《普通氣象學(xué)概論》現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)探索

陳超輝+盧偉

【摘要】實(shí)施現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)是當(dāng)前高等理科教育必須研究的重要課題。本文針對國防生學(xué)員的學(xué)情特點(diǎn)，以及普通氣象學(xué)概論的教學(xué)現(xiàn)狀，進(jìn)行現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)改革。文章首先探討了現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)與傳統(tǒng)啟發(fā)式教學(xué)的聯(lián)系與區(qū)別，然后理清了教材章節(jié)之間隱晦的邏輯關(guān)系并調(diào)整授課順序；最后通過把握學(xué)員的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，充分挖掘教學(xué)案例與素材，提出了一種針對非氣象專業(yè)初學(xué)者的普通氣象學(xué)概論現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)流程。

【關(guān)鍵詞】普通氣象學(xué)概論教學(xué) 現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué) 創(chuàng)新教學(xué) 課程改革

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）36-0200-02

普通氣象學(xué)概論作為氣象水文裝備國防生的一門專業(yè)課程，它是將物理學(xué)的基本定律、基本方程應(yīng)用于大氣科學(xué)研究領(lǐng)域，研究大氣中發(fā)生的物理過程、解釋大氣中的物理現(xiàn)象。與其他課程相比，它具有多學(xué)科交叉的內(nèi)容體系、較強(qiáng)的邏輯性、抽象性和廣泛的應(yīng)用性，且對于初學(xué)者或非氣象專業(yè)人員而言，教材章節(jié)之間隱晦的邏輯關(guān)系難以發(fā)現(xiàn)。目前普通氣象學(xué)概論教學(xué)現(xiàn)狀是：（1）課時(shí)安排較少，學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性及主觀能動性不高；（2）教學(xué)模式主要以講授式為主，注重強(qiáng)調(diào)知識的系統(tǒng)性，且理論知識與學(xué)員實(shí)際崗位需求相差甚遠(yuǎn)；（3）學(xué)員僅滿足于完成課堂學(xué)習(xí)任務(wù)，自我要求不高，以及達(dá)成的學(xué)習(xí)目標(biāo)不夠明確，缺乏學(xué)習(xí)興趣和熱忱，很少主動去發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問題，這與培養(yǎng)適應(yīng)軍隊(duì)信息化建設(shè)與聯(lián)合作戰(zhàn)需要的高素質(zhì)氣象水文裝備人才的目標(biāo)不相適應(yīng)。

那么如何在課時(shí)較少，課程內(nèi)容理論化較強(qiáng)且較抽象的情況下，提高教學(xué)效果呢？ 筆者認(rèn)為進(jìn)行現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)，激勵(lì)學(xué)員對本課程的學(xué)習(xí)興趣和內(nèi)在動機(jī)，促進(jìn)學(xué)員積極思維，并精心設(shè)計(jì)符合學(xué)員認(rèn)知結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)流程調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，注重學(xué)以致用與用以促學(xué)，培養(yǎng)學(xué)員生成發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力，同時(shí)更要掌握發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的途徑，才是關(guān)鍵所在。

一、現(xiàn)代啟發(fā)式與傳統(tǒng)啟發(fā)式教學(xué)的聯(lián)系與區(qū)別

啟發(fā)式教學(xué)法簡而言之就是教師在教學(xué)過程中依據(jù)學(xué)習(xí)過程的客觀規(guī)律和學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生積極主動地獲取和掌握知識的一種教學(xué)方法。它自我國古代的孔子，西方的蘇格拉底開始，至今已有兩千多年的歷史。隨著社會進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)傳承、創(chuàng)新、發(fā)展，人們又賦予它以新的內(nèi)涵，因此形成了一種新的教學(xué)理念，即“現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)”?，F(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)不是對傳統(tǒng)教學(xué)的忽視和批判，而是繼承與創(chuàng)新；它繼承了傳統(tǒng)啟發(fā)式教學(xué)的精要所在：注重學(xué)生主體地位，重視個(gè)體差異，啟發(fā)誘導(dǎo)并因材施教，同時(shí)又豐富和發(fā)展了傳統(tǒng)啟發(fā)式教學(xué)。那么與傳統(tǒng)啟發(fā)式教學(xué)相比，現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)到底有什么創(chuàng)新之處？對比結(jié)果[1]見表1。

