气象学论文

2022-03-22 版权声明 我要投稿

小编精心整理了《气象学论文(精选5篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。摘要线上线下混合式“金课”是教育部重点建设的五大“金课”之一。“雷达气象学”是大气科学和应用气象学专业的核心专业课程。

第一篇:气象学论文

《海洋气象学》课程教学实践探索

摘 要:《海洋气象学》是为海洋科学专业本科生开设的一门专业选修课程,课程的教学任务主要是让学生掌握海洋气象学的基础知识和基本理论。文章从作者近年来的教学实践出发,阐述了有关《海洋气象学》课程的教学实践经验,总结了在课程的内容设计和安排、教学形式的组织、学生学习质量和学习兴趣的提升等方面的具体措施。希望文章对这些具体教学实践经验的总结能够促进《海洋气象学》课程的教学改革,不断提高海洋科学专业复合型人才的培养质量,从而可以更好地满足国家在海洋科技和产业发展过程中对复合型专业人才的迫切需求。

关键词:海洋气象学;教学实践;海洋科学;课程改革;大气科学

本文总结了作者近年来在《海洋气象学》课程教学中的实践经验,希望能够推动和促进该课程的教学改革,不断提升该课程的教学质量和教学效果。

一、《海洋气象学》课程简介

《海洋气象学》课程是广东海洋大学海洋与气象学院开设的一门海洋科学专业拓展课程,海洋科学和大气科学是关系密切的姊妹学科,海洋大气专业复合型人才的培养需要学生同时具备海洋科学和大气科学方面的专业知识基础。海洋科学专业的本科生学生需要同时具备一定的大气科学的专业基础知识,这也是我们长期在海洋科学人才培养过程中逐渐形成的共识。在科技快速发展和学科交叉融合更紧密的新时代,具有跨学科专业基础的海洋大气专业复合型人才更加符合新时代社会对专业人才的要求。海洋气象学是大气科学和海洋科学共同研究的领域,具有能够将海洋科学和大气科学很好地交叉融合的特点。因此,《海洋气象学》课程可以促进海洋大气专业复合型人才的培养,使海洋科学专业的学生通过学习本课程掌握大气科学方面的一些专业基础知识。《海洋气象学》课程的教育改革也可以提高我们对同时具备海洋科学和大气科学专业知识背景的专业复合型人才的培养水平。[2-4]

二、《海洋气象学》课程教学思考与改革实践

为了提高《海洋气象学》课程的教学效果,作者在课程的内容设计和安排、教学形式的组织、学生学习质量和学习兴趣的提升等方面采取了以下的一些具体措施。

(一)不断完善和系统化课程的教学内容

在实际教学过程中,融合了多本相关教材在内容设置方面的优点和长处,积极促进课程教学内容的不断完善和系统化。课程的主要教学内容分为四大板块:海洋气象要素和气象学基础知识、天气系统及其天气特征、海洋气象灾害、海洋与气候变化。在教学过程中,重视对基本物理概念和物理现象的讲授,加强学生对海洋气象学方面的基本概念的理解和掌握。低年级本科生课程的教学更要注重对学生基本物理概念的培养,只有在这些方面将学生的基础打牢固,才能够在未来的其他课程中进行更深入的专业知识的学习。

在海洋气象要素和气象学基础知识部分,安排的教学内容主要包括:大气概况和大气层结、大气成分及其天气和气候效应、基本的气象要素(气温、气压、风、大气环流、大气湿度、垂直运动和稳定度、云和降水、雾和能见度、海流和海温等)。在教学过程中,对这些内容所涉及的一些基本物理过程和物理概念进行更重点的讲解。例如,在气温部分会涉及到影响大气增热和冷却的物理方式,包含热传导、辐射、对流、平流、湍流等一些最基本的物理概念。结合概念示意图和日常生活常識等方式,帮助学生更好地理解这些基本的物理过程。在风和大气环流部分,首先让学生自己思考是什么因素驱动了大气的运动而产生了风,在课堂上面先让同学们讨论和阐述了自己对这一问题的理解。然后再从高中物理基本动力学理论出发引出了驱动大气运动的主要作用力,并引导学生总结大尺度大气运动的特点和规律,在此基础上总结出风压定律等基础专业知识。对比和分析了不同的风运动的理想简化模型:地转风、梯度风、旋衡风等。在大气环流方面,首先结合日常生活常识,给出了大气热力环流原理,阐明了很多日常常见的大气环流现象(例如季风、海陆风、山谷风等)都可以满足大气热力环流原理。注意引导学生理解大气三圈环流结构与大气行星风带和气压之间的联系,帮助学生认识到大气行星风带和气压带随纬度的带状分布结构是与大气基本的三圈环流结构密不可分的。在气压部分,注重强调了四种典型的气压系统(暖性低压、冷性低压、暖性高压和冷性高压)在垂直结构演变方面的差异。在大气湿度部分,主要讲授了各种表征大气湿度的基本概念(绝对湿度、相对湿度、水气压、露点、露点-温度差等)。引导学生理解大气稳定度的概念、分类和判别依据。结合各种云的图片,帮助学生掌握不同云的类型分类及其主要特征。

在天气系统及其天气特征,首先从气团和锋面的基本概念出发,然后逐步介绍各种主要典型的天气系统(热带气旋、温带气旋、热带云团、东风波、副热带高压、寒潮和冷高压、阻塞高压和切断低压、雷暴和龙卷等),最后介绍了有关天气图和天气预报方面相关的基础知识。重点讲授不同锋面类型(暖锋、冷锋、准静止锋和锢囚锋)所对应的典型天气特征。分析和对比两种重要的气旋系统(热带气旋和温带气旋)的异同,帮助学生更好地理解两类气旋产生的不同能量来源,这种能量来源的差异决定两类气旋在生成的海陆性质和季节分布的差异。引导学生理解不同气压系统(副热带高压、冷高压、阻塞高压和切断低压等)的冷暖属性及其垂直结构的差异。结合日常生活常识,帮助学生认识西北太平洋副热带高压对我国降雨带分布、夏季高温天气和台风移动路径等方面的重要影响。

在海洋气象灾害部分,主要介绍了各种主要的海洋气象灾害和防灾减灾方面的内容。海洋气象灾害是由气象因素引起的海洋灾害,主要包括风暴潮、海上大风、海雾、海冰、海浪、台风、海啸、海水入侵等。在我国沿海省份海洋经济的飞速发展情况下,海洋气象灾害所引起的损失也是随之快速增加,海洋气象保障和海洋灾害的防灾减灾的重要性也变得更加凸显。在这部分内容的教学中,有参考《海洋气象灾害》(许小峰等主编)一书当中的相关内容。并且,注重与具体的海洋气象灾害实例相结合。例如2006年,珠江三角洲地区受到了咸潮和海水入侵的显著影响。由于2015年入秋以来,珠江流域降水量减少,上游来水量锐减,在天文大潮时期咸潮上涌,直接影响到珠江三角洲地区城市的供水。通過结合这些海洋气象灾害的具体实例,让学生认识到海洋气象灾害可能带来的严重灾害损失,以及学习海洋气象方面的专业知识在防灾减灾方面的重要实际应用和现实意义。

在海洋与气候变化部分,主要讲授了海洋在气候系统和气候变化中的作用、在全球变暖背景下海洋环境发生的改变、气候系统的反馈过程以及不同时间尺度的气候变异过程等方面的内容。全球变暖和气候变化是全世界关注的热点问题,这些全球性的环境问题愈来愈引起世界各国政府和人民的关注与重视。通过该部分内容的教学,让学生理解海洋在全球气候变化当中的重要作用。讲授了冰雪反照率反馈、水汽反馈、云反馈等气候系统反馈过程。帮助学生认识不同时间尺度的气候变异过程,包括季节内尺度、季节尺度、年际尺度和年代际尺度等,初步了解MJO、ENSO、IOD、PDO、AMO等主要的气候现象。

