中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）《地理與氣象學(xué)》課程教學(xué)改革

覃軍

摘要：從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及教學(xué)與科研關(guān)系等方面對(duì)有中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）特色的《地理與氣象學(xué)》本科生課程建設(shè)和教學(xué)改革進(jìn)行探討，并對(duì)《地理與氣象學(xué)》課程的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)，提出了教學(xué)改革的一些經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)識(shí)和思路，以期為搞好后續(xù)的《氣候?qū)W》課程教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞：地理與氣象學(xué)：氣候?qū)W：教學(xué)改革：教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)方法：學(xué)研結(jié)合

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）26-0081-03

2016年中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）環(huán)境學(xué)院大氣系成立并開始招收大氣方向的本科生，原來的環(huán)境科學(xué)與工程系大氣物理與大氣環(huán)境專業(yè)方向下的本科課程《地理與氣象學(xué)》改為《氣候?qū)W》。多年來大氣科學(xué)方向的教學(xué)內(nèi)容主要參考南京信息工程大學(xué)的課程體系和教材，為適應(yīng)中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）的專業(yè)特色和建設(shè)地球科學(xué)類世界知名學(xué)校的發(fā)展目標(biāo)，在大氣系成立的背景下，需要重新認(rèn)識(shí)大氣科學(xué)在地球科學(xué)中的地位和作用，理順大氣科學(xué)與中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球科學(xué)類其他學(xué)科的相互關(guān)系并在教學(xué)實(shí)踐中加以體現(xiàn)。因此，有必要對(duì)后續(xù)的本科生專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，針對(duì)專業(yè)課程體系修訂原教學(xué)大綱，選擇符合學(xué)校學(xué)科建設(shè)特點(diǎn)的課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。本文作者根據(jù)近幾年的《地理與氣象學(xué)》課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該課程的課堂教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)研結(jié)合等方面談幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)，以期為搞好后續(xù)的《氣候?qū)W》課程教學(xué)提供參考。

一、確立專業(yè)特色

根據(jù)中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）學(xué)科建設(shè)的外部環(huán)境、內(nèi)部優(yōu)勢(shì)以及中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）大氣科學(xué)系專業(yè)發(fā)展方向的定位[1]，大氣科學(xué)與地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)的結(jié)合應(yīng)是本專業(yè)發(fā)展的特色，而依托氣候變化和大氣環(huán)境這兩個(gè)專業(yè)方向，加速專業(yè)的成熟與進(jìn)步并對(duì)相關(guān)專業(yè)產(chǎn)生積極影響，是中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）大氣科學(xué)專業(yè)方向的基本發(fā)展思路。在這一專業(yè)建設(shè)特色的要求下，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）大氣科學(xué)專業(yè)的發(fā)展，要融入學(xué)校的教學(xué)科研體系中，專業(yè)方向要與現(xiàn)有的優(yōu)勢(shì)專業(yè)和特色學(xué)科融合互補(bǔ)，要加強(qiáng)在暴雨和地質(zhì)災(zāi)害、古氣候變化、大氣化學(xué)、物理海洋研究等領(lǐng)域的知識(shí)傳授，并積極參與學(xué)?！叭蜃兓芯恐行摹焙汀叭龒{地質(zhì)災(zāi)害研究中心”工作。在課程設(shè)置和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)上要面向應(yīng)用，結(jié)合中國氣象事業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略[2]和中國氣象局近年的項(xiàng)目指南，重點(diǎn)在氣候動(dòng)力學(xué)、大氣污染檢測(cè)、長年代氣候代用序列重建、水文氣候以及區(qū)域暴雨與泥石流災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)警研究等領(lǐng)域開展工作。