從表1中不難看出現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)是一種符合現(xiàn)代教學(xué)規(guī)律的培養(yǎng)教育人的教學(xué)思想、原則和方法。它立足學(xué)生的認(rèn)知水平，既注重知識的傳授，又注重能力培養(yǎng)，讓學(xué)生積極主動地獲取知識、發(fā)展能力，真正成為學(xué)習(xí)的主人，達(dá)到會學(xué)、創(chuàng)造性地學(xué)。借用我國近代偉大的教育家葉圣陶話說“教師的教學(xué)，不在于要學(xué)生搬去可以致富的金子，而在于給學(xué)生點(diǎn)金的指頭。教師不是給學(xué)生大量灌輸知識，而是將開發(fā)文化寶庫的鑰匙交給學(xué)生。”

二、理清教材內(nèi)容，挖掘貫穿全書的隱晦邏輯

普通氣象學(xué)概論是研究地球大氣中的各種現(xiàn)象及其演變規(guī)律，這些現(xiàn)象包括物理的、化學(xué)的以及人類活動對大氣的影響，以及如何利用這些規(guī)律為人類社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。它實(shí)際上是物理學(xué)領(lǐng)域中一些最基本的理論或中心理論與大氣科學(xué)領(lǐng)域的交叉，其中包括靜力學(xué)、動力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電學(xué)（電荷，電流和電場）、電磁學(xué)（電磁輻射與電磁波）和熱力學(xué)等。課程教材依據(jù)學(xué)科架構(gòu)章節(jié)安排如圖1所示，從圖1中可以看出，教材是根據(jù)學(xué)科自身的體系來闡述普通氣象學(xué)概論的主要內(nèi)容，即熟知的“大氣科學(xué)+”的結(jié)構(gòu)，物理學(xué)的各個(gè)基本領(lǐng)域只是其中一個(gè)加數(shù)，比如“大氣科學(xué)+”與動力學(xué)，簡單組合就構(gòu)成大氣動力學(xué)基礎(chǔ)，注意這里“大氣科學(xué)+”與“+大氣科學(xué)”盡管兩者模式主體不同，但語義和內(nèi)涵一致。雖然這種教材章節(jié)結(jié)構(gòu)安排能夠滿足學(xué)科知識的系統(tǒng)性和完整性，但是考慮到學(xué)員的現(xiàn)有認(rèn)知程度，接受知識方式、特點(diǎn)及困難程度，在演講式或講授式教學(xué)模式下很容易導(dǎo)致學(xué)員為學(xué)而學(xué)，單純?yōu)橥瓿扇蝿?wù)而學(xué)的狀態(tài)。故第一步必須理清教材內(nèi)容，挖掘出適合初學(xué)者從事物外部入手，由簡單到復(fù)雜，由表及里探索知識的隱晦邏輯，然后在這個(gè)隱晦邏輯的指引下安排教學(xué)內(nèi)容順序；并同時(shí)考慮學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，造成已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與所學(xué)普通氣象學(xué)概論知識之間中等程度的不符合，以維持學(xué)生探究知識的興趣和熱情，形成國防生學(xué)員學(xué)習(xí)知識和發(fā)展能力的最佳教學(xué)結(jié)構(gòu)。