(二)不断丰富和改进教学组织形式

在课堂教学中,增加了学生的参与互动和课堂讨论的比重。注重培养学生的问题分析和逻辑思维能力,逐渐改变学生仅仅是在被动接受知识灌输的课堂授课模式。例如,在海洋与气候变化部分的教学中,首先提出三个相关的问题让学生自己思考和发表自己的个人观点,很多同学在课堂上面可以很踊跃和积极地阐述了自己对这些问题的理解和看法。设计的三个相关问题包括:(1)为什么海洋在全球气候变化中占有重要的地位?(2)在全球变暖背景下海洋环境在发生哪些变化?(3)海洋对于减缓全球变暖可能起着哪些作用?在学生对这些问题进行讨论之后,引导学生在这些讨论的基础之上总结和归纳对这些问题的解答。由于海洋在热量来源、水汽来源、碳的存储库和对大气运动的调谐作用等方面的重要作用,海洋在全球气候变化过程中占有重要的地位。在全球变化背景下,海洋环境也发生着改变:海平面的升高、极地冰雪的融化、海水温度的增加、海水酸化、热带气旋活动的改变、海洋深层环流改变等。海洋可以通过“热海绵”的热量存储和生物泵效应的碳存储过程,在减缓全球变暖方面也起着非常重要的作用。

在部分的教学章节选用了英文的教材,尝试采用了双语教学。例如,在海洋与气候变化部分教学中,选用了英文教材《Essentials of Oceanography》当中第16章“The oceans and climate change”的内容。英文教材的选用,扩宽了学生的视野,提升了教学的国际化程度。学生通过阅读英文教材内容,熟悉了专业词汇的英文表达,同时也提升了专业英语的水平。

在教学中,也注意融入最新的科学研究成果,引导学生关注最新的科研动态和研究前沿热点。例如,2019年12月发表在国际著名学术期刊《自然》发表的关于格陵兰岛的冰层正在以比20世纪90年代快7倍的速度消融的研究结果被《自然》选为2019年十大科学进展。我们在教学过程中将这一研究成果在讲授相关课程内容的时候介绍给学生,让学生了解这些最新的国际研究动态。极地冰雪的加速融化是对气候变化的响应和表现,它又可以再对气候系统产生反馈影响。海冰融化可以加速海平面的上升。极地的冰雪在气候系统中也会产生冰雪反照率正反馈效应,极地冰雪的融化又可以通过这种正反馈效应加剧极地地区的增温,从而产生极地地区增暖比其他纬度地区更剧烈的现象。在讲授这部分内容的时候,引导学生积极思考极地冰雪的加速融化对气候系统可能产生的影响,注意培养学生对问题的分析能力和综合的逻辑思考能力。

(三)积极促进学生学习质量和学习兴趣的提升

为了提高学生对基础知识的掌握程度,在课堂教学中坚持课堂前的复习提问制度。在每堂课讲授新的内容之前,会对上一堂课学习的相关内容进行提问,这种提问的过程也是帮助学生对重要的知识点进行回顾和对掌握程度进行加深的过程。课前提问的表现会作为课程平时成绩考核的一部分,这也在一定程度上可以督促学生在每堂课后及时对相关的学习内容进行梳理和复习。

在学期末最后课程期末考试之前,尝试进行了课程的模拟考试。模拟考试可以帮助学生及时发现自己对课程内容掌握的不足,可以更好地准备课程的期末考试。在模拟考试之后,教师会跟每一位同学针对这学期的课程学习情况进行面谈和交流,帮助学生解答学习中遇到的困惑和难题,对每一位学生的课程学习状态进行更好的监督和检查。作者将实施模拟考试和面谈交流的班级(海洋1181班)的学习成绩和没有实施这些措施的班级(海洋1171班)课程学习成绩进行比较发现:模拟考试和面谈交流等具体措施的实施可以显著地提高班级学生的课程学习成绩。海洋1171班的课程平均成绩为74.5分,优秀率为6.7%,不及格率为16.5%;相比较地,海洋1181班在实施了模拟考试和面谈交流等措施之后课程成绩出现了显著的提升,课程平均成绩为80.4分,优秀率提高为22.9%,不及格率降低为5.3%。实践教学经验表明:课前提问、模拟考试和面谈交流等措施可以显著地提高班级学生的课程学习成绩和学习效果。

在教学过程中,推荐给学生一些相关的纪录片和新闻报道在课余时间自己观看和阅读。例如,英国广播公司BBC的纪录片“观云,辨认云彩”中介绍了各种主要的云的类型、特征以及云对地球系统的重要性。在学习云的专业知识的时候,让学生结合观看纪录片加深对专业知识的理解和认识。新闻报道“Fewer creatures in future oceans could provide less food”介绍了关于气候变化对海洋生物多样性的影响的研究成果,研究结果显示全球变暖和气候变化可能会降低海洋的生物多样性和海洋初级生产力,从而可能会影响未来海洋可以给人类提供的食物来源数量。这一新闻报道也是跟海洋与气候变化部分的教学内容相结合。通过这些科普纪录片和新闻报道的引入,豐富了教学内容和教学形式,更容易引起和激发学生对相关专业知识内容的兴趣。

在课堂教学的课间休息时间,引入了海洋气象诗词和海洋气象歌曲,增强学生对海洋气象专业知识的兴趣。在古诗词和现代诗词中,有很多包含海洋气象元素内容的优秀诗词。例如,“清明时节雨纷纷,路上行人欲断魂”,清明时节持续的降雨是与准静止锋的影响密切联系的,还有“一蓑烟雨任平生”,“好雨知时节,当春乃发生”等等。现代诗《海上的风》将海上的风形象地比喻成花神、琴师、大力士和狮子,可以在海上激起万朵浪花和滔天波浪。在讲授风相关的专业知识的时候介绍给学生这首关于海上的风的诗歌,让学生对海上的风能产生更形象的感知。在歌曲《我和我的祖国》的歌词中写道“我的祖国和我,像海和浪花一朵;浪是海的赤子,海是浪的依托;每当大海在微笑,我就是笑的漩涡”。从这些歌曲当中,学生可以感受到与课程专业知识相关的海洋气象元素,也能够接受到中华优秀传统文化、思想情感和爱国主义方面的教育。

三、结束语

本文总结了作者在《海洋气象学》课程教学中的实践经验,包括在课程的内容设计和安排、教学形式的组织、学生学习质量和学习兴趣的提升等方面的具体措施。教学实践表明这些措施的实施可以提高学生的学习效果和学习质量,增强学生对课程专业知识的兴趣,提高学生的问题分析和逻辑思维能力。海洋气象学是海洋科学和大气科学的交叉边缘学科,《海洋气象学》课程教学质量的提升可以促进我们对海洋科学和大气科学交叉复合型专业人才的培养。希望本文对这些具体教学实践经验的总结能够促进《海洋气象学》课程的教学改革,不断提高海洋科学专业复合型人才的培养质量,从而可以更好地满足国家在海洋科技和产业发展过程中对复合型专业人才的迫切需求。

参考文献:

[1]冯士筰,李凤岐,顾育翘.海洋科学发展对教育改革的要求[J].中国地质教育,2001(02):6-11.

[2]张科.新时期海洋人才培养若干问题思考[J].创新科技,2017(01):53-55.

[3]王刚,王琪.整合海洋教育资源 加快海洋人才培养[J].海洋开发与管理,2013,30(11):35-38.

[4]高艳,潘鲁青.经济全球化背景下海洋高等教育的改革与发展[J].高等理科教育,2002(05):7-10.

