一個(gè)實(shí)驗(yàn);輻射、溫度和濕度設(shè)計(jì)為實(shí)驗(yàn)二;蒸發(fā)、降水、風(fēng)和氣壓設(shè)置為實(shí)驗(yàn)三;另外，氣候資料統(tǒng)計(jì)單獨(dú)為一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

其次，注重實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的層次性。根據(jù)我們的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)把農(nóng)業(yè)氣象學(xué)涉及的實(shí)驗(yàn)歸納為如下三個(gè)層次：1.基礎(chǔ)性操作：主要指在農(nóng)業(yè)氣象中涉及“光溫水氣”實(shí)驗(yàn)的一些基本技能和基本操作訓(xùn)練，熟悉相關(guān)儀器的基本功能和操作注意事項(xiàng)，以及對(duì)數(shù)據(jù)誤差的避免和判斷，學(xué)生在多次反復(fù)操作中增強(qiáng)對(duì)最基本技能的掌握，為進(jìn)一步提高綜合能力，完成更加復(fù)雜任務(wù)，甚至科研項(xiàng)目打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.綜合性實(shí)驗(yàn)：在掌握了基礎(chǔ)性操作后，完成具有綜合性質(zhì)的復(fù)雜實(shí)驗(yàn)以及解決具有應(yīng)用特點(diǎn)的操作項(xiàng)目。例如，利用觀測(cè)到的輻射數(shù)據(jù)，對(duì)照判斷農(nóng)田內(nèi)部的輻射規(guī)律變化等情況。雖然在課程上完成的綜合性實(shí)驗(yàn)尚比較簡(jiǎn)單，但是其思維原理是和科研觀測(cè)相一致的。3.創(chuàng)新性實(shí)踐：在具體實(shí)驗(yàn)操作中，為學(xué)生提供一定的發(fā)揮空間，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，發(fā)揮不同觀點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)的設(shè)置不應(yīng)該千篇一律，應(yīng)該在完成基本性操作的同時(shí)有一定的留白，讓學(xué)生們自己思考來解決出現(xiàn)的問題，或者設(shè)計(jì)不同的操作。這樣不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)可能的趣味性，同時(shí)也能夠拉開學(xué)生之間的檔次，便于老師因材施教，取得更好的教學(xué)效果。以上三大層次中，只有基礎(chǔ)性操作需要教師花較多的時(shí)間進(jìn)行教授引導(dǎo)，其他兩大層次都可以更大程度地發(fā)揮學(xué)生的自主性，是可以根據(jù)不同專業(yè)背景進(jìn)行合理配置的主要部分。

3 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)方法改革

教學(xué)方法會(huì)明顯影響教學(xué)質(zhì)量，好的教學(xué)方法可以達(dá)到事半功倍的效果。在以往的教學(xué)中，農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的實(shí)驗(yàn)儀器的操作演示較多，學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受是被動(dòng)的，學(xué)習(xí)效果較差，往往在理論課和實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后就忘記了大部分內(nèi)容，在實(shí)習(xí)時(shí)還是不能熟練掌握這些實(shí)際操作技能。針對(duì)這些問題和局限性我們提出了以下改革。

強(qiáng)調(diào)以團(tuán)隊(duì)形式完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。團(tuán)隊(duì)形式完成任務(wù)更加符合實(shí)際的工作情況和科研情況。所以，我們的實(shí)驗(yàn)操作要求全部以團(tuán)隊(duì)形式完成。在操作中，學(xué)生們不僅僅提高了對(duì)儀器的熟悉情況和觀測(cè)能力，同時(shí)還體會(huì)了團(tuán)隊(duì)間的合作分工，切身感受到氣象工作的復(fù)雜性不是一個(gè)人可以完成的。團(tuán)隊(duì)的協(xié)調(diào)程度會(huì)影響到最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)效率，如何克服團(tuán)隊(duì)中出現(xiàn)的異常以及自己不能控制的因素也都是實(shí)驗(yàn)中需要學(xué)習(xí)和體會(huì)的重要內(nèi)容。另外，當(dāng)和同學(xué)一起學(xué)習(xí)和實(shí)踐時(shí)也會(huì)增強(qiáng)每個(gè)個(gè)體的學(xué)習(xí)動(dòng)力，在完成既定任務(wù)后也能夠體會(huì)到團(tuán)隊(duì)榮譽(yù)感，提升學(xué)習(xí)樂趣。

