气象教学（通用12篇）
气象教学 篇1
《农业气象学》是农业科学和气象科学相互渗透而形成的边缘学科, 它也是农业科学的重要基础。农业气象学的课程教学内容包括气象学、天气学、气候学以及应用气象学等领域的相关知识。农业气象学作为一门高等农业院校非农业气象专业开设的专业基础课, 具有一般专业基础课所具有的一些共性, 如学生的学习积极性不高、教学内容乏味等。但该课程是高等农业院校农学、园艺、植物保护和资源环境等专业学生必修的专业基础课程之一, 且与后续的专业课有密切联系。另外, 随着高校教学改革的全面实施, 农业气象学课程授课时间不断被压缩, 这在一定程度上也加大了本课程的教学改革难度。本文根据农业气象学课程特点及其在实际教学中所面临的现状, 并结合教学实践经验, 就农业气象学课程教学改革浅谈几点认识。
教学内容的改革
教育部于2007年2月27日发布了“关于进一步深化本科教学改革, 全面提高教学质量的若干意见”, 文件中对教学内容改革提出了明确要求, 即要根据经济社会发展和科技进步的需要, 及时更新教学内容, 将新知识、新理论和新技术充实到教学内容中, 为学生提供符合时代需要的课程体系和教学内容。其主体是要求把大量新的内容反映到课程体系和教学内容上, 使之能符合时代需要, 而教学内容的改革也应围绕这一指导思想来开展。根据这一指导思想, 在教学内容改革中, 首先要考虑专业基础课的课程定位, 专业基础课作为学生素质教育的重要环节, 有其明确的教学目标, 即培养和提高学生专业科学素质、科学思维和研究能力, 并为后续专业课程的开设打下基础和提供桥梁与工具等。其次, 要考虑课程体系中教学内容的取舍, 在此基础上考虑加入一些新的内容。
农业气象学作为高等农业院校非农业气象专业开设的专业基础课, 有其独立的课程体系。目前我国高校非农业气象专业的农业气象学课程内容可划分为以下三个单元:第一, 与农业生物和农业生产活动有密切关系的大气、辐射、热、水和风等农业气象要素的形成与变化规律以及农业生物生长发育和农业生产活动对这些气象要素的反应;第二, 单元内容为主要天气系统的形成、灾害性天气的发生机理和时空分布规律及其对农业生产的影响和相应的防御对策等;第三, 有气候的形成和分类、气候变迁、中国的气候、农业气候的分析、区划及农业小气候的利用与调节等内容。根据农业气象学各单元教学内容特点, 认为应从以下几个方面进行教学内容的改革。
1. 农业气象学课程教学体系中的第一单元内容是高等院校非农业气象专业, 如农学、园艺及植物保护等专业的诸多专业课知识的主要结合点。因此, 在教学内容改革中, 对这部分内容的取舍尤其要慎重。即在保持原来知识结构的前提下, 对一些不合理的教学内容进行适当删减。例如, 辐射相关教学内容中有作物群体内的辐射状况、光饱和点和补偿点、光照时间随季节和纬度的变化、植物的光周期现象、光照时间与作物引种等, 其中, 除作物群体中的辐射状况和光照时间的变化规律外, 其他已在植物生理学等其他课程中学过的内容。所以, 作物群体中的辐射状况和光照时间的变化规律是需要重点讲授的内容, 其他可以略带而过。剩下的时间可以介绍一些新的内容, 如, 基于作物冠层反射光谱的农业遥感理论、农田植被消光系数的测定原理和方法等。对于本单元的其他知识点, 也可通过类似的方法, 把一些新的理论、研究成果引入到新的教学内容体系中。
2. 天气系统及灾害性天气是第二单元的主要内容。我国的农业气象灾害相当频繁, 它主要由降水、温度等的较大年际变化所引起, 农业气象灾害也是引起我国粮食大幅减产的主要自然灾害之一。通过该单元知识的学习, 提高学生的防灾减灾意识, 培养学生防御农业气象灾害的能力。另外, 我国幅员辽阔, 具有除极地气候和地中海气候外的各种气候类型, 各地所发生的农业气象灾害种类繁多, 差异较大。因此, 根据不同地区农业气象灾害发生规律和分布特点, 可适当调整教学内容, 使教学始终围绕当地主要天气系统及农业气象灾害来展开。如, 对于华北地区来说, 春旱、冻害、干热风、风沙害等是经常发生的气象灾害, 教学重点也应围绕上述几个气象灾害和主要天气系统的形成来展开。
3.气候的形成和分类、气候变迁、中国气候、农业气候区划、利用与调节、农业气象观测、农业气象情报预报等是农业气象学课程体系中的第三单元内容。对于应用气象专业来说, 该单元知识是学习后续专业课程的基础, 但对于非农业气象专业来说, 农业气候区划、利用与调节等是这一单元中重点讲授的内容, 这些知识也是学好作物栽培、园艺作物栽培、植物保护等后续专业课的基础。
全球气候变化是当前的科学热点之一, 其中有关全球气候变化对农业生产的影响评价研究更是农业气象和作物生长模拟模型研究的热点内容。把全球气候变化对农业生产的影响评价研究与大气污染、全球温暖化等新的内容引入到新的教学体系中, 不仅有利于学生了解全球气候变暖的原因、气候变化对农业生产的影响及其评价方法、适应对策等, 也有利于提高学生的环境保护意识。在大力强调环保意识的大趋势下, 农业气象学的教学内容改革也应该顺应这种时代潮流[1]。
教学方法的改革
教学方法和手段的改革是加强课程建设, 提高教学质量的重要途径, 要遵循系统性、整体性、综合性、动态性、全体性和启发性原则[2]。通过教学方法和手段的改革, 为学生独立思考和主动探索提供宽松的环境。
1.采用多媒体教学法, 提高教学效果。随着现代信息技术的发展, 信息技术正逐渐成为提高高校教学质量的重要手段。教育部明确指出, 要进一步培养和提高教师制作和使用多媒体课件、运用信息技术开展教学活动的能力, 培养和提高本科生通过计算机和多媒体课件学习的能力, 以及利用网络资源进行学习的能力。制作并使用多媒体课件是充分利用现代信息技术进行课堂教学的有效方式, 多媒体课件把抽象的知识变为生动、形象、具体、直观的内容, 有利于激发学生的学习兴趣, 加深对抽象概念的理解和快速准确地掌握所学知识。农业气象学的很多教学对象时空范围广, 动态性强, 非常适合用多媒体课件进行课堂教学。如气象要素的空间分布、锋面天气的形成、台风及云的形成、科里奥利力的产生过程等内容都非常适合用各种媒体手段来直观地表现出来。教学是一个由教师、学生、教学内容、教学方法、教学工具及教学手段构成的系统, 多媒体是这个系统的一个组成部分, 它只有与教师、学生、教学内容等其他因素有机结合起来, 才能发挥其应有的作用, 但如使用不当, 会带来相反的效果。多媒体课件质量不高, 调动不了学生学习的积极性;内容太多, 主次不分, 淡化主体;不管课程性质, 滥用多媒体等[3]都是多媒体教学中经常出现的问题, 只有克服多媒体教学的这些诸多不足, 才能达到提高教学质量的目的。
2. 采用灵活多样的教学方法, 调动学生学习积极性。传统的课堂教学方式是以教师为中心的, 其特点是由教师通过讲授、板书及教学媒体的辅助, 把教学内容传输或灌输给学生。在这种模式下, 作为认知主体的学生是被动接受者, 在整个教学过程中始终处于比较被动的地位, 很难达到较理想的教学效果, 也不利于培养出创新型人才。因此, 在课堂上应坚持学生为主体、教师为主导的原则, 通过各种教学手段和方法, 增强学生学习的主动性, 创造学生独立思考和主动探索的环境。根据教学内容的特点, 教师可以向学生提出问题, 学生则带着问题去学习、归纳、思考、解决问题, 并向教师提出问题, 实现教师与学生互相沟通[4];同样, 教师也可以针对某些教学难点或其他一些与专业课密切相关的知识点, 组织即兴课堂讨论, 激发学生学习兴趣, 调动学生学习积极性。如, 前年年初我国南方冰雪灾害的成因、危害及防御对策、农田植被消光系数的计算方法及其在作物学研究中的应用等内容都可以成为即兴课堂讨论的题材。
3. 充分利用校园网资源为拓宽学生的知识面创造有利条件。目前大部分高校已基本建成校园网络, 且已开始在高校教学、科研及行政管理等领域发挥着巨大的作用。在教学过程中如何利用校园网资源来提高教学效果是值得探讨的问题。网络版多媒体课件是提高校园网资源利用效率的有效途径之一, 能对传统课堂教学起到补充和辅助作用。利用校园网资源, 为学生提供由于受教学时间的限制而未能在课堂上讲授的教学资源, 如气候分布与纬度、灾害性天气、气候变迁、大气污染与气候变化的关系、全球气候变化及其对农业生产的影响评价方法等多种媒体组成的大量资料, 从而为拓宽学生的知识面和培养学生的科研能力创造有利的条件。
结束语
教学改革的根本目的是通过教学内容和教学方法的不断改革, 提高课程的教学质量, 培养学生科学思维和研究能力。随着时代的发展, 《农业气象学》课程内容也不断发生变化, 它主要体现在新的研究成果的不断涌现, 这些变化要求对教学内容进行不断地改革。另外, 教学时间被进一步压缩这一现实也促使教师在教学方法改革上也要有新的突破。因此, 教学改革可以说是一个没有终点, 需要不断总结、探索和创新的过程。只有教师通过各种途径不断提高自身综合素质, 丰富和完善教学内容, 改善教学方法, 教学改革才能见成效。
参考文献
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气象教学 篇2
学生经过一年多的学习，已经养成了课前预习的良好学习习惯，具备了自主识字的能力。因此本课的生字教学在学生做好充分预习的基础上，采用先四人小组交流，再集体反馈的学习方式。学生在预习时已经对生字的音、形方面有了一定的了解，在四人小组交流时互相取长补短，对于有争执的地方在集体交流时提出来，而教师根据学生的问题做适当的`点拨，这样使得学生在有限的课堂教学时间里提高了学习效率。本课的9个生字中在读音方面，零声母和三拼音的字较多，学生在读生字时教师应及时正音，在字形上，“旋”可以和“旅”进行比较。对于词语的理解积累可以放在阅读教学中。
(二)多种形式朗读，重在感悟
朗读是学生积累语言的方法之一，本篇课文的教学也体现了二期课改以读为本的精神。这是一篇科学童话，内容浅显，情节简单，通过写海鸥妈妈在三种不同的天气情况下不同的飞行方式，让我们明白海鸥被称为“海上气象员”。因此在教学设计中，主要通过让学生“读读想想、读读划划、读读演演”的方法激发学生的学习兴趣。教学中教师适当的朗读指导，可以帮助学生理解课文，读好课文。所以课堂中，采用了自由读、小组读、个别读、比赛读等多种形式的朗读，同时加强了分角色朗读课文的训练。分角色朗读课文时既要注意不同角色的年龄特征，又要注意不同角色在不同情况下说话语气的差异。如：小海鸥的话除了要注意读得天真、活泼之外，第一次“嘟着嘴问”的话，要读出疑惑，甚至有点责怪的语气。而最后一句，则要读出突然醒悟，并为妈妈感到自豪的感觉。
探讨气象学实验教学改革的研究 篇3
关键词：气象学实验教学教学改革