作者:王磊 彭旭钢 陈柏洋

第二篇:非农业气象学专业“农业气象学”课程教学改革研究

摘要:本文从教学理念、教学内容、教学方法和实践教学四方面对高校非农业气象学专业“农业气象学”课程教学改革进行了研究,提出“六心精育”的教学理念,根据学科行业发展前沿和各专业特点优化教学内容,利用多媒体、“对分课堂”、“六心”助力教学和强化实践教学等来完善课程教学,提高“农业气象学”课程的教学质量。

关键词:农业气象学;教学理念;教学内容;教学方法;实践教学

农业气象学是研究农业生产与气象条件之间相互关系及其规律的科学,是农业科学的基础学科之一,是气象学科中应用气象学的重要分支[1]。在农业科学和气象科学发展的基础上逐步形成,是农业科学和气象科学互相渗透而形成的边缘学科,具有理论性强、综合性强、实践性强等特点,是农业科学的重要基础。农业气象学研究的目的在于围绕农业的发展与现代化,不断认识和解决生产中的气象问题,提出促进农业生产的最优气象条件和措施。加快农业现代化转型发展和农业供给侧结构性改革,推进农业绿色化和优质化发展,是当前及今后一段时期农业发展的主要任务。展望未来,作为基础和边缘交叉学科,农业气象学将迎来又一次发展机遇,并发挥越来越重要的作用[2]。

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专业知识。其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的一些共性,如学生的学习积极性不高、教学内容乏味等问题。但该课程是农林院校农学、林学、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,且与后续的专业课具有密切的联系。该课程对农林院校人才培养尽管意义重大,但却始终未能引起重视[3,4]。

此外,随着高校教学改革的全面实施,农业气象学课程的授课时间被不断压缩,这在一定程度上也加大了本课程的教学改革难度。当前农业气象学课程在教材、教学理念、教学内容、教學方法等环节或多或少均存在一些亟待完善的问题,如教学手段较为单一,教学内容没有融合进与核心专业课的交汇领域,实践能力培养不够等,造成学生对该课程的定位、优势的理解不透彻,缺乏将理论知识应用于解释和解决实际问题的能力。因此,如何根据“农业气象学”课程自身特点及专业学生的培养目标及与核心专业课程的交汇融合,有针对性地进行教学改革,使学生能准确掌握理论知识的同时灵活应用理论解决生产实践问题[5,6]。本文针对非农业气象学专业“农业气象学”教学过程中存在的问题,并结合教学实践,就农业气象学课程教学改革进行探讨。

一、“六心精育”教学理念

“六心精育”即“精心、用心、苦心、掏心、静心、全心”。“精心”即精心研究教材,要求授课教师不仅要精通所教的课程,且对所教专业的专业知识体系也要了然于胸。如此,方能用熟练的言语将课程与各学科紧密融合详尽展现。“用心”即用心读懂学生,根据各专业、甚至每位学生的知识背景、个性、喜好等特性,课前精心设计所讲的课程内容。“苦心”即苦心经营课堂,不断改善教学方法,让课堂充满趣味性、神秘性、知识性和互动性,才能捕获学生的心,达到较好的教学效果。“掏心”即掏心交流思想,构建一个交流平台,与学生进行心灵的交流。想学生之所想,急学生之所急,与学生掏心交流,方能成为良师益友。“静心”即静心反思自己,课后反思自己,一有新的体会立即整理,不断完善教学方式和教学内容,逐步构建自己的教学蓝图。“全心”即全心培养学生成为有能力之人,培养学生成为一个严谨、认真、踏实、具备学习力、具备思维力,具备分析力、具备专业知识的有能力之人。

二、优化教学内容

1.根据学科及行业发展动态优化教学内容。课程体系建设主要居中在教学内容的完善上,要把新技术和新理论更新到教学内容中,使其符合时代发展、符合农业绿色化和优质化发展的需求。全球气候变暖、大气污染和日益频繁的气象灾害都给农业生产带来了深远影响。将气候变暖、雾霾等时代热点内容引入到教学体系中,如在教学中,以雾霾为引言,引导学生分析雾霾形成的原因、条件及对环境和人民生活带来的影响,同时带领学生反思人类活动在雾霾形成中的作用,并进一步将该内容扩展到全球气候变化对农业生产的影响上,对提高学生的环境保护意识和教学参与度都具有积极作用。

农业气象作为基础和边缘交叉学科,将在农业气候与农业布局、农业气象与农业绿色发展、农业气象灾害与风险管理、农业小气候与工厂化农业和农业气象信息与智慧农业等重点领域当中发挥越来越重要的作用[2]。新理论和新技术的不断涌现,农业气象学只有不断汲取其他学科的发展成果,并将这些融合和派生出的新技术和新知识丰富到教学内容中,才能培养出符合社会需求的合格人才。

2.结合各专业特点优化教学内容。目前农林院校非农业气象学专业农业气象学课程内容大致包含三个方面的内容:一是农业气象基本要素。光、温、水和气(风)四大要素是基础内容,主要介绍基本要素的形成及变化规律,以及动植物生长发育和农业生产活动对其的响应。二是天气及灾害性天气。主要介绍天气系统的形成、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。三是气候。主要介绍气候的形成和分类、气候的变迁、中国气候及农业小气候的利用与调节等内容[1,7]。

农业气象学是涵盖农学和气象学基础知识的边缘交叉学科,是农林高等院校农学、林学等专业的专业基础课,面对的是不同专业、不同年级、且拥有不同知识背景的授课对象,这给教学带来了诸多难度。要想帮助各专业的学生为往后的专业课程打下坚实的基础,是农业气象学教师亟待完成的关键任务。这就要求授课教师了解所讲授专业的核心课程,乃至完整的专业知识体系,及该专业学生基础知识背景,根据各专业的特点,以及学时安排,从而编写相应的教学大纲,确定不同的教学目标和教学内容。

在讲授中应有意引导学生将农业气象学的内容与其专业课程之间建立联系,比如在讲解气象要素时,其主要是农学、林学等专业的专业课的基础知识点,也是最主要的结合点,所以课前要充分调查学情,掌握该专业的专业课讲授情况,在与专业课的交叉部分适当增删,并同时将气象新技术引入教学中去。如在讲解水和气(风)内容时,对于农学专业的学生,重点讲解降水对农田系统,及气流对农田小气候的影响;对林学专业学生,则主要讲解干旱区造林防风固沙,及森林水源涵养功能。同一知识点在不同专业之间穿插讲授,可大为增强学生对农业气象学与其专业学科之间知识的融合,激起学生对农业气象学课程的学习兴趣[6]。

同时针对同一专业不同年级的授课对象采取不同层次的授课内容,对刚入学的新生,因其还没有开设专业课,此时应引导学生搭建农业气象学与专业之间的桥梁;而对大二学生,则应要求学生具备掌握知识的能力,能运用农业气象学知识去解释专业课中所涉及的现象;对大三学生则要求其能正确运用农业气象学知识去解决实际专业中遇到的难题。

三、改革教学方法与手段

1.多媒体助力教学。现代教学体系中多媒体的运用已经成为主导,给教学带来新气象。其强大的演示功能,图文并茂、动静结合、三维演示、模拟事物形成过程等特点,进行视、听、触觉等多种方式的形象化教学,激起学生巨大的学习兴趣,教学效率也大为提高。如在讲灾害性天气系统“台风”知识点时,利用多媒体模拟演示台风从初生、发展到消亡各阶段的特征,学生通过观察模拟动画就能非常形象的掌握台风形成的过程,此时再进行台风结构的分析,事半功倍。通過模拟演示、动画等内容进行展示,更有利于学生们对理论知识的理解和掌握,这是传统教学上难以取得的效果。

2.对分课堂助力教学。对分课堂的核心理念是一半课堂时间由老师进行讲课,另一半分配给学生以讨论的形式进行交互式学习。把讲授和讨论的时间错开,让学生在课后进行自主学习,进而消化吸收知识。对分课堂的教学方式主要有三个过程:一是教师对内容框架、概念和重难点进行讲解。二是学生对下一次课要进行分组讨论的内容进行准备。三是分组讨论和总结深化对教学内容的掌握和理解,在课堂上进行讲解及分析[8]。如在讲解风的形成这个知识点时,教师只提到风的形成是由四个力作用而产生,剩下的内容,如四个力如何作用在空气质点上、作用范围等内容都留给学生进行下一次课题讨论。对比传统教师教授法和对分课堂法,学生在掌握风的形成知识点上,对分课堂显著胜出,学生对通过自己探究、总结获取的知识掌握牢固程度远在传统教学法之上。

在对分课堂教学法的实践中,教师在讲授、引导学生学习时并不穷尽内容,而是给学生留有进一步主动探索的空间,促使学生进行主动性学习。学生在教师讲授的基本框架、重点和难点解析的基础上,在进行课后学习,一定程度上降低了他们自主学习的难度。对分课堂的应用从根本上解决了课堂教学的困境,把被动吸收变成主动探究,这为农业气象学的教学改革提供了一个较高效的教学方法。