基于以上專業(yè)建設(shè)特點(diǎn)，大氣科學(xué)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容改革勢(shì)在必行。教學(xué)內(nèi)容改革應(yīng)能直接反映教學(xué)目的和培養(yǎng)目標(biāo)[3]，應(yīng)根據(jù)學(xué)校的專業(yè)融合要求與業(yè)務(wù)單位的用人要求進(jìn)行更新，力爭滿足國家對(duì)地球科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略的需求。在教學(xué)內(nèi)容中，一方面要體現(xiàn)現(xiàn)代大氣科學(xué)基礎(chǔ)理論（如短期氣候預(yù)測(cè)、大氣環(huán)流等）的教學(xué)，另一方面應(yīng)要加強(qiáng)學(xué)生對(duì)地球系統(tǒng)科學(xué)知識(shí)體系的學(xué)習(xí)并有助于拓寬學(xué)生們的知識(shí)面。例如在教學(xué)計(jì)劃中應(yīng)開設(shè)地球系統(tǒng)科學(xué)、氣候資源與環(huán)境、全球變化等特色課程，并進(jìn)行重點(diǎn)建設(shè)，增加寬口徑知識(shí)課程的深度與廣度，增強(qiáng)畢業(yè)生在職場(chǎng)中的發(fā)展后勁和競(jìng)爭力。

2016年秋季，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）環(huán)境學(xué)院大氣系開始招收大氣專業(yè)方向的本科生，《地理與氣象學(xué)》課程隨之改為《氣候?qū)W》，教學(xué)內(nèi)容也發(fā)生調(diào)整，體現(xiàn)課程體系的主要教學(xué)內(nèi)容包括：氣候變化、氣候系統(tǒng)及其外部強(qiáng)迫、氣候系統(tǒng)各圈層間相互作用?！稓夂?qū)W》有自己的獨(dú)立體系，現(xiàn)階段對(duì)《氣候?qū)W》的理解和掌握應(yīng)建立在“氣候系統(tǒng)科學(xué)”的基礎(chǔ)上，因此教學(xué)中應(yīng)以“氣候系統(tǒng)科學(xué)”為線索，科學(xué)地組織《氣候?qū)W》課程的教學(xué)內(nèi)容，即以大氣圈為主體的氣候系統(tǒng)知識(shí)，但要注重突出氣候系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)，如生物圈、冰雪圈、巖石圈、水圈與大氣圈的相互作用和聯(lián)系，并以此為主線來介紹氣候?qū)W知識(shí)。此外，教學(xué)內(nèi)容的改革要結(jié)合本校的課程體系特點(diǎn)和學(xué)科優(yōu)勢(shì)來組織教學(xué)，如地學(xué)專業(yè)的全球變化研究，環(huán)境學(xué)院清潔生產(chǎn)研究所的溫室氣體減排研究和水文地質(zhì)研究，大氣系的大氣環(huán)境化學(xué)研究等，都有較好的科研基礎(chǔ)，其中古氣候研究、水文氣候?qū)W和大氣化學(xué)/大氣成份研究是可以結(jié)合的本校特色和優(yōu)勢(shì)學(xué)科方向，可以有針對(duì)性的將這些方面的科學(xué)研究成果介紹與理論知識(shí)講解相結(jié)合，融入到《氣候?qū)W》的教學(xué)內(nèi)容中。例如在講解東亞氣候變化章節(jié)時(shí)，可對(duì)本校老師利用石筍重建近萬年氣候變化代用序列的研究成果和方法加以介紹；針對(duì)全球變暖和溫室氣體減排研究介紹，在理論知識(shí)講解上強(qiáng)調(diào)大氣的結(jié)構(gòu)和各成份的輻射特性以及人類活動(dòng)對(duì)大氣成份的影響，使學(xué)生對(duì)氣候變化及其機(jī)理有較為全面的認(rèn)識(shí)，為將來開展相關(guān)研究工作做好基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備。

我?！稓夂?qū)W》課程教學(xué)是以經(jīng)典的氣象學(xué)著作《現(xiàn)代氣候?qū)W》（繆啟龍，氣象出版社，2010年第一版）為藍(lán)本，我們的教學(xué)內(nèi)容對(duì)全球變化和氣候系統(tǒng)各圈層間相互作用強(qiáng)調(diào)不夠，對(duì)結(jié)合本校專業(yè)設(shè)置和發(fā)展優(yōu)勢(shì)等特色教學(xué)內(nèi)容上補(bǔ)充不夠，對(duì)近年國內(nèi)外最新研究方法和成果介紹上也不充分，因此編寫有本校專業(yè)培養(yǎng)特色的講義，也是下一步專業(yè)建設(shè)中必須要做的重要工作。

