“农林气象学”课程教学—科研平台建设初探——以西北农林科技大学为例

　　　

(西北农林科技大学理学院，陕西杨凌　712100)

近年来，随着科学技术的迅猛发展，高校科研在国家创新体系中扮演着日趋重要的角色，已成为国家科技创新的中坚力量。为了能更好地发挥高校科研的潜力，高校需遵循“教学与科研相结合”的办学原则，培养和造就一批具有远大理想、独立创新精神的研究型人才[1-2]。因此，如何把教学与科研紧密结合起来将成为高校大学教学中必须思考的重大课题。

一、“农林气象学”课程教学—科研平台建设的背景

“农林气象学”课程是高等农林院校植物生产类专业的专业基础课，开设的目的是介绍对农林作物生长发育和农林生产活动有影响的大气科学知识。其内容具有较强的拓展性和实践性，单凭传统的课堂讲授开展教学活动存在一定的困难。目前，在“农林气象学”课程教学内容和方法上，国内外同行专家做了大量的研究工作[3-5]，如该课程教学内容的改革、实验教学的改革、教学方法的探讨及多媒体教学的研究等，但基本上都是就教学而讨论教学，能真正把教学和科研实践结合起来的还鲜有报导。

“农林气象学”是一门实践性很强的课程，学生学习伊始不清楚农、林气象学的具体作用和功能。因此，如何根据“农林气象学”课程自身的特点，有针对性地进行教学改革，使学生能快速、准确地掌握农林气象学基础知识，并将农林气象学知识应用到生产实践中是一个值得思考的问题。在阅览了众多相关资料、总结了多年的教学经验之后，笔者认为在目前的“农林气象学”课程教学中还存在以下几方面的问题。

(一)课程教学重理论轻实践

目前，在“农林气象学”课程教学中，教师大都是以完成认识性任务为教学目标，并以此作为该课程课堂教学的中心或唯一任务，钻研教材和设计教学过程也围绕着这个中心展开。这就使得教师的教和学生的学在课堂上表现为完成教案的内容，而不是把“教学生学会”转变为“教学生会学”。在这种一味地照本宣科、注入式、满堂灌的教学活动中，教师重理论轻实践，严重缺乏创新意识和创新精神，致使学生学习的积极性不高。

(二)课程的实验、实习与教材内容各自独立

“农林气象学”是实践性很强的课程，理论课和实验课是相辅相成的，学生课堂上学到的理论知识有待在实验中验证和运用。而在目前的实验课上，学生仅仅是学习单纯的气象要素的观测方法，甚少有学生会联想到与该气象要素有关的理论知识，形成了课堂教学与实验各自独立的格局。“农林气象学”理论课在大二第一学期开设，“农林气象学”实习课安排在大一的第二学期随“生物学”课程实习一起开设，而学生在实习时还没有学习“农林气象学”理论课程，致使“农林气象学”课程的实习、实验和“农林气象学”课程的理论教学内容脱节。

(三)课程教学与科研、理论与实践结合不紧密

“农林气象学”课程实习被纳入“生物学”课程大实习中，时间为1周，10个班，涉及5门课程，每个班每天3门课程的实习穿插进行。由于实习时间短，学生几乎是在重复“农林气象学”实验课中气象要素的观测，甚少将理论与实践联系起来，更没有时间安排小气候综合实习，导致理论与实践的脱离。

目前，“农林气象学”课程的理论教学是教师讲、学生听，几乎是满堂灌，甚少有科研活动介入。教师的教学工作没有和教师的科研项目有机地结合起来，导致教学与科研结合不紧密，致使很多大学生接受知识的能力强,研究创造的能力差；掌握书本知识的能力强,解决实际问题的能力差；抽象思维的能力强,综合运用知识的能力差,严重制约着创新型人才的培养。