3.“六心精育”助力教学。课前“用心”了解所教专业的专业知识体系,学生知识储备,依据专业特点“精心”备课,课堂上引经据典,“苦心”经营,在课堂上讲一些典故或最近所发生的气象灾害等天气现象,并以此为切入点,联系理论与实际,就可大为提高学生学习的兴致,如讲锋面气旋时,先引学生入赤壁之战局,从借东风烧赤壁谈起,在简单介绍这场经典战役时,巧妙地将两军的布阵位置、东风的由来与锋面气旋的结构贯穿起来讲解,学生在经典中快速转动大脑,能快速记忆并把握该天气系统内各个区域风向的差别以及降雨产生的具体位置。又比如在讲解厄尔尼诺和拉尼娜现象所引起的气候变化时,呈现一段1998年我国长江流域特大洪涝灾害的视频,学生可以很直观地看到灾害所带来的损失,大大增强保护生态环境意识和提高防灾意识。此外课后“掏心”与学生交流,了解他们的需求,尽量帮助他们,并让学生指出自己什么地方做得不好,及时“静心”反思,有所领悟并记录下来,应用于以后的教学过程中,“全心”全意的培养学生,成为学生的良师益友。

四、强化实践教学

1.结合专业特点进行探索性实验。实践教学是农业气象学教学中的重要组成部分,因此在设计各专业实验课程,充分利用校内气象观测场、农田和林地,完善实验教学体系。如让农学专业的学生进行农田小气候的观测;让林学专业的学生进行林地小气候的观测;让植保专业的学生进行农业害虫生育进程、危害期的起始温度等探索实验;让园艺专业的学生通过改变光照时间的长短来控制花期的实验,并对不同的花卉控制指标进行探索[9]。使学生能把农业气象学知识融进本专业的知识体系中,从中找出他们的结合点,进一步激发他们的学习热情。

2.结合专业实践进行设计性实验。设计性实验主要是学生根据自己的专业、根据自己在专业实践中可能遇到的与气象相关的实际问题,按照教师的框架要求自行设计实验方案[9]。经分组讨论,修订后,有目的、有计划地开展实施,并解决问题。设计性实验的开展将充分调动起学生学习的主动性。

五、小结

在日新月异的教学中,新理论、新技术、新领域、新方法不断地涌现,我们的教学工作也需与时俱进。农业气象学是农业科学中发展快速的一门的基础交叉学科,为使其在新时期农业转型发展中发挥新的更大的作用,对教师教学理念、教学内容、教学方法与手段教学和实践教学上都提出更高的要求。随着广大师生对农业气象学课程教学改革、课程体系建设的不断深入,相信农业气象学在新时期,将培养出更多创新型人才,将更好地为农业生产与科研服务。

参考文献:

[1]崔日鲜.应用型本科《农业气象学》课程教学改革探讨[J].教育教学论坛,2015,(38):105-106.

[2]梅旭荣.农业气象学发展现状及展望[J].农学学报,2018,(01):61-66.

[3]齐永志,凌敏,郭丽果,等.大学生对翻转课堂的认知程度及其对教学效果的提升——以河北农业大学农业气象学实验课为例[J].河北农业大学学报(农林教育版),2017,(01):71-75.

[4]尹宝重,齐永志,吕硕.研究性教学在高等农业院校《农业气象学》课程教学中的应用探析[J].赤子(上中旬),2017,(04):294.

[5]尹宝重,齐永志,刘盼.差异化教学法在“农业气象学”课程中的探索与实践[J].河北农业大学学报(农林教育版),2015,(01):103-106.

[6]钱登峰,张博.浅析《农业气象学》课程教学改革[J].大学教育,2014,(05):112-113.

[7]崔日鲜.高校非农业气象专业《农业气象学》教学改革的探讨[J].陕西教育(高教版),2010,(Z2):33-34.

[8]张学新.对分课堂:大学课堂教学改革的新探索[J].复旦教育论坛,2014,(05):5-10.

[9]王建勋.农业气象学实验课程教学改革的措施[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2006,(03):90-91.

作者:吴仁烨 吴兴华 苏达 董才桂 江敏

第三篇:“雷达气象学”线上线下混合式教学初探

摘要线上线下混合式“金课”是教育部重点建设的五大“金课”之一。“雷达气象学”是大气科学和应用气象学专业的核心专业课程。针对“雷达气象学”教学方式单一和理论教学枯燥等问题,通过线上线下混合式教学,引入线上精品课程,丰富教学内容,拓展知识范围;线上构建引导式教学,提高学生的自主学习意识,线下用翻转课堂、案例式、启发式和讨论式等多种教学方法,以學生为中心,提升学习动力,实现线上和线下教学方式的优势互补,并依据课程内容融入思政元素,推动教学方式改革。实践教学、科研教学和专家前沿讲座是未来“雷达气象学”建设的重要方向。

关键词 “雷达气象学” 混合式教学 课程设计

Preliminary Study on Online and Offline Mixed Teaching of Radar Meteorology

ZHANG Shuqin[1], XUE Yufeng[1], TANG Ruoying[2], XU Feng[1]

([1]College of Ocean and Meteorology, Guangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong 524088;[2]College of Coastal Agricultural Sciences, Guangdong OceanUniversity, Zhanjiang, Guangdong 524088)

0引言

2018年6月,在全国高等学校本科教育会议上,教育部部长第一次提出把“水课”转变成有深度、有难度和有挑战度的“金课”。同年11月教育部高等教育司司长吴岩在第十一届“中国大学教学论坛”上明确提出建设“两性一度”标准的“金课”,即“金课”要具有高阶性、创新性和挑战度。[1-2]“金课”建设主要分为5类,其中线上线下混合式“金课”是“金课”建设的重要内容之一,通过将信息技术与教育理念、教学方法和教学内容深度融合,依据本校教学特点和培养需求对线上“金课”进行改造,是推动教学资源共建共享,提高教学资源利用效率,提升教学效果的重要手段。

气象雷达是现代气象业务中大气探测的重要设备,在定量监测大范围降水、中尺度气旋和热带气旋以及雷暴、冰雹、龙卷等中小尺度系统预警等方面,发挥着不可替代的作用和优势,在防灾减灾领域应用广泛。[3-4]从20世纪90年代末开始,我国规划和建设新一代业务天气雷达网络,目前已建设了超过200部S波段和C波段多普勒天气雷达,并且正在进行双偏振探测功能的升级,以更好地发挥雷达在气象业务上的作用。面对我国气象雷达的迅速发展,掌握气象雷达探测理论、雷达回波应用分析等已成为必备技能。“雷达气象学”是大气科学和应用气象学专业的核心专业课程,目标是使学生掌握雷达气象学的基础理论知识及其分析应用。仅依靠线下理论教学,导致教学形式单一和理论教学枯燥[5]等问题,“雷达气象学”线上线下混合式教学是解决上述问题的重要方式。

1课程建设目标

“雷达气象学”是现代天气预报的必备技能,通过将知识传授和能力培养相结合,采用多种教学方式激发学生学习兴趣,创新课程内容设置,改革教学评价方式等,将“雷达气象学”课程打造成具有高阶性、创新性和挑战度的“金课”,是培养创新型高素质大气科学人才的迫切需求。拟通过线上线下混合式教学建设,(1)引入网上精品课程,丰富雷达气象学的教学内容;(2)实现线上线下教学优势互补,提升线下教学的针对性,提高教学效率。(3)改变基于线下理论灌输的教学方式,推动教学方法与教学观念的改进。

2课程建设方案

2.1使用中国MOOC平台,引入线上精品课程

“雷达气象学”的线上精品课程由南京信息工程大学黄兴友教授课程团队录制,该课程参考了国内外教学材料,精心安排和组织了讲课内容,既重视理论基础,也强调理论知识的应用,同时还结合当代双偏振天气雷达的相关内容,可供高校学生和气象业务和研究人员使用。该线上课程重点讲解了气象雷达的探测原理和数据应用,包括降水粒子对雷达电磁波的散射理论、导出雷达方程、解释雷达参数及其对雷达探测能力的影响、典型天气的雷达回波情况、大气衰减和折射理论及对雷达探测的影响、雷达定量估测降水原理和误差分析、多普勒探测理论、典型系统的径向速度回波解释、重要降水天气系统的雷达探测分析以及最新的双偏振探测和应用基础等内容。此外,雷达系统情况、扫描方式、部分产品算法等也有所介绍。本课程由南京信息工程大学大气物理学院黄兴友和魏鸣两位老师讲授,黄兴友讲授第1-6章、第8章及第10章;魏鸣老师讲授第7章(多普勒雷达探测)和第9章(雷暴等天气系统探测)。两位老师长期从事雷达气象学的教学和研究,授课内容准确、讲解清楚。

