高等林业院校“气象学”课程教学改革与实践

同小娟

（北京林业大学林学院，北京 100083）

“气象学”是林业院校林学、水保、草业、游憩、自然保护区专业的一门重要基础课，也是园林、风景园林、园艺、旅游等专业的学生的专业选修课。目前北京林业大学各专业所开设的“气象学”课程的课时都比较少（理论24学时、实验8学时、实习8学时），教师如何在有限的课时内既不缩减课程内容又能提高课堂教学效率，是每位教师急待解决的问题。另外，为适应教育部提出的高等学校创新人才培养的要求，作为“气象学”课程教学体系重要组成部分的实验和实习教学，是培养学生科研能力和创新能力的重要途径［1］。以往“气象学”实验内容基本都属于验证性的，即学生在了解气象仪器的构造和原理的基础上，在教师指导下对太阳辐射、温、湿、风等气象要素进行观测，获得实验数据并完成1份实验报告。在实习教学中，通常是教师设计好不同下垫面（林地、草地、裸地等）小气候的观测方案并选好观测点，让学生以小组为单位开展小气候综合气象要素的日变化观测，随后让学生对所得数据进行单点、对比分析，得出不同下垫面的小气候特征。这种传统的实验和实习教学方法使学生的动手能力得不到充分发挥，不利于学生综合分析能力和创新思维的培养。

基于目前“气象学”课程教学中存在的问题，笔者认为要从教材内容、课堂教学、实验教学和考试模式等方面进行改革，变单向灌输式教学为双向互动式教学，变注重学生对知识的学习为注重学生获取知识的能力的培养。通过考试内容和考试方式的改革来引导教学过程的改革，激发学生的学习兴趣，改被动学习为主动学习，锻炼学生的动手能力，提高学生的创造思维和探索精神，最终达到培养创新型人才的目的。

一、教材改革

为加深学生对所学知识的理解，在原有教材的基础上，新编《气象学》教材每一章都增加了气象与林业的关系；为便于学生预习、复习和自学，新教材每一章都附有一定量的复习思考题；为配合理论课程教学，培养学生分析问题、解决问题以及实践能力，在新编《气象学》教材对应章节安排了实验和实习内容，包括各个气象要素的观测、气候资料的统计方法等，同时教材后面还附有实验和小气候综合实习指导、自动气象站的介绍等［2］。

新教材不仅系统地介绍了本学科的理论知识体系，而且融入了目前气象学最新研究成果和动态，如全球气候变暖、臭氧空洞、温室效应、厄尔尼诺-南方涛动、气候变化对森林的影响等［2］。在新编《气象学》教材的第7章还增加了气候变迁内容，目的是使学生了解不同时期气候的变化以及引起气候变化的原因。同时，该章还增加了气候变化对森林的影响这一部分内容，主要是为了强调气象在林业生产中的意义。

二、课堂教学改革

（一）课堂教学内容的改革

课堂教学内容改革直接反映教育目的和培养目标，是提高教育质量的核心环节［3］。辐射、温度和大气中水分这3章内容需要所有专业学生重点掌握，其他章节内容在讲授时针对不同专业侧重点应有所不同。如对林学专业，气象灾害部分应侧重干旱、洪涝、干热风、霜冻、日灼的形成条件和防御措施；对森林保护与游憩专业，气象灾害部分侧重气象条件与病虫害、气象条件对森林火灾的影响；对于园林和风景园林专业，在气候学部分增加盛行风向、逆温等对城市规划的影响。这一方面提高了学生学习气象学的兴趣，另一方面为学生后续专业课程的学习奠定了良好的基础。

（二）课堂教学方式的改革

1.采用启发提问方式，结合气象学的前沿热点问题和农业谚语，提高课堂教学效果。教师通过查阅国内外相关教材和文献资料，力求做到深入理解有关教学内容。课件尽量做到重点突出、图文并茂，教学内容有一定的科学性和探索性；针对学生特点，以愉快式教学为主，不搞满堂灌，坚持学生为主体，教师为主导的原则；坚持教学为主线，注重讲练结合，在教学中要抓住重点、突破难点。在课堂教学上，要用高品质的教学吸引学生，通过提高教学的趣味性来调动学生学习的积极性，并鼓励学生对所学知识进行提问，改被动学习为主动学习，这有助于达到培养创新型人才的目的［4］。笔者认为，要通过提问等方式做到与学生的互动，从教师单向的灌输式教学逐步改为师生双向互动的启发式教学。如在讲完台风给人们带来的负面影响后，教师提问台风对人们的生产生活是否有正面影响？如果有，体现在哪些方面？在讲完大气CO2浓度升高对全球变暖的作用后，教师提问人们可以采取哪些方法减缓气候变暖的步伐？在讲授大气组成中臭氧的气候效应时，教师提问南极和北极都很寒冷，为什么臭氧空洞在南极比较严重？这些问题在一定程度上活跃了课堂气氛，提高了学生主动学习的积极性。