二、完善教學(xué)方法

教學(xué)方法的改革是加強(qiáng)課程建設(shè)，提高教學(xué)質(zhì)量的重要途徑，要將科學(xué)方法貫穿于整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，遵循系統(tǒng)性、應(yīng)用性、動(dòng)態(tài)性和啟發(fā)性原則[4]。首先要使學(xué)生了解《氣候?qū)W》課程在專業(yè)課程體系中的基礎(chǔ)地位和作用及其與地球科學(xué)其他學(xué)科的相互關(guān)系，而教師也要清楚哪些內(nèi)容應(yīng)在課堂上詳細(xì)講解，哪些內(nèi)容可以讓學(xué)生課后自學(xué)，這樣可以在有限的教學(xué)時(shí)間里最大程度地豐富教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力。

采用靈活多樣的教學(xué)手段和方法。為學(xué)生獨(dú)立思考、主動(dòng)探索提供更多的機(jī)會(huì)和更寬松的環(huán)境，因此教學(xué)中可以采用課堂討論、專題辯論等方法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。例如，就氣候系統(tǒng)中存在的正負(fù)反饋問題布置課堂專題討論，學(xué)生要去圖書館查閱相關(guān)文獻(xiàn)，還要寫成講稿、完成專題寫作、提交專題報(bào)告。在進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)檢索與分析的過程中，學(xué)生認(rèn)真主動(dòng)地進(jìn)入課程學(xué)習(xí)，不僅鍛煉了學(xué)生的信息檢索處理和綜述能力，還能獲得最新的知識(shí)點(diǎn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

注重教學(xué)藝術(shù)。我們?cè)诮虒W(xué)藝術(shù)上也嘗試一些改革，包括：（1）學(xué)生上臺(tái)講課，教學(xué)中就某些重要章節(jié)布置學(xué)生上講臺(tái)講課，這樣做可以提高學(xué)生對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握的程度，增加學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的壓力和責(zé)任感；（2）相互批改作業(yè)，教師布置作業(yè)給學(xué)生，然后讓學(xué)生相互批改，最后由任課老師對(duì)作業(yè)情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，這樣可以讓學(xué)生們相互學(xué)習(xí)相互提高；（3）增強(qiáng)動(dòng)手能力，在課堂教學(xué)中，要就某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生親自計(jì)算分析，讓學(xué)生對(duì)氣象知識(shí)有切身的感受。比如講到季風(fēng)，可以讓學(xué)生計(jì)算季風(fēng)指數(shù)，然后分析強(qiáng)弱季風(fēng)年風(fēng)場(chǎng)、氣溫和降水的差異，更深刻了解季風(fēng)的本質(zhì)；（4）課外參觀學(xué)習(xí)，帶本科生和研究生參觀武漢市氣象局觀象臺(tái)，了解氣象探測(cè)的儀器設(shè)備情況。參觀武漢中心氣象臺(tái)，了解天氣預(yù)報(bào)制作的過程。參觀河?？萍加邢薰荆私馑饺藲庀蠊景l(fā)展進(jìn)步情況。參觀湖北省氣象服務(wù)中心，了解氣象服務(wù)工作的流程和方法，對(duì)湖北省氣象科學(xué)的應(yīng)用發(fā)展情況有直觀的感受。參觀武漢暴雨研究所，對(duì)華中區(qū)域暴雨天氣研究水平有直觀了解，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與自豪感。