2.2线上线下平台优势互补

除引入线上精品课程外,通过依托中国大学MOOC线上教学平台,建设“雷达气象学”线上教学资源,主要包括教学视频、课件、预习测试题和课后测试题等,以使得在课余时间学生可自主学习,并对学生学习情况进行评价。在线上平台设置互动交流模块,学生可反应预习或课后的难点,老师和同学们共同参与讨论交流。通过线上预测测试和互动交流,可发现学生的疑难问题,在线下通过以学生为中心的教学方式,有针对性进行重点讲解,提升线下课堂教学效率,实现“线下”与”线上”的有机结合和优势互补。

2.3课堂设计

(1)课前进行线上视频导学。使用中国大学MOOC线上教学资源,对课堂内容进行预习,并设置线上预习测试题,通过分析线上预习测试结果,有针对性的在线下课堂中对课程预习中存在的难点问题进行讲解。(2)线下课堂多种方式教学。依据课程内容,将学生划分为若干课程小组,每个课程小组选取一个知识点,进行讨论讲解,实现翻转式教学;选取典型天气雷达回波图像,使用中央气象台提供的可实时获取的雷达图像(网址:http://www.nmc.cn/publish/ radar/chinaall.html),进行案例式教学,加深对课本理论知识的理解和掌握,提升教学质量;在课程中穿插讲述中国气象雷达飞速发展的光辉历程,以坚定投身气象现代化建设的信念,实现思政元素的融合。(3)课后线上测试评价。在中国大学MOOC教学平台,设置课后线上完成单元测试及作业,单元测试实行由老师评阅,作业题由学生互评,并设置讨论题,加深教学内容的理解(图1)。

3课程建设成效

“雷达气象学”通过线上线下混合式教学,丰富了教学内容,教学手段和方式更加多样;依托中国大学MOOC,初步建立了线上教学资源,增设学习讨论和互动交流模块,提升了线下教学的针对性,并改革了学生评价方式。

通过线上精品课程,丰富了教学资源。通过使用南京信息工程大学黄兴友教授课程团队录制的“雷达气象学”的线上精品课程,丰富了教学内容,使得在有限的学时内,学生可以通过线上学习获取更多的教学信息和资源,拓展了知识范围;并充分利用线上“雷达气象学”教学资源,学习吸收各高校的教学成果并应用到教学中,使学生了解到最新的研究进展和动态。通过对学生课程参与度和课程成绩分析,结合学生、同行和专家评价意见,该课程运行情况优异。学生线上学习视频55个,参与学习总时长达到32759.8小时,极大的丰富了教学资源。

线上线下教学优势互补,提高教学效果。网络教学突破了课上课下、时间和空间的屏障,将其与课堂教学相融合,实现了“线下”与”线上”教学优势互补和有机结合,提升了学生和老师交流的便捷性。通过使用线上教学资源,构建引导式教学(线上视频导学和预习测试),将教师角色由知识传授者转变为学习的引导者,提高学生的自学意识。通过依托学习通网络教学平台,增设学習评价和互动交流模块,线上收集整理学生兴趣点和疑难问题,实时反馈给教师,提升线下教学的针对性,提高教学效果;课程运行期间,发布课堂活动29次,课堂活动参与人数达到716人次;发布课堂测试、作业和讨论130余题,线上考核参与人次为931人次,提升了学生参与度和教学效果。

推动了教学方法改革和教学观念的改进。线上精品课程和网络教学平台在“雷达气象学”课程的引入,改变了基于线下理论灌输的教学方式,为适应新的教学模式,教学方法和手段也将发生改变。在教学方法中,根据线上精品课程和网络教学平台的需求,引入翻转课堂、启发式、讨论式、研究式等多种形式,在老师的引导下,让学生由被动的接受知识转变为主动的积极探索,建立以学生为主体的教学设计,推动教学方法与教学观念的改进。通过对典型天气过程分析的教学,提升对雷达图像的识别认识,提高学生实践能力,增加学生学习兴趣。课后通过测试作业,巩固教学效果。通过融入思政元素,讲述气象雷达发展的光辉历程,及气象专业人才在雷达气象发展中的突出贡献,紧贴课程教学融入课程思政元素,坚定同学们投身气象现代化建设的信念,坚定专业自信心,提升学习动力和积极性。

4课程建设展望

“雷达气象学”线上线下混合式教学建设取得较大的进步,但发现在未来“雷达气象学”“金课”的建设中,还有需要进一步提升的地方。

引入实践教学,提高教学效果。雷达设备昂贵,选址建设难度大,一般学校不具备现场教学的雷达设备资源,导致“雷达气象学”的教学多以理论教学为主,实践教学缺乏。通过虚拟仿真技术,与广东省湛江市气象局雷达站开展合作教学,并录制现场实操演练,直观展示雷达设备、操作应用和数据分析,实践教学与理论教学结合,提升教学效果。[6-7]

雷达数据应用示范,增加学术科研兴趣。雷达图像识别分析是雷达气象学理论教学的重点和难点,在掌握雷达图像识别分析的基础上,通过对典型天气过程的雷达数据进行处理,绘制雷达反射率和速度图像,结合天气学原理等课程,开展典型个例的分析,深入理解雷达数据的采集应用,提升对雷达图像的识别认识,提高动手能力,增加学术科研兴趣。

专家前沿讲座,提升教学质量。针对雷达探测手段发展迅速,理论更新快的特点,每年通过邀请专家讲授雷达气象学前沿知识,将最新的“雷达气象学”研究成果应用到教学中,解决课本教材知识更新慢的问题,并积累“雷达气象学”教学资源,提高学生的学习兴趣,使学生了解到最新的研究进展,提升教学质量。

5结语

线上线下混合式“金课”作为教育部重点建设的五大“金课”之一,在提升大学教育教学和人才培养质量方面发挥着不可替代的作用。“雷达气象学”课程通过采用线上线下混合式教学,引入线上精品课程,依托线上教学平台,丰富了教学内容,拓展了知识范围。在教学过程中,线上构建引导式教学,提高学生的自主学习意识,线下用翻转课堂、案例式、启发式和讨论式等多种教学方法,以学生为中心,提升学习动力,实现线上和线下教学方式的优势互补,并依据课程内容融入思政元素,坚定同学们投身气象现代化建设的信念,提升学习动力和积极性,推动了教学方法与教学观念的改革。在未来“雷达气象学”“金课”的建设中,需要进一步融入实践教学、科研教学和专家前沿讲座,综合提升教学质量和教学效果。

*通讯作者:徐峰

基金项目:广东海洋大学2020年度校级本科生教学质量与教学改革工程项目(580420031);广东海洋大学2019年度教学质量工程项目:大气科学教学团队(570219040)

参考文献

[1]吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教育,2018(12):6.

[2]陆国栋.治理“水課”打造“金课”[J].中国大学教学,2018(9):23-25.

[3]张培昌,杜秉玉,戴铁丕.雷达气象学[M].北京:气象出版社,2001.

[4]张文煜,潘峰,袁铁,等.“雷达气象学”课程建设初探[J].高等理科教育,2009(1):123-125.

[5]郭栋,建军,邵旻.中美大学教学差异的影响及其对教学改革的启示[J].教育教学论坛,2017(5):7-8.

[6]胡汉峰.基于虚拟仿真技术的“气象雷达原理”实践课程建设[J].教育教学论坛,2017,(37):53-55.

[7]郭昕,于庆智,王耀虎.雷达管制课程实践教学方法研究[J].教育教学论坛,2017(05):174-175.

