基于启发式教学模式的“大气物理学”教学实践探索

陈超辉 陈雄 姜勇强 曹剑秋 金赛花

摘要 启发式教学不仅让学生获得知识，更让学生得到全面发展，是高等教育工作者关注的重要课题。文章结合启发式教学的特征，针对大气物理学教学实践中的不足之处进行探索。文章首先探讨了大气物理学的课程特点及教学实践现状；然后简述了启发式教学的理念与内涵；最后遵循启发式教学模式，从思想认识、教学目的、教学形式等角度开展对大气物理学启发式教学模式的探索，以期对大气物理学教学模式改革和提高大气科学人才培养质量提供参考。

关键词 大气物理学教学；启发式教学；教学模式

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.11.028

大气物理学是大气科学领域的入门专业基础课程，是大气科学各相关专业的必修课[1]。大气物理学以地球大气中发生的各种物理现象和物理过程为研究对象，涵盖大气概述、大气静力学、大气动力学、大气热力学、大气辐射学、云物理学、大气声学、大气光学、大气电学等内容[2]。与其他课程相比，它的内容体系具有多学科交叉、逻辑性强、抽象性强和应用性广泛的特点，因此扎实的数学物理功底、丰富的生活体验和良好的分析能力是学好这门课程的关键。

经过数十年的教学研究与实践，国防科技大学气象海洋学院（以下简称“我校”）已培养了一支具有雄厚教学实力和丰富教学经验的大气物理学教学队伍，但在目前教学实践中，仍存在两点不足：①由于大气物理学的研究对象和课程理论较为抽象，难以凭借课程内容的直观展示达到教学目的，对学生的抽象思维能力具有一定挑战；②大气物理学的经典讲授方式是以注入式教学为主，将基本理论、专业知识传授给学生，但相关知识体系抽象且理论性强，学生的学习积极性不高，缺乏学习热情和主观能动性，这与培养“能打仗、打胜仗”的新型军事气象保障人才的目标不相吻合。

那么如何针对大气物理学教学中现存的问题，提高教学质量，优化教学效果呢？笔者认为，启发式教学可以成为大气物理教学模式创新研究与实践的切入点，以学生为主体，实现课程教学达到抽象化的内容形象化、经典化的结论趣味化的要求，解决大气物理学知识抽象、晦涩难懂等问题，使学生能够学得懂、识得透的同时激发学习热情。

1启发式教学的内涵

启发式教学是与注入式教学相对的一种教育方法，也是我国最传统的教育方法之一，在全面倡导素质教育的今天，启发式教学已成为我国教育工作者所关注的热点与问题[3]。注入式教学顾名思义即授课教师单方面地向学生灌输知识，注重死记硬背的教学方法，该教学方法忽略了学生的学习积极性，也不注重学生自主学习能力的培养。

关于启发式教学理论，最早起源于我国古代教育家孔子。《论语》有记载：“不愤不启，不悱不发。举一隅而不以三隅反，则不复也。”[4]从中可以看出，启发式教学的过程为当学生达到“愤”“悱”状态时即最佳的学习境界；教师再予以点拨“启”“发”，整个教学过程中，以学生为主体，教师为主导。启发式教学的实质是激发学生的学习积极性，引导学生主动思考，深挖学生的思维能力，这种教学理念与高等教育培养高素质创新人才的使命相统一。

启发式教学是一种符合现代课程教学模式改革要求的教学理念，它要求教师在教学工作中针对特定教学目标，依据课程中的理论规律，以学生为主体，从学生的认知能力、思维水平等实际情况出发，运用多种启发式的教学手段，引导学生开启思路，积极、主动地获取相关知识，对于培养新型军事气象保障人才具有重大意义。

2遵循启发式教学特征，重构大气物理教学模式

2.1提高思想站位

教学模式的优劣直接影响教学效果和人才培养的质量，教育部《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》明确指出：“要坚持知识、能力和素质协调发展，继续深化教学内容和教学方法等方面的改革，实现从注重知识传授向更加重视能力和素质培养的转变。”[5]启发式教学注重培养学生的综合能力，在强化学生知识水平的同时也提升了学生的思想觉悟。