中图分类号：G623文献标识码：A 文章编号：1673-9795(2012)01(b)-0000-00
21世纪是需要高素质的创新型人才的世纪。近几年的毕业生供需见面会上，用人单位对应聘者几乎全都有一条必不可少的要求，就是“动手能力强”，而目前高校毕业生总体的弱点就是知识结构不合理、实际动手能力差、缺乏开创性和独挡一面的能力，造成这一局面的根本原因是实践教学这一环节出了问题。气象学实验是高等林业院校林学等相关专业的必修课程，也是学好其他专业课的前提和基础。
1 气象学实验课程教学中存在的主要问题
1.1 实验课程教材缺乏特色
在高等院校，大学设课以理论课为主干，实验课基本上是理论课的附属或是有关理论课的一部分，其重心在于帮助、加强对有关理论课的理解和掌握，根本没有自己系统的教材[1]。虽然近几年各大出版社也陆续出版了一些有关气象学实验的教材，但是往往教材的特点是知识量大且知识点分散，实验内容大多为验证性实验，有些内容又很抽象，超越了高等院校大多数学生的接受能力，不利于学生课下进行自学和预习。面对具有林业特色的高等院校来说，出版一本以气象学基本实验为主，具有林业特色的实验教程势在必行。
1.2 课堂教学手段单调和实验教学内容单一
在气象学实验教学中，教学手段和方法仍沿袭传统的模式，即以教师讲授实验理论和演示实验内容为主，学生被动听讲和记笔记，黑板仍是主要的教学工具，缺少现代教育技术和手段的应用。由于师生在课堂上缺乏互动和交流，所以实验课程的教学效果并不理想。气象学实验作为理论知识的附属部分，主要开设的实验有8个，基本上都属于演示性和验证性实验。为了满足学生的求知欲望,也为了锻炼学生的思维能力,培养学生的创新能力和创新精神，利用多元化的教学手段来增加设计性和创新性实验内容刻不容缓。
1.3 气象学实验、实习基地建设经费缺乏
近年来,由于高等院校招生规模的迅速扩大，学校各方面建设都需要大量的资金投入。因而，在保证教学能够基本运行的前提下，对实习经费的投入相对不足，而用于实验实习基地建设的经费则更是少之又少，这就大大降低了高校对基地建设的积极性。大多数实验、实习课程的教学也都是仅仅局限在教室内进行演示和验证性实验的操作。
2 气象学实验课程教学改革的探讨
2.1 加强实验教材建设，构建气象学实验课程教学内容新体系
课程建设与改革是提高教学质量的关键，随着高等学校教育教学改革不断地深入，不断激发学生主动学习意识，提高实践教学的效率，实验教学要求与理论教学完全分开，设置独立的实验教学百分制考核机制。
面对以往实践教学内容单一，现行的气象学教材教学内容的安排和教学时数偏重于理论教学[2]的现状，也为了适应高等院校实践教育教学改革要求，笔者编写并出版了《气象学实验教程》一书，前十章主要介绍了主要气象要素的测定，具体包括实验仪器构造、原理、使用方法和数据处理方法等。同时为了让学生对实验有更加深入的了解，每一章后安排了思考题。后四章内容主要介绍了自动气象站、气候资料的统计与整理以及地面气象月报表的编制和云的观测实验等等，这对高等院校开设综合性实验和创新性实验有一定的参考价值。
在实验内容上，分层次开设实验，即基础性实验和综合设计性实验，以真正的实施因材施教。
（1）基础性实验：采用多媒體教学方式，通过生动的图片演示该仪器的使用方法，讲授仪器的构造、原理和使用方法。在仪器的选择上，可以采取人工观测的的仪器和自动气象观测系统的仪器相结合的方式，它们的共同使用，可以让学生充分了解两者的区别。
（2）综合设计性实验：主要是培养学生灵活运用知识能力，提高综合实践能力和独立操作能力。如:森林小气候观测实验，要求学生根据理论课程的知识，选择和设计一块林地进行森林小气候的观测。教师只是提出建议和目的，具体操作方法由学生自行安排。为进一步加深对森林小气候特性的认识，安排一组学生在林外选择一块对照地，进行相同项目的测定。最后将数据进行汇总、比较、得出结论。通过综合设计性实验，使学生熟练掌握因森林的存在所造成的小气候效应，这对培养学生知识的应用，能力的培养以及启发其科技创新的思维能力是很有益的。
2.2 改革气象学实验课程的教学方法和手段，提高课堂教学效果
在教学方法上，以启发学生创新思维、培养学生创新能力为目的，以理论教学与实验教学相结合的方式组织气象学实验。同时还要强调学生对气象学实验的基本方法和基本技能的正确掌握，并着重培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯，为其学习后续课程和从事专业实践打下良好的基础[3]。
以往气象学实验教学，主要采取的是课堂讲授和演示，课下验证实验的方式。在选择实验内容上也主要是基本气象要素的测定。要对实验教学方法进行改革，应充分利用现代教育技术新成果，根据不同的实验内容，同时考虑实验条件和环境等因素，把传统的教学方法与现代化的教学手段紧密结合，应用多媒体课件辅助课堂教学，将静止的教学内容动态化。这样，可以节省大量的课堂教学时间，增加教学内容和信息，使教学内容变得丰富多彩、教学过程更加优化。
2.3 加强气象学实验、实习基地建设
在气象学实践教学实习中，采用分散与集中、校内与校外相结合的方式进行，针对必修的基本知识和基本原理，通过林业调查、测定和校外参观等方法，让学生更好地理解基本理论知识，增加学生的理论联系实际的能力，提高学生综合素质和创新意识。气象学实践可分两部分，第一部分随课进行，重点进行林业生长相关的基本气象要素的观测。第二部分集中实习，重点进行气象业务基础实习，包括在实验林场测定不同林型的小气候特性的比较和参观省气象台站等等。
3 结语
综上所述,为了适应新形势下林学专业学生发展的要求，气象学实验必须进行积极的教学改革。只有通过改革，才能不断优化该课程的知识体系，更好地为教学、科研和林业生产部门服务。多年来的教学实践充分肯定了气象学实验教学改革方向的正确性，有效的调动了学生学习的积极性。使学生由要我学到我要学，由被动变主动，教与学都在一个轻松活跃的气氛中完成，这些无不对学生运用知识的能力和创新意识有了很大提高。
参考文献
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气象教学 篇4
本文针对“农业气象学”原有教学体系不完善的问题,结合两年来的教学实践,采用调查问卷的方式对当前“农业气象学”教学方面的情况进行分析和探讨,并从农业气象服务发展动态角度提出未来“农业气象学”理论与实践一体化教学模式改革方案,为“农业气象学”教学发展提供借鉴和参考。
1. 农业气象服务发展动态
近年来随着农业生产的发展、农业生产结构不断调整、农业新技术的推进及我国气象发展战略改革,农业、农村、农民对气象服务需求发生了很大变化,农业气象服务领域不断扩大[4]。当前农业气象服务领域已由当年的农业气象情报、国内作物产量预报,拓展到涵盖农业气象灾害监测预警评估、国外主要作物产量预报、生态气象监测评估、农用天气预报、设施农业气象服务等多个领域;其服务对象也不断拓展,除为各级政府服务外,还为社会公众服务,服务方式越来越多样化[5];研究方法手段逐步从简单的数理统计、田间观测拓展到指标分析法、遥感监测法、动力模型模拟法及以GIS为基础的区域综合评估法等。
2. 当前“农业气象学”课程教学情况调查与分析
为进一步了解当前高校学生对“农业气象学”课程及教学的意见和建议,笔者于2014年至2016年对石河子大学农学院不同专业不同年级学生进行了有关“农业气象学”课程教学方面的调查,涉及4个专业不同年级的282名学生,具体调查对象情况如表1。
2.1 教学安排分析
我校“农业气象学”共40学时,包括理论教学32学时、实验教学8学时;其中理论教学主要包括气象要素、农业气象灾害、天气系统、气候、中国农业气候及区划等内容。从教学安排上看,我校将“农业气象学”的教学重点放在气象要素的学习上,占总课时的50%,农业气象灾害的学习占10%,天气系统及气候区划分析占15%;由此看来,基础理论知识仍然是当前各高校的教学重点,占80%,实验实践课仅占20%(图1)。
2.2 教学内容分析
2.2.1 理论教学内容
“农业气象学”基础理论知识的教学重点是气象要素的学习,包括辐射、温度、水分、风、气压等气象要素。从教学内容上看,当前教学过分强调定义、时空变化特征、计算等理论知识。例如:辐射的讲授重点在太阳高度角、太阳直接辐射、天空散射辐射等的计算上;温度重点讲授概念、日射型、辐射型特征、画图等;气压的学习多集中在不同气压系统流场、气流特征分析、压高公式的计算等。教学重点导致学生思考问题、运用知识时完全脱离农业生产和生活实际,使原本很简单的问题复杂化。
2.2.2现代科技手段讲授分析。
笔者通过调查发现,现在大学生在农业气象学课程学习过程中更倾向于学习现代新技术新手段,其中约30%左右的学生期望学习有关“3S技术”在农业气象观测中的应用,23%-28%的学生期望学习有关农作物生长、产量预报模型的相关内容,另有约20%的学生更倾向于学习气象条件分析与农业病虫害监测预警技术相关内容;仅有6%-10%的学生选择基础理论知识的加强学习,8%-10%的学生选择学习农业气象要素传统观测技术。
然而现行农业气象学教材和教学中,没有或很少讲解现代化新型农业气象研究技术方面的内容,已有的相关观测技术研究也仅围绕温度表、通风干湿表、风速仪、雨量筒、蒸发皿等传统气象监测方法,与目前新形势农业气象学新任务、前沿性科学问题和涉农专业的学生发展不相适应,极大地降低了农业气象学在未来工作和科研中的实用性。
2.3 教学方式分析
教师的授课方式对学生获取课堂知识起着至关重要的作用[6],当前多数教学过程中往往都是以教为主,教师成为双边活动中的主导者,只注重教师讲授,学生大多是被动学习和接受,容易使学生产生视觉和听觉的疲劳,引起“吸收和消化”不良,不利于知识的掌握和应用。本文通过调查结果显示,35%-40%的学生认为在“农业气象学”教学过程中相应地增加案例教学分析更有利于知识的理解(图2),增加课程内容的实用性,说明通过理论联系实际的授课方式更能够引起学生的兴趣,更易于吸引学生听课,使学生更深刻地理解教学内容,促进学生对课堂重点知识的掌握和理解应用;约有20%的学生喜欢互动教学的授课方式,加强课堂上的师生交流,促进和谐的师生关系是目前最易被学生接受的教学方式;此外,约有20%的学生更喜欢在教学过程中,尤其在实验过程中增加动手操作环节,以加深对理论知识的理解。学生最易于接受的农业气象学授课方式见图2。
3. 农业气象教学改革方向
3.1 教学内容改革
3.1.1 基本概念和基础理论性内容结合专业和实际生活。