作者:张树钦 薛宇峰 唐若莹 徐峰

第四篇:高校应用气象学专业创新实践教学体系建设

摘要:在大学生创新精神与创新实践能力内涵分析基础上,根据教育部应用气象学专业的培养目标和要求,以南京信息工程应用气象学专业为例,提出了高校应用气象学创新实践教学管理、创新实践教学平台、创新型实验教学项目及专业创新实践教学体系等建设环节的一些思路与具体措施,以促进学生创新意识和动手能力的有效提高。

关键词:应用气象学;实践教学;创新能力;实验项目

一、大学生创新实践能力的意义

探索创新人才的培养模式及其实践是新世纪高等教育改革和发展的重要命题。从观念、体制的创新,到创新环境与创新教学模式都是必要的。独特性与新颖性是创新思维的主要特征。因而我们要在教学理念、教学管理模式、教学内容与教学方法、教学手段、教学基地等方面进行综合地改革。本文结合應用气象学专业建设,着重从创新实践能力教学管理、创新实践教学平台、创新型实验教学项目及专业创新实践教学体系等建设环节的一些思路与具体措施进行探讨。创新实践能力的构成要素包括独立能力、实际操作能力、独立思考能力、人际联络能力、综合活动实践能力、科技信息获取能力、野外观测能力、文字表达能力及学术交流能力等。因此需根据大学各自学科、各自专业的特点和实际能力的不同要求,根据不同大学生个性的实际能力差异,构建起有特色的实践教学体系,选择有特色的实践教学内容,采取有特色及有效的教学手段和方法。以下结合应用气象学专业对学生实践能力进行培养,介绍创新实践教学的一些探索。

二、应用气象学专业重视创新实践教学

应用气象学专业是国家特色专业,也是江苏省“十二五”重点专业,在办学体制以及创新人才培养模式方面不断探索,使专业建设和人才培养模式不断升华。应用气象学把产学研模式、校内校外实习基地建设作为提升学生综合能力,培养学生思想道德素质、知识素质、身心素质、文化素质、社会活动素质等多方面发展的重要推动力量。针对准育人模式有待进一步完善,仪器设备套数较少,参与本科生及研究生人数不多,国家、省级与校级创新实践项目、创新成果专利不多等问题,应用气象学院及相关专业学院多次召开专门会议,努力构建学院创新实践教学体系与教学活动。为培养具有创新能力、动手能力和创新思维的高级拔尖人才,应用气象学院成立了创新创业教育工作领导小组,学院分团委专门成立了科技创新与训练实践中心,指导应用气象学专业学生的科技创新、社会实践活动、校外实习等项目的规划和组织。应用气象学院还积极推行大学生创新实践教育新生导师制及高年级导师制,即由课堂教学效果优良、学术水平较强的教授、副教授、博士生教师担任大学生创新人才培育活动的导师。实践教学体系由课程专业实验、实习、科研训练、业务训练、社会实践、科技创新五个子系统组成,通过校内外多样途径的培养,学院创新实践教学工作及改革取得了显著成效。

三、强化创新实践教学基地建设

1.创建多级别实践平台。应用气象学院专业利用已有的专业特色和资源优势,先后在江苏省气象科学研究所、泰州市兴化气象局、浙江杭州气象局、浙江慈溪气象局、安徽宿州气象局、安徽寿县气候观象台、海南省气候中心、新疆沙漠气象研究所等开展教学、科研、培新合作教育,保证校内外生产实践实习的创新。学院在2009年建立了江苏省实验教学示范中心和甘肃省干旱联合科学试验基地,在2012年建立了中国农业科学院、国家气候中心“农业应对气候变化试验研究基地”,装备了国内领先的设施——农业和水分控制试验场,这样能使学生获得可靠的实验资料,保证教学与创新计划的可操作性。

2.实验教学质量不断提高。应用气象学专业设置了四年连续的实践教学环节,实验课程、毕业实习、毕业论文,教学大纲齐全,课程实习、毕业实习利用现代化设备,落实实践教学到位,制定了严谨的质量考核制度,每隔两年修订一次,有针对性地让学生参与实践教学活动的各个部分,培养学生知识应用、项目设计、文献查找、写作与总结能力。

3.创新型实验教学项目建设。应用气象学专业学生创新型实验教学项目主要来源于指导教师提供的或相关的子课题,也有学生单独申请或自选设计的学校、省级及国家级创新课题。教师创造性的指导,不仅将较大地提高学生的学习能力,也将影响他们各种创造性的非智力因素,提高他们创造性的观察能力、创造性的思维能力和创造性的实践能力,从而促使他们完成科技攻关项目,促使他们独立地去完成一批课题项目或发明专利,树立他们敢于批判、敢于探索、敢于冒险的精神。

四、专业创新实践教学方案

1.树立实验实践教学质量工程提升理念。实践教学改革与实验示范中心建设成果作为评优评奖的重要方面。做好实验实习基地建设、基本技能的培养,建设实用性、创新型的教学队伍,建立充满活力及具有国际视野的实践教学气氛,拓展学生自主学习创新空间,修订合理的规章制度,不断提高应用气象学的实践教学水平。

2.专业创新实践教学体系建立。提高学生的实践能力和创新精神,应用气象学专业应当加强实践性环节的教学,做到硬件有保障,时间有保证,实践教学设计合理,教学内容和体系符合培养要求,着重培养学生的气象信息处理能力、田间观测实验技能、科学研究能力和社会实践能力(见图1)。

3.长望实验班拔尖人才培养模式建立。应用气象学专业自2010年开始参与学校长望实验班教学和部分学生导师制管理。学校从理工科本一各专业当年招收的新生中选拔优秀学生编入长望实验班。学校安排工作态度认真、教学经验丰富、学术水平高的教师作为实验班任课教师。实验班学生在校期间至少要参加一项校级及以上相关学科竞赛(包括数学、物理、英语、数模、电子设计竞赛等),参加理工科大学生人文知识竞赛或科技创新活动(包括挑战杯、创新杯等),并力争获奖。优秀的理论教学资源、实践教学资源及全程导师制有利于提高学生钻研能力和自学能力,也有利于学生今后更好更快地发展。

参考文献:

[1]景元书,申双和.高校应用气象学本科人才培养方案修订的思考[C]//大学地球科学课程报告论坛组委会编:大学地球科学课程报告论坛论文集,北京:高等教育出版社,2011.03.

[2]景元书,申双和,刘寿东.以实践教学体系促进应用气象专业发展[J].中国高校科技与产业化,2006(1):271-272.

[3]杨沈斌,赵小艳,景元书,申双和,杨再强.《产业工程气象学》课程教学改革探索与实践[J].科技创新导报,2009(31):115-116.

[4]韩凌,刘云,杨平,孟利.开展大学生实验创新项目,促进国家级实验教学示范中心建设[J].实验室研究与探索,2011,30(3):228-232.

[5]袁晓丽,张明远,万新.冶金工程专业综合实验教学改革[J].中国冶金教育,2011(6):51-53.

基金项目:南京信息工程大学教学建设与改革提升工程项目资助(12TD004)

作者简介:景元书,南京信息工程大学教授,博士。

作者:景元书 李永秀 杨沈斌

第五篇:应用气象学专业的发展现状与思考

摘要:应用气象学是大气科学的重要分支,是大气科学与其他学科相结合形成的交叉性应用学科,与国民经济有着密切的联系。成都信息工程大学大气科学学院自2008年设置应用气象学专业以来,经过几年的建设获得了很大的发展。本文首先从培养目标和标准、课程设置、学生规模和就业率、师资队伍、实验室及实习基地建设几个方面对成都信息工程大学应用气象学本科专业的现状进行归纳和总结,在审时度势、深入思考、借鉴对比后,对目前存在的一些问题提出了加强实践教学和创新实践能力培养、加大实验基地建设力度、充分发挥教师的指导作用等方面的改进建议。

关键词:应用气象学;发展现状;思考建议

一、引言

应用气象学专业是1998年教育部调整与颁布的大气科学类新专业,是研究气象条件在相关产业运作及生态环境演变过程中的作用和影响规律的一门科学,其研究领域涉及到农业、工业、交通运输业、海洋渔业、环境保护、城市建设以及人类健康等[1]。目前,国内一些知名院校,如南京大学、南京信息工程大学、兰州大学、中山大学、中国农业大学、沈阳农业大学、成都信息工程大学(成信大)等都设置了应用气象学本科专业,每年在全国范围内进行招生。