課程內(nèi)容教學(xué)順序調(diào)整如圖2所示?？梢妶D2明顯區(qū)別于圖1，它給出了一條氣象知識由淺入深、由表及里的認(rèn)知邏輯。即對于初學(xué)者，首先學(xué)習(xí)和了解氣象領(lǐng)域的基本物理量、概念及方程，建立氣象專業(yè)的相關(guān)背景知識和基礎(chǔ)概念，這部分內(nèi)容對應(yīng)著教材的大氣概述章節(jié)；在此基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)和研究普通氣象學(xué)中最簡單的科學(xué)問題，也就是靜止條件下大氣狀態(tài)的變化和平衡規(guī)律問題。更進(jìn)一步，考慮到靜止大氣不能刻畫千變?nèi)f化的運(yùn)動大氣，所以必須研究大氣運(yùn)動的相關(guān)問題，研究大氣運(yùn)動從最簡單的水平運(yùn)動開始，這部分對應(yīng)教材的大氣動力學(xué)內(nèi)容，然后研究大氣的垂直運(yùn)動問題，即大氣熱力學(xué)。在認(rèn)識這些基本規(guī)律后，需要研究導(dǎo)致天氣和氣候演變的基本物理過程，即輻射過程，對應(yīng)于大氣輻射學(xué)。除卻以上宏觀科學(xué)規(guī)律外，還需要以熱力學(xué)和動力學(xué)為基礎(chǔ)研究云微物理學(xué)，它是人工影響天氣的理論基礎(chǔ)，即在特定的天氣背景條件和適當(dāng)?shù)脑莆锢項(xiàng)l件下，通過人工干預(yù)的方式對局部大氣微物理過程進(jìn)行影響，使天氣向人們期望的方向發(fā)展，從而達(dá)到趨利避害的目的。最后，結(jié)合大氣中的光學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)等自然現(xiàn)象，闡明其物理本質(zhì)。綜上而言，改善后的教學(xué)順序存在一條邏輯主線，它對初學(xué)者認(rèn)識和把握普通氣象學(xué)概論課程有重要意義。

三、把握認(rèn)知結(jié)構(gòu)，精心設(shè)計(jì)現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)流程

當(dāng)前現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)更多的是一種教學(xué)理念，并無固定的教學(xué)流程或模式供借鑒，筆者站在非氣象專業(yè)初學(xué)者的立場，依據(jù)學(xué)員的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，接受知識的方式、特點(diǎn)及困難程度，并結(jié)合《普通氣象學(xué)概論》教學(xué)內(nèi)容提出了一種適合非氣象專業(yè)國防生學(xué)員現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)理科教學(xué)模式，流程如圖3所示。它分為情景與意境創(chuàng)設(shè)、問題設(shè)計(jì)與引入、學(xué)員獨(dú)立思考、階梯式激發(fā)、主動獲取與吸收、誤區(qū)與盲區(qū)掃除、歸納與總結(jié)以及轉(zhuǎn)化與應(yīng)用8個(gè)環(huán)節(jié)。下面結(jié)合課堂教學(xué)過程來闡述每個(gè)環(huán)節(jié)的具體應(yīng)用。

1.情景與意境創(chuàng)設(shè)：捷克教育家夸美紐斯曾說：“一切知識都是從感官開始的”。由此可見，直觀展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容所表征的實(shí)際事物或者實(shí)際事物的相關(guān)背景可以使抽象的知識具體化、形象化，有助于學(xué)生感性認(rèn)識的形成，并促進(jìn)理性認(rèn)識的發(fā)展。因此課堂教學(xué)實(shí)施的第一步就是結(jié)合教學(xué)目標(biāo)，研究教材內(nèi)容，根據(jù)每節(jié)課的內(nèi)容、知識體系和學(xué)員起點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)與當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的具有一定難度，需要學(xué)員努力克服，而又是力所能及的學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)和熱情，引導(dǎo)學(xué)員帶著明確的求知欲望進(jìn)入課堂。例如，在緒論中如何引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識氣象學(xué)時(shí)，可安排學(xué)生觀看《后天》和《龍卷風(fēng)》等電影建立學(xué)生關(guān)于氣象災(zāi)害的感性認(rèn)識或通過再現(xiàn)2016年6月24日發(fā)生在江蘇鹽城阜寧地區(qū)的強(qiáng)龍卷和2016年9月15日莫蘭蒂超強(qiáng)臺風(fēng)登陸廈門等造成較大數(shù)量亡人和巨大經(jīng)濟(jì)損失的實(shí)際氣象災(zāi)害事件催生學(xué)員的學(xué)習(xí)情感和求知欲。