“农业气象学”面向的开课对象为各专业学生,年级层次也不同,而不同专业的学生知识背景各不相同。不同学科、专业与涉及农业气象问题的侧重点及解决问题方法也各不相同。当前,“农业气象学”课程没有针对这些差异选取相应的教学内容、教学大纲等,这就在一定程度上造成“农业气象学”与开课各专业结合的不紧密,理论与实践严重脱节,学生对所学知识盲目接受,无法很好地将其应用于生产实践,因此“死记硬背,考完即忘光”。通过课程知识的相互穿插传授,既可提高学生对“农业气象学”课程的学习兴趣,又可增强学生学科与学科之间知识的横向融合能力,促进学生积极参与和重视直接经验。
3.1.2 适当增加农业气象灾害、病虫害监测预警教学比例。
近年来随着气候变化异常,极端气象灾害增多增强,农业病虫害趋多趋广,给农业生产带来了严重影响,农业气象灾害、病虫害监测、预警、评估已成为当前的关注焦点,加强农业气象灾害监测预警教学,进一步将农业气象灾害与实际案例相结合,增加“农业气象学”“强实践,接地气”的应用。
3.1.3 适当增加产量预报模型。
天气气候条件是造成粮食作物产量波动的重要因素,同一区域不同年份单位面积作物产量的变化主要由气象条件差异引起的,气候环境因子在平均值附近的波动往往会造成产量的年际变化很大。利用统计法或模型模拟法定量揭示农作物与环境气象条件间的相关关系,是目前作物产量业务预报中应用较为广泛的方法,也是现代我国农业气象业务服务的重要方面。
3.1.4 现代农业气象应用手段的融入。
随着社会需求的增长,“农业气象学”涉及的前沿性学科主要包括全球气候变化与作物适应性问题,环境胁迫和调控,灾害监测预警,信息与遥感应用,精细农业或精确农业中物质能量输导等方面[7];农业气象观测手段逐步实现自动化、遥测和精确化;数值模拟、动态模型研发等近代数学方法在定量研究农业气候及其区划方面更加广泛。农业气象学教学过程中增加GIS、卫星遥感技术等信息化技术在农业气象、生态气象监测评估、农业生产管理措施(农事活动)趋利避害区域图预报、国内外农作物产量预报等方面的应用,可吸引更多学生的学习兴趣,同时是现代学生期望的教学手段。
3.2 教学方式改革
(1)为了充分激发学生学习兴趣,在授课过程中应结合本课程所学知识,穿插农业气象学相关科研学术研究热点问题,科学研究方法等。这种科研渗透,学用结合的研讨式教学方式可激发学生上课的兴趣和热情,培养学生科研思维和创新能力;(2)利用多媒体增加课程教学的生动性和趣味性;(3)在公式推导过程中,幻灯片讲解较为枯燥,为避免学生注意力不集中,应将传统教学方式与现代化教学相结合。
“农业气象学”课堂教学改革是一项长期的工作,通过课程教学改革使理论与实践一体化,既能调动学生参与学习的积极性,强化课堂教学效果,又可培养学生分析问题、解决问题的能力,真正做到学以致用。也只有在不断的改革中农业气象学才能不断完善自己的知识体系,充分发挥特色,为农业生产、科研、教学作出贡献。
参考文献
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海上气象员教学设计 篇5
2、能在阅读的过程中圈划出描写海鸥妈妈飞行和海鸥预报天气的有关句子，并重点指导朗读好这些句子。
3、能通过读一读，演一演的方式，理解海鸥三天不同的飞行方式，借助板书的提示，说清海鸥预报天气的方式。
4、通过教师的引读，使学生初步感受到事物之间是有联系的。
重点和难点：
能在阅读的过程中圈划出描写海鸥妈妈飞行和海鸥预报天气的有关句子，了解海鸥预报天气的具体方式。
教学过程：
一、开门见山 揭示课题
1、出示词语：气象员
谁能借助拼音，来读一读这个词语？
观测预报天气情况的人我们把他叫做??气象员。
板示：预报
2、出示课题：海上气象员
今天我们要学习的课文向我们介绍的是海上气象员
来，读一读课题??
28、海上气象员
补全课题：
28、海上气象员
二、初读课文 整体感知
1、检查预习情况
课前同学已经作了预习，谁是海上气象员呢？??海鸥
根据学生板示 海鸥
对，海鸥。（边板示，边指导“鸥”的左边的笔顺）
“鸥”是个生字左边是个“区”，他的笔顺特别容易错，跟着老师书空?? 右边是个鸟字旁。
2、初读课文 检查读文情况
课文中海鸥妈妈作为海上气象员，怎样预报天气的呢？先请小组按常规读读课文，检查预习情况。
3、检查生字的读音情况，重点指导“盘旋”“衔着”的读音
出示生字组成的词语
这些都是生字组成的词语，先来看看这两个词语“盘旋”“衔着”，“旋”和“衔”这两个字音读时特别要注意了，谁能带领大家拼拼音节，读一读词语？
开一排小火车，读字连词，读准字音
真不错！
现在老师把这些词语顺序打乱了，并且去掉了拼音，哪一组愿意试试？
4、出示媒体 了解“喂”的笔顺
再来看看“喂”是左右结构，左边是??口字旁，右上是??田字，下面的笔顺是??
三、再读课文 读懂内容 深入理解重点句
1、划出海鸥妈妈三天不同的飞行方式的句子，理解海鸥的不同飞行方式。
人会说话，用语言来预报天气，而海鸥不会说话，它是用什么预报天气呢？
海鸥飞行的动作。
对呀！课文中海鸥妈妈是怎么飞行的呢？请你仔细读读1-3节，先找到有关的句子，用直线划下来。在圈出描写海鸥妈妈在哪里怎么飞的词语。
1）出示句子 读通句子
这就是你们刚才划出描写海鸥妈妈三天里飞行的句子，请三个小朋友分别来读一读这三句话，谁愿意？
你们都把字音读准了。
2）圈出重点词语，理解海鸥三种不同飞行方式。
那么你们圈出的是哪些词语呢？
媒体出示词语变红：贴着海面 沿着海岸 在半空里盘旋
3）引读
小海鸥在洞口张望，她看见妈妈??
边引读板示：贴着海面
第二天，小海鸥看到妈妈??
边引读板示：沿着海岸
第三天，小海鸥看到妈妈没有??，也没有??
边引读板示：在半空中盘旋
学习“旋”字，“旋”是个生字，跟着老师一起笔画??
4）理解“贴着”“沿着”“盘旋”
你们找到了海鸥妈妈三天不同的飞行方式，有没有读懂这三句话呢？
来，把小手当作海鸥，课桌当作海面，谁愿意选择一句读一读，演一演，让大家清楚的知道海鸥在哪里怎么飞的。
l 贴着海面，也就是紧挨着海面飞，非常好。
l 对了，沿着海岸也就是沿着海边转了几圈。（大海是无边无际的，海鸥只可能沿着大海一边转几圈，谁愿意试试？）
l 在海面半空中不停地打转，不错。
你们都很清楚地告诉大家海鸥的飞行方式，现在大家一起来，读一读，演一演，小手准备，开始。
1、划出海鸥妈妈是怎样预报天气的句子，理解海鸥不同的飞行方式能预报不同的天气情况。
1）读通妈妈说的话
这些是海鸥不同的飞行方式预报是怎样天气呢？其实在海鸥妈妈说的话中就告诉我们了。请你静心地读读妈妈说的话，你从中知道了什么？
2）划出海鸥妈妈预报天气的句子。
知道了吗？请用曲线划出海鸥妈妈预报天气的句子。
3）反馈：谁愿意来说说？
4）引读：
原来海鸥妈妈是这样预报天气的只要你看到我??，那准是个??
板示：好天气
只要你看到我??，那是??
板示：天气开始变坏
只要你看到我??，那是??
板示：暴风雨就要来了
5）完成填空
出示填空：只要看到______，人们就知道______。
现在，你们能不能借助板示用这样的句式来说说海鸥怎样预报天气的。
同桌互相交流一下。
小结：原来海鸥不是主动的预报天气，但是人们可以根据海鸥的不同的飞行方式来判断天气情况。
引读板示??
难怪人们称海鸥为海上气象员呢！
2、通过引读知道海鸥的不同飞行方式与它的生活习性有关。
其实海鸥不同的飞行方式与它的生活习性有关，它为了??能够捕捉到鱼虾。
引读：第一天，海鸥妈妈贴着海面飞，那准是个??，这时，鱼呀，虾呀，??所以，海鸥妈妈一张嘴??。难怪她能（衔来许多活蹦乱跳的鱼虾）。
第二天，海鸥妈妈沿着海面飞，那是因为??，海面上??，这时海面上的浪头可大了，读好“波涛汹涌”，还面上??，吓得??，海鸥妈妈只好??。所以她（只衔回一点儿小海贝）。
第三天，海鸥妈妈从向半空飞，那是因为??，你看，天多黑，浪多高。（媒体）所以鱼虾??，海鸥妈妈只好??！
3、分角色朗读课文。
四、拓展练习
自然界有许多动物也是气象预报员，有的在陆地，有的在水里，人们可以根据动物活动情况了解气象信息。
你们知道还有哪些动物能够预报天气呢？它们是怎样预报天气？
能不能用一句话说说？（可提供几种不同的句式。）
五、总结
希望小朋友在生活中能够多观察，多总结，就会发现事物之间往往是有联系的。
附板书
28海上气象员
预报
贴着海面 好天气
海鸥 沿着海面 天气开始变坏
气象教学 篇6
关键词：航空气象；实践教学；课程体系改革
【中国分类法】：G420
在空中进行的航空运输活动会受到自然天气的影响。因此，航空气象成为了从事航空业的专业人员重点关注的一个问题。因为航空气象对飞行技术、空中管理工作、航空情报和签派工作有着极其重要的作用，所以航空气象学也就成为了高校运输专业和飞行专业学生必修的一门课程。航空气象教学课程主要是由理论教学和实践教学两部分组成，在教学过程中通过这着两部分的教学是学生掌握气象学的理论知识和深刻了解不同的气象对航空运行的危害，同时还要求学生能够对航空气象的资料和图表进行分析，以达到保证飞行安全的目的。
一、航空气象教学改革的重要性
高等教育的重要任务是培养出具有创新能力和实践能力的专业人才。航空气象专业主要是培养空中交通管制、航空公司运行签派及机场现场运行的专业人才，它是一门主要的基础课程，航空气象教学的质量将直接影响到毕业学生的素质，最终影响到航空事业的发展。
在现代的航空事业发展中，所使用的飞机也在不断的进行革新，应人们的需求航空航班的數量也越来越多，因此，航空飞行所需用的各种设备和手段也随着进行革新。这些变化因素就决定了航空管制人员的业务水平和综合素质也要随之提升，以满足现代航空事业发展的需求。在这样的需求下，就必须对传统的航空气象教学模式进行改革。
对航空气象教学的改革，以提升高校的教学质量，培养高能力、高素养的人才，也是增加航空企业竞争力的需要。质量是一个企业的生命，同样对于高等院校来说，毕业生的素养和能力也是高等院校的信誉和生命。现代的就业方式是由企业单位根据其需求以及学生所具有的能力和素养进行选择人才的，因此，为了提高学生的专业能力和综合素养必须进行教学改革，以满足各航空企业的需求，同时使学生的专项才能得到施展运用。
二、航空气象教学中实践教学存在的问题
（一）航空气象教学的所使用的教材较为落后。航空气象实践教学的内容主要是与空中交通管制，航空气象图表和情报的分析和应用等。其教学使用的教材进过多年的使用后其中相关信息标准已经不适用与现代的气象环境，因此学生对于此教材内容的认可度较低。
因为教材的落后，造成了教学参考和指导的不统一。在教学方面，为了达到教学目的，教师必须自行收集大量的相关资料，然后再结合自身的经验进行实践教学，这样致使学生对气象知识的理解存在一定的差异性。
