双碳目标下“环境气象学”课程教学改革探索

智 丹，颜丙花，罗 双

（湖南农业大学 资源环境学院，湖南 长沙 410128）

引言

随着环境科学﹑大气科学等理论与实践研究的逐步发展，以及人类对气候变化﹑空气质量的持续关注，大气环境绿色低碳发展已成为全球经济发展和生态文明建设所关注的热点和难点［1-3］。顺应大气环境绿色低碳发展趋势，我国提出了积极应对气候变化﹑实现绿色低碳发展的政策主张。2020年9月，国家主席习近平在第七十五届联合国大会上向世界做出了实现“双碳”目标的承诺，即力争于2030年前实现碳达峰，努力争取2060年前实现碳中和［2-4］。“双碳”目标的提出，不仅彰显了中国积极应对全球气候变化的国际担当，也为建设生态中国﹑美丽中国的高质量发展道路注入了强心剂［1-4］。作为一项系统性工程，“双碳”目标不仅给我国各行各业技术革新带来了机遇，也对我国环境科学和大气科学的深入发展提出了挑战。

作为环境科学和大气科学相互融合形成的一门新兴交叉学科，“环境气象学”课程顺应“双碳”目标，面向环境科学专业本科学生，构建系统的大气环境科学知识体系。尽管“环境气象学”是环境科学专业一门重要的专业基础课，该课程在教学过程中仍存在一些亟待解决的问题。比如，该课程缺乏针对性教材，与其他学科交叉内容较多，特点难以突出；以理论教学为主﹑教学方式单一；等等，这在一定程度上限制了“环境气象学”课程教学的优化与发展。可见，“环境气象学”课程也应该适应国家发展战略和学科发展趋势，进行科学的课程改革。借此，本研究对“环境气象学”课程教学现状及存在问题进行了分析，并在此基础上对其教学改革内容和方式进行了探索，以期为“环境气象学”课程改革提供借鉴。

一、课程教学现状及存在的问题

“环境气象学”课程在一些高校环境科学专业开设，由于学科涵盖面广，环境学界和气象学界对这一新兴的﹑热门的学科在研究对象和内容等方面有一些不同认识。目前，该课程教学现状及存在的问题主要有以下几点。

（一）缺乏针对性教材

尽管国内部分高校开设了“环境气象学”本科课程，目前仍缺乏针对环境科学专业本科生教育的“环境气象学”教材。由气象出版社出版的吴兑研究员等编著的《环境气象学与特种气象预报》是我国首部环境气象学专著，也是我国屈指可数的一部以“环境气象学”为题的著作［5］。由于《环境气象学与特种气象预报》主要是20年间城市环境气象和特种气象预报相关研究成果综述（截至2007年），不包含本科授课所需的基础理论，不适合用作本科生“环境气象学”课程教材。除此之外，“环境气象学”授课教师根据所在高校学科发展需求，参考《气象学》《农业气象学》《大气环境学》《生态气象学》《污染气象学》等教材，或者自编讲义进行授课。例如，作为农业农村部与湖南省人民政府共建农林类大学，湖南农业大学环境科学专业以“农业气象学”作为“环境气象学”本科课程的参考教材进行授课。无针对性环境气象学教材，不易体现环境科学专业学科特点，不利于该专业复合人才培养；教师授课需根据参考教材及学科特点自编讲义，授课难度大；学生容易将环境气象学与农业气象学﹑生态气象学﹑大气环境学等内容混淆，影响学习效果。

（二）教学内容普适性和全面性有待加强

由于缺乏针对环境科学专业本科生教育的统一的“环境气象学”教材，授课教师通常根据学校学科要求参考不同气象学教材或自编讲义授课，教学内容存在一定差异。不同学校“环境气象学”教学内容差异大，以及本课程与许多课程内容交叉多，不仅增加了教师授课的难度，而且不利于同专业学生之间对教学内容的普遍讨论和交流。其次，随着近年来环境科学和大气科学新理论﹑新技术的快速涌现，“环境气象学”参考教材和教师自编讲义内容更新速度和深度难以与快速发展的科学研究进展相匹配［6］。学生从新媒介上了解到更新的环境气象学研究进展，可能会对教师讲授的教学内容缺乏兴趣，导致学习效果较差。此外，在新时代教育的背景下，教育应将思想政治教育与日常学科教学结合起来，如何在教学内容中体现思想政治教育内容，也是“环境气象学”教学内容有待提升的方面［7］。