2.問題設(shè)計(jì)與引入：格蘭特·威金斯說：“問題乃是通向理解之門”，即在所創(chuàng)設(shè)的情境框架下，依據(jù)教學(xué)目標(biāo)選擇與當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的專業(yè)熱點(diǎn)、敏感性事件、事例或課題作為問題設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，讓學(xué)員面臨一個(gè)需要立即去解決的問題。例如，在針對地轉(zhuǎn)風(fēng)問題設(shè)計(jì)時(shí)，引入1986年4月26日切爾諾貝利發(fā)生核爆炸引起放射性物質(zhì)擴(kuò)散事例，試問距離切爾諾貝利以東2600公里的哈薩克斯坦會不會遭受核污染？如果會大約是什么時(shí)候？通過上述問題的設(shè)計(jì)與引入，學(xué)員立即面臨一個(gè)需要解決的問題。

3.學(xué)員獨(dú)立思考：“學(xué)起于思，思起于疑”，由教員向?qū)W員提供解決該問題的有關(guān)線索，引導(dǎo)學(xué)員獨(dú)立思考，就是要使學(xué)員懂得思考些什么，怎樣去思考，如何判斷思考是否正確，如何歸納及利用思考得出的正確結(jié)果等，即通過“憤”“悱”情境催化，提高學(xué)員提出問題、分析問題和解決問題的能力。例如，上例核污染事件，學(xué)員需要思考自己應(yīng)該用哪類知識認(rèn)識和解決這個(gè)問題，以及現(xiàn)在自己是否具備相關(guān)知識，進(jìn)一步刺激和催化學(xué)生的好奇心。

4.階梯式激發(fā)：對于自然科學(xué)而言，通常僅通過學(xué)員獨(dú)立思考較難有效直面問題矛盾，尤其對于一個(gè)比較有價(jià)值的命題，其內(nèi)容往往過于抽象或過程太過復(fù)雜，對于大部分學(xué)生而言都存在一定的思維難度，因此對這類問題的啟發(fā)往往最考驗(yàn)授課教員的內(nèi)功。階梯式激發(fā)正是解決這類問題的有效途徑，即將比較復(fù)雜的命題分解成若干個(gè)難度由淺入深、循序漸進(jìn)的小問題，對于分解成的每一個(gè)小問題獨(dú)立啟發(fā)，各個(gè)擊破，從而使原問題得以解決，并從不同層次激發(fā)學(xué)員的思維積極性，讓學(xué)員在類比、辨析、遷移中學(xué)會解決問題的方法。例如上面核污染事件階梯式分成運(yùn)動學(xué)問題、風(fēng)壓定律問題、地轉(zhuǎn)風(fēng)計(jì)算問題，通過3個(gè)小問題的解決，原問題就迎刃而解了。

5.主動獲取與吸收：在實(shí)施現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)過程中，教員結(jié)合講授過程，必須給學(xué)生提供專門的機(jī)會進(jìn)行知識“組裝”，即綜合訓(xùn)練。這一階段是完成由教員啟發(fā)轉(zhuǎn)向?qū)W員自我啟發(fā)的關(guān)鍵，是學(xué)員由“學(xué)會”到“會學(xué)”的轉(zhuǎn)換。教員可以通過和學(xué)員一起設(shè)計(jì)“自我提問”，使學(xué)員按一定的程序自己提問啟發(fā)自己，促進(jìn)學(xué)員生成主動獲取與吸收知識的能力。