（二）气象教学的教学方法较为传统并且缺乏必要的实践操作。气象汗孔气象学科本身就比较抽象，在学习时需要学生具有较强的空间概念并掌握由牢固的基础知识。此外，气象学科还要求学生具有一定的天气分析能力和气象知识。而传统的理论教学采用灌输式教学，使学生掌握初步分析气象的理论知识。还有在教学过程中由于没有统一的教学体系，教师在讲授时只局限与个人的资料，在进行典例分析时一而缺乏学生的参与，被动的听讲使学生的学习兴趣逐渐降低。
（三）教学过程中缺乏必要的实践设施。对于气象信息分析能力的提升需要通过一定的实践经验来达到提升的效果，因此在实践教学中需要配置一定的软件和硬件设施。但是，在实际的实践教学中缺乏必要的图表资料供学生进行分析，气象教学知识通过计算机进行实践教学，没有必要的硬件设备供学生进行操作。
三、航空气象实践教学的课程改革
（一）统一实践教学的内容。教材是体现教学思想、教学目标以及课程要求的具体内容。教材内容的统一要建立在新版的理论和实践教学的基础之上，在结合国内外航空气象设备的发展成果，保留原有的理论教材体系，然后在原有的理论体系教材中加入实践应用和气象分析内容，把抽象的理论知识和实际的应用进行有效的结合，以组成合格统一的教学资料供高校学生学习。
（二）改善实践教学方法。要想对气象的变化过程有个深入的了解需要通过实践经验的积累。因此，在实践教学过程中要采用适当的教学方法并进行不断的改善。目前比较实用的教学方法是案例教学法和角色扮演的方法。
案例教学法能够形象的把气象的变化情况展现到学生面前，是学生对于这些抽象的事物的理解较为容易，同时枯燥的气象理论通过实际的案例生动的展现出来能够激发学生的学习兴趣，还能够培养学生分析问题的能力。
角色扮演的教学方法是让学生通过扮演航空企业中的实际岗位，通过实际的演练操作让学生来掌握气象知识以及各气象情报的分析和使用。此外，通过角色扮演还能够对气象知识的重要性有更深刻的理解，增强其序号气象知识的欲望和决心。
（三）改善气象实践教学的考评方式。在进行实践教学的课程改革中要对实践教学环节的考评方式进行改善，结合教学目标的要求和实际的操作方式，制定统一的考核标准。可以通过日常的实践操作、研究报告、分析问题的能力等多方面进行考核。这样的考核制度能偶激发学生动手实践的热情，进而促进学生解决问题能力的提升。
四、结束语
通过对气象教学实践内容和课程的建设，能够形成统一的实践教学体系。此外，还需要加强实践硬件设施的投入和师资力量的提升，并在教学过程中为学生创造实践的机会，以提升学生分析解决问题的能力和综合素质的提升。
参考文献
[1] 冯圆,龚晓燕,张贤志,曾泰.气象雷达专业士官学员教学改革的探索[J].空军雷达学院学报. 2010(04)
[2] 丁玉华.气象学课程教学方法的探索与实践[J].信阳农业高等专科学校学报2011年04期
《中尺度气象学》教学体会与思考 篇7
一、“复杂的理论、丰富的图表、细致的归纳”相结合的教学方法
《中尺度气象学》历年来均是学生学习的难点。因为学生需要具备较完整的气象专业理论知识,以及较为熟练的基础专业分析能力,而此两点仅有部分学生能够做到。即便如此,能够在较为复杂的中尺度天气过程中将复杂的理论基础与合理的天气分析结合起来的学生少之又少。因此,“复杂的理论、丰富的图表、细致的归纳”相结合的教学方法应运而生。其一,与中尺度天气过程相联系的天气系统,如暴雨、龙卷、中尺度对流复合体(MCC)、重力波等,均是天气学分析与预报的难点,所用的基础理论更加复杂、更加系统;其二,学生对复杂的理论、非线性的偏微分方程的求解等难有感性的认识,必须辅以清晰的、合理的图表方能让学生进一步的理解;其三,归纳总结、对比分析是学生理解、掌握的最后保障。因此,只有引导学生逐一经过理论认识、感性认识、到系统认识的过程,才能增强认识问题与分析问题的能力。
以重力波的特征分析为例阐述“复杂的理论、丰富的图表、细致的归纳”相结合的教学方法的应用。关于重力波的定义与特征早在《动力气象学》中已经有所涉及,《动力气象学》课程上通过非线性偏微分方程求解的方式给出了重力波的频散关系式、相速度、群速度等理论关系式。学生对重力波的认识是初步的、公式层面的。因此,课堂上首先把《动力气象学》中重力波所涉及的内容给学生简要的复习一遍,给出重力波的重要关系式,通过较为熟悉的内容完成“复杂的理论”部分;接着,利用大量的图片,包括观测的山脉背风坡的云图、理想的背风波云系等,告诉学生重力波不仅仅是一种抽象的概念,也是在我们身边实实在在存在的大气现象。但是重力波到底在天气过程中起到怎样的作用?重力波引起天气变化的作用机制是什么?必须带着这些问题去进一步学习重力波的结构与传播。通过结构图的引入学生基本能够理解重力波传播过程中哪些位置有利于垂直对流,哪些位置有利于高空辐散等,对于由于重力波参与的天气过程有了进一步的认识。最后,“归纳总结”才能让学生印象深刻并完全理解。大家所熟悉的Rossby波与重力波存在哪些相似与不同?其发生的天气现象有何差异?通过以上问题学生基本能够掌握重力波的基本知识,完成了从抽象概念到理解应用的跨越。
课程中“中尺度孤立对流系统”、“中尺度带状对流系统”,与“中尺度对流复合体”这三章内容是由浅入深、相辅相成的学习重点与难点,需要学生完全领会与掌握。这三章内容所涉及的中尺度对流系统分别是:普通单体雷暴、多单体雷暴、超级单体雷暴、龙卷雷暴、飑线、中尺度对流复合体,其相互独立又密不可分、相互演变。这部分内容的授课过程中,“复杂的理论、丰富的图表、细致的归纳”起了关键的作用。以单体生命史的演变的结构与云水特征图作为普通单体雷暴的重要目标图形、以多个普通单体经过统一环流组织起来的多单体特征作为多单体雷暴的基本目标图形、以具有显著统一环流与旋转特征的3-D结构图作为超级单体风暴的特征图,讲授孤立对流单体部分,这样学生通过对比基本能够掌握孤立对流单体的特征,对其发展与强度有了进一步认识。在此基础上,讲授由不同孤立对流单体经过有组织的环流约束排列成带状的飑线系统就相对容易。飑线的结构与中尺度结构图就是带状对流系统的重点,理论学习从基本的结构特征转变为飑线的形成机制问题。中尺度对流复合体是有以上不同的孤立对流系统与带状对流系统组成的,因此其单体的结构特征与演变是类似的,主要差异是中尺度对流复合体是近乎于圆形的。因此,中尺度对流复合体的图表重点应该放在中尺度对流复合体的结构、降水特征上,理论重点是解决为什么其会呈现出圆形的特征来。
二、启发性的教学理念
《中尺度气象学》的教学目的不仅仅是让学生掌握相关内容,更重要的是给学生提出问题与思考,增进学生独立认识与解决问题的能力。因此,在教学过程中需要启发性的教学,鼓励学生自己思考解决问题。比如,在讲述大气层结构的稳定性问题时,先给出传统的位势稳定度的概念,然后提出问题:利用传统的位势稳定度怎样解释超级对流单体与热带辐合带地区云系的发展?学生经过思考后就比较容易接受后面的第二类条件性不稳定的概念了。随后可以进一步提出问题:对流只能垂直发展吗,对于倾斜对流的问题应该如何去理解?这样条件性不稳定就顺利成章地被引出来。在整个学习过程中学生通过主动的思考过程,加深了对学习内容的理解和认识,对于课程的学习将更加主动与积极。
《中尺度气象学》的另一个主要特征是随着社会的观测网络与理论分析能力的提高,部分讲授内容在不断完善,部分研究理论在不断深入的特征。研究问题的复杂性使其仍存在许多正在解决或尚需要进一步研究的难题。而课程大纲要求学生学习的内容更偏向于天气发展的表象,对其原因的分析并不深入。比如学习完成飑线的定义、结构、天气特征后,合上书本,与学生一起把所学内容复习总结后,大部分学生可能感觉到掌握新知识的欣喜了。接着我会问飑线为什么会是这样的带状分布?它为什么会形成在锋面前沿的?对于这些没有明确解释的内容我会引导学生进行独立思考,鼓励大家发言。然后根据自己的理解给他们进一步地解释,也把问题清晰地留给学生思考,提醒学生学无止境,认识总在不断前进。
三、天气个案例析的教学思路
《中尺度天气学》是一门理论结合实践的课程,天气分析与总结是基础,复杂中尺度天气的机制认识与应用是关键。因此,课程的讲述中,典型的天气个案的分析与理解是必不可少的。比如,讲到飑线时,大家针对这一代表性的中尺度系统还是相对比较陌生的,对其发生机理、造成的天气影响等方面的认识还只停留在书面上。因此,我会先将课本上的典型个例给学生进行详细讲解;然后结合最近1-2年内的国内外的研究成果,选取具有代表性的个例(如,2009年6月14日安徽、江苏边界的飑线对流天气),首先针对课堂所学内容通过天气个例进行验证与加深认识,然后就目前的研究方向,提出研究问题,引领大家思考并简要介绍目前的主要研究手段与研究结果。这样学生对于飑线的认识就更加深刻了。
讲述环境风场的垂直切变对对流发展的作用时,首先通过理论推导得出即使大气层结非常稳定时,一定的环境风垂直切变仍然能够促进对流发展,因此很多强对流天气均伴有高低空急流的耦合作用。然后利用多个实际天气个例分析,说明不同的对流发展阶段,环境风垂直切变的作用不同,有时是对流发展的积极作用,有时又起到削弱作用。比如,对于台风发展初期,较强的环境风垂直切变是其发展的不利条件;而当台风发展到较强强度时合适的环境风垂直切变有利于对流层中层暖心结构的维持从而使台风不断发展。但是需要特别指出的是,环境风垂直切变对台风发展的影响非常复杂,在实际台风发展过程中总是能观测有些台风在环境风场垂直切变非常强的时候仍能够迅速发展。因此天气过程是复杂多变的,一方面其具有相对普适的规律,一方面具体问题需要谨慎对待。
四、结语
《中尺度气象学》是一门需要教师与学生相互配合,理论与实践密切结合的课程。因为其一般与灾害性天气相联系,也是大气科学专业中难度较大但实践意义重大的课程,是大气科学专业本科生走向工作岗位或继续科研工作的奠基石。本文从“复杂的理论、丰富的图表、细致的归纳”相结合的教学方法、启发性的教学理念,以及天气个案例析的教学思路三个方面阐述了作者近几年来的教学心得,希望能调动学生的主观能动性,把《中尺度气象学》掌握好。
摘要：《中尺度气象学》是大气科学专业本科学生的专业学习课程,是在学习完成《天气学原理》、《动力气象》、《天气学基础》等基本专业知识之后对气象学理论与实践应用的进一步认识与提升,在大气科学中占有重要的地位。文章总结归纳了近几年在《中尺度气象学》教学实践中的经验与思考,提出了“复杂的理论、丰富的图表、细致的归纳”相结合的教学方法、启发性的教学理念,以及天气个案例析的教学思路,希望为《中尺度气象学》的教学提供参考。
关键词：中尺度气象学,教学,课程
参考文献
[1]寿绍文,励申申,寿亦萱,等.中尺度天气学[M].北京:气象出版社,2009:2.