成都信息工程大学大气科学学院是国务院首批学士学位授权点,是教育部地球科学教学指导专业委员会大气科学类专业分委员会成员单位,中国气象学会理事单位,四川省气象学会常务理事单位;是国家特色专业建设点,中国气象局局校合作气象人才培养和干部培训的主要基地,中国人民解放军“国防生”培养单位,拥有大气科学一级学科硕士研究生学位授权点。2008年,由教育部(教高[2008]10号)批准在成都信息工程大学大气科学学院设置应用气象学本科专业。作为大气科学类专业的重要组成部分,成信大应用气象学专业自设置以来,在校院两级领导与师生员工的共同努力下有了很大的发展,本文首先对成信大应用气象学专业近几年来的发展现状进行介绍,然后结合实际情况和未来形势,对存在的一些问题进行分析和深入思考,通过提出一些改进建议,以期促进我校和相关兄弟院校应用气象学专业的长足发展。

二、应用气象学专业的发展现状

从获批招生以来,应用气象学专业经过几年的建设有了很大的发展,下面主要从培养目标和标准、课程设置、学生规模和就业率、师资队伍、实验室及实习基地建设几个方面对我校目前应用气象学本科专业的现状进行介绍。

(一)培养目标和标准

应用气象学专业本科的修业年限为四年,授予学位为理学学士,主要培养具有坚实的数理基础,掌握大气科学基本理论与基本方法,以及应用气象学专业的基础知识和基本技能,具备从事天气分析预报、气候分析预测、气象理论研究、气象数据处理、气象知识应用和专业软件设计的基本技能,能够使用现代化天气预报手段和技术,在天气预报、气候资源开发利用、公共气象服务、农业气象、气象防灾减灾、气象信息服务系统研制与运用、产业工程气象、航空气象、生态环境监测与调控以及应急气象服务等领域从事业务、科研、教学、科技服务及相关管理工作的应用型高级专门人才,同时为研究生培养输送优秀人才。

应用气象学专业在学习天气演变的原理和预报方法的基础上,进一步学习气候资源开发利用、气象防灾减灾、农业气象、公共气象服务、产业工程气象等应用气象学基本理论和基本知识,通过系统的学习和训练,使学生达到气象工程师或气象科学研究工作者在知识、技能和素质等方面的基本标准,并具备较强的知识更新能力和较广泛的适应能力。

(二)课程设置

应用气象学专业课程设置的最低毕业总学分为169,包括公共基础必修课(思想政治理论、英语体育、数理基础和计算机基础),占总学分比例39.64%;公共选修课,占总学分比例4.14%;专业课(学科基础、必修课和选修课),占总学分比例40.24%;集中性实践教学环节(必修课和选修课),占总学分比例13.61%;创新实践(涉及社会实践、技能培训、科技竞赛、参加教师科研、发表科技论文、申报科技成果),占总学分比例2.37%。其中专业课程和集中性实践教学环节的本科课程设置情况见表1,专业课中《动力气象学》是国家级精品课程,《天气学原理》是四川省精品课程。

(三)学生规模和就业率

图1是2009-2016年应用气象学专业本科招生规模,包括普通本科生和国防生,国防生主要是为满足军队(二炮)对气象专业人才的需求。可以看出,招生总规模在近8年内变化不大,基本都控制在每年80-88人之间,而普通本科生的招生规模在前5年(2009-2013)内呈逐渐增加趋势,国防生招生规模呈逐渐降低趋势,由于2014年没有招收国防生,总招生规模中的85人都为普通本科生,之后的2015和2016年随着国防生招生规模的增加,相应普通本科生的招生规模有所减少。

应用气象学专业是大气科学学院新增设的专业,2013年是第一届本科生毕业。在毕业论文的设计方面,应用气象学专业旨在培养学生将数理基础应用到气象信息服务系统的研制中,毕业论文的设计内容包括:公共气象服务、农业气象、生态环境监测与调控、产业工程气象、航空气象、天气预报、气候资源开发利用、气象防灾减灾等。在2013年毕业的这届学生中,考上研究生的有15人,约占毕业人数的20%,其余80%毕业生的就业率为100%,而随着全国就业压力的增大,到2016届就业率则下降为86.9%,其就业单位主要为我国气象、国防、民航和环保等科研、教学和业务等部门。

(四)师资队伍

我校大气科学学院一直把建设高素质师资人才队伍作为大事来抓,目前应用气象学依托大气科学专业已有的条件,在高起点上组建了一支具有高水平和学历,知识和年龄结构合理,在教学和科研方面具有较丰富经验的教师队伍。截至2016年底,有專任教师63人,从事应用气象学方向教师18人,均具有研究生学历,其中博士13人,高级职称10人;教师所学专业除本学科外,还涉及农学、生态学、地理学、水文与水资源学等交叉学科,师资队伍学科的多样化所带来的知识结构满足了拓宽专业领域和培养复合型人才的需要。大气科学学院倡导教学和科研相长,注重教学改革和教学研究,对外教学和学术交流广泛,教研和科研成果较突出。学院下设有应用气象与服务研究室,长年致力于工程气象、专业气象、农业气候资源评估、公共气象服务、灾害评估等方面的研究工作,研究室现有固定研究人员18人,客座研究人员15人,流动研究人员42人,近几年研究室取得了一批具有创新性应用价值的研究成果,已逐步建立起国内气象应用与服务研究领域的科研中心和人才培养基地。

(五)实验室及实习基地建设

作为培养应用型高级专门人才的专业,实验室和实习基地建设对于培养学生的实践和创新能力方面会产生直接影响,进而影响本专业学生整体的培养质量。目前学院拥有较高水平学科实验基地,具有应用气象学实验室、天气分析与预报实验室、大气流体力学实验室、大气数值模拟实验室,共计面积12,080m2。近年来,学院对应用气象学专业实验室和实习基地建设高度重视,通过扩建和改建,现拥有地面气象观测场4,800m2,实验用地6,670m2,通过筹措资金,先后投入近百万元用于购买七要素自动气象站、氮氧化物分析仪、光合蒸腾仪、冠层分析系统、人工气候箱、叶面积仪和紫外分光光度计等专业实验仪器设备,同时,组织力量积极申报省部级和国家级的实验室建设项目。为加强实践教学,学院还加大了该专业校外实习基地建设力度,目前已和四川省气象局、成都市气象局、温江区气象局、民航系统等单位合作建立了校外实习基地,通过专业实习基地这一平台的搭建,不仅为学生见习和实习提供了更加广阔的平台,也进一步加强了该专业与气象民航等系统的沟通与合作。

三、对应用气象学专业建设发展的思考

在对成信大应用气象学专业近8年的发展情况进行归纳和总结后,通过与本专业其他院校进行对比,在深入分析和思考后认为在未来的发展建设中可以在以下几个方面进行改进,以便顺应时代需求,寻求长足发展。

(一)加强实践教学和创新实践能力培养

高等学校本科教育的重点是知识的传授和实践能力的培养,而创新思维和创新能力的培养更多来源于实践教学,它是培养学生实践和科研能力、综合素质的重要教学环节,相对于理论教学更具有直观性、实践性、综合性、创新性,直接影响着人才培养的质量[2]。应用气象学专业是大气科学应用和服务于社会与经济发展的大气科学类重要分支学科,实践教学在学生培养过程中占有非常重要的地位。目前在我校应用气象学专业人才培养方案课程设置中,在学习基础课和专业课,以及进行集中性实践教学环节中都安排了一定数量的实验、实习、计算机上机操作等实践课,但这些实践课的安排学时相对较少,比如,《动力气象学》课程的总学时为80,但实验学时只为4,《天气学原理》课程的总学时为80,实验学时也只为4;《雷达气象学》课程的总学时为40,但实习学时只为2,《天气学分析》课程的总学时为40,实习学时为4;《GIS应用》课程的总学时为32,但上机学时只为2,《天气诊断分析》课程的总学时为32,上机学时为4。由于应用气象学专业是实践性很强的专业,学科发展迅速,社会上需要解决的问题很多,大量需要有知识、动手能力强和能解决实际问题的创新型人才,因此需要改变现有人才培养模式中较偏重理论教学的不平衡现象,在原来的基础上极大增加实践教学比例,可考虑增加为课程总学时量的四分之一左右[3]。