（三）教学方法缺乏多样性

在“环境气象学”教学过程中，授课教师主要采用课堂讲授与PPT辅助相结合的传统课堂教学方法。这种传统教学方法不利于将环境和气象自然现象在授课过程中呈现，易导致学生对教学内容形成机械记忆而难以消化理解［6］；不利于学生对教学内容关注度和学习主动性的提升；不利于为学生提供多种类型学习资料助力教学内容学习。再者，目前大部分高校“环境气象学”课程主要以理论为主，实践和案例教学较缺乏，不仅不利于将教学内容与专业应用相结合，导致学生难以将教学内容运用在专业实践当中［8］，而且不利于提高学生对教学内容的参与和讨论，导致其独立思考﹑分析和解决相关问题的能力难以得到提高。此外，尽管近年来各高校积极推行多媒体教学进课堂，但目前“环境气象学”线上资料学习与线下课堂教学融合还有待加强，可能导致多媒体教学成为形式主义，不能充分发挥其积极作用［9］。

（四）教学评价体系缺乏综合性

“环境气象学”是环境科学专业一门专业基础课，教学评价主要采取平时成绩（一般占30%）+结业考试（一般占70%）的考核方式对学生的学习效果进行评价。平时成绩主要根据到课情况﹑课堂表现﹑课后作业质量等予以打分。结业考试一般采用名词解释﹑选择﹑简答﹑论述等多种题型相结合的模式。随着课程内容的逐渐丰富和教学方式的逐渐多元化，传统考核方式仅能在这门课程结束后获得学生学习效果的反馈，不仅缺乏时效性和全面性，而且不能充分体现学生的综合素质，也不利于学生综合素质的培养［8-10］。

二、课程教学改革探索

立足于实现“双碳”目标的新背景，结合“环境气象学”课程特点及在教学过程中面临的现状和存在的问题，对其教材建设﹑教学内容﹑教学方法﹑教学评价等不断进行反思和探索，提出以下教学改革措施，如图1所示。

图1 “环境气象学”教学现状及改革措施

（一）精选或编写专业化教材

优秀的教材能为该专业学生传授基础知识，培养其逻辑思维。根据“环境气象学”本科课程缺乏针对性和普适性教材的问题，开设本门课程的高校可配置具有相关研究背景的专业化教学团队，由教学团队组织任课教师，结合环境科学专业特点，参考其他交叉学科优质教材，编写针对性强的“环境气象学”讲义，逐渐完善并形成优质教材。所编教材须围绕环境气象学主体，内容涵盖相关基本现象﹑专业概念﹑科学原理等，并合理设置章节，须包括相关发展历程﹑研究进展﹑新的研究成果等，每隔几年可更新一版；须区别于农业气象学﹑生态气象学﹑大气环境学等交叉学科教材，具有环境气象学特征；须根据章节内容，设置作业习题﹑案例分析﹑专业英语等；须将课程思政编入教材中，在潜移默化中培养学生作为环保人的自豪感和责任感。此外，在精选或编写专业化纸质教材基础上，可加强数字化教材建设。电子教材可为纸质教材提供重要的辅助作用，在未来教学中可能成为主流研究生教学工具。