在教学过程中，教师在应用地球大气所遵循的物理定律和数理模型解释大气中所发生的天气现象的同时，可以适时融入思政元素，以培养学生勇于追求真理、勇担时代重任的使命感。如新中国成立以来，气象学家们凭借刻苦钻研的科学精神和真挚忠诚的家国情怀不断推动我国气象事业高速发展，教师可通过在授课过程中引入竺可桢、赵九章等著名气象学家的光辉事迹，让学生了解气象事业的发展在我国综合国力提升中的地位和作用，从而培养学生的文化自信和专业荣誉感，从思想上认识到大气物理学的奠基性。

2.2明确教学目的

大气物理学课程内容相对抽象、单调，因此在教学过程中明晰课程的教学目标显得尤为重要。启发式教学以提高学生素质为中心，注重学生综合水平的提高，挖掘学生的学习主动性和创造力。通过在教学过程中充分发挥学生的主体性，达到“教是为了不教”这一境界，使得学生自主地获取、消化和吸收所学知识。因此，在大气物理学教学过程中，教师首先要对课程内容进行分析，哪些内容要以教师讲授为主，哪些内容可以通过学生自学掌握，哪些内容可以让学生查阅相关文献进行初步了解，再采取课堂互动问答的方式讲解。根据不同的教学内容制订明确的教学目标，不但可以在有限的课堂时间内丰富教学内容，同时也锻炼了学生的主观能动性，并提高了学生的课堂参与感，实现了教学过程中以教师为主导和以学生为主体的相互统一。

2.3丰富教学形式

与注入式教学不同，启发式教学反对僵化、陈旧单一的教学形式，主张根据不同教学目的、内容、对象，结合多种教学要素，采用定制化的教学形式，摒弃以往学生消极被动接受知识的观念，通过营造良好的学习氛围调动学生的学习热情、激发学生的内在潜能，达到优化教学效果、提升学生综合能力的目的[6]。大气物理学课程理论性、逻辑性强，在教学过程中应尽量减少照本宣科的教学方式，而是充分利用新的科学技术手段，通过网络获取与课程相关的前沿动态，通过向学生介绍国內外研究现状及一些高影响天气事件，达到抽象化的课程内容形象化，从而激发学生的学习兴趣。授课教师可以推荐学生观看《青海湖畔》《逐冰之旅》等气象相关的影片，使得经典化的结论趣味化，以此加深学生对特定天气现象发生发展过程的理解。增加教学过程中的师生互动环节，可以很好地提高学生的学习主动性。例如，在课堂上让学生以全球变暖为主题进行辩论，不但能促使学生自主学习相关领域知识，还能锻炼学生的团队协作能力。

2.4加强理论联系实际

学习理论知识的最终目的是运用知识解决实际问题，因此教学内容要做到不断更新、与时俱进[7]。加强理论知识与科学研究及实际气象事业发展需求的联系，既能增加教学内容的趣味性，又能避免陈旧教材内容脱离时代发展的窘态。启发式教学注重培养学生的创新和思辨能力，教学过程中教师应将与课程相关的气象动态和最新科研成果融入教学内容，如在课堂上组织学生对气候变化、短临预报技术等气象热点话题进行讨论，鼓励学生大胆提出自己的设想、踊跃发言，引导学生结合课上所学知识和课外研究结果形成汇报材料，培养学生独立思考、自主学习、勇于创新、应用所学知识解决实际问题的能力。

2.5优化师生关系

良好的师生关系不但有利于提高学生的学习积极性，也是教师对学生进行素质教育的前提[8]。教师承担着教育学生的角色，启发式教学理念注重教师与学生之间保持平等和民主的关系，而非教师以长辈自居，要求学生对其绝对服从。师生是在相互尊重和信任的和谐氛围中进行沟通和交流，通过对所学知识的共同探索，达到教学相长的效果。在培养新型军事气象保障人才的目标指引下，考试成绩不能作为检验大气物理学教学效果的唯一标准，结合启发式教学手段，培养出勤于思考、勇于创新、敢于挑战、积极探索、自信自强的综合性人才也是验证教学过程有效性的方法之一。营造和谐友好的师生关系，使课堂成为学生展现自我、发展自我、完善自我的最佳场所，提高学生的整体水平，优化授课效果。