二、“农林气象学”课程教学—科研平台的构建

“农林气象学”课程教学-科研平台是由试验地调查学习平台、小气候实习平台、计算机网络平台、科研活动平台和论文撰写平台等子平台构成，见图1。其子平台的功能如下。

图1　“农林气象学”课程教学—科研平台的构成

(一)试验地调查学习平台

学生通过试验地调查学习平台的学习，主要解决以下2方面的问题。

首先，理论联系实践，突破课堂上的疑难点。比如，地面净辐射(以R表示)的概念及其在农田小气候中的应用是“农林气象学”课程教学的一个难点知识，学生常常难以掌握，不能够做到灵活运用。如果把学生带到田间地头进行讲解，则往往可以收到事半功倍的效果。地面净辐射反映了太阳、地面和大气之间各种辐射因子的综合状况，其在农田中的分配方式的不同，带来不同的小气候效应。因此，适当地改变下垫面性质，就可改变地面净辐射在农田中的分配，从而为作物的生长营造良好的小气候环境，减小甚至避免不良天气对作物生长带来的不利影响。比如，北方小麦在收获前期，多数年份会遇到干旱少雨的天气，导致田间温度过高、湿度过小，此种情况常常会加速小麦植株的早衰，对小麦产量形成非常不利的影响。此时，可通过灌溉的方法增加农田的潜热通量，使田间气温降低、湿度增加，从而延缓了小麦植株的早衰。学生通过试验地参观，再结合教师的理论讲解，不仅克服了学习理论知识带来的困难，而且明白了只有充分开发和利用气候资源，才能提高农业经济效益的道理。

其次，通过试验地调查、观测，把抽象的理论知识具体化，带动了理论与实践的结合。比如，教师在讲解完农田小气候一节内容后，带领学生到试验地参观，并对不同品种小麦的试验小区进行生物学指标调查及部分气象要素的观测，调查项目有亩总茎数、株高、绿叶数；观测项目有地面温度、空气温度、空气湿度、冠层光照度等。通过实地调查观测，学生不仅从调查和观测结果的对比分析中逐渐明白了什么叫农田小气候，为什么有的小区绿叶数多、有的小区绿叶数少的道理，而且还知道了除与品种本身的因素有关外，还与农田小气候的差异有直接的相关性。田间地头的现场教学，不仅提高了学生的学习兴趣，开拓了学生的视野，而且还使理论知识更形象、具体，便于学生的理解和掌握。

(二)小气候实习平台

小气候实习平台给学生提供了一个系统地学习小气候观测的机会。学生从小气候实习的目的、意义、测点的选择、观测项目的设置、观测方法、数据分析、实习报告的撰写等方面系统地学习了小气候的研究方法。此平台一方面加深了学生对所学理论知识的理解；另一方面弥补了大农科专业小气候实习这一空缺，使学生掌握了小气候研究的方法，从而培养了他们的科研意识，提高了他们的专业素养及分析问题、解决问题的能力。

“农林气象学”课程实习随“生物学”课程实习一起在西北农林科技大学火地塘实验林场开展。位于秦岭南麓的火地塘属北亚热带山地气候，夏季冷凉、冬季温和，具有与校园(暖温带气候)完全不同的气候环境。在此进行小气候观测，可以使学生从自己的观测结果中发现火地塘与校园气候特点上的不同之处，便于学生从量化的角度理解和掌握不同气候的特点，对小气候的学习有着重要的意义。从2008年起至今，已开展了9年，但由于实习期间每个班只有半天为“农林气象学”实习时间，所以这9年每年4周的实习仅仅是简单的气象要素的观测，学生只学会了气象要素的观测方法，却不知道如何使用这些观测数据。

另外，“农林气象学”课程教学计划未安排小气候实习这一内容，因此距离想达成的教学目标有着较大的差距。为了更好地完成教学任务，提高学生的创新能力，“农林气象学”教研组在该课程实习中增加了小气候综合观测及撰写实习报告的内容，为学生打造了小气候实习平台。

(三)计算机网络平台

计算机网络平台包括教学科研数据存储平台及教学科研交流互动平台。教师可申请一网盘作为教学科研数据存储平台，将试验地调查和小气候实习所取得的调查、观测数据及实习报告等上传至网盘，供大家共享。学生在此平台上可以浏览到其他学生的学习成果，便于他们相互学习及发现自己学习上的不足。

以西北农林科技大学的网络与远程教育平台为依托，建立了“农林气象学”课程教学科研交流互动平台。在这个平台上学生与学生之间、学生和教师之间可以互动，学生可以交流学习经验、学习中遇到的困难，教师可以回答学生的提问。这为师生间互动提供了广阔的空间和机会，弥补了以往教、学分家的不足。这里值得一提的是试验地调查学习平台、小气候学习平台和计算机网络平台都是针对所有大学生开放的，具有“泛性化”的性质。

(四)科研活动平台

科研活动平台提高了学生实地参与科研工作的积极性，它使学生的视野得以开阔，所学理论知识得以实地运用，锻炼了学生分析问题和解决问题的能力。经过到试验地的调查、认知，学生对科研试验有了一定的了解，在有兴趣的学生中选拔有能力的学生参与科研项目，使他们成为科研力量的有机组成部分。在学生中众中选优，采取自愿报名的方式让学生参加项目，并提出项目的实施方案，这只针对部分有条件的学生，因此其具有“个性化”的性质。