利用多媒體助力教學(xué)。多媒體教學(xué)的特點(diǎn)是圖文并茂、動(dòng)靜結(jié)合，多方位形象化呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。尤其在云和天氣現(xiàn)象觀測(cè)和氣候資料統(tǒng)計(jì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)尤為突出。不同的云狀以及云的生消變化都可以通過圖片和動(dòng)畫進(jìn)行直觀的演示。另外，在氣候資料統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)中各種圖形統(tǒng)計(jì)方法也可以快速有效的進(jìn)行展示。利用多媒體進(jìn)行儀器觀測(cè)的演示說明可以大大提高教學(xué)效率，有利于學(xué)生們對(duì)知識(shí)的理解和掌握。

4 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)考核標(biāo)準(zhǔn)改革

根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置不同的考核方式。農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的教學(xué)內(nèi)容覆蓋面廣范，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)課程之間的差別也較大，我們根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容調(diào)整了過去單一以實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的模式。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要?jiǎng)恿σ蛩?，所以適當(dāng)?shù)目己朔绞娇梢杂行嵘虒W(xué)效果。另外，合理的考核方式也會(huì)更好地體現(xiàn)出學(xué)生間的差異性，達(dá)到公平公正。我們認(rèn)為云和天氣現(xiàn)象的觀測(cè)需要較長(zhǎng)的操作時(shí)間，教師不可能隨時(shí)隨地進(jìn)行考察，所以我們以學(xué)生制作幻燈片，集體匯報(bào)的形式來考核，同時(shí)也要撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。溫濕度等數(shù)據(jù)的觀測(cè)更重要的是考核觀測(cè)的準(zhǔn)確性和對(duì)誤差的處理，這類實(shí)驗(yàn)在課上完成和實(shí)驗(yàn)報(bào)告已經(jīng)可以反映出他們的成績(jī)了，就不要求匯報(bào)了。而涉及便攜式儀器的實(shí)踐應(yīng)側(cè)重考察學(xué)生自己根據(jù)理論知識(shí)設(shè)計(jì)觀測(cè)的形式，比如，利用通風(fēng)干濕表測(cè)量不同下墊面的溫濕度情況，具體位置等主要因素應(yīng)該由學(xué)生自己完成。因?yàn)楸銛y式儀器一般操作較為簡(jiǎn)單，更重要的是讓學(xué)生們通過實(shí)驗(yàn)課程掌握如何利用這些儀器得到他們想要獲得的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)又可以進(jìn)一步支持理論知識(shí)的驗(yàn)證。

總之，實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)方法與評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的改革創(chuàng)新是近年來我們不斷探索和嘗試的重要課題之一。學(xué)生獲取知識(shí)多少與能力的提高，能否調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性取決于教學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃方案和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是否合理。因此，對(duì)于教師來說，在教學(xué)中不斷摸索、調(diào)整是必須要堅(jiān)持的一項(xiàng)原則。我們必須繼續(xù)堅(jiān)持改革創(chuàng)新的思路，在保證基本教學(xué)要求和教學(xué)內(nèi)容的前提下，增加自主性和創(chuàng)新性內(nèi)容，既保證了實(shí)驗(yàn)課程體系的完整，也保證了學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，同時(shí)提高了實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用效率。另外，本文中提到的原則也可以作為其他大氣科學(xué)類相似科目實(shí)驗(yàn)的參考依據(jù)。

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