目前,我校创新实践的最低毕业要求学分为4,只占总学分比例的2.37%,主要包括社会实践、技能培训、科技竞赛、参加教师科研、发表科技论文、申报科技成果等实践活动,总体最低毕业学分要求过低。由于加强学生创新实践能力的培养更是提高应用气象学本科学生综合素质和毕业生高质量就业的重要途径,因此在增加实践教学比例的基础上,也要提高创新实践所占总学分的比例,增强创新和应用能力的培养。

(二)加大实验基地建设力度

应用气象学实验室是进行实践教学和学生创新实践的主要基地,加强对实验室的建设对推进实验教学改革,加强学生实践和创新能力培养具有重要意义。我校应用气象学实验室虽然经过近几年的改建和扩建有了较大的发展,但还是存在不少问题。首先,实验室的硬件设施投入不足,严重制约了实验室的建设和发展。虽然学校越来越重视实验教学,也加大了资金投入,但相比而言,实验室硬件设施还显得比较薄弱,有时教师在理论教学时讲的是新设备、新技术和新方法,而实验教学时接触到的却是一些过时的、陈旧的设备和技术手段,这使得教学和实验脱节,势必影响学生实验的效果和理论知识的实际应用,同时也极大限制了教师科研工作的深入。其次,缺乏必要的实验室和场地。大气科学学院实验条件紧张,没有多余的房间或者教室作为实验室,目前暂借其他学院的实验室作为临时实验场地用于放置仪器和进行实验教学,空间较小,无法全面开展各项实验。因此,针对以上问题应该在整合现有资源的基础上,加大实验室资金投入力度,购买和更新现有仪器设备,增加实验室和实验场地面积,让实验室在服务教学需要的同时,兼顾教师和研究生的科研需要,通过对学生全年开放,充分利用实验设备,进行资源共享,发挥最大效益,努力将应用气象学实验室建设成为四川省乃至西南地区最大的应用气象教学和科研平台,为四川和西南地区的气象应用提供科技支撑[4]。

实习基地是学生知识创新和技术开发的重要基地,也是教学科研工作的重要组成部分,包括校内实习基地和校外实习基地。我校校内实习基地主要包括地面气象观测场、实验用地和气象综合实习基地,校外实习基地是与四川省内的气象局和民航系统等建立的一些实习基地。但从实际情况来看,校内实习基地在搭建理论和实践方面起到了重要作用,而校外实习基地的实际作用并没有得到有效发挥,因此应加大建设的力度,加强与已有校外实习基地的密切合作,让学生到校外气象台站进行地面气象观测和天气预报实习,使其进入实战状态,全面提高实际工作的水平和能力。

(三)充分发挥教师的指导作用

教师是教学的主体,在人才培养过程中扮演着非常重要的角色。教师是学生学习的指导者,可以向学生提供与教学相关的知识、信息与材料,指导学生寻求解决问题的方法;教师是学生学习的组织者与引导者,可以营造学习氛围、创设学习情景,组织和引导教学过程,当学生在学习过程中碰到困难时,可以给予具体的帮助;教师是学生学习的评价者,在学生自我评价的基础上,可以帮助学生发现问题并进行反思,从而促进学生更大的进步[5]。教师创造性的指导,不仅将较大地提高学生的学习能力,也将影响他们各种创造性的非智力因素,提高他們创造性的观察能力、思维能力和实践能力,树立他们敢于批判、敢于探索、敢于冒险的精神[6]。我校近几年在应用气象学方向上从中国农业大学、复旦大学、兰州大学、中科院大气物理研究所等科研院校人才引进了不少博士,不仅为应用气象学方向注入了年轻的新鲜血液,而且拓宽了专业领域,满足了培养复合型人才的需要。目前,在18位具有研究生学历的教师中,博士比例占72%,具有高级职称的比例为56%,40岁以下人数比例为61%,整个教师队伍具有高学历和学科交叉的特点,但这支年轻的高学历师资队伍在现行的人才培养模式中较多的发挥了传授知识的作用,在培养学生的实践和创新能力上还没有充分发挥作用,基于这种情况,建议可以借鉴相关院校提出的“分阶段、双选”二位一体的导师制方案。

导师制最早出现在英国牛津大学,是由学校给每位新生指定导师,让导师和学生之间建立一种“师徒”关系。20世纪90年代后,随着国内实行学分制的高校日益增多,带动了高校导师制的发展,尤其在本科教育中推行导师制成为国家高等教育的热点[7]。“分阶段”是指在对新生和大二学生实行导师制时,选择教学型为主的教师担任指导教师,着重指导和加强学生基础课程和基础实践课程的学习,提升学生对基础知识的运用能力;当学生进入大三时,选择科研型为主的教师担任指导教师,进一步培养学生的专业兴趣,邀请学生参加科学研究项目,提升学生的科研创新能力,指导学生结合课题研究撰写研究论文[8]。“双选”是指在进入第二阶段时,采用教师与学生的“双向选择”实施导师制,其主要目的是根据学生的兴趣专长和导师的研究方向来选配导师[8]。南京信息工程大学已经选择2007级应用气象学专业本科生实施了这种二位一体的导师制方案,从已获得的成效来看,由于师生之间容易形成融洽的关系,有利于学生综合素质的提高,对培养学生非常有利。目前,虽然我校针对大二学生也实施了导师制,但在方案制定和效果上还有待进一步提高和检验。同时,也可以考虑通过建立专业背景齐全、年龄结构合理、团结奋进的高水平教学团队和课程小组,其也是改革教学内容方法,更新教学手段,开发教学资源,推进教材建设和教学工作的传、帮、带和老中青相结合,促进教学研讨和教学经验交流,提高教师的教学水平的最佳途径[9]。

四、结语

应用气象学专业自1998年教育部设置以来,为适应社会对应用气象学人才的需求,相关设置高校在培养目标、课程体系、教材建设、师资队伍、课堂教学和实践教学等方面都进行了不断探索和优化。成信大的应用气象学专业自2008年获批招生以来,经过几年的建设也获得了很大的发展,但也存在不足。本文在对近8年应用气象学专业的发展现状进行归纳和总结后,通过与本专业其他院校进行对比,结合实际情况,在深入分析和思考后提出加强实践教学和创新实践能力培養、加大实验基地建设力度、充分发挥教师的指导作用这三个方面在未来的改进建议,以期能满足社会创新型人才的需求,获得快速和长远发展。同时,本文的内容以期能对国内已设置和预备增设此专业的其他兄弟院校提供一些借鉴和经验思考。

参考文献:

[1]景元书,申双和,刘寿东.以实践教学体系促进应用气象专业发展[J].中国高校科技与产业化,2006,(S1):271-272.

[2]高西宁,刘江,殷红,等.应用气象学专业实践教学体系创新[J].实验室研究与探索,2011,30(10):125-128.

[3]杨再强,申双和,景元书,等.面向社会需求,应用气象专业创新实践能力培养与实践[J].科技创新导报,2010,(3):230.

[4]景元书,申双和.应用气象专业建设的探讨[J].理工高教研究,2005,24(2):65-66.

[5]杨再强,申双和,刘寿东,等.应用气象学专业本科创新型人才培养模式的探索[J].高等教育研究,2008,25(4):51-53.

[6]景元书,李永秀,杨沈斌.高校应用气象学专业创新实践教学体系建设[J].教育教学论坛,2013,(04):138-139.

[7]王建方,吴文建,满亚辉,等.“本科生导师制”教学改革初探[J].高等教育研究学报,2006,29(1):44-46.

[8]杨沈斌,赵小艳,景元书.学分制下应用气象学专业实施本科生导师制的实践探索[J].高等教育研究,2012,9(1):22-24.

[9]赵小艳,孙虎声,杨沈斌,等.应用气象学专业教学团队及课程小组建立的必要性探讨[J].科技创新导报,2013,(16):248.

作者:李谢辉,王磊,肖国杰

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