(五)论文撰写平台

为了提高和锻炼学生的数据分析和写作能力，“农林气象学”课程组设置了论文撰写平台，对在科研活动中表现突出的学生，辅导其撰写科研论文。学生通过实地调查、观测，得到一系列的科研数据，如何使用这些数据、对数据进行处理分析，让学生了解气象要素的观测是为科学研究服务的，是论文撰写平台要解决的问题。在此基础上，教师要引导有条件的学生撰写科研论文，并将成果上传至教学科研数据存储平台，供所有学生学习时使用，目的是提高他们的科研能力和创新能力。

三、“农林气象学”课程教学—科研平台发挥的作用

(一)调动学生学习的积极性，提高学生学习的成效

通过3年的教学实践，笔者惊喜地发现，学生的学习兴趣和学习成效较之前有了很大的提高。首先，学生的出勤率明显提高，逃课人数减少，见表1。表1是参与到平台上的专业即实验班(农学和园艺专业)和未参与到平台上的专业即对照班(草业科学、植物保护和林学专业)各年级学生“农林气象学”课程出勤率统计结果。

表1　“农林气象学”课程上课人数及出勤率

注：数据为各班12次课的平均出勤情况

从表1可以看出，实验班的学生上课出勤率较对照班明显高出(课堂不点名)，而对照班学生由于缺课人数较多，任课教师经常会点名，但成效甚微。另外，在“农林气象学”课程实习中，实验班的学生撰写的实习报告明显优于对照班。对照班的学生撰写的实习报告基本上就是观测数据的罗列；实验班的学生其实习报告有图、有表、有分析、有讨论，个别学生的实习报告就是一篇小论文。

(二)计算机网络平台有效地加强了学生之间、学生与教师之间的互动

计算机网络平台的应用，方便了学生交流学习经验、讨论学习中遇到的问题，为学生提供了良好的学习环境。学生可以在教学科研交流互动平台随时与教师互动，向教师提一些疑难问题，教师随时解答学生的提问。网上的互动带动了“农林气象学”课程课堂上学生与教师的互动，学生回答问题的积极性提高，学习气氛热烈。

(三)有效解决课程教学与科研、理论与实践脱节的问题

“农林气象学”课程教学-科研平台的建设，使学生所学知识能够在实践活动中得以具体运用，有利于创新型人才的培养。表2是农学、园艺2个专业学生使用该课程教学-科研平台前、后3届学生试卷中应用型题目正确率统计情况。

从表2可以看出，参与“农林气象学”课程教学-科研平台学习的2013级、2014级、2015级学生试卷中应用型题目的正确率较该平台使用前的2010级、2011级、2012级学生明显提高，有效解决了理论与实践脱节的问题。另外，与农林气象学有关的科创项目较平台应用前增多，如2014级农学专业、2015

表2　“农林气象学”课程教学—科研平台使用前后学生考试试卷中应用型题目答题正确率情况　%

注：表中为农学、园艺专业各年级学生试卷中应用型题目正确率的平均值

级园艺专业各有1项科创项目，学生把所学到的气象学知识应用到了科创项目中，解决了教学与科研脱钩的问题。

总之，随着时代的发展，现代农林业对人才的要求不断提高，需要越来越多的创新型和创业型人才，这就对农林高等教育提出了更高的要求。同时，随着教学手段、教学方法的不断改进，以学生为主体的教学手段和教学方法受到了大家的普遍喜爱。这些都要求高校教师在教学中不断加强自身学习，不断提高自身综合素质，不断丰富和完善教学内容，改进教学方法。教学改革是一个不断总结、探索和创新的过程，只有通过对教学内容和教学方法的不断探索、实践，才能提高教学质量，培养出更多创新创业型人才。

[1]郭明辉，王勇.基于科研与教学相结合的创新人才培养模式研究[J].中国林业教育，2010，28(3)：6-9.

[2]杜庆章，张德强.林业高校加强研究生科研创新能力培养的探索[J].中国林业教育，2016,34(2)：26-30.

[3]吴东醒，付志文，冯颖竹.“农业气象学”课程开展混合式教学的实践与探索[J].农业网络信息，2008(8)：117-120.

[4]郁家成.“农业气象学”多媒体教学的分析与探索[J].安徽农学通报，2009,15(10)：225-226.

[5]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，2010(4)：33-34.