[2]寿绍文,励申申,王善华,等.天气学分析[M].北京:气象出版社,2008:2.
[3]寿绍文,励申申,寿亦萱,等.中尺度大气动力学[M].高等教育出版社,2009:1.
气象教学 篇8
1 教学内容的改革
课程的教学内容是教学活动过程中最为核心的内容, 是解决教师想要教什么和学生会学到什么的问题。在选择教学内容时, 在以系统性为主线的基础上, 要突出重点, 不能过度追求教学内容的深度和广度, 应依据专业的培养目标, 同时考虑学生的接受能力, 对课程教学内容进行适当的增减, 对与专业课程紧密相关的内容进行适当的拓展和延伸, 而对课程中与专业课程联系不强的内容进行简化, 真正做到因材施教[7,8,9,10,11]。
1.1 理论教学内容的改革
作为一门专业基础课, 气象学课程的教学内容体系已比较完善, 目前我国高等农林院校气象学的参考教材《气象学》或《农业气象学》将课程内容划分为以下三大模块:一是农业气象要素的时空变化规律及其对农业生物生长发育和农业生产活动的作用;二是常见天气系统的形成及天气特征、灾害性天气的发生机理和时空分布规律及其影响和防御对策;三是气候的形成和分类、气候变迁、中国的气候、农业气候的分布与区划及农业小气候的利用与调节等。其中, 第1模块主要讲解辐射、温度、水分和大气运动等农业气象要素, 上课学时最多, 也是与其他专业课的主要结合点。由于农学相关专业的学生一般在开设气象学课程之前, 已学习过植物生理学课程, 因此笔者删减了该模块中光、温和水对植物生长发育的作用这部分内容;而根据学生的专业增加水稻与气象、园艺作物与气象、林业与气象、资源气象和环境气象等内容, 与专业培养目标紧密结合。在第2模块中, 围绕影响广东的主要天气系统及农业气象灾害来展开, 主要讲解台风、暴雨、低温冷害、干旱等, 对其他内容进行了删减。在第3模块中, 由于全球气候变化是当今社会关注的焦点之一, 有关气候变化的原因及其对农业的影响是科学研究的热点, 在讲课时适当增加一些这方面最新的研究结果, 既能增长学生的知识, 又能激发学生的研究兴趣, 培养学生的探究能力。
1.2 实践教学内容的改革
气象学是一门实践性很强的学科, 但多年来都是重理论而轻实践, 学生感觉学而无用, 严重地影响了教学效果。华南农业大学近年来加强了专业课程的实践教学环节, 气象学实验学时也大幅增加, 约占总学时的1/3, 个别专业还开设了7 d的教学实习。在校领导的支持下, 2007年重建了校内气象观测场, 按地面气象观测规范配置了常规观测仪器, 可用于主要气象要素的观测试验;同时还配备了4套先进的自动气象观测站, 可以让学生下载自动气象站数据并进行整理分析。这些基础建设为气象学试验内容的改革提供了物质保障。同时, 广东省广州五山地面气象观测站紧邻华南农业大学, 该站是我国气象卫星地面接收站之一, 设备先进, 种类齐全, 对有课程实习的专业, 选择该站作为校外实习地点, 对学生了解当今气象科学的发展和研究手段以及相关知识起到了很好的作用。
针对在气象学实验教学中长期存在的2个突出问题, 即学生动手能力不强和学习兴趣不浓, 笔者在多年的教学实践中不断地进行改革探索。对光、温、水等主要气象要素的观测实验, 依然是气象学实验的主要内容, 经过多年的实践, 逐渐形成了多媒体演示、实验室讲解和观测场练习的教学体系, 并增加了学生在观测场的观测时间。为了提高学生应用气象学知识的能力, 近几年增开了云天观测实验。在大尺度天气系统影响广州地区天气的整个过程中, 结合气象云图和气象台专业的天气预报, 完整、连续地开展云天观测教学, 对于学生了解云的演变与天气变化的密切联系, 培养学生的综合分析能力起到了积极的作用。
2 教学方法的改革
教学方法的改革就是要打破以讲授灌输为主线的教学模式, 构建以学生主动参与、师生互动、探究创新为主线的教学模式。气象学是一门高度抽象化而且涉及面相当广的学科, 要讲解的内容不仅多而且晦涩难懂, 因此必须对教学手段和教学方法进行改革, 才能提高教学质量, 提高学生学习的主动性。
2.1 制作多媒体课件
制作多媒体课件是充分利用现代信息技术进行课堂教学的基本方式, 多媒体技术能集音像、图形、文本等诸多媒体的优点于一身, 并能灵活、动态、有机地将各种媒体综合联接起来, 具有集成性、实时性和交互性的特点, 为抽象的理论课教学注入了强大的活力[12,13]。
华南农业大学自21世纪初开始建设多媒体教室, 现在教室内一般都配有投影仪、多媒体电脑等教学设备, 为改变传统的教学模式提供了物质保障。笔者自2002年就开始使用Authorware软件制作气象学多媒体课件, 经过多年的补充修改, 已形成集文本、图片、动画、音频和视频于一体的课件, 课件内容丰富, 得到了学生的普遍好评。同时还充分利用网络资源, 下载了大量的视频教学资料, 如云和降水的形成、三圈环流的形成、副热带高压、台风等。在讲解抽象的大气现象时, 使学生可以从屏幕上亲眼目睹此大气现象的发生、发展直至消亡的全过程, 充分地调动了学生的学习兴趣, 提高了教学质量和教学效率。
2.2 采用灵活多样的课堂教学方法
传统的课堂教学形式主要以教师讲、学生听为主, 而现代教学模式强调, 教师是教学活动的主导, 学生是教学活动的主体。教师是知识的传授者, 是教学活动的组织者, 是教学进程的控制者, 同时也是学生获取知识的向导。由于气象学课程内容抽象, 不好记、不易懂, 许多学生忽略了这门课的学习, 甚至有的学生认为根本没必要开设这门课, 学习兴趣不高。为调动学生的学习积极性, 培养学生的学习兴趣, 提高教学质量, 达到教学目的, 笔者在多年的课堂教学中, 根据课程内容采用了灵活多样的教学方法。
2.2.1 参与教学法。
参与教学法是指学生在明确教学目标的前提下, 积极而又创造性地主动介入教学活动的每个环节, 从而获取知识、发展能力, 其目的是让学生能够主动参与学习活动, 而不是被动地接受知识, 它能极大程度地唤醒、挖掘和提升学生的综合潜能, 促进学生的自主发展和能力提升[14]。气象与生活密切相关, 让学生参与教学, 可促进学生观察身边的气象知识, 有助于学生理论联系实践, 既能提高教学效果, 又能提高学生的自主学习能力。
笔者在教学中主要采取了2种方式让学生真正参与到气象学的教学过程中。一种方式是让学生讲解课本中某些章节的内容, 一般选择日常生活中比较常见, 且比较易懂的内容, 如水汽凝结现象和降水、灾害性天气的形成、危害和防御等内容。学生在制作PPT时, 要查找大量的课外知识;上台演示讲解时, 还必须思维清晰、陈述清楚。因此, 通过此种方式既能丰富学生的知识, 又能提高学生的动手能力和组织能力。另一种方式是在每次上课开始的5 min里, 安排1~2位同学上台讲近7 d的天气特征及未来的天气变化, 并简单介绍与之相关的气象名词。通过这种方式, 既让学生熟悉了常见天气现象和天气变化过程, 同时又可帮助学生理解课本知识。
2.2.2 案例教学法。
案例教学法是根据教学目的和教学内容的要求, 利用案例作为教学媒介, 以提高学生综合能力为目标的教学方法[15]。案例教学法源于美国哈佛大学, 最早应用于法学教育中, 是美国、加拿大等国法学院最主要的教学方法, 20世纪80年代初期被借鉴引入我国。大气运动和天气变化是抽象而具体的, 对于非气象专业的农科大学生来说, 要掌握理解相关的理论知识并应用于实践确实有难度。如果仅靠理论推导和讲解, 最后学生可能仍然一知半解。笔者在讲解天气系统和天气过程时, 以历史天气为案例, 结合多媒体演示, 将抽象的天气变化具体化, 引导学生进行分析讨论, 通过师生问答、讨论等互动的教学过程, 从而使学生了解并掌握相关知识, 加深学生对天气变化特征的理解。
由于天气变化日新月异, 因此在应用案例教学法时, 教师必须结合近期的天气特点收集案例, 而不能一成不变。另外, 专业不同学习目标也会有差异, 应根据教学对象确定同一案例的分析深度和广度。
2.2.3 讨论教学法。
讨论式教学是以学生为中心, 通过讨论学习训练学生自学能力、推理能力、运用所学知识能力的一种教学方法。它是在教师的指导下, 学生在独立思考的基础上, 充分发表自己的看法, 师生共同参与。在这一教学过程中真正的主角是学生, 学生通过对已掌握的知识进行重新分析、筛选与整合, 然后提出自己的看法, 并将其观点与其他人探讨、交流, 得出一定的结论[4]。气候变化已是一个不可否认的事实, 但有关人类活动与气候变化的关系及如何应对气候变化却是科学家和政治家们争论的焦点。
为了让学生充分了解气候变化的事实、影响、原因及应对措施, 布置学生提前观看纪录片《难以忽视的真相》《全球变暖惊天大骗局》《后天》《超强台风》《2012》等气候灾难片, 并将学生分成正方和反方2个大组, 其中正方的观点是近代气候变化主要是人类活动造成的, 而反方的观点是近代气候变化主要是自然变化的结果, 与人类活动没有关系。课前双方在组内进行讨论, 查找文献, 收集论据;课堂上由正、反两方进行辩论, 通过这一教学方式, 既能让学生全面掌握气候变化方面的研究进展, 同时又能提高学生分析问题的能力。
3 结语
气象教学 篇9
水文气象学是一门新兴的交叉学科, 既是应用气象学的一个分支, 又是水文学的重要组成部分。实践性强是水文气象学基础系列课程的显著特点之一, 教学中特别强调理论要与实践结合。作为亚洲第一所、世界第二所的水文气象学院, 国内没有现成的教学经验可借鉴, 只能参考相关专业和兄弟院校的办学经验, 探索一条培养水文气象复合人才的教育路子。针对过往相关专业的实验教学主要以封闭式实验为主、部分实验教学内容与时代脱节、缺少学科知识交叉渗透的实验教学平台、教师科研成果转化为实验教学内容的力度不够、学生积极性不高等问题, 以实验教学示范中心建设为契机, 以“培养能力、提高素质”为主线, 以培养创新型和应用型人才为目标, 构建了“一体化、三层次、多形式”水文气象学实践教学体系, 并在这一基础体系上进行科学有效的实施和管理。
1.“一体化、三层次、多形式”实践教学体系的构建
1.1 实践教学体系构建思路。
实践教学与理论教学相辅相成、有机结合共同构成大学完整的教学体系[2]。实践教学体系构建的总体思路主要包括以下两个方面:
首先, 要明确目标。以“培养能力、提高素质”为主线, 以培养创新型和应用型人才为目标, 以强化实践能力为核心, 以学生为本, 实施人才标准的多样性和因材施教、个性化培养, 将实践能力和创新能力的培养贯穿于本科实践教学的始终。积极探索高等院校水文气象学实验教育教学规律, 形成专业特色突出、体系独立完整、管理科学、学生主体地位突出的实验教学体系。