6.誤區(qū)與盲區(qū)掃除：在課堂教學(xué)中，教員對于學(xué)員的思考過程，不能簡單僅給予“對”或“錯(cuò)”的回答，而要結(jié)合大多數(shù)學(xué)員對于思考問題的綜合反饋，從中發(fā)現(xiàn)學(xué)員思維過程中的缺陷，然后給予恰如其分的指正。這樣，學(xué)員才能真正發(fā)現(xiàn)自己的問題所在，避免同樣的錯(cuò)誤再次發(fā)生。與此同時(shí)，對于學(xué)員在思考問題時(shí)有意識地運(yùn)用科學(xué)的思維方法時(shí)，要及時(shí)給予表揚(yáng)和鼓勵(lì)，促進(jìn)學(xué)員良好思維習(xí)慣的形成。例如，實(shí)施大氣狀態(tài)方程教學(xué)時(shí)，試比較在同溫同壓下，干空氣密度、水汽密度及濕空氣密度的大小，大部分學(xué)生會得出錯(cuò)誤的結(jié)論，需要教員發(fā)現(xiàn)學(xué)員思維過程的盲區(qū)，并恰當(dāng)?shù)膯l(fā)，促進(jìn)學(xué)員理性思維的形成。

7.歸納與總結(jié)：教員應(yīng)當(dāng)結(jié)合課堂教學(xué)目標(biāo)，引導(dǎo)與協(xié)同學(xué)生把現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)所得到的結(jié)果組織成一個(gè)可理解的、有用的結(jié)論，并把它與相關(guān)信息結(jié)合起來，納入到學(xué)員的原認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，而且應(yīng)使學(xué)員體會到獲得成功的喜悅感，增進(jìn)學(xué)生的智力開發(fā)，幫助學(xué)生獲得批判性思維與自主學(xué)習(xí)能力。

8.轉(zhuǎn)化與應(yīng)用：學(xué)以致用，用以促學(xué)。轉(zhuǎn)化與應(yīng)用對現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)提出了更高的要求，本環(huán)節(jié)主要依托任務(wù)啟發(fā)的方式，結(jié)合課后習(xí)題及前沿?zé)狳c(diǎn)事件，鞏固和提高學(xué)員發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力，同時(shí)掌握發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的途徑。如以往在普通氣象學(xué)概論教學(xué)中教員會布置有關(guān)專業(yè)方面的課程論文，大部分學(xué)生結(jié)論浮在表面，本環(huán)節(jié)嘗試將學(xué)生按單位所在地或工作崗位分組，讓學(xué)生自行搜集普通氣象學(xué)在軍事裝備、業(yè)務(wù)工作和生活需求等方面的實(shí)際應(yīng)用，并根據(jù)所學(xué)知識和查閱文獻(xiàn)凝練出科學(xué)問題以及提出針對性的解決辦法，這樣學(xué)以致用、用以促學(xué)的方式極大地調(diào)動學(xué)生的積極性，有效提升學(xué)員解決實(shí)際問題的能力。

四、結(jié)語

本文主要結(jié)合普通氣象學(xué)概論教學(xué)實(shí)踐，從教材內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和學(xué)員的實(shí)際知識結(jié)構(gòu)出發(fā)，提出了一種有效進(jìn)行普通氣象學(xué)概論教學(xué)現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)改革的思路。總體而言，在理科基礎(chǔ)教學(xué)過程中采用現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)已經(jīng)是大勢所趨，值得在各種不同的課程中去應(yīng)用和實(shí)踐。另外現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)需要耗費(fèi)教員大量的創(chuàng)造性勞動以及對教師的要求較高，因此需要教員在日常教學(xué)工作中注重積累、不斷總結(jié)和逐步完善，特別是挖掘大氣科學(xué)中高影響敏感事件和前沿?zé)狳c(diǎn)問題，靈活運(yùn)用到教學(xué)過程中，以取得更好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏佳勇.傳統(tǒng)啟發(fā)式教學(xué)與現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)之對比研究[J].成都教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，15（6）：51-53.