为了使学生对当前气象学学科的发展和研究动态有所了解，教研室的教师要及时收集相关资料，参加与气候变化有关的会议和前沿讲座，以丰富课堂教学内容，提高学生学习的热情。在课堂上，教师适当运用农业谚语和古诗，不仅增强知识的趣味性，还培养和提高了学生主动思维的能力。如用“雹打一条线”描述降雹范围、用“霜打凹地”说明山谷和凹下地形有利于霜冻的形成、用“东风两头打，西风腰里粗”描述风的日变化；在讲地形对气候的影响时，用“南枝向暖北枝寒，一样春风有两般”说明坡地方位对气温的影响、用“人间四月芳菲尽，山寺桃红始盛开”描述不同海拔高度上气温的差异等。

2.通过多媒体、案例教学、课堂讨论和专题演讲等多种教学模式，加深学生对基本概念和理论知识的理解。课程的理论教学部分以教师讲授为主。在课堂上，教师主要讲授重点和难点。为帮助学生对所学知识的理解与掌握，课后教师布置适量的思考题，供学生课外复习和练习，同时教师针对课本中涉及的公式，主要讲授公式中各项的物理意义，不对公式进行推导。另外，在讲课中，教师通过有效地利用多媒体工具，使辐射传输、大气环流、气象灾害等理论知识更加生动、形象，增强了学生对理论知识的理解力。

教师可以根据课堂内容提出一些问题；或让学生根据自己所学的内容提出问题；或把某一节课的部分内容留给学生，让学生在课后查阅文献资料并制作成图文并貌的PPT文件，并鼓励学生把所做的PPT文件拿到讲台上讲解；或把学生划分为若干小组，以小组为单位进行课堂讨论，在学生讨论过程中教师根据情况可进行启发性的提示，讨论结束后每个小组推荐1位学生代表发言。如在讲授气象灾害时，其中的干旱、洪涝和森林火灾与气象因子的关系这部分内容可留给学生来演讲，学生们经过精心准备后，积极踊跃登台演讲；演讲结束后，教师做适当点评和总结。这种教学形式有利于对学生进行创新思维的培养。

3.选取一些著名科学家在科研工作中的小故事，对科学发现的过程进行案例分析。由教师指定或学生自选题目，通过查阅一些著名科学家在科研工作中的小故事，开展科学发现的案例分析，使学生们在学到气象学知识的同时，还了解到获取这些知识的途径和方法。让学生了解到知识是前人发现的总结，它不是一成不变的，而是处于不断更新之中的。笔者认为教师把科学研究的一些方法以实际案例的方式介绍给学生，对培养学生的创新思维尤为重要。

三、实验和实习内容的改革

（一）实验教学内容的改革

北京林业大学“气象学”理论课与实验课比例为3∶2，高于国内其他农林院校的比例，稍低于发达国家农林院校同类课程的比例（讲课与实践之比平均接近1∶1）［5-6］。和以前相比，尽管目前“气象学”实践课所占比例有所增加，但由于总学时比较少，在有限的时间内，除要求学生掌握基本气象要素观测方法外，还要求学生掌握综合分析问题的方法。因此，实验和实习内容还有待进一步改革，如目前辐射观测主要集中对直接、散射、反射和总辐射的观测，今后还应对紫外辐射、净辐射、地面和大气辐射进行观测，以增加学生对太阳、地面和大气辐射过程的认识和理解，并为今后开展相关工作奠定良好的基础。在气候资料统计方面，除对长时间序列的气候数据进行统计处理外，笔者还要求学生对气候数据结合厄尔尼诺／拉尼娜、我国季风气候特点进行分析与讨论，得出该地区气候变化特征及形成的原因。

在每次实验课之前，教师要求学生课前预习，使学生对所要开展的实验内容、目的和要求有所了解，避免实验的盲目性和实验过程中的被动性。在实验课中，教师要讲解实验观测仪器的原理和仪器操作中的注意事项，根据实验要求对所用仪器进行演示和示范，并强调观测方法的重点和难点［7］，力求每位学生都能对所用仪器亲自动手操作。教师对学生在实验观测中出现的问题要及时更正，使学生通过动手操作获得一定的数据。在实验结束后，教师应讲解数据处理方法和实验报告的写作要求。