其次, 要搭建平台和优化实践教学的内容。根据实践课程性质和内容分为基础实践教学平台 (基础课程实验模块和认知实习训练模块) 和专业技术实践教学平台 (课程设计、综合实习、毕业设计、科技竞赛和创新项目等模块组成) 。根据创新人才培养规律和实验课程之间的内在逻辑联系, 打破课程间的壁垒, 优化实践教学内容, 使课程间的内容有机融合, 互相促进。培养学生的基本操作和动手能力, 专业拓展和综合运用能力, 以及实践创新能力。
1.2 实践教学体系构成。
1.2.1“一体化”。
指服从实验目标, 以培养创新型和应用型人才为宗旨, 追求知识体系的完整。即打破课程间的壁垒, 所有的水文气象实践课统一管理、统筹安排, 把相关的实验知识、技术和方法有机地组织在一起形成一个完整的体系。
1.2.2“三层次”。
根据培养目标将实践教学分为基础性试验、综合应用型实验和实践创新型实验三个层次。第一层次, 基础性试验。主要是以基础实验课程为主体, 掌握基本操作技能为主, 培养低年级学生的认知能力、动手能力。如水力学实验中静水压强和静水总压力的测量、液流流态和液流阻力的测量, 水文测验中的流量、流速、水位等测量, 气象要素降水、蒸发的观测等。第二层次, 综合应用型实验。主要是以综合实验课程为主体, 旨在强化专业知识和应用技能, 培养学生初步设计能力和分析解决问题的能力, 常采用启发式教学。如临近和短时天气预报实习、水文预报课程设计, 水文水资源综合实习等, 要求学生通过所学的课本知识, 查阅相关文献, 设计实验流程, 围绕着理论、程序技术和研究思维三个环节展开进行实验。第三层次, 实践创新型实验。主要是以创新类实验项目为主体, 为设计、研发型实验, 旨在培养学生自主研究、科研创新能力, 常采用开放式教学。这里主要指高年级的学生申请的校级、省级和国家级的大学生创新项目, 在教师指导下的学生自主文献检索、设计实验方案、实施实验过程、总结和处理实验数据、撰写论文等环节, 充分体现了学生在教学活动中的主体地位和教师在教学活动中的主导作用的教学原则。通过开放式教学, 学生的实践能力得到了锻炼, 创新能力得到了提高, 促进了创新型和研究型人才的培养。
1.2.3“多形式”是指采取基本实验、综合实验和创新实验
相结合, 计划内学时与计划外开放实验相结合, 传统教学与现代技术相结合, 充分利用网络资源, 将实验操作与虚拟仿真实验相结合等, 并将室内试验与实践教学基地和基础人才培养基地有机结合;在形式上采用讲授式、启发式、自学式、开放式等多种形式有机组合的实验教学, 达到培养学生创新能力, 激发学生学习兴趣的最终目的。
“一体化、三层次、多形式”实践教学体系的建立, 形成了由单一到综合, 由相对独立到有机融合的一个完整的实践教学新体系。学生的能力从实践动手能力、综合应用能力到科研创新能力得到了全面递进式培养[3,4,5,6,7]。
2.“一体化、三层次、多形式”实践教学体系的实施与管理
2.1 优化实验教学, 探索多元化的教学模式。
水文气象学专业的课程主要是围绕水文和气象交叉学科的相关知识解决国民生产中的实际工程问题, 因此实践教学是整个培养计划中非常重要的组成部分。根据实践课程规划 (实验教材、实验大纲和实验项目的设计) , 优化实验教学主要包括以下几个方面:第一, 优化课程体系, 突出实验性教学。以课程综合化为突破口, 优化课程体系和教学内容。围绕加强实践能力培养, 修订教学计划和教学大纲, 构建新实验教学体系。第二, 多开综合性、设计性的实验来提高学生的独立创新、综合实践能力的培养。第三, 建立实训网络平台, 将网络资源和学习更好地整合, 将新的教学理念灌输到实际实践教学中。快速满足教学要求, 使实践教学更加优化。第四, 加强实习和实训, 提高学生职业能力。实习、实训是整个实践性环节的重要组成部分, 将实验教学活动与生产实践、社会服务、技术推广紧密结合起来, 提高学生的实践能力, 加强和实际生产实践的联系, 同时可以促进教师自身进行自我完善, 对课堂教学进行有益补充。
多元化的教学模式[8]主要包括以下几个方面:第一, 传统的实验室模式。在教师指导下, 在规定的时间到实验室进行集中实验。这种模式面向的对象主要是低年级的学生, 通过参加实验培养动手操作能力的一种实践教学模式。第二, 启发式的教学模式。注重个性培养和创新思维的训练, 鼓励学生开动脑筋, 提出不同的实践方案, 培养独立思考和综合运用能力。第三, 开放式的教学模式。主要采用分时段, 分层次的开放。低年级学生基础性实验实行双休日集中开放模式, 以巩固知识和技能为主, 有目的地引导学生进行提高操作技能的实验。高年级学生以综合性实验和研究型实验为主, 综合性实验采用研讨课的形式进行开放式实验教学。研究性实验主要是学生通过申请学院、学校、省级和国家级的大学生创新项目进行科学研究。学生在教师的指导下选出实验项目, 经查阅文献, 拟定实验方案, 中期答辩和结题汇报等层层过程, 充分利用周末、教学实践周和寒暑假, 在开放实验室进行实践并完成实验项目。通过一系列开放的实验过程, 培养了学生对前沿和热点问题的“提出—研究—解决”的兴趣, 培养了学生的思索能力、辨析能力和探索求知精神, 从实践上探索了基础科学人才培养的新模式, 推动了教学与科研的结合。第四, 以人为本的教学模式。以自主性为主要特点, 充分虑学生个人的兴趣和特长, 有针对性和目的地设计实验、科学研究和社会实践, 突出学生创造性、探索性能力和组织协调能力的综合培养。第五, 开放的实践教学基地模式。充分利用社会资源, 建立稳定的实践教学基地, 进一步加强本科学生在工程实践中的分析问题、解决问题的能力。比如学院与广西水文局建立了《水文测验》、《水文水资源综合实习》教学实习基地, 与安徽省六安市水文局建立了《水利工程》教学实习基地, 与天津市气象局、河北省气象局建立了《数值天气预报》、《临近和短时天气预报》实习基地。这几种实践教学模式要有机配合, 促进各类实验资源的互补与共享, 最终达到提高综合素质和创新能力的培养目标。
2.2 优化管理, 有效利用网络资源, 实现资源共享。
优化管理主要通过网络化管理来提高实验室的管理效率[9,10]。主要通过以下几个方面实现管理:第一, 实行网络预约制度, 仪器状态实行网络通报制度, 提高了仪器使用的效率, 也加强了仪器管理人员的工作责任心。第二, 实验耗材的购买也实行网络管理, 购买药品等耗材时, 需要网上申请, 经管理员批准后统一采购并登记入库、登记领用。通过耗材库查询, 学生可以快速、准确地找到药品, 方便互相调用, 做到资源共享, 节约实验室运行经费, 更能增强学生的节约意识。第三, 通过考勤系统提高出勤率。网站考勤功能每天记录了每位学生到实验室及离开实验室的时间, 提高了学生的组织性和纪律性。第四, 以网站展示实验结果加强学生的成就感。通过实验室网站将学生在实验中取得的良好实验结果、获得的奖励、发表的论文等进行展示, 给学生创造一个展示成绩的平台, 有助于加强学生的成就感。网站化管理真实记录了学生完成任务和教师检查指导的及时性, 加强了师生的工作责任心, 大大提高了许多环节的工作效率。
有效利用网络资源, 实现资源共享。主要包括:第一, 通过对实验过程进行实时录像, 将其网络化和视频化后, 为学生正确规范地使用仪器提供了一个培训的平台。通过网络资源共享, 应用计算机仿真技术和数码技术构建实验项目库, 方便学生了解学科前沿。学生在课前通过网络实验室观看实验视频, 对将要进行的真实实验进行预习, 其效果远远好于浏览讲义文字。从而提高了实验操作的规范性和实验结果的正确性。第二, 网络应用系统的建立, 方便了实验教学的开展。教师和学生利用积件库中的CAI课件, 视频库中的视听教材, 以及校园网上、Internet上的网络资源进行实验教学互动, 通过网络信息系统及时查询到实验室的有关信息和教学实验的操作技术, 下载自己所需要的资料, 也可以通过BBS论坛系统参与实验教学的讨论, 使教师和同学进行实时网上交流;学生将自己近期的研究计划、实验方案、实验数据及阶段结果及时上传到各自的科研文档中, 教师可以直接从网上读取并进行批阅, 提出建议, 及时了解某位学生的情况, 从而加强对学生的指导和管理。
2.3 建立科学的管理及完善的考核体系。
制定并逐步完善实验室的管理制度, 进行科学的管理。主要包括:制定工作条例, 明确各级职责, 使实验室建设与管理逐步规范;从实验教材选编、实验大纲制定 (实验课程的性质与任务、实验目的和要求、实验内容、实验报告的撰写、课程考核方式、实验成绩评定等) 和实验项目设计等实验教学多个环节明确目标和要求, 作为组织实验教学的依据。建立配套的管理制度, 实施有效的管理, 比如建立实验室的文件资料档案, 定期开展实验室工作评估和考评活动;学习和借鉴兄弟院校的好的管理模式, 充分利用和发挥实验室的功能和效益。
为提高实践教学质量, 应在实验教材的选编、实验大纲制定和实验项目的设计等等教学环节做出明确的规定。为了最大限度实现公平性, 调动学生的积极性, 激发学生的学习信心, 将建立一套完整、合理的实验评分规则。为了更好地调动教师的积极性和责任心, 使学生最大限度地受益, 将建立一套合理的教学效果评价体系。并实施多样化的考核模式, 它包括平时考核、实验理论考核和实验操作考试。通过学生和教师两套评价考核体系及多样化的考核模式有效提高实验课教学质量。
3. 结语
建立一个科学完整的实践教学体系是一项复杂的系统工程。水文气象学专业通过借鉴相关专业和兄弟院校的经验, 构建了“一体化、三层次、多形式”的水文气象学实践教学体系。并在这个体系基础上, 优化教学内容, 探索实施多元化的教学模式;优化管理, 有效利用网络资源来实现资源共享;进一步进行科学的管理和完善的考核体系。通过实践体系的构建和实施管理为学生搭建一个进行实践创新能力的平台, 使学生的实践动手能力、分析解决问题综合能力、创新能力得到训练, 整体素质得到提高, 为新时期创新型和研究型人才的培养进行有益的探索和实践。
摘要：以实验教学示范中心建设为契机, 以“培养能力、提高素质”为主线, 以培养创新型和应用型人才为目标, 构建了“一体化、三层次、多形式”水文气象学实践教学体系。并在这一体系基础上, 进行多元化教学模式的探索, 实现网络共享, 建立科学的管理和完善的考核体系, 为创新型和研究型人才的培养作了有益的探索与实践。
关键词：水文气象实验教学,实践教学体系,构建,实施与管理
参考文献
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[9]张逸军.基于校园网的开放型实验管理系统的构建[J].中国现代教育装备, 2006 (7) :12-15.