突出學(xué)生的主導(dǎo)作用?，F(xiàn)階段的高等學(xué)校教學(xué)活動(dòng)，過于強(qiáng)調(diào)課堂里“填鴨式”的學(xué)習(xí)過程，要改變這個(gè)狀況就必須加強(qiáng)和鼓勵(lì)學(xué)生的科研活動(dòng)，在時(shí)間、經(jīng)費(fèi)和考核上切實(shí)向科研實(shí)踐傾斜，事實(shí)證明這樣能有效地改善當(dāng)前大學(xué)生動(dòng)手能力差、創(chuàng)新思維不足的問題。例如，針對(duì)秋冬季下水道臭氣與天氣變化（天氣系統(tǒng)過境）的關(guān)系，安排學(xué)生觀測(cè)地溫與氣溫變化的聯(lián)系，提高學(xué)生對(duì)自然現(xiàn)象的觀測(cè)能力和探究精神，并撰寫研究小報(bào)告；針對(duì)當(dāng)前全球變暖導(dǎo)致的區(qū)域氣候異常和中國養(yǎng)殖業(yè)清潔生產(chǎn)計(jì)劃（溫室氣體減排）等熱點(diǎn)問題，我們安排學(xué)生深入氣象局和養(yǎng)殖場(chǎng)直接參與科學(xué)研究工作，從試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、咨詢儀器購買、到去養(yǎng)殖場(chǎng)觀測(cè)，后期的數(shù)據(jù)處理和讀書報(bào)告撰寫，都以同學(xué)們?yōu)橹黧w全程參與，增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)和科研效果都有較大的提高。

重視學(xué)研結(jié)合。教學(xué)與科研的結(jié)合包含兩個(gè)層面，即以教師為主體的科研活動(dòng)以及這些科研活動(dòng)與教學(xué)的結(jié)合。學(xué)研結(jié)合是完善教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量的另一個(gè)重要方面，我們的教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生參與科研活動(dòng)對(duì)教學(xué)效果的提升作用影響大。教師應(yīng)該及時(shí)掌握學(xué)科的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，更新相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，把國內(nèi)外最新的理論與技術(shù)成果有選擇地納入課程，在遵循大綱體系，課程結(jié)構(gòu)的前提下，保持課程內(nèi)容的鮮活[5]。為了完成好學(xué)研結(jié)合，教師在教學(xué)工作中需要不斷用新的實(shí)際科研工作經(jīng)歷來補(bǔ)充和完善自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。教師的科研能力提高了，才能更有效地提升教學(xué)質(zhì)量，教師的傳授知識(shí)能力增強(qiáng)了，才能更有效地提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，因?yàn)榻處煹哪芰退街饕w現(xiàn)在科研能力和傳授知識(shí)方面。例如，在講授大氣成分和臭氧濃度分布規(guī)律時(shí)，可以結(jié)合本校教師科研成果，對(duì)利用石筍分析建立長年代臭氧時(shí)間序列的研究工作進(jìn)行介紹，并利用實(shí)測(cè)資料分析北半球中緯度和高緯度臭氧濃度分布的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生就北極濤動(dòng)對(duì)臭氧濃度分布的作用開展討論，提高對(duì)學(xué)生相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的理解。再例如在講授東亞冬季風(fēng)時(shí)空變化特征時(shí)，利用本校的國家科技支撐計(jì)劃課題研究成果，介紹中國南方冰雪災(zāi)害天氣期間的冬季風(fēng)異常與以往定義冬季風(fēng)異常的差異，并就南方冰雪災(zāi)害天氣期間的冬季風(fēng)異常的研究方法、冬季風(fēng)異常的特點(diǎn)和成因等方面作及時(shí)介紹。教師如果沒有從事相關(guān)研究，講授時(shí)不可能做到既深入又生動(dòng)，因此，在教學(xué)中教師要注意拓寬學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)教師要善于調(diào)節(jié)課堂氣氛，形成和悅輕松、師生互動(dòng)的氛圍，使教與學(xué)的效果都能得到提升。

三、探索課改重點(diǎn)

為了適應(yīng)中國氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化發(fā)展的需要和中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）建設(shè)世界一流地學(xué)專業(yè)的需要，在課程教學(xué)實(shí)踐中我們開展了一系列改革，我們認(rèn)為本科生課改的要點(diǎn)是實(shí)踐教學(xué)，因此我們積極探索、穩(wěn)步推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)涵建設(shè)，主要開展了以下改革試驗(yàn)：