（二）教学内容普适化和全面化

教学内容是课堂教学的重要环节。充实﹑全面﹑普遍适用的教学内容不仅能提高教师课堂教学效果﹑促进学生交流学习，还能通过课堂教学使学生在学习中获得基础知识，提升专业素养与道德素养［8］。针对“环境气象学”教学内容普适性和全面性有待加强的问题，在精选或编写专业化教材的基础上，授课教师应结合学校学科特色制定教学目标，充分搜集相关资料，逐渐完善教学内容。例如，湖南农业大学“环境气象学”教学团队，根据环境科学专业学科背景以及学校农林类高校属性，首先在讲授基本气象学教学内容的基础上，借助学校学院农田污染控制与农业资源利用等省部级科研创新平台，将农业环境﹑农业气候﹑农药施用等对气象环境影响等内容融入教学中。其次，在环境科学迅速发展以及“双碳”目标努力践行的今天，“环境气象学”教学内容应与科学研究相结合，将前沿的科研成果及新的科学认识融入教学内容。例如，在讲到全球变暖与温室气体时，融入“碳达峰”和“碳中和”的概念﹑意义﹑途径﹑成效等内容，使学生在学习中获得前沿科学动态，激发学习热情﹑树立环保意识﹑增强对本专业学习与研究的信心。最后，在教学内容中挖掘思政元素，通过思想意识的引导和价值观的培育，激发环境科学专业大学生热爱祖国﹑热爱科学的热情。

（三）教学方法多样化

教学方法关系到课程的成功与否，合适且丰富多样的教学方法可以使教师寓教于乐﹑学生寓学于乐，教师与学生通过教学过程共同成长和进步［8-10］。“环境气象学”学科交叉多﹑知识覆盖面广，传统的课堂讲授结合PPT辅助的教学方法已难以满足当前的教学需求。参考许多课程教改经验，以“互联网+”“5G+”等信息技术为依托，“环境气象学”可采用线上教学（网络课程﹑视频﹑图片﹑线上讲座﹑仿真平台）和线下教学（传统教学﹑线下讲座﹑学术交流）相结合的教学方式，既可有效整合教学资源，又可促进学习交流，进而提高教与学的效果［9］。以丰富的教学资源为基础，授课教师在“环境气象学”教学过程中，可根据不同教学单元采用情境式教学﹑互动式教学﹑案例教学﹑实践教学等不同教学方法，从而提高学生的学习效果。例如，在讲到典型环境气象问题时，可利用学习通App对学生进行自主分组，每个组就酸沉降﹑光化学烟雾﹑颗粒物污染等典型环境问题实际案例，探讨其表现﹑成因﹑机理﹑防治措施和治理效果，每组以一人为代表为大家讲授相关结论。此外，在线上和线下教学过程中，授课教师须合理进行教学设计，使线上教学资源真正发挥作用，避免其成为形式主义。

（四）教学评价体系综合化

综合且合理的课程考核方式能够考查学生综合运用所学知识技能分析解决实际问题的能力，既可反映出学生对知识的掌握程度，又可体现学生对知识的呈现力。针对传统“环境气象学”教学评价缺乏综合性和全面性的问题，授课教师可采用的具体教学方法，将教学评价拆分为平时成绩（出勤﹑作业﹑课堂讨论等）+线上学习成绩（学习资源学习率﹑线上测试﹑论坛互动等）+线下考试成绩，并根据具体要求设定相应部分的比例。其中，在线上学习成绩评价过程中，授课教师可以根据课程安排，借助线上教学平台，布置相应题目，以检验学生对每部分学习内容的掌握情况。

结语

《环境气象学与特种气象预报》一书的序言中指出：“环境气象作为一门新兴气象科技与服务领域，其发展不仅需要在实践中积极探索和积累经验，而且迫切需要加强理论方面的研究，从而进一步指导环境气象实践活动。尤其是环境气象作为一门发展中的学科，更需要对其理论与实践进行及时归纳，明确其内涵与范畴，阐述其基本原理和内在规律，从而更好地服务于环境气象科技工作者”［7］。本文通过分析“环境气象学”课程教学现状及存在的问题，提出了精选或编写专业化教材﹑教学内容普适化和全面化﹑教学方法多样化和教学评价体系综合化等课程教学改革思路。希望通过对“环境气象学”课程进行合理改革，助力环境科学专业人才的培养，使其更好地为实现“双碳”目标贡献力量。