气象教学 篇10
关键词：航海气象,实验与实践,教学改革
航海气象是一门应用气象知识为航海服务的技术学科。随着现代航海技术的迅速发展, 气象学在航海中日益重要, 对天气的掌控能力已经成为衡量一个船长业务水平的重要标志, 一个优秀的航海者必须懂得如何避离不利天气, 尽可能利用有利天气, 选择最佳天气航线, 从而掌握海上航行的主动权, 这是航运市场对人才的要求, 也是我们人才培养的宗旨。
航海气象也是一门实验和实践性较强的海洋船舶驾驶专业课程, 课程实验与实践教学是培养学生理论联系实际, 掌握天气观测和分析方法的重要平台。多年以来, 由于受传统的“重理论、轻实践”教学模式的影响, 学生理论和实践脱节, 课本上的知识不能很好地运用到航海的实践中去, 因此, 为了适应未来航行的需要, 适应当前高等教育形势的需要, 我们急需对当前较单一的教学模式进行改革, 以基础性实验和开放式实验教学为突破口, 最终落实在“以学生发展为本”的现代教育观念上。
1. 逐步实现教学模式的转型, 突出实验与实践课程的地位
长期以来, 学生对气象课程的学习较为被动, 课堂教学往往千篇一律, 以学生被动接受书本知识为主, 忽略了人的主动性、能动性和独立性。在课堂教学过程中, 一般只注重书本知识的传授, 而忽略培养学生积极、主动的学习态度。兴趣是学生学习的内部动力, 学习的积极性首先来源于兴趣, 唤起学习兴趣是使学生积极学习的重要条件。我们要引导学生通过自己的观察、思考、分析去探索知识。气象实验室有一系列观测大气的精密工具, 学生通过了解各种仪器的使用方法, 以及自己动手操作, 可准确获知本地各种气象要素的观测值, 继而进一步分析本地天气的演变过程;通过操作气象传真机适时地接受各种气象传真图, 可动态地比较各种天气系统在连续几天的发生、发展、消亡的演变规律。当然, 教学形式不必拘泥于实验室, 大自然为学生提供了一个丰富而多变的课堂, 每天的天气千变万化, 天气系统千差万别, 只要学生进入大自然提供的情境之中, 就会对所学的内容有一个清晰而明确的认识。例如:教师可以就地取材, 根据所在地某天的天气现象, 师生身临其境地讨论, 进行情境化教学, 这种现场版的实践教学是当今教学极为缺乏和应该大力提倡的, 这比我们仅拘泥于教材空洞地陈述, 教学效果要增强很多, 也就是我们所提倡的情境化实践教学。
2. 明确实验课程设置与实验形式、实验项目
2.1 分层次合理设置实验课程
实验课程的设置应从教学大纲的基本要求出发, 根据学生层次、需求的不同, 将实验课程设为三个层次:基本技能训练、拓展技能训练, 综合技能训练。
基本技能训练是按照培训船员的基本要求而设定, 是每一位学生专业必需的考核项目, 主要侧重于气象要素的观测与简单天气形势的分析;技能提高型训练是针对更高层次的学生所设定, 它是在完全掌握了必备的基本技能训练之后, 进一步教会学生如何判别天气, 分析天气形势及其发展, 预测船舶所在海区的天气与海况, 从而掌握海上航行的主动权;综合技能训练是全面检测学生对气象知识的熟悉和掌握程度。它要求学生不仅熟知各种基本观测和形势分析, 而且能根据当前天气形势, 作出航区目前及未来天气的分析和预报, 也是海上航行中检测和衡量一个船长业务水平的重要标志。
2.2 灵活设定实验形式
实验形式可以设为课内引导式实验与课外自主式实践两种形式, 课内引导实验是学生课外自主实践的基础, 成功的课内引导实验可以避免学生课外自主实践的盲从和混乱, 对培养学生对气象的兴趣, 提高探知能力起到至为关键的作用。教师要向学生阐明实验仪器的使用、操作过程的注意事项等问题, 观测过程和结果要由学生独立完成, 一堂成功的课内引导实验有助于培养学生清晰的实验思路, 为课外自主实践奠定坚实的基础。
实验形式的设定旨在培养学生达到中华人民共和国海事局所规定的船舶操作级驾驶员的适任标准, 达到理论教学与实训教学有机融合, 实验过程要保证学生有足够的时间了解仪器设备的性能与使用方法, 掌握天气观测的基本技巧, 使实验教学具有一定的实用性, 以适应未来海上实践的需要。
2.3 依据能力设定实验项目
实验项目是实验教学的基础, 教师要根据实验教学任务的要求, 从实验教学大纲中选取恰当的实验项目, 组织实验教学。同时结合学科建设与发展, 积极研发新的实验项目, 尤其是综合创新型实验, 积极吸纳学科前沿知识。
3. 建立开放式实验教学模式
气象观测具有一定的开放性, 它不仅体现在学生掌握课内基本的天气观测与分析的技能, 而且灵活地适用于更多学生课外时间从事天气观测的任务, 在当今的大学校园里, 自动气象站的建立, 不仅服务于教学, 为校园小气候服务, 而且在一定程度上优化了校园科技教育环境, 可以方便学生观测日常生活气象要素, 便于学生随时掌握气温、气压, 风向、风力、湿度、紫外线指数等气象要素的变化。在校园里建立气象站不仅能使学生掌握气象观测的基本方法, 而且能激发学生学习气象的兴趣和热情, 了解和掌握更多的气象科学知识。
此外, 在3.23世界气象日组织学生参观气象台站, 听专家讲解介绍一些先进的气象测量仪器及其功能, 也是提高学生对本门课程学习的积极性的一种行之有效的方法, 更重要的是学生能够利用所学知识分析实时经历的天气过程。这些观测和分析能力的培养将为学生在未来的船上实习和工作奠定一个坚实的基础。
4. 拓宽实验教学, 建立校外实践基地
为使学生了解天气观测与预报的发展前沿, 充分感受航海气象在海洋船舶驾驶中的重要地位, 搭建开放式的校外实践教学平台, 我们联系了就近的气象台站与船舶公司作为长期的校外实践基地, 气象台站仪器种类齐全, 观测人员具有专业性、技术性强的优势, 可以学到很多实用的天气分析方法, 更好地服务于航海。
船舶公司来往于沿海的船舶为我们提供了一个真刀实枪演练的平台, 短期的海上随船实习, 让学生充分感受了天气的瞬息万变, 认识到天气的变化对每一次海上航行的重要性, 对船舶航行安全的重要性, 从而增强了在校学习的紧迫感与责任感。
这些校外的实践弥补了学校教学实验的不足, 也是学生校内实验观测与分析技能的一种实际检验。
5. 结语
校内实验与校外实践打破了过去那种单一的、封闭的课堂教学模式, 采取一种动态的、开放的形式, 把课堂教学延伸向课外、校外, 使教学与实验和社会生活紧密相联;把课堂教学的主动权还给学生, 使他们成为学习的主人, 努力为学生创造自由宽松的学习环境, 促使他们在学习中自主发展, 在学习中感受成功与欢愉。在实验与实践教学过程中, 我们注重提高学生的动手能力和对天气的感知能力, 从而延展课堂教学, 提高实验与实践教学的质量。
参考文献
[1]陈家辉, 张吉平.航海气象学与海洋学[M].大连海事大学出版社, 2001.
[2]吴莹, 姚渝丽, 历艳志.农业气象实验课教学改革与实践[J].农业与技术, 2005, (5) :50-51.
气象教学 篇11
进入21 世纪，高校地理专业教育面临新的机遇和挑战。《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中明确指出：“调整和改革课程体系、内容、结构，建立新的基础教育课程体系，试行国家课程、地方课程和学校课程。”这一改革的大趋势必然深刻地影响到直接为基础教育服务的大学地理教育。高等学校的《气象学与气候学》是地理专业的基础课程，它以普通气象学为基础、气候学为重点，研究气候（系统）的形成过程、分布和变化规律，并预测未来气候变化趋势的一门学科。在20世纪最后的四分之一时间，气候学由半经验的定性描述性科学全面发展成为以数理化理论与实验为基础的定量科学。传统的气候学教学内容已不适应现代气候学的发展，难以起到地理学专业基础课应有的作用，必须进行以教学内容和教学方法为中心的改革。当前应以气候系统和全球变化为核心，跨学科组织教学内容，建立新的理论体系，提高数学化水平。
一、以气候系统为主线，跨学科组织课程内容，讲解基本理论和基础知识
随着新的科学技术革命把科学、技术和生产紧密地结合在一起，使得科学研究一方面越分越细，出现了许多新的分支学科；另一方面又越来越综合，并呈现以高度综合为主的整体化趋势，许多课题需要跨学科研究。例如，对于全球气候变化和人类生存环境问题，单一学科都无能为力，需要运用自然科学和社会科学加以综合研究。因此，现代气候学研究的一个最鲜明的特征就是多学科交叉。它不仅需要地学内各学科的交叉，也涉及数学、物理学、化学、生物学以及天文学等大学科的内容。这一整体化趋势，要求气候学教育必须走综合化的道路，以培养面向21世纪、全面发展的“有专业的综合性人才”。基于这种认识，气候学课程应按照培养“有专长的博学者”这一通才教育原则，采取跨学科式选择和组织教学内容。具体做法是在适当引入近代气候学内容的基础上，向大气科学、海洋科学、地质学、环境科学等的发展前沿扩展，以形成跨学科式的内容体系。近代科学气候学主要肇始于气象学的进步和迅速发展，也与大气观测资料的增加和改善紧密相关，所以教学内容中主要讨论气候系统中大气圈这一分量。如果说传统气候学课程主要试图解释大气行为，则更新后的气候学内容有关大气的部分占60%左右。海洋部分可占15%，其它关于冰雪圈、生物圈、陆地表面及天文学等方面的一般性讨论可占25%。跨学科组织教学内容虽然对教师要求较高，但它毕竟代表了一种趋势，可以避免学生孤立地掌握某一门学科知识而不会处理各学科知识间联系的不足，尤其便于学生掌握类似气候学的综合学科的基础知识及了解现代气候学中的物理和动力问题。
二、以地球系统科学思想为指导，以全球变化为核心，建立新理论体系
大学生获取知识是为了增长自己的创造能力。在知识向能力的转化过程中，知识质量和知识结构所起的作用要远大于知识的数量。加强学科门类或专业所需的基础理论，对于建立大学生的合理知识结构，增强他们的适应能力具有重要意义。因此，气候学教学内容需要解决的一个关键问题，就是确定该课程的理论体系。就现代气候科学而言，全球气候系统概念取代经典的、狭隘的气候定义，不仅使气候学的内容及范畴发生了根本性变化，而且宣告气候学已经超出了气象学和地理学的范围，为从整体上研究地球气候的形成和变化奠定了理论基础。虽然至今还不能说气候学已经有了较为完整的理论体系，但以气候形成和变化的原理为主线，即以全球气候变化为核心，将现代气候学的理论体系归纳为气候系统理论、大气环流理论、海气相互作用理论、气候地带性与气候分类理论、气候变化理论、气候可预测理论等6个方面，并辅以气候诊断、气候重建、气候模拟和气候影响评价等方面的内容，应能满足地理学类专业基础课的需要。同时，结合各章的具体内容，介绍气象学、气候学领域最新的研究成果和动态。例如，讲授El Nino的内容时，应结合当前最新的动态，包括当月太平洋海温状况、国内外著名机构的预测趋势等；讲授全球变暖的内容时，每年都更新当前最新的全球温度变化特征；讲授气候预测的内容时，具体结合我国每年的汛期旱涝预测的实例，使大家明白当前的最新动态、成功经验及失败教训等。