1.加強(qiáng)與已有的優(yōu)勢(shì)學(xué)科融合互補(bǔ)，拓寬課堂教學(xué)內(nèi)容。2016年以前，《地理與氣象學(xué)》專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容除增加了地理知識(shí)介紹外，其他的與傳統(tǒng)氣候?qū)W教學(xué)內(nèi)容相當(dāng)，內(nèi)容較陳舊，反映當(dāng)今氣候?qū)W研究的最新成果不夠，也沒有以氣候系統(tǒng)各圈層相互作用為主線揭示氣候變化規(guī)律。從2016年開始，在保留氣候?qū)W經(jīng)典內(nèi)容的基礎(chǔ)上，逐步增加了氣候系統(tǒng)及其外部強(qiáng)迫、氣候系統(tǒng)各圈層間相互作用等章節(jié)的介紹，同時(shí)還結(jié)合我校地學(xué)院和環(huán)境學(xué)院相關(guān)領(lǐng)域的科研成果和氣象部門對(duì)大氣專業(yè)人才需求現(xiàn)狀，有針對(duì)性地介紹大氣污染來源與成因分析，大氣成分與氣候變化，暴雨與地質(zhì)災(zāi)害，古氣候研究等。

2.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)?？蒲行?bào)告，讀書報(bào)告和畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)是本科生教學(xué)全過程的總結(jié)性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要方面，我們?cè)趯?shí)踐教學(xué)體系中將它們放在十分重要的位置上。本科生在二年級(jí)階段就被分配給各個(gè)教師，學(xué)生需要參加導(dǎo)師的研究生組會(huì)，了解研究內(nèi)容和研究方向，適當(dāng)參與研究工作，撰寫報(bào)告。教師對(duì)他們的興趣方向要有所規(guī)劃，學(xué)生將先前的讀書報(bào)告和畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題結(jié)合起來，為畢業(yè)設(shè)計(jì)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.組織開放性學(xué)習(xí)活動(dòng)。大氣系還組織了一些開放學(xué)習(xí)活動(dòng)，與武漢中心氣象臺(tái)、武漢市氣象局觀象臺(tái)、湖北省氣象服務(wù)中心、武漢暴雨研究所以及私人氣象公司如河?？萍及l(fā)展有限公司、武漢華信聯(lián)創(chuàng)技術(shù)工程有限公司等單位建立了長期合作關(guān)系，為學(xué)生提供實(shí)習(xí)場(chǎng)所、部分觀測(cè)設(shè)備和資料等，學(xué)生們還積極參與地方氣象部門的基礎(chǔ)性業(yè)務(wù)工作和應(yīng)用性課題研究。實(shí)踐表明，這樣做能使實(shí)習(xí)單位滿意，學(xué)生也增長了見識(shí)提高了能力，取得了雙贏的效果。通過以上活動(dòng)使學(xué)生從知識(shí)的被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)科研活動(dòng)的主體，教師由傳統(tǒng)的知識(shí)講授者逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)科研活動(dòng)的組織者和引導(dǎo)者[6]。

四、結(jié)語

教學(xué)改革包括教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，其目的是為了提高教與學(xué)的質(zhì)量。中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）《氣候?qū)W》教學(xué)內(nèi)容要融入學(xué)校的教學(xué)科研體系中，專業(yè)方向要與現(xiàn)有的優(yōu)勢(shì)專業(yè)和特色學(xué)科融合互補(bǔ)，一方面要體現(xiàn)現(xiàn)代大氣科學(xué)基礎(chǔ)理論的教學(xué)，另一方面應(yīng)能加強(qiáng)學(xué)生對(duì)地球系統(tǒng)科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，從而拓寬學(xué)生們的知識(shí)面。教學(xué)內(nèi)容能讓學(xué)生了解氣候系統(tǒng)各圈層的相互作用及其對(duì)區(qū)域氣候變化的影響，讓學(xué)生從氣候系統(tǒng)的角度來認(rèn)識(shí)區(qū)域與全球氣候變化，從而認(rèn)識(shí)這門專業(yè)基礎(chǔ)課在地球系統(tǒng)科學(xué)中的地位和作用。

課改的要點(diǎn)是要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，重視學(xué)研結(jié)合。專業(yè)課程教學(xué)應(yīng)更多地和相關(guān)科學(xué)研究活動(dòng)緊密結(jié)合，學(xué)生通過科研活動(dòng)不斷提高學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，這是目前我校大氣科學(xué)系本科生教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)也是下一階段課改的重點(diǎn)所在。

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