（二）实习教学内容的改革

实习教学是高等林业院校教学体系的重要组成部分，也是学生培养创新能力的重要途径［1］。传统的验证性、演示性实习内容已经不适应“应用型”“创新型”人才的培养需要。因此，在实习教学中，为使学生的创新能力得到充分发挥，学生以3～5人自由组成团队，自选实习题目或以学习过程中遇到的一些问题作为研究内容（如防护林中温、湿、风梯度分布规律，森林可燃物与气温、湿度的关系等），通过查阅相关文献资料设计出切实可行的实习方案，在教师的指导下开展实习工作。实习结束后，学生要对所得数据资料进行处理、分析，最后撰写实习论文。以上教学实践表明，探索性、创新性和综合性实习课在一定程度上提高了学生学习的兴趣和综合运用知识的能力。

四、考试内容和方式的改革

为推广素质教育，培养更多的创新型人才，可以先从改变考试的内容和方式入手［8］。为避免学生死记硬背、生搬硬套书本知识，在考试内容上应增加一些综合的、灵活多样的题目，而这些题目在教科书上是找不到明确答案的，需要学生们动脑思考，综合自己所学知识进行推理、分析，找出问题的答案。在林业院校，学生实践能力的培养是本科教学工作的一个重要组成部分。因此，“气象学”实习通常独立作为一门课程对学生进行考核。在期末时，学生分别获得“气象学”（理论和实验）和“气象学”实习两门课程的成绩。“气象学”（理论和实验）成绩由平时成绩和期末成绩组成。平时成绩占总成绩的30%，依据学生课堂表现、课程论文、实验报告等情况给出；期末考试成绩占总成绩的70%。“气象学”实习成绩采用百分制，由实习观测成绩和实习报告成绩组成。实习观测成绩占总成绩的20%，主要依据学生在实习中使用观测仪器的熟练程度、所得实验数据是否客观准确给出；实习报告成绩占总成绩的80%，主要依据实习报告内容是否全面、图表的清晰程度、文字是否通顺、结果分析是否合理、书写格式是否正确等给出。

五、教学改革的效果

目前，在课堂教学上逐渐形成了讲授与自学、讨论相结合的交流互动式教学模式；在实践教学上形成了室内教学与室外教学相结合、理论与实践相结合的教学模式；在考核内容上形成了基础知识与综合分析能力相结合的考核模式。调查结果显示，在新的教学模式下，96%的学生认为学习兴趣和实践能力得到了提高，在学习过程中学生们变被动为主动，更加深了对所学知识的理解，提高了学生的动手、动脑和灵活运用知识的能力。此外，新的教学模式使学生的实践能力、创新能力和综合分析问题的能力等得到了锻炼和培养，为培养创新型人才打下坚实的基础。

在全球气候变化的背景下，频繁发生的气象灾害对林业发展所造成的损失日益严重。因此，今后在高等林业院校的“气象学”教学中应侧重气象灾害（如高温、极端低温）对林业的影响方面的内容，如教师可以给学生布置相关的课外作业，让学生通过查阅大量文献资料来理解气象灾害发生的原因、防御措施以及对林业的影响。这不仅加深了学生对所学知识的理解，也培养了学生的自学能力。

［1］张学军，王锁萍.全面改革实验教学培养学生创新能力［J］.实验室研究与探索，2005（1）：4-6.

［2］贺庆棠，陆佩玲.气象学［M］.北京：中国林业出版社，2010：1-26.

［3］余锦华.对“气象学与气候学”教学改革的几点认识［J］.气象教育与科技，2006，29（4）：10-13.

［4］同小娟，闫琰.由“动物的轮子”引发的思考——浅谈创新型人才培养［J］.科学教育，2009，15（5）：94-95.

［5］姜会飞，梁俊华，丁谊.农业气象开放实验教学的探索［J］.实验室研究与探索，2006，25（6）：664-666.

［6］徐小逊.朱雪梅.农林专业“农业气象学”教学改革初探［J］.黑龙江生态工程职业学院学报，2008，21（4）：126-128.

［7］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，2006，19（3）：90-91.

［8］赵蒙成.创新型人才培养体系中的考试制度改革［J］.中国高等教育，2008（17）：23-25.