三、以方法论为导向，加强数理化内容
如果说20世纪70年代以前气候学的定量研究还处于初期阶段，那么今天气候学可谓已进入数理科学或试验科学的新阶段。现在看来，就是经典气候学的气候区划，也可根据含有物理意义的气候要素及气候指标使其达到数量化的水平。对于古气候的历史事实也可使其定量化，以便准确地重建时间尺度、空间尺度的年代和地区差异。同时，对于当代非线性科学及其在气候学中的研究进展也不能等闲视之，应及时体现到教学过程中。总之，高度重视方法论教育，尤其是加强数学化水平，是进行气候学教学内容改革的努力方向之一。实践表明，青年大学生在学习活动中一般较偏爱整体化、抽象化、规则化、符号化和结构化，并且常有哲学思辨倾向。因此，在气候学教学过程中注意方法论内容的教学不仅可以避免地理学课程理论知识匮乏的通病，而且可以提高学生的数学思维能力，真正体现专业基础课的功能和作用。▲
作者单位：1.河南大学环境与规划学院（475004）
气象教学 篇12
关键词：Gr ADS,Origin,教学方法,教学效果
一、引言
本校针对于大气物理、大气环境相关专业本科生开设了《气象数据分析与可视化》课程, 开设任务是使学生能掌握气象上常用的几种绘图软件 (Gr ADS、Origin) , 以适应未来学习和工作的需要。Gr ADS是一款在气象界应用广泛的数据处理和显示的绘图软件, 其专业性强, 是专门为从事大气、海洋研究的科研和业务人员设计的。它适用于多种常用的系统, 通过其集成环境对气象数据进行读取、加工、图形显示和打印输出, 所有数据在Gr ADS中视为经度、纬度、层次和时间的4维场, 数据既可以是格点资料, 也可以是站点资料, 数据格式可以是二进制或GRIB码等。Gr ADS系统具有操作简便、功能强大、显示快速、出图类型多样化、图形美观等特点, 并且提供了一种解释型描述语言以帮助高级功能的开发。通过学习Gr ADS软件, 使学生掌握命令行输入的交互式显示图形的方式, 掌握数据的处理、ctl文件和gs文件的编写及应用, 掌握各种常用的绘图指令, 使得绘图效果精致完美。Origin软件是美国Origin Lab公司推出的具有强大功能的数据分析和科技作图软件, 其采用直观、图形化、面向对象的窗口菜单和工具栏进行操作, 无需编写程序代码, 简便易学, 不仅能满足一般的作图要求, 满足出版社对科技绘图格式的要求, 而且能够处理复杂的数据分析、图形处理以及函数拟合等。它的另外一个优点是可以直接使用和处理Microsoft Excel表中的数据。Origin软件主要讲授科技图表绘制、实验数据分析, 此外Origin还可以对各种数据进行拟合以及对各种谱图进行分析, 是科技工作者必备的工具之一, 深受广大科技工作者的欢迎。通过对Origin的学习, 使学生掌握目前最先进的科技绘图软件, 为学生日后学习和工作或在各种科技论文及著作中绘图应用打下基础。在大气环境研究中需要对许多表示变化趋势的数据资料分析处理, 尤其是对比较复杂的连续变量的趋势分析处理, Origin软件能通过寻找变量与效应指标之间的拟合关系, 同时采用图的形式直观表达, 提供给气象学科研人员准确、直观而且丰富的数据信息。
该课程是一门实践性很强的课程, 如何将理论的学习与实践相结合, 达到良好的教学效果尤为重要。笔者通过几年的教学与摸索有如下几点思考。
二、注重理论教学授课方式, 优化理论教学方法
在本门课程中, 理论授课必不可少, 在此阶段如何激发学生的学习兴趣, 如何以深入浅出的讲解让学生快速的领悟绘图软件的基础及技巧是关键。
以Gr ADS软件为例, 该软件是交互式的显示图形, 它不同于学生以往比较熟悉的图形界面操作。基于此特点, 教师在课程之初可由学生喜闻乐见的绘图题材及可视形式展现个例, 引起学生的兴趣;以结合专业课程的精选个例演示绘图操作过程, 激发学生的求知欲。在循序渐进的示例过程中, 逐步强调此绘图软件使用过程中的难点和重点, 从而得到好的授课效果。在此过程中要避免一味地灌输式讲解, 要从分析问题、解决问题、设计绘图入手, 启发学生的思维, 增加课堂的互动, 使每位学生都参与到课堂讲解的过程中来, 达到事半功倍的效果。课堂讲授的主要内容包括:绘图数据的前处理, 数据描述文件“*.ctl”文件的组成、每条语句的含义和描述方法, 可执行文件“*.gs”文件的作用及构成。将全部的绘图命令写入到“*.gs”文件中, 完成对图形的批处理, 在此过程中使图形更加美观。对于Origin软件, 学生接受起来相对容易, 但因为其功能强大, 涉及到的操作很多, 所以首先结合学生的专业课程学习以及已发表学术论文中挑选出的图形进行展示, 让学生对该软件绘图效果有一个整体的了解, 再通过个例从细节上加以仔细讲授, 达到良好的效果。在此过程中要避免就图论图, 要启发培养学生的综合绘图素质, 使学生能够举一反三, 具有独立分析问题解决问题的能力, 同时掌握积累绘图能力和技巧。
结合课堂教学, 鼓励学生使用网上资源, 登陆专业论坛中有探讨相关软件的使用、遇到的问题及解决方案的版块。学生在浏览或参与讨论的过程中会有极大收获, 还可收集很多重要绘图资源, 是课堂教学的重要补充。
三、精心设计实验教学内容, 加强学生动手能力
实验教学的实习内容要精心设计, 一方面结合授课学生的具体专业方向, 选择覆盖全面的实习实例, 另一方面注重对学生绘图基础的夯实以及动手能力的培养。结合教师自身的科研经历, 以及大气物理、大气环境学生相关的专业课程内容, 设计出16学时的实习内容。课堂讲授与实验操作穿插进行, 可以使学生在课堂上学到的绘图技巧及时得到实践, 实践当中遇到的问题及时得到解决, 相互促进, 达到良好的教学效果。以Gr ADS软件为例, 设计具体案例, 如使用NCEP资料绘制天气形势的流场图;利用数值模拟的结果展示气象要素的垂直分布;等等。通过绘图展示成果, 此过程可以加强学生对专业知识的理解和转化。此部分的具体案例, 难度水平和内容要求与课堂讲解一致, 这样学生在课堂的讲授中获得的知识可以在实习中加以检验及拓展。实习的内容主要涉及软件使用数据的前处理, 站点资料绘图和格点资料绘图, 其中又以格点资料绘图及详细绘图命令的使用和掌握为重点。
结合专业知识学习Origin软件, 既激发了学生的兴趣, 也加深了学生对图形绘制要求的认识。比如O-rigin软件可以绘制气象部门必用的风玫瑰图。风玫瑰图是消防监督部门根据国家有关消防技术规范在开展建审工作时必不可少的工具。在城市规划中, 可以根据风玫瑰图正确确定大型易燃、可燃气体等甲类生产厂房或甲类物品库房及生活区的位置;同时可以根据风玫瑰图考虑风向对生产装置、工艺流程以及相邻企业的生产和工厂生活区的影响。因此, 风玫瑰图的正确绘制非常重要。我们将不同风速级别和不同风向的风速频率拷入Origin软件, 通过选择该软件中的极坐标系统 (polar) 处理, 可以获得不同风速级别下的风玫瑰图。另外, Origin软件还可以轻松实现双Y坐标, 如要求学生进行DOUBLE Y图绘制的时候, 结合气象要素 (如温度、相对湿度、气压和风) 对空气污染物浓度的影响分析, 可以同时得到某地区某一时段的气象条件以及空气污染情况。通过这些具体绘图实例的练习和分析, 学生更加明确对于什么样的问题应该作什么类型的图, 什么样的图形需要使用什么样的数据。另外在此阶段, 要求学生通过互联网下载数据, 利用自己下载的数据绘图, 在练习使用软件的同时提高动手能力, 提高学生对软件及专业知识的理解能力。
注重反馈, 是本课程的特色之一。通过实习课程的锻炼, 学生每次绘图实习之后教师要给予点评, 使学生对绘图的细节有更加充分的掌握, 使绘图效果更加符合科技文章写作及大众的审美要求。
四、加强课程小组团队建设, 提高整体水平
《气象数据分析与可视化》课程小组教师队伍是一支年龄结构和知识结构较为合理的队伍, 平均年龄37岁;其中副教授2人, 讲师1人, 所有成员均具有博士学位, 其中1人入选江苏省青蓝工程优秀青年骨干教师, 2人获得省部级科学技术进步三等奖。课程小组成员分别毕业于中国科学院大气物理研究所、复旦大学、南京信息工程大学等国内著名高校和科研机构, 研究领域包括空气污染气象学、大气化学、大气环境等。同时, 课程团队成员积极参与各种学术活动, 其中1人为中国气象学会会员, 2人为江苏省颗粒学会会员。所有成员先后主持完成多项国家级或省部级科研项目, 先后在国内外知名SCI和权威刊物发表多篇高水平论文。教师队伍利用各种途径和资源开展有关课程理论知识的培训和学习, 为课程建设提供必要的理论支持, 以提高课程管理的质量。课程小组还与其他相关学院的相关课程的授课教师进行教学探讨, 以拓宽眼界, 发现讲授中的问题以及使教学更加完善。同时, 建立了相应的管理与评价制度, 为课程管理的高效实施提供支持和制度保障。课程负责人积极邀请高校课程管理人员、院系领导、教师和学生, 引进气象和环保部门以及学术团体参与到课程管理中来, 为课程设置提供建议、对课程实施进行监督和评价, 促进了学校课程管理水平的显著提高。教师队伍先后多次去国内其他高等院校和科研机构进行短期访学交流与合作研究, 为本团队在教学和研究方面的发展与创新铸筑了扎实的工作基础和较大的发展潜力。三名年轻博士投入到气象数据分析的教学科研工作中, 使气象数据分析与可视化走向一个新的水平与阶段。
五、结语
本文总结了笔者在多年的教学中的经验和体会, 也使得该门课程的教学收到了良好的效果。教学是师生配合, 相互促进的过程, 教师把精心设计的课程内容通过理论教学给学生加以讲授, 在此过程中需要学生的互动, 要积极思考提问, 教师给予解答;通过实习课程的锻炼, 将理论课上学到的内容得以应用, 并且结合专业知识, 使得对绘图软件的理解及使用更加深刻。同时, 学生在课外获得的资源又作为课堂内容的补充;课程小组的研讨更加提升了团队的教学水平。
参考文献
[1]马红云, 李丽平.Gr ADS软件基础教程[M].北京:气象出版社, 2011.