2.6完善评价体系

传统的教学模式中只关注学生分数的高低，把考试成绩的好坏作为评价学生的唯一标准，在大力发展素质教育的今天，这种长期伴随着应试教育的评价标准显然是片面的[9]。传统的评价方式不但缺少科学性且容易打消学生的学习积极主动性，因此，建立科学客观的评价体系是实施启发式教学模式的重要保证。在教学过程中综合运用总结性评价、过程性评价、自我评价和互相评价的方式，才能客观地对学生的知识掌握水平和综合能力进行评价，促进学生的全面发展。总结性评价可采用传统的理论考试方式，宏观检验学生的理论知识掌握程度；过程性评价可通过教师设计的课堂活动和随堂测验，灵活地考查学生的学习态度、创新能力以及团队协作能力；自我评价可以增强学生对自身的认知，理性地看待自己的优势和缺点；互相评价可以让学生跳出自身的思维定式，开拓思维视角，激发创新能力，通过多种评价方式的有机结合可以让学生发现自身优势、找出自身短板，更好地提升自身的综合素质，造就“智能型”气象保障人才。

2.7学以致用与用学相长

转化与应用对大气物理教学提出了更高的要求，本环节主要结合课后习题及前沿热点事件，巩固和提高学员发现问题及解决问题的能力，同时掌握发现问题及解决问题的途径。如以往在大气物理学教学中教师会布置有关专业方面的课程论文，大部分学生的结论浮在表面，本环节尝试让学生自行搜集大气物理学在军事装备、业务工作和生活需求等方面的实际应用，并根据所学知识和文献查阅凝练出科学问题以及提出针对性的解决办法，这样学以致用、用以促学的方式极大地调动了学生的积极性，有效提升了学生解决实际问题的能力。

3结语

我校大气物理学教学团队近年来在课程教学改革中不断进步，在“学校建设具有示范推广价值的基础理论和应用研究，探索军事教育教学的基本规律，倡导理论和实践相结合”的背景下，本文主要结合大气物理学课程特点与教学实践中现存的问题，提出了进行大气物理学启发式教学改革的思路。在高等教育教学过程中采用启发式教学手段已是时代发展的必然，启发式教学通过营造良好的课堂氛围，明晰课程的教学目的，利用丰富的教学方式，充分调动学生的学习积极性和能动性，提高学生的综合能力。但同时教师们也面临着如何有效掌握启发式教学手段的挑战，因此需要教师在日常教学过程中注重实践与积累，不断改进教学方法，努力提高教学质量。

基金项目：2021年度湖南省教育科学“十四五”规划课题“基于‘四化理念的大气物理启发式教学模式创新研究与实践”（XJK21CGD001/ND210448）；2021年度国防科技大学本科和任职教育教学研究课题“基于PBL的《大气物理学》半翻转课堂教学模式探索与实践”（U2018037）；2022年度湖南省普通高等学校教学改革研究项目“金课背景下《大气物理学》课程混合式教学研究与实践”（HNJG-2022-0410）；湖南省学位与研究生教学改革研究项目（2021JGYB012）。

参考文献

[1]丁菊丽，金赛花，程小平，等.“大气物理学”混合式教学实施策略与实践反思[J].教育教学论坛，2020（20）：200-202.

[2]盛裴轩，毛节泰，李建国，等.大气物理学[M].北京：北京大学出版社，2013.

[3]陈超辉，卢伟.《普通气象学概论》现代启发式教学探索[J].课程教育究，2016（36）：200-201.

[4]赵吉惠，郭厚安.中国儒学辞典[S].沈阳：辽宁人民出版社，1988.601.

[5]郎旭娟，刘昭，王瑞，等.工科专业课中启发式教学模式的认识与实践[J].教育教学论坛，2020（49）：265-266.

[6]魏佳勇.传统启发式教学与现代启发式教学之对比研究[J].成都教育学院学报.2001，15（6）：51-53.

[7]安俊琳.《大氣物理学》课程教学的几点思考[J].湖北函授大学学报，2013，26（11）：104，110.

[8]朱文雪.浅谈教师如何建立良好的师生关系[J].教育艺术，2022（7）：5.

[9]王果胜，白浩.倡导启发式教学培养学生创新思维[J].中国高等教育，2008